水力发电学报
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2026年 45卷 5期
刊出日期：2026-05-25
1
编辑部推荐论文:鄱阳湖湿地水体高精度识别与景观格局高频率动态分析
Hot!
祝嘉宁, 毛劲乔, 田明明, 张培培
DOI: 10.11660/slfdxb.20260501
鄱阳湖作为国际重要洪泛湿地，其水体年内季节性变化显著，精准识别其水体及景观格局动态变化，对水生态系统稳定至关重要。构建了兼具高空间分辨率与高时频信息的水体动态识别模型：基于全球地表水数据集JRC-GSW，结合多源遥感数据制定规则化自动采样策略，获取高置信度的水体训练数据集；基于随机森林算法训练分类模型，融合多源时序数据，构建水体季节性动态特征识别模型；以鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区为对象，以10天为周期，在10 m分辨率下对其2023年丰水期进行识别分析。结果表明，模型在湿地复杂环境下具有强鲁棒性和识别能力，显著改善了JRC-GSW产品中存在的水体漏判与误判问题，能直观揭示水体动态变化过程；在该年枯水期提前的背景下，水体景观格局整体呈现出“主湖退缩—洼地汇水”的特征，反映了南矶湿地水文过程对季节性水体波动和极端干旱事件的敏感响应，可为重要湿地保护规划与成效评价提供重要科学参考。
2026 Vol. 45 (5): 1-15 [
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溃口下游河道水动力特征实时监测技术研究
郭秋歌, 杨洋, 介玉新
DOI: 10.11660/slfdxb.20260502
溃口下游河道水动力特征的实时、精准监测是水利工程安全防护与防洪减灾决策的关键支撑，传统接触式监测技术存在响应滞后、精度不足等问题，难以满足应急监测需求。本文通过融合图像识别技术、LSPIV和PTV技术，研发了高效的HAIT算法引擎，有效提高了溃口水流速度分布的测量精度和效率。同时，针对复杂场景下的测量问题，引入L-K金字塔光流算法和图像金字塔构建方法，解决了大运动不连贯情况下的光流计算难题。此外，还构建了河道视频智能流速监测技术体系，包括监测系统组成和工作流程，并通过实际应用测试验证了该技术的可靠性与有效性，为溃口下游河道水动力监测提供了新的技术手段。
2026 Vol. 45 (5): 16-29 [
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30
突破参数范围限制：梯度下降法在水文模型率定中的优势
高帅, 黄雯琦, 郑徽峰, 黄跃飞
DOI: 10.11660/slfdxb.20260503
过程驱动水文模型的参数率定长期以来主要依赖于遗传算法等传统优化算法，而基于梯度下降法的参数优化研究则相对缺乏。为探究梯度下降算法在该领域的适用性，并系统比较其与传统优化算法的性能差异，本研究选取梯度下降算法组的Adam、AMSGrad、Adadelta三种优化算法，以及传统优化算法组的协方差矩阵自适应进化策略（CMA-ES）、自适应模拟退火算法（ASA）、遗传算法（GA），共计六种方法，对Hydrologiska Byr?ns Vattenbalansavdelning（HBV）模型进行参数率定。结果表明，梯度下降算法在计算效率和模拟稳定性方面优势显著。在径流拟合精度上，纳什效率系数（NSE）较传统算法提升约0.01 ~ 0.02；峰值流量误差（TPE）最大降低约23%。此外，与传统优化算法严重依赖预设参数范围不同，梯度下降法可使参数自适应突破范围限制并优化至更合理的参数空间，显著降低了对参数先验知识的依赖。本研究为水文模型参数优化提供了有效途径，具有一定的理论价值与应用潜力。
2026 Vol. 45 (5): 30-43 [
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水泵水轮机转轮模态节径分量及流激振动特性分析
夏翔, 靳发业, 韩文福, 孟龙, 邓磊
DOI: 10.11660/slfdxb.20260504
转轮的流激振动是水泵水轮机组面临的重大挑战，而模态分析是研究转轮流激振动特性的关键路径。本文采用声固耦合方法求解了水泵水轮机转轮在实际流道中的固有模态，并通过对转轮外缘圆周线上的位移分布进行傅里叶级数展开来识别各模态振型中的节径数。基于动静干涉水力激振理论，采用声固耦合模型计算了特定激励下转轮的谐响应特性，并分析了特定激励下的错频避振区间。结果表明，转轮各模态振型中均包含多个节径分量。对于9叶片转轮而言，模态振型中的节径数总是耦合产生其值增减9所对应的节径分量。值得注意的是，对应于衍生节径数的激励力可有效激发以原节径数为主导的固有模态。另外，水泵水轮机转轮的某些高阶模态在特定激励下表现出了与低阶模态幅值相当的强烈共振。这些现象说明水泵水轮机转轮的实际激振特性比当前行业内的普遍认知更加复杂，同时对其避振设计提出了更高的要求。
2026 Vol. 45 (5): 44-54 [
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融合岩壁完整性的灌浆质量模糊综合评价方法
王桂林, 李彪, 廖明勇, 杨鑫杰, 向学坤, 李柏佚
DOI: 10.11660/slfdxb.20260505
针对传统灌浆质量评价方法依赖单一指标、难以全面反映灌后岩体真实状态的问题，本文旨在构建一种多指标协同的综合评价新方法。首先，构建了包含渗透性和密实性的双准则评价指标体系，涵盖灌后吕荣值、岩壁完整性指数、声波波速和单位注灰量四项指标；其次，采用层次分析法和熵权法分别计算主客观权重，并引入博弈论进行组合赋权以平衡专家经验与数据特性；最后，基于模糊综合评价法建立隶属度矩阵，实现对灌浆质量的定量分级。将该方法应用于金川水电站工程，结果表明：综合评价权重向量为[0.396, 0.2655, 0.1658, 0.2091]T，四个评价单元的灌浆质量指数分别为4.307、3.769、4.356和4.365。与传统单一指标方法相比，本文方法在整体趋势判断上保持一致，且能更精细地识别出局部灌浆薄弱区域。研究表明，该方法兼具多指标协同、赋权合理以及评价稳健的优势，可为灌浆工程质量的精准评价与补灌决策提供更全面的理论依据。
2026 Vol. 45 (5): 55-68 [
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平原土坝地震液化的能量判别模型及数值分析
蔡志为, 崔溦, 季树凯
DOI: 10.11660/slfdxb.20260506
含透水层软基上平原土坝的地震液化问题严重威胁其工程安全，现有基于应力的液化判别方法难以顾及地震荷载的持时和随机特性，限制了其评估的准确性。本研究构建了一种基于能量的液化判别框架。该框架结合有限元数值模拟，以单位体积土体吸收的归一化耗散能为核心指标，用以评估液化触发的可能性。利用含砂土液化数据的典型历史地震记录对该方法进行验证，结果显示其具有高准确性。以平原水库土坝为工程实例，建立了三维有限元分析模型，模拟了地震动的倾斜入射，并应用所建方法预测了潜在液化区。结果表明，能量法与传统应力法预测的液化区域总体吻合，均集中于上下游坝脚，但前者可更精细地描述液化范围。该方法为平原土坝的地震液化评估提供了重要的理论参考和更可靠的分析手段。
2026 Vol. 45 (5): 69-79 [
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环境数据失真条件下土石坝变形预测方法研究
陈良捷, 李萌, 李焱, 林太清, 熊家归
DOI: 10.11660/slfdxb.20260507
在土石坝日常运行管理过程中，监测资料时常出现环境数值失真及序列空白中断等现象，基于传统预测手段难以开展科学可靠的大坝变形行为及健康态势分析，因此，本文提出了基于单时序优化模型和多尺度组合理论的土石坝变形预测方法。考虑到土石坝变形行为具有强时间依赖特征，以精准捕捉目标变量的自相关性为导向，建立具有优良全局依赖学习能力的Transformer单时序训练模型；引入变分模态分解技术对训练样本进行分频预处理，降低数据内部多频分量及噪声的交叉干扰影响；利用开普勒算法对变分模态分解的预设参数及各子序列训练输入的历史信息量进行寻优求解，据此构建出环境数据失真条件下土石坝变形预测模型。工程实例分析表明，本文方法在训练处理非平稳、低质量监测数据时展现出较强的预测性能和泛化能力，为复杂监测条件下土石坝变形分析提供了实用可靠的技术支撑。
2026 Vol. 45 (5): 80-94 [
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高海拔强紫外环境下花岗岩沥青混凝土老化性能研究
孟繁星, 许增光, 付涵, 曹成, 金发建
DOI: 10.11660/slfdxb.20260508
为探究高海拔强紫外环境下酸性骨料沥青混凝土的性能演变规律，选取酸性花岗岩与碱性石灰岩沥青混凝土，开展紫外老化试验，并结合小梁弯曲试验评价力学性能。以应力、应变和弯曲应变能密度临界值为指标，采用响应面法构建温度与紫外作用耦合模型。结果表明：紫外老化使沥青基质发生化学损伤，使混合料产生裂纹并随时间扩展，导致变形能力下降；不同温度下损伤效应差异明显，其中0 ℃条件下材料兼具较高强度和变形能力，抗紫外稳定性最佳；随老化加深，石灰岩与花岗岩混凝土在峰值应变上差异最大达50%。本研究揭示酸性骨料沥青混凝土在高寒强紫外环境下的性能退化规律并量化其与碱性材料的差异，为沥青混凝土面板防渗材料选择提供依据。
2026 Vol. 45 (5): 95-108 [
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整体弧形闸门结构在流激周期荷载下的动力稳定分析
吴啸峰, 杨浩, 吴健, 李遇春
DOI: 10.11660/slfdxb.20260509
已有的一些弧形闸门支臂结构在流激周期荷载作用发生动力失稳（参数共振），从而导致结构损坏。目前人们对闸门参数共振机理的认识尚不全面，且缺乏实用的结构动力学分析方法用于工程计算，现有较多的弧形闸门动力稳定研究将闸门支臂结构简化为单跨梁，忽略了整体结构动力特性，计算模型偏离实际。为此，本文建立了整体弧形闸门结构有限元模型及结构平面内参数振动方程，并结合Newmark法和能量增长指数对结构参数共振的动力稳定性进行评价。数值算例表明，当激励参数落入失稳区域时，结构将发生振幅呈指数增长的参数共振；静水荷载会降低结构整体刚度，导致失稳边界向低频方向移动；结构阻尼的增大使失稳区域缩小。通过一个弧形闸门模型试验，本文观测到了模型结构的实际参数共振现象，试验测得的失稳边界与数值预测结果吻合良好，验证了整体结构有限元计算方法的正确性与适用性，为弧形闸门的动力稳定性评估提供了一个实用计算方法。
2026 Vol. 45 (5): 109-120 [
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