联合国世界水发展报告述评

胡庆芳1, 2, 3，张根瑞1, 2，方 琼4，邱豆豆5，周天涛1, 2, 3，苏 鑫1, 2, 3

(1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029； 2. 水灾害防御全国重点实验室，江苏 南京 210029； 3. 长江保护与绿色发展研究院，江苏 南京 210098； 4. 宿迁市水利局，江苏 宿迁 223800； 5. 沭阳县水利局，江苏 宿迁 223600)

摘要: 联合国世界水发展报告（World Water Development Report, WWDR）是全球水资源评估计划的重要组成部分之一，为决策者提供了制定和实施可持续水资源政策的知识、工具和案例。简述了WWDR的历史沿革，对2003 年以来历次报告作了总结评述，同时重点介绍了2024年WWDR的主要内容。最后结合历届WWDR 所提出的重要观点、解决水问题的对策和中国水安全保障实际情况，阐述了若干思考和认识。

关键词：水危机； 可持续发展； 联合国水机制； 世界水发展报告； 水与和平及繁荣

闸控湖泊水生植物恢复的敏感生态水位研究——以固城湖为例

谢得宝1，周 敏2，冯 俊3，姚亚芹4，郭刘超5，陆海明1

(1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029； 2. 江苏省水利厅，江苏 南京 210029； 3. 江苏省秦淮河水利工程管理处，江苏 南京 210022； 4. 南京市高淳区水务局，江苏 南京 211300； 5. 江苏省水利科学研究院，江苏 南京210017)

摘要: 水位变化对湖泊水生植物生长发育有着重要影响。分析了固城湖2006—2023年水位、2013—2021年水生植物变化特征，探讨了固城湖水生植物对水位变化的响应关系，提出了基于水生植物恢复的闸控湖泊敏感期生态水位。研究结果表明：（1）2006—2011年固城湖平均水位为8.47 m；2012年新建出入湖水闸投入使用，为提高水资源利用量，固城湖汛后蓄水位由8.50 m 提高到9.50 m，2012—2015年平均水位达到9.69 m；2016年以来，受芜申航道通航影响，湖泊水位年内波动较大，2016—2023年平均水位为8.98 m。（2）2013—2021年固城湖水生植物种类呈下降趋势；优势种由菹草、竹叶眼子菜、荇菜转变为菹草，水生植物群落逐渐趋向单一化，存在由草型湖泊向藻型湖泊转变的趋势。（3）固城湖3—4月、12月—次年4月水位超过9.00 m的天数与5月份水生植物生物量呈显著负相关（p≤0.05），水生植物萌发的关键时期保持较高的水位状态，是水生植物生物量明显下降的重要原因。（4）2024年水碧桥泵站的建成启用为进一步加强固城湖水资源精细化调度提供客观条件，为恢复水生植物多样性，初步拟定7.50 m作为固城湖水生植物萌发的敏感生态水位，湖泊水位在敏感期（3—4月）可根据水生植物萌发情况在7.50~8.50 m之间适当调整，使之与湖泊水资源利用及通航需要相协调。建议加强湖区水生态监测，进一步确定水生植物恢复的关键时期和重点区域；加强水利枢纽工程调度管理，制定精细化的调度方案，营造有利于恢复水生植物的水位变化过程，统筹实现防洪、供水、灌溉、生态、航运等多个目标。

关键词：闸控湖泊； 敏感生态水位； 水生植物； 固城湖

土地利用变化对城区产汇流影响研究

王 斌1，严小林2，鲍振鑫1, 3, 4，王 婕1，吴厚发5，王泽君1

(1. 南京水利科学研究院 水灾害防御全国重点实验室，江苏 南京 210029； 2. 中国人民解放军 31153 部队，江苏南京 210016； 3. 水利部应对气候变化研究中心，江苏 南京 210029； 4. 南昌工程学院 水利工程学院，江西 南昌330099； 5. 长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北 武汉 430010)

摘要: 城市土地利用变化改变了产汇流关系，进而影响城市洪涝灾害的形成和发展。以杭州城西区为研究对象，利用Patch-generating Land Use Simulation（PLUS）模型预测未来土地利用情景，构建Storm WaterManagement Model（SWMM）模型，分析区域产汇流变化情况。结果表明：（1）PLUS模型可以预测研究区域未来土地利用情景，预计到2030年，建设用地相较1980年增加248.43%，耕地相较1980 年减少54.59%；（2）构建的SWMM模型能较好地模拟研究区的产汇流过程，误差小于10%；（3）1980—2030年区域总体不透水率增加了27.91%，50年一遇和100年一遇两种情景下的洪峰流量增加了281.4和301.5 m3/s，洪水总量增加了696万和751万m3；（4）SWMM模型模拟的洪峰流量、洪水总量与区域建设用地占比之间呈较好的线性关系。研究结果可加深城市化对产汇流过程的影响机理研究，对城市洪涝灾害防治提供科技支撑。

关键词：城市化；产汇流；土地利用变化；PLUS 模型；SWMM模型

南水北调东线工程泗洪站—睢宁站河段水力特性分析

卞新盛1，朱铃钰2，闻 昕3，王怡波1，吴志峰1

(1. 南水北调东线江苏水源有限责任公司，江苏 南京 210098； 2. 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海 200000； 3. 河海大学 水利水电学院，江苏 南京 210098)

摘要: 南水北调东线工程具有输水线路长、影响因素多、工况变化复杂等特点，解析河道水力特性是保障大型梯级泵站安全高效运行的基础。以泗洪站—睢宁站河段为研究对象，基于MIKE11建立一维河道水动力模型，从槽蓄量、水力损失和水力响应特征等3 个方面对河道进行水力特性分析，研究不同调水工况下河道水力参数变化规律。结果表明：水位模拟平均绝对误差为0.044 m，具备较好的模拟精度；分析了河道水力损失的变化特征，提出了减少水力损失和提高输水效率的运行建议；揭示了河段水位、流量与蓄量的关系，解析了河道在复杂水力条件下的水位和流量变化特性。研究结果表明可通过调整水位合理分配槽蓄量，实现上游来水流量缓慢变化，为泵站在工况切换、应急事件下的安全运行提供参考。

关键词：水动力模型； 水力特性； MIKE11； 水力响应； 水力损失

地下水封石油洞库油气压力对渗流场的影响

韩福芝1，郤保平1, 2，董赟盛1，赵文卓1，蔡佳豪1，樊 强1

(1. 太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024； 2. 原位改性教育部重点实验室，山西 太原 030024)

摘要: 地下水封石油洞库是一种有效的储油技术，通常采用人工水幕系统来保持稳定的地下水位，以防止产品泄漏。洞室内的油气压力会影响地下水渗流场，在洞室附近产生一定范围的油气泄漏区，对洞室涌水量和油气泄漏产生影响，合理控制油气压力对保证地下油库水封功能和储油库长期稳定运行至关重要。采用有限元数值模拟方法，依托某石油储备地下水封洞库工程，开展了在不同油气压力下水封石油洞库储油运行期的油气泄漏及洞室涌水量演变的模拟研究。研究结果表明：油气压力会对渗流场产生影响，油气压力的增加会扩大油气泄漏区；提高地下水位，降低洞室涌水量，可降低生产成本；但随着油气压力的增大，油气泄漏范围增大且泄漏量增加，当油气压力超过0.2 MPa时，油气迅速泄漏，漫延至水幕孔，最终泄漏至地面，导致大量油气在地表附近聚集并进入大气，对环境产生严重污染。针对该算例，油气压力为0.2 MPa时，洞库不会发生油气泄露且涌水量控制最为经济合理。研究结果可为水封油库洞室顶部油气压力的调控提供参考。

关键词：水幕系统； 油气压力； 油气泄漏； 涌水量； 两相流

可变模糊集理论评价水库运行管理

胡 雯1，陆洋洋2，方国华2，郑 旺2，张世伟2

(1. 中国南水北调集团中线有限公司河北分公司，河北 石家庄 050000； 2. 河海大学 水利水电学院，江苏 南京210098)

摘要: 为科学评价水库运行管理现代化水平，结合当前水库运行管理现代化建设的迫切需求和构建现代化水库运行管理矩阵的举措要求，从“四全”管理、“四制（治）”体系、“四预”措施和“四管”工作4个方面，构建了由25项指标组成的水库运行管理现代化评价指标体系；采用序关系法和熵值法相结合的方式确定指标权重，建立了基于可变模糊集理论的评价模型；以江苏省石梁河水库为例，评价其运行管理现代化水平。结果表明，基于可变模糊集理论构建的模型可有效评价水库运行管理现代化水平，评价结果符合实际情况；石梁河水库运行管理现代化水平为良好，并有向优秀转变的趋势，说明石梁河水库运行管理现代化水平较高，但在信息共享、水生态环境保护、人力资源科技与结构化水平等方面仍有待提升。

关键词：水库运行管理； 评价指标体系； 序关系法； 熵值法； 可变模糊集

灌溉总渠河口段挡沙闸选址及优化数值模拟研究

张 娟1，王科亮1，夏 辉1，徐莉萍1，陈洪程1，王志力2，薛博升2

(1. 江苏省水利勘测设计研究院有限公司，江苏 扬州 225127； 2. 南京水利科学研究院 水灾害防御全国重点实验室，江苏 南京 210029)

摘要: 入海河口挡潮闸是维持其上游河段灌溉和航运功能的重要水利枢纽，然而中国建闸河口普遍存在海相沉积物输入造成的淤积问题。以苏北灌溉总渠末级枢纽六剁南闸为例，针对在枢纽下游建造挡沙闸这一减淤措施，通过二维水沙数学模型研究闸址变化及闸门调度对引河段冲淤过程的影响。研究结果表明，现状六剁南闸下游河段存在冲淤分界点，分界点位置逐渐向下游移动，其上游河段存在严重淤积（淤积厚度达3.12 m），而下游河段呈略微冲刷（最大冲深0.06 m）；枢纽下游挡沙闸的修建和合理调度降低了河口泥沙向上游的净输运，有效缓解了引河段的淤积问题；挡沙闸下游普遍存在冲刷趋势（冲深0~0.05 m），而其上游存在一定的淤积（淤高0~0.5 m）；随着挡沙闸位置向下游移动，其下游河段冲刷增强，上游河段的淤积减弱。研究结果可为建闸河口淤积治理提供参考。

关键词：建闸河口； 淤积； 泥沙输运； 挡沙闸； 减淤

超长期服役港口工程结构的极值波高研究

王兴超，古李田，贡金鑫

(大连理工大学 结构工程研究所，辽宁 大连 116024)

摘要: 人类活动和气候变化导致的波浪极值高度非平稳性是超长期服役沿海港口结构设计需要考虑的重要问题。收集了中国南方某海域的波浪数据，将极值波高视作非平稳随机过程，分析得到年最大有效波高的概率分布和设计使用年限内有效波高的概率分布；确定了不同重现期的波浪高度特征值；得到了设计使用年限内最大波高的概率分布。结果表明：该海域的有效波高年最大值随时间呈增大趋势，其截口分布为极值I 型分布；现行港工设计规范采用的按平稳过程考虑的重现期50年的有效波高特征值为基准，按非平稳随机过程考虑时重现期为50、100、150和200年的有效波高特征值调整系数分别为1.03、1.14、1.22和1.28；不同设计使用年限内的最大波高近似服从极值I型分布。该结果可为更新设计规范、优化风险评估及适应气候变化提供科学依据，为气候变化背景下海洋工程的安全性和可持续性研究提供支持。

关键词：港口工程； 波高； 非平稳过程； 概率分布； 特征值； 重现期

基于时序InSAR监测的土石坝沉降变形态势聚类分析

李子阳1, 2，王 文1，娄本星1，李 强1，李涵曼1, 2

(1. 南京水利科学研究院 水灾害防御全国重点实验室，江苏 南京 210029； 2. 水利部大坝安全管理中心，江苏 南京 210029)

摘要: 借助时序InSAR技术对土石坝表面变形进行全覆盖监测，可弥补传统地面单测点监测的不足。针对时序InSAR所获得的海量监测数据分析困难，提出了土石坝表面变形态势的聚类分析和异常变形区域识别方法。首先依据InSAR监测数据所表征的大坝表面变形规律，采用层次聚类算法对坝体表面进行分区；再利用云模型的逆向云发生器将InSAR相干点的变形序列转化为云参数，概化各分区的变形特征；最后借助局部异常因子量化分区内各相干点的异常程度，以识别出异常变形区域。工程实例表明，所提出的聚类分析方法可对海量InSAR监测数据进行高效分析，能够有效识别土石坝异常变形区域，提升了时序InSAR 监测技术应用于大坝变形态势分析能力。

关键词：InSAR监测； 土石坝沉降； 聚类分析； 变形态势

滑坡生态-支护结构联合防护机理研究

林 程1, 2，张桂荣2，孔 洋2，汪璋淳2，张 贤2，李欣然2

(1. 河海大学 水利水电学院，江苏 南京 210098； 2. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029)

摘要: 考虑三峡库区典型堆积层滑坡的滑坡体物质组成，以黏性土与砂土混合物为滑体介质制作滑坡模型，人工设置软弱滑面，研究降雨入渗导致的滑坡变形过程中生态-支护结构联合防护体系的受力、变形与桩身弯矩分布规律，以及边坡渗流场变化，揭示浅表层生态植被防护结构与深层抗滑桩等支挡结构之间的受力分配模式。结果表明：在持时为8 h、降雨强度为18 mm/h的连续降雨条件下，采用生态-支护结构联合防护体系的生态边坡相较于仅采用抗滑桩的边坡更晚达到整体饱和，边坡上植被的截留作用与“薄膜”排水作用削弱了坡面雨水入渗，延缓边坡变形进程；滑带附近孔隙水压力增大、滑带处土体力学性能降低是降雨中后期引起边坡变形（表现为桩顶位移、桩身弯矩）的主要因素；纯桩边坡中桩顶最终位移远大于生态边坡中抗滑桩桩顶位移，同时生态边坡最大弯矩值相较于纯桩边坡明显减小，表明边坡植被承担了部分由降雨引起的下滑力，与深层抗滑桩结构形成双重防护作用，提高了边坡整体稳定性。在极端降雨冲刷试验中，两种边坡的承受能力与破坏机制不同：纯桩边坡历时60 min完全破坏，表现为暴雨冲蚀引起的局部浅层滑动破坏；生态边坡历时150 min局部破坏，表现为边坡下部崩塌破坏。研究结果可为滑坡生态防护工程设计提供技术支撑。

关键词：堆积层滑坡； 降雨； 生态-支护结构

碾压混凝土重力坝极限承载能力和安全评估

张凯恒，王振红，张 步，汪 娟

(中国水利水电科学研究院 结构材料研究所，北京 100038)

摘要: 大坝安全一直是水利工程重点关注的问题，对坝体极限承载能力的探究和安全评估可更好指导工程设计及维护。结合某碾压混凝土重力坝工程，采用水头超载法、容重超载法和强度折减法进行有限元仿真计算，并进行极限承载能力评估，确定其安全系数。结果表明，水头超载法对碾压混凝土重力坝极限承载能力的影响更加敏感，但在实际工程中应采用强度折减法来确定坝体的安全系数，其取值更加准确。该研究系统阐述了3 种评估极限承载能力方法下坝体模型的破坏机理，明确了强度折减法在实际工程中确定重力坝极限承载能力的准确性，可为其他工程极限承载能力评估仿真计算提供借鉴。

关键词：碾压混凝土重力坝； 超载法； 强度折减法； 极限承载能力； 安全评估

胶结砂砾石料的动力特性及损伤本构模型

张 涛1，任红磊2，武颖利2

(1. 黄河水利职业技术学院，河南 开封 475001； 2. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029)

摘要: 胶结砂砾石料是一种新型且具有广泛应用前景的筑坝材料，但对胶结砂砾石料的动力特性缺乏足够的了解。开展了胶结砂砾石料的循环三轴动力剪切试验，探究胶结砂砾石料的动力特性，结果表明围压和胶凝掺量均会影响滞回曲线的形态，随围压和胶凝掺量的增大，动剪模量增大、阻尼比减小。在广义Kelvin模型上串联损伤元件，构建了动力损伤本构模型，根据能量交互原理定义损伤变量D，并修正动剪模量和阻尼比的理论公式，推导得出损伤本构模型的刚度矩阵，该模型对胶结砂砾石料三轴动力剪切试验具有良好的拟合效果。并以某胶结砂砾石坝为例，讨论了坝体在动力荷载作用下的加速度响应及损伤分布规律。所建立的胶结砂砾石料动力损伤模型简洁实用，参数较少且物理意义明确，可用于胶结砂砾石坝的动力响应研究和震损评估。

关键词：胶结砂砾石料； 动剪切模量； 阻尼比； 损伤特性； 动力本构模型

侵蚀功能仪粗粒土冲蚀流态特性与粒径阈值优化设计

王焱龙1，辛俊龙2，张鹏涛1，薛江寒1，陈 辰1，陈建康1

(1. 四川大学 水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川 成都 610065； 2. 中电建电力检修工程有限公司，四川 乐山 614000)

摘要: 近年来，极端天气和地质灾害导致堰塞坝和土石坝漫顶溃决频发，为探究漫顶过程中的水土相互作用机理，需对坝体土石料进行冲蚀试验。堰塞坝和土石坝级配宽泛，如何对粗粒土开展冲蚀试验，准确获取其冲蚀参数是目前的研究难点之一。对于固定管道截面尺寸的改进侵蚀功能仪，通过建立其三维管道模型并利用AnsysFluent进行流体仿真模拟，研究选取合适的试样截面几何形状及最大允许粒径。采用2种试样截面形状（矩形和圆形）及4种试样推出高度，探究不同试样参数对冲蚀段水流流态的影响。结果表明：随试样推出高度的增加，试样上方流体低流速区域扩大，流速分布不均匀化程度加剧，但相比矩形截面试样，圆形截面试样上方流体所受影响较小，可在更大的试样推出高度下满足改进EFA冲蚀设备的水流剪应力测量需求，从而提高其在固定管道截面尺寸下的试验最大允许粒径，满足粗粒料的冲蚀特性测量需求。

关键词：粗粒土； 冲蚀试验； 截面形状； 最大允许粒径

基于OVMD的大坝变形监测数据预处理方法

陈斯煜1, 2，盛金保1, 2, 3，林潮宁4，谷艳昌1, 2

(1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029； 2. 水利部大坝安全管理中心，江苏 南京 210029； 3. 水利部水库大坝安全重点实验室，江苏 南京 210029； 4. 河海大学 水利水电学院，江苏 南京 210098)

摘要: 变形是反映大坝安全性态的重要效应量之一，为提高变形监测数据粗差识别与降噪的可靠性，综合运用多种群并行Rao-1算法、变分模态分解和多种判别指标，提出一种非监督学习的大坝变形监测数据预处理方法。首先，该方法借助变分模态分解对单测点位移监测序列进行非递归分解，并引入平均包络熵为目标函数，采用多种群并行Rao-1算法确定变分模态分解适宜的超参数，以提升模型的分解性能。然后，借助样本熵和相关系数指标分离并定位包含粗差和噪声特征的高频模态。最后，借助箱线图法和模态叠加法分别实现变形监测数据的粗差辨识和降噪。以仿真数据和某大坝实测水平变形数据进行验证，结果表明该方法具备优异的粗差定位和降噪性能，可为大坝变形监测数据预处理提供新的思路和技术支持。

关键词：大坝变形数据； 变分模态分解； 优化算法； 粗差辨识； 数据降噪

级配影响下泥沙制约沉降特性试验研究

李子琦1, 2，许春阳1, 2，罗 雯3，周春艳2

(1. 河海大学 江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室，江苏 南京 210098； 2. 河海大学 港口海岸与近海工程学院，江苏 南京 210098； 3. 盐城市水利勘测设计研究院有限公司，江苏 盐城 224000)

摘要: 针对不同级配组成泥沙混合物，利用沉降试验方法，系统探究了级配对泥沙混合物制约沉降特性的影响，包括对质量浓度分布、清浑界面沉降速度及沉积层厚度的分析。结果表明：混合物制约沉降的泥沙分离现象在粉沙质量分数为35%~38%时尤为显著，该粉沙质量分数可看作是不同级配组成泥沙制约沉降方式转变的临界值；清浑界面沉降速度随粉沙质量分数或中值粒径的增大而线性增大，依托试验数据拟合得到悬沙质量浓度为100 g/L、盐度为3‰条件下粉沙质量分数和界面沉降速度的经验公式；沉积层厚度随粉沙质量分数的增加呈现逐渐减小的趋势，粉沙质量分数较小时以黏土沉降为主导，大体积的絮凝体堆积，沉积层厚度大，而随粉沙质量分数增加，絮凝特性减弱，以粉沙沉降为主导，并且其结构浓度与粉沙含量为69% 时的接近，因此沉积层厚度较小。

关键词：细颗粒泥沙； 多组分泥沙； 制约沉降； 级配

库区滑坡涌浪坝前拦挡结构消能机理研究

李 傲，周诗怡，熊江益，周家文，李海波，胡宇翔

(四川大学 水利水电学院 山区河流保护与治理全国重点实验室，四川 成都 610065)

摘要: 库区滑坡灾害是影响库区安全的共性问题，滑坡失稳产生的涌浪次生灾害会对坝体造成冲击及漫顶等潜在威胁。传统防浪墙抵御涌浪冲击能力有限，亟需探究能够有效拦截高能涌浪爬高的防浪墩阵列结构。基于室外物理模型试验，以高速摄像机精确监测的手段对滑坡涌浪坝前拦挡结构消能机理开展了系统研究，分析坝前涌浪与拦挡结构之间的相互作用，获取涌浪最大爬高削减率与防浪墩高度、防浪墩间距、阵列排布位置、双排防浪墩排间距等影响因素的相关关系和敏感系数。试验结果表明防浪墩相对高度是单排阵列下影响涌浪最大爬高削减率的主要因素，而双排阵列的削减率与排间距呈正相关。最后通过多元非线性回归分析法拟合出单排阵列下涌浪最大爬高削减率的计算式，可为库区滑坡涌浪防控提供理论支撑。

关键词：滑坡涌浪； 消能结构； 涌浪拦挡机制； 涌浪削减率