水力发电学报
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2020年 39卷 10期
刊出日期：2020-10-25
1
特约文章：水利大数据研究现状与展望
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蒋云钟, 冶运涛, 赵红莉, 梁犁丽, 曹引, 顾晶晶
DOI: 10.11660/slfdxb.20201001
水利管理对象数量大、类型多、空间分布广、运行环境复杂、交织作用因素众多，对其进行全生命周期的精细化管控极其困难。将以关联分析为特点的水利大数据技术和以因果关系为特点的水利专业机理模型相结合，对海量多源的水利数据加以集成融合、高效处理和智能分析，并将有价值的结果以高度可视化方式主动推送给管理决策者，是解决水利对象精细化管控难题的根本途径。本文主要对水利大数据的概念认知、技术体系及其应用于水利规律解析、水利态势研判、水利趋势预测和水利决策优化的研究现状进行了综合分析，提出了水利大数据发展趋势为需求场景化、管理集成化、分析智能化、服务平台化、保障体系化。在水利大数据应用中，数据是根本，分析是核心，利用大数据技术提高水治理效率是最终目的，应深度挖掘水利业务管理需求，整合水灾害、水资源、水环境、水生态、水工程等领域全息数据，全面布局水利大数据的基础理论和核心技术研究，加快推进大数据技术与水利的深度融合，支撑我国水治理彻底转型升级。
2020 Vol. 39 (10): 1-32 [
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33
基于改进深度信念网络模型的中长期径流预测
岳兆新, 艾萍, 熊传圣, 宋艳红, 洪敏, 于家瑞
DOI: 10.11660/slfdxb.20201002
为提高流域中长期径流预测效果，提出径流综合指数构建、因子筛选和改进深度信念网络模型相结合的预测方法。首先研究不同水文站点（细粒度）月平均径流的一致性，构造流域径流综合指数（粗粒度），在较宏观层面研究流域水情丰枯变化；接着采用基于信息熵的因子筛选方法，获得影响流域水情丰枯变化的关键因子集，形成深度学习的输入；然后利用改进的深度信念网络（IDBN）模型进行预测。以雅砻江流域为例，将所建模型与多元线性回归、自回归移动平均、反向传播（BP）神经网络、支持向量机和传统深度信念网络等预测模型进行对比分析。结果表明：所提方法具有较好的实用性，且IDBN模型具有更好的预测速度和精度。研究结果可为流域中长期径流变化趋势预测提供参考。
2020 Vol. 39 (10): 33-46 [
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47
国际工程技术标准差异应对管理研究
康延领, 唐文哲, 沈文欣, 刘扬, 张惠聪
DOI: 10.11660/slfdxb.20201003
分析技术标准差异、标准知识管理对国际工程实施的作用机理，有助于我国承包商采取有效应对措施，提升技术标准差异管理水平和国际竞争力。本文基于文献、问卷、访谈和案例数据，构建并验证了技术标准差异应对管理模型，揭示了各要素之间的作用关系。研究表明：职业健康、安全与环保标准差异最大，其次是材料标准和设计标准；承包商技术标准知识组织层面学习表现较好，但技术标准知识存储管理水平仍有待提升；技术标准差异通过引发履约问题影响项目绩效，履约问题起到完全中介作用；加强技术标准知识管理能够降低履约问题发生频率以提升项目绩效。
2020 Vol. 39 (10): 47-56 [
摘要
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57
西江流域降水气温关系变异诊断及驱动力分析
刘哲, 黄强, 杨元园, 黄生志
DOI: 10.11660/slfdxb.20201004
气候变化的加剧和气象灾害频发，使得西江流域的降水-气温相依结构是否发生变化及其背后的驱动力尚不明晰。本文基于Copula函数的极大似然比（CLR）方法，对两者的相依结构进行变异诊断，并考虑当地气象因子和遥相关因子，探究变化背后的驱动力。结果表明，西江上游流域降水-气温相依结构在2002年2月发生了变异，郁江流域在1985年4月发生了变异。风速、相对湿度在全时间序列中和其相依结构有着较显著的正、负相关关系，并且北极涛动是主要驱动力，它影响着东亚季风，然后对当地风速产生影响，进而影响降水-气温关系，使其相依结构发生了显著变异。
2020 Vol. 39 (10): 57-71 [
摘要
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72
基于LSTM神经网络的流域污染物通量预测
刘迎军, 王康, 李立
DOI: 10.11660/slfdxb.20201005
：针对流域水文和污染物迁移转化过程模型受限于模型初始条件、边界条件、数值分辨率、参数敏感等及现有的深度学习模型对污染物通量时间序列数据解析缺少物理机制的问题，提出了基于长短时记忆神经网络（LSTM）的流域污染物通量预测模型。借助深度学习框架Keras，构建了多变量时间序列预测模型。选择气象数据作为流域产汇污过程的驱动因子、前期降雨量作为表征流域土壤干湿程度的指标，基于以上指标在不同降雨强度、月份、水文期的污染物通量的差异性分析，确定了模型的输入端特征；使用基于LSTM的时间模拟器识别了历史数据间的固有特征及输入特征间的复杂非线性关系；通过基于该模型的流域污染物日通量模拟值和实测值的比较，以及与流域分布式水文和污染物迁移转化过程模型（SWAT模型）的对比分析，评价了模型的预测性能，分析了不同输入特征的贡献率，验证了使用该模型预测流域污染物通量的可行性。该预测模型可为流域污染物通量预测提供一种新的思路。
2020 Vol. 39 (10): 72-81 [
摘要
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82
适用于水电机组的改进滑模控制策略研究
吴道平, 鄢波, 刘冬, 肖志怀
DOI: 10.11660/slfdxb.20201006
近年来，随着风、光等可再生能源在能源供应中的比例日益增加，其间歇性和难以预测性使电网的稳定性面临更多挑战。水电机组是电网中具有重要调节作用的机组，其调速器广泛采用传统的比例-积分-微分（PID）控制。然而，PID控制对机组复杂工况的适应性较差，作为重要的鲁棒控制策略，滑模控制在实现水电机组优化运行方面具有巨大潜力。因此，为实现滑模控制在水电机组中的应用，本文将滑模控制引入水轮机调节系统，分析“假稳定”现象的原因并提出改进的滑模控制器。同时，基于自适应模糊粒子群算法（AFPSO）和时间乘误差绝对值积分（ITAE）指标，对改进滑模控制器的参数进行优化。通过仿真证明了所提出的滑模控制策略的有效性。
2020 Vol. 39 (10): 82-91 [
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92
气垫式调压室临界稳定气体体积研究
欧传奇, 刘德有, 周领
DOI: 10.11660/slfdxb.20201007
借助开敞式调压室稳定理论建立的气垫式调压室临界稳定断面面积，其与气室气体高度相关，两者构成封闭气室体积。为摸清气垫式调压室水位波动稳定性与断面面积和室内气体体积关系，核实影响水位波动稳定的决定因素，通过分析“引水道－气垫式调压室”系统小波动稳定条件，发现其小波动稳定性与断面面积和室内气体体积均有关联，证实在满足结构、布置、施工等要求的“体积最小化条件”下，其小波动稳定性主要受室内气体体积影响，气垫式调压室临界稳定断面面积概念不准确，气垫式调压室不必局限于等面积体型。据此提出了气垫式调压室“临界稳定气体体积”及相应体型优化设计思路，建立了临界稳定气体体积计算公式，按照严格的求导判定法则分类分析确定了计算参数的取值，针对不同用途导出了多种实用计算公式。
2020 Vol. 39 (10): 92-101 [
摘要
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102
海洋环境下复合镍铁渣粉水泥土的强度劣化研究
陈峰, 童生豪
DOI: 10.11660/slfdxb.20201008
采用实验室模拟的方法，研究海洋环境对掺复合镍铁渣粉水泥土强度的影响。本文将镍铁渣粉和矿粉混合后，作为掺和料掺入到水泥土中。通过海洋环境侵蚀分析、无侧限抗压强度试验、SEM和EDS试验分析，研究了海洋环境对复合镍铁渣粉水泥土的表观特征、强度性能及微观形貌的影响。试验结果表明：海洋环境对水泥土的表观结构具有侵蚀作用，同时对其强度也具有劣化作用，而且随着侵蚀时间的增加海洋环境对其侵蚀劣化作用越来越强；水泥土中掺入的复合镍铁渣粉能发挥出微集料效应和活性效应，因而具有良好的耐久性。复合镍铁渣粉不仅能提升水泥土的强度，同时能降低海洋环境对其表观结构的侵蚀，缓解海洋环境对其强度的劣化作用。
2020 Vol. 39 (10): 102-109 [
摘要
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110
基于本体特征模型的混凝土坝浇筑块信息表达
王宇峰, 周宜红, 赵春菊, 胡超
DOI: 10.11660/slfdxb.20201009
针对混凝土坝浇筑块及其仓面表达中非几何信息表达存在的问题，本文首先以施工工艺流程和分部分项工程为基础进行混凝土坝浇筑块的产品结构分解（PBS）和工作结构分解（WBS）；建立基于PBS-WBS合成映射的浇筑块特征模型，以基本参数描述浇筑块及其仓面的几何信息，以特征树描述浇筑块及其仓面的非几何信息；最后，采用OWL本体语言表达浇筑块特征，实现浇筑块特征信息的存储、查询及更新等操作。案例分析证明，本方法可以提高对浇筑块及其仓面信息认识的全面性和表达的准确性，帮助施工技术人员合理地分配施工任务和调配施工资源。
2020 Vol. 39 (10): 110-120 [
摘要
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