水力发电学报

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2020年 39卷 12期刊出日期：2020-12-25

	1	特约论文：基于定位系统的水电工程建设资源动态管理 ^Hot!
		樊启祥, 刘元达, 李果, 谢亮, 王毅, 樊凯, 王留涛, 宁泽宇
		DOI: 10.11660/slfdxb.20201201
		大型工程建设资源投入如劳动力及施工设备的管理一直是工程管理的核心。现代信息通信技术为实现动态、精准的管理要求提供了强有力的技术保障。面对资源流动性大、交叉作业多、专业技术复杂的管理挑战，金沙江下游河段大型水电工程建设过程中建立了一套适用于不同作业场景定位精度和响应速度的综合定位技术体系并开发了人员与设备定位系统。本文基于这些定位系统实时采集的人员与设备的定位数据，采用相关数据技术，对建设行为进行综合分析和实时反馈，对资源投入、移动轨迹、作业状态等进行动态管理，实现大型水电工程建设资源的实时精细化管控。绩效结果表明，该系统提高了工程建设的安全与质量管理水平，成果可供同类工程建设管理参考。
		2020 Vol. 39 (12): 1-15 [摘要] ( 152 ) PDF (5937 KB) ( 745 )

	16	边坡滑动面构造的基函数
		介玉新, 谢琪, 周婷
		DOI: 10.11660/slfdxb.20201202
		采用初等函数构造边坡的滑动面，可以大大减少滑动面的自由度，也有利于保证滑动面的光滑性质。在现有滑动面构造方法的基础上，本文进一步提出了用不同的基函数构造滑动面的一般性方法，使得滑动面的构造方式能够在统一的框架中进行，把一个几何问题转变为代数方法中基函数的参数选择问题。针对相关参数的约束条件，也给出了约束问题的处理方法。针对典型算例，采用5种基函数构造滑动面，用Morgenstern-Price方法计算其安全系数和失稳加速度。算例计算表明所推荐的基函数都能够满足要求，而且能够生成出传统方法所难以发现的滑动面。
		2020 Vol. 39 (12): 16-24 [摘要] ( 123 ) PDF (470 KB) ( 528 )

	25	鄱阳湖水位时空演变驱动因子研究
		郭振天, 黄峰, 郭利丹, 吴瑶
		DOI: 10.11660/slfdxb.20201203
		近年来，鄱阳湖水位发生了一定程度的变化，威胁到湖泊湿地生态安全。本文首先采用Mann-Kendall法分析1990—2016年鄱阳湖湖区水位变化特征。然后构建BP神经网络模型模拟湖区水位，并通过情境分析研究长江干流流量、鄱阳湖子流域入湖流量以及地形对湖区水位变化贡献率的时空特征。从时间特征上看，长江干流流量是各站7—10月月平均水位下降的主要驱动因子，地形是鄱阳湖枯水期水位下降的主要驱动因子；从空间特征上看，长江干流流量对各站7—11月月均水位的拉低效应表现为星子站>都昌站>棠荫站>康山站，地形对各站月均水位拉低效应总体表现为都昌站>星子站>棠荫站>康山站，地形变化是造成都昌站水位变幅最大的主要原因。
		2020 Vol. 39 (12): 25-36 [摘要] ( 229 ) PDF (3789 KB) ( 621 )

	37	梯级水电站群补偿效益求解及分配机制研究
		张乐辰, 李文斌, 何勇, 张太衡, 杨明
		DOI: 10.11660/slfdxb.20201204
		针对梯级水电站群补偿关系难以量化、且尚未形成行之有效的补偿效益分配机制的问题，提出可得到流域梯级任一施益电站补偿效益的求解思路，并基于改进逼近理想解排序法（TOPSIS法），将传统分配方法纳入综合评价，建立施益、受益电站间补偿效益分配机制。将其应用于乌江干流10级电站补偿效益求解和分配实例中，结果表明：通过本文提出的求解思路可以明确乌江干流5个施益电站与下游电站的补偿关系，计算过程简便，具备较强的理论基础；基于改进TOPSIS法确定的各评价指标权重符合预期，分配结果合理，可为各电站利益博弈提供理论依据，有利于促进梯级合作，实现流域水力发电效益最大化。
		2020 Vol. 39 (12): 37-46 [摘要] ( 216 ) PDF (455 KB) ( 510 )

	47	基于统计实验的水文序列一致性测度比较分析
		牛静怡, 谢平, 吴林倩, 桑燕芳, 吴子怡, 霍竞群
		DOI: 10.11660/slfdxb.20201205
		目前检验水文时间序列是否为一致性的方法较多，但缺乏对其精度的系统比较。本文基于概率论提出两类错误率的标准，通过蒙特卡洛法设计统计实验，对Hurst测度、Bartels测度、Runs测度、Ljung-Box Q（LBQ）测度和Spearman测度进行对比分析。结果表明：五种测度的精度受模拟序列的变异类型和变异程度的影响较大，但与纯随机成分的均值、变差系数和偏态系数无明显关系，Bartels测度、Runs测度和LBQ测度的精度最优，Spearman测度次之，Hurst测度最差。实例显示五种测度对变异序列误判的概率很大，而对扣除变异成分后的剩余序列的检验非常准确。因此，建议先进行变异检验，去除变异成分后再进行一致性检验，可得到可靠的结果。
		2020 Vol. 39 (12): 47-61 [摘要] ( 182 ) PDF (534 KB) ( 436 )

	62	风电并网条件下的梯级水电站长期优化调度
		赵珍玉, 张一, 李刚, 李秀峰, 蒋燕, 周彬彬, 程春田
		DOI: 10.11660/slfdxb.20201206
		随着新能源的快速发展，大规模风电并网条件下电网需要更多的调节能力，梯级水电站利用其灵活的调节能力可以与大规模风电联合运行。本文研究了风电的日内反调峰特性对梯级水电站发电的影响，并得到梯级水电站的日发电量上下限。然后，通过这个日发电量约束搭建梯级水电站长期调度与短期调度的桥梁，以达到在长期优化调度中考虑风电的短期反调峰特性的目的。以我国西南地区澜沧江下游2座梯级水电站与周边风电为实例进行研究，结果表明，与风电站联合调度后，梯级水电站的长期调度方式需要改变，尤其是汛前枯期的库水位决策与汛后蓄水决策。所提出模型为破解大规模风电并网问题提供新的技术途径。
		2020 Vol. 39 (12): 62-75 [摘要] ( 211 ) PDF (880 KB) ( 600 )

	76	黄河干流年径流量非一致性频率计算
		鲁帆, 肖伟华, 戴雁宇, 宋昕熠
		DOI: 10.11660/slfdxb.20201207
		采用具有时变统计参数的GAMLSS（generalized additive model for location, scale and shape）模型，研究黄河干流年径流系列的非一致性水文频率计算方法。首先介绍了模型结构、参数估计及拟合效果的评价方法，然后在分析6个水文站1956—2017年年径流量变化趋势的基础上，构建非一致性水文频率计算备选模型集，选取AIC值最小的概率分布类型和参数作为最优模型，通过残差序列的统计特征和设计径流量的分位数图检验模型拟合效果。结果表明本文所构建的各优选模型与径流序列的拟合效果较好，各站年天然径流系列对应的设计径流量有随时间减少的趋势。在水资源评价和调配中，应充分考虑径流的非一致性特点，开展变化环境下水资源的预报预测及不确定性评估工作。
		2020 Vol. 39 (12): 76-84 [摘要] ( 183 ) PDF (2435 KB) ( 672 )

	85	不同流量条件下弯曲河流颈口裁弯实验研究
		吴新宇, 李志威, 胡旭跃
		DOI: 10.11660/slfdxb.20201208
		颈口裁弯是弯曲河流演变过程的突变现象，其过程和机制尚未形成统一认识。本文采用室内水槽实验概化模型法，研究恒定流量和变化流量条件下裁弯前颈口缩窄过程、新河道形成及裁弯条件。结果表明，无论流量变化与否，颈口上、下游河岸的侵蚀是触发裁弯的主要因素。弯曲河流的模型河道的弯曲系数为6 ~ 7，颈口段宽度与河段河宽比值约0.43，河槽物质为非黏性沙，在单宽流量为0.0039 ~ 0.0069 m2/s，纵比降为1‰的条件下，经历足够长时间的河岸侵蚀后可发生颈口裁弯现象。裁弯即将发生时，连续河湾弯曲系数有所增加，河道的平面形态向下游发生旋转。颈口裁弯后，新河道形成经历以纵向冲刷为主、以横向展宽为主和缓慢发展三个阶段。
		2020 Vol. 39 (12): 85-93 [摘要] ( 129 ) PDF (1979 KB) ( 327 )

	94	低影响开发设施的综合效益评估指标体系研究
		俞茜, 李娜, 王杉, 孟雨婷
		DOI: 10.11660/slfdxb.20201209
		低影响开发（LID）设施作为一种韧性的方式可以综合解决城市新老水问题，相较于灰色基础设施控制降雨径流量的单一功能，LID设施的综合效益更加显著。为了在规划设计阶段全面地评价LID设施的效益，本文分别从减灾效益、经济效益、环境效益和社会效益4个方面筛选18个评估指标，构建5类不同LID设施的综合效益评估指标体系。将构建的评估指标体系应用于济南大明湖海绵城市建设试点区，结果表明：在5、10和20年一遇24 h设计暴雨条件下，组合LID设施的因灾直接经济损失削减率分别为13.86%、4.28%和4.09%，增加的地下水回补量分别为223.49万m3、286.38万m3和287.28万m3。此外，可以减少空气中NO2（0.38 ~ 0.61 t/yr）、O3（0.74 ~ 1.17 t/yr）、SO2（0.29 ~ 0.52 t/yr）和PM10（0.14 ~ 0.17 t/yr）等污染物含量，同时增加环境美观。
		2020 Vol. 39 (12): 94-103 [摘要] ( 233 ) PDF (1036 KB) ( 401 )

	104	基于SVD和DBN的水电机组故障诊断
		李辉, 范智超, 李华, 白亮, 贾嵘, 罗兴锜
		DOI: 10.11660/slfdxb.20201210
		针对水电机组早期故障信号信噪比低的问题，本文将奇异值分解（SVD）和深度置信网络（DBN）相结合进行故障诊断。首先，利用包含噪声的振动信号构造Hankel矩阵，对其进行奇异值分解，采用奇异值差分谱法选取有效奇异值进行相空间重构，实现降噪的目的；然后，对降噪后的振动信号进奇异值分解，用所得的整个奇异值序列构造特征向量；最后，建立深度置信网络分类器模型，实现水电机组的故障诊断。同时，将所提方法与BP神经网络，多分类支持向量机进行对比。结果表明，本文所提方法能够更加可靠高效地识别故障类型，具有一定的应用价值。
		2020 Vol. 39 (12): 104-112 [摘要] ( 186 ) PDF (1526 KB) ( 459 )

	113	混流式水轮机叶道涡形成分析及抑制研究
		王钊宁, 孙龙刚, 郭鹏程, 王秀玲
		DOI: 10.11660/slfdxb.20201211
		可再生能源的大力发展要求水电机组更加频繁地运行在部分负荷，以平衡电网参数，导致部分负荷下的叶道涡特性成为水轮机水力设计及优化的一个重要考核指标。本文基于理论分析和水轮机模型试验，分析了混流式水轮机叶道涡的形成原因，并提出抑制叶道涡初生和发展的有效措施。研究表明，水轮机转轮不能适应流量较大范围的变化而导致转轮内稳定连续的压力梯度被打破可能是影响叶道涡形成的因素之一。通过压缩转轮流道，采用仿生流线型设计及控制叶片扭曲程度对转轮进行改型，能够有效抑制和推迟叶道涡的初生及发展，为进一步扩大水轮机的稳定运行范围提供参考。
		2020 Vol. 39 (12): 113-120 [摘要] ( 182 ) PDF (1113 KB) ( 658 )

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