面向复杂水资源配置工程的水流精细模拟与智能调水平台研发(胡建永)

第49卷第1期2021年1月河海大学学报(自然科学版)Journal of Hohai University(Natural Sciences)Vol.49No.1Jan.2021DOI :10.3876/j.issn.10001980.2021.01.005 基金项目:国家重点研发计划(2018YFC0407901);安徽省高等学校自然科学研究重点项目(KJ2019A1277)作者简介:冯钧(1969 ),女,教授,博士,主要从事数据管理㊁智能数据处理与数据挖掘㊁水利信息化研究㊂E⁃mail:fengjun@ 通信作者:杭婷婷,副教授㊂E⁃mail:httsf@引用本文:冯钧,杭婷婷,陈菊,等.领域知识图谱研究进展及其在水利领域的应用[J].河海大学学报(自然科学版),2021,49(1):26⁃34.FENG Jun,HANG Tinting,CHEN Ju,et al.Research status of domain knowledge graph and its application in water conservancy[J].Journal of Hohai University(Natural Sciences),2021,49(1):26⁃34.领域知识图谱研究进展及其在水利领域的应用冯　钧1,杭婷婷1,2,陈　菊1,王云峰1,王秉发1,张　涛1(1.河海大学计算机与信息学院,江苏南京　211100;2.无人机开发及数据应用安徽高校联合重点实验室,安徽马鞍山　243031)摘要:首先总结现有领域知识图谱的研究现状㊂其次,介绍领域知识图谱的发展趋势㊂然后,梳理水利领域知识图谱的构建难点,提出包含知识表示㊁抽取㊁融合㊁推理和存储等关键模块的水利领域知识图谱研究框架,并简要概括上述各模块的研究内容㊂最后,指出领域知识图谱构建存在的表示形式单一㊁抽取样本稀少㊁多源知识冲突㊁规则表示困难和数据管理低效等问题,认为合理化表示㊁准确全面抽取㊁实时性融合㊁可解释推理和高性能存储是下一步水利知识图谱的研究方向㊂关键词:领域知识图谱;水利领域;大数据;知识表示;知识抽取;知识融合;知识推理;知识存储中图分类号:TP391.1 文献标志码:A 文章编号:10001980(2021)01002609Research status of domain knowledge graph and its application in water conservancyFENG Jun 1,HANG Tinting 1,2,CHEN Ju 1,WANG Yunfeng 1,WANG Bingfa 1,ZHANG Tao 1(1.College of Computer and Information ,Hohai University ,Nanjing 211100,China ;2.Key Laboratory of Unmanned Aerial Vehicle Development and Data Application of Anhui Higher Education Institutes ,Maanshan 243031,China )Abstract :Firstly,this study summarized the current research status of the domain knowledge graph.Secondly,the development trend of the domain knowledge graph was introduced.Then,this study sorted out some difficulties in the construction of water conservancy knowledge graph,proposed a research framework including main modules such as knowledge representation,extraction,fusion,reasoning,and storage,and briefly summarized the research content of each module.Finally,the construction of domain knowledge graph encountered some problems,such as the single representation,the extraction sample sparse,the multi⁃source knowledge conflict,the rule representation difficulty,and the inefficient data management.Therefore,the rationalized representation,accurate and comprehensive extraction,real⁃time fusion,interpretable reasoning,and high⁃performance storage are regarded as the next research direction of water conservancy knowledge graph.Key words :domain knowledge graph;water conservancy;big data;knowledge representation;knowledge extraction;knowledge fusion;knowledge reasoning;knowledge storage随着人工智能研究的不断发展,人工智能的主要发展方向经历了从拥有快速计算和记忆存储能力的运算智能,到拥有视觉㊁听觉㊁触觉等感知能力的感知智能,正在迈向拥有理解和思考能力的认知智能㊂知识图谱和以知识图谱为代表的知识工程系列技术是认知智能的核心㊂知识图谱本质是一种揭示实体之间关系的语义网络,可以对现实世界的事务及其相关关系进行形式化描述[1],它强大的语义处理和互联组织能力,对有效描述数据间的关联关系进而打破信息孤岛的局面具有一定的现实意义㊂目前,在一些领域已经出现了面向领域的知识图谱,例如电影领域的IMDB [2]㊁生物医学领域的BMKN [3]㊁新闻领域的ECKG [4]㊁健康领域的SHKG [5]等㊂从已有的领域知识图谱看,构建领域知识图谱需要借鉴通用知识图谱的方法,同时还需要依靠特72第1期冯　钧,等　领域知识图谱研究进展及其在水利领域的应用定行业数据,具有特定的行业意义,领域知识图谱的构建是当前知识图谱研究的一个重要方向和趋势㊂随着水利信息化及其水利信息技术的发展,水利领域长期业务实践积累了实时监测㊁遥感遥测㊁水文气象㊁水利工程㊁社会经济等多源异构水利大数据,实现了水利监测从点到面的转变,从静态到动态的拓展㊂随着信息采集和传输技术的飞速发展和领域信息化的进程,领域数据不断更新,数据量日益增加,数据间语义不一致也屡见不鲜㊂多源异构数据呈现出海量㊁动态㊁内容多样㊁处理复杂的特点㊂如何让分布存储管理的㊁语义各异的数据能够互联,充分发掘领域数据价值,促进信息资源的高效利用,是推进智慧水利[6]的关键,也是水利信息资源查询推荐,语义搜索,智慧防汛[7⁃8]和智慧水资源管理[9]等应用的基础,对于提高水利领域智能化管理水平㊁辅助管理者进行决策分析具有非常重要的意义[10]㊂因此,水利领域知识图谱研究既具有重要的理论意义,也具有显著的实用价值㊂本文总结领域知识图谱构建的研究现状,包括构建方式㊁应用现状等方面的进展;介绍近年来领域知识图谱构建的发展趋势;对水利领域知识图谱构建工作进行展望,提出研究框架和具体的研究内容㊂1　领域知识图谱构建研究现状知识图谱按照覆盖范围可分为通用知识图谱和领域知识图谱㊂通用知识图谱面向通用领域,以常识性知识为主,其构建过程高度自动化㊂其关联的大多数是静态的㊁客观的㊁明确的三元组事实性知识㊂领域知识图谱面向某一特定领域,以行业数据为主,其构建过程半自动化㊂其关联的不仅包含静态知识,也涉及一些动态知识㊂本文主要探讨领域知识图谱构建㊂1.1　领域知识图谱的构建方式在领域知识图谱的构建方式方面,目前主要有自顶向下和自底向上2种构建方式㊂自顶向下方式是针对特定的行业,由该行业专家定义好顶层本体与数据模式,再将抽取到的实体加入到知识库中㊂国内外现有的本体建模工具以Protégé㊁PlantData为代表㊂Protégé是一套基于RDF(S),OWL等语义网规范的开源本体编辑器,拥有图形化界面,适用于原型构建场景㊂PlantData是一款商用知识图谱智能平台软件㊂该软件提供了本体概念类㊁关系㊁属性和实例的定义和编辑,屏蔽了具体的本体描述语言,用户只需在概念层次上进行领域本体模型的构建,使得建模更加便捷㊂自底向上方式主要依赖开放链接数据集和百科网站,从这些结构化的知识中进行自动学习,直接将抽取数据中发现的实体㊁关系以及属性合并到知识图谱中[11]㊂自顶向下的方法有利于抽取新的实例,保证抽取质量㊂而自底向上的方法则能发现新的模式㊂因此,目前大部分领域知识图谱的构建方式是自顶向下和自底向上相结合的方式㊂1.2　领域知识图谱的应用现状领域知识图谱通常用来辅助各种复杂的分析应用或决策支持㊂目前,在大多数领域中均存在领域知识图谱的应用㊂因为应用场景和应用目的不同,不同领域的应用形式也有所不同㊂下面将从知识应用的角度出发,介绍相关领域知识图谱的应用现状㊂a.电商知识图谱的应用㊂电商知识图谱的主要应用场景就是导购㊂导购就是让消费者更容易找到他想要的东西㊂为此,电商知识图谱学习了大量的行业规范与国家标准,对一些专业词汇进行了更细致的解决㊂另外,它还可以从公共媒体和专业社区中识别出近期热词㊂当消费者输入相关热词之后,可以出现跟热词相关的商品㊂与此同时,电商知识图谱还可以通过场景构建,实现与场景相关的商品推荐㊂b.医疗知识图谱的应用㊂医疗知识图谱的主要应用包括医疗过程智能辅助㊁医学科研以及患者服务等方面㊂其中医疗过程智能辅助是通过医疗知识图谱实现临床辅助决策㊁合理用药等智能服务㊂医学科研是基于医疗知识图谱,辅助医务工作者实现疾病风险预测㊁药物研发等应用服务㊂患者服务是根据患者过去的就医记录以及相关的医疗知识,为患者提供健康知识推送和健康评估等日常服务㊂c.企业知识图谱的应用㊂企业知识图谱通过异常关联挖掘㊁最终控制人等方式为行业客户提供风险管理㊂其中异常关联挖掘是通过路径分析㊁关联探索等操作,挖掘企业之间的异常关联,减少企业经营风险和资金风险㊂最终控制人是寻找持股比例最大的股东,最终追溯至自然人或者国有资产管理部门,向行业用户提供更准确的智能服务㊂d.创投知识图谱的应用㊂创投知识图谱主要应用包含知识检索和可视化决策支持㊂其中知识检索是由机器完成用户搜索意图识别,向用户提供准确检索答案㊂可视化决策支持是通过图谱可视化技术对公司82河海大学学报(自然科学版)第49卷的全方位信息,投资机构的投资偏好等进行展示,为投融资决策提供支持㊂总的来说,知识图谱与各行业的深度融合已经成为一个重要趋势㊂在这一过程中,涌现出一系列的领域应用,可以解决行业痛点问题㊂2　领域知识图谱构建的发展趋势领域知识图谱构建的主要过程包括知识表示㊁知识抽取㊁知识融合㊁知识推理和知识存储等5个方面㊂尽管目前相关原理和应用都已经取得了较好的成果,但仍在快速发展之中㊂近年来,领域知识图谱的发展趋势发生了一系列的变化,主要表现在:a.在知识表示方面,现阶段一般采用三元组表达事实知识㊂但是,在决策㊁推理等相关应用中,需要依赖于大量专家知识㊁动态知识进行辅助判断,而专家知识的表示已经超出了常规知识表示的范畴㊂在大数据的赋能下,知识表示的重心将逐步过渡到动态知识是必然趋势㊂b.在知识抽取方面,现阶段的研究主要集中在纯文本信息抽取方面㊂在训练样本较为丰富的情况下,基于神经网络的抽取模型可以取得较好的抽取效果㊂但是,领域知识多数处于小样本㊁零样本以及面向开放域的抽取环境下,知识抽取的重心将逐步过渡到小样本㊁零样本信息抽取是必然趋势㊂c.在知识融合方面,现阶段的研究主要聚焦于知识融合过程中的某一部分或者只关注知识融合的模式,冲突检测㊁实体对齐㊁属性对齐和属性真值发现过程的研究缺乏连续性㊂另外,随着大量新增知识的更新,知识融合的重心将逐步过渡到新增知识的实时融合是必然趋势㊂d.在知识推理方面,现阶段的研究主要采用基于规则㊁逻辑的方法挖掘领域图谱中隐含的知识或纠正错误的知识㊂但是,该方法对规则的依赖度高㊂图神经网络是连接主义与符号主义的有机结合,不仅使深度学习模型能够应用在图这种非欧几里德结构上,还为深度学习模型赋予了一定的因果推理能力[12]㊂知识推理的重心将逐步过渡到面向图结构的深度推理是必然趋势㊂e.在知识存储方面,现阶段一般利用传统的关系型数据库存储领域知识图谱㊂但是,针对低选择性㊁复杂查询效率低的问题,知识存储的重心将逐步过渡到分布式RDF查询优化是必然趋势㊂3　水利领域知识图谱构建3.1　水利领域知识图谱构建的难点a.在水利知识表示方面,领域应用不仅需要静态知识,也需要动态知识㊂如何对抽取出来的静态知识和动态知识进行合理表示是当前面临的主要技术难点㊂另外,有很多知识和事实有时间和空间条件,从时空纬度扩展知识表示也是需要解决的技术难点㊂b.在水利知识抽取方面,纯文本信息抽取是当前面临的主要难点㊂部分文本抽取算法在公共数据集上取得了较好的实验结果,但普遍存在应用到水利领域中扩展性不好等问题㊂难点在于如何根据领域知识图谱的小样本特性,构建基于小样本的有效模型㊂c.在水利知识融合方面,主要存在以下难点:(a)实体对应不准确,同一实体名在不同数据源中常含有歧义,数据源中存在严重的多源指代问题[11];(b)不同数据源关于相同实体的相同属性存在表述差异[13];(c)不同数据源为同一实体的同一属性提供的属性值存在冲突[11]㊂d.在水利知识推理方面,由于现有水利领域的应用需要高准确性地从图谱中获取信息,因此基于描述逻辑和规则的推理方法能有效用于水利知识推理㊂难点在于如何设计基于一阶谓词逻辑的推理规则用于知识推理㊂e.在水利知识存储方面,主要存在以下难点:(a)随着水利数据不断丰富,RDF数据规模日益增加,现有的集中式数据管理系统难以满足对大规模RDF数据的存储和查询性能需求,需要高性能的分布式数据管理系统[14]来实现对大规模RDF数据的存储㊁索引和查询处理;(b)现有的分布式数据管理系统,对特定类型的查询进行了优化[15],但对水利领域常涉及的低选择性㊁大直径查询的查询效率低;(c)现有的分布式数据管理系统不能动态适应工作负载[16]的变化㊂3.2　水利领域知识图谱的总体框架为解决上述水利领域知识图谱构建研究的5个难点,并实现建立水利领域知识图谱的目标,本文提出了第1期冯　钧,等　领域知识图谱研究进展及其在水利领域的应用如图1所示的研究框架㊂在该研究框架下,首先对水利知识表示进行研究,建立2种不同的表示形式;其次,针对不同类型的水利数据,研究相对应的水利知识抽取方法;然后,研究了水利知识融合和推理的具体方法;最后,在充分利用水利大数据和相关存储技术的基础上,对水利领域知识进行存储,支撑相关应用㊂图1　水利领域知识图谱构建研究框架Fig.1　Modeling framework of domain knowledge graph in water conservancy3.3　水利领域知识图谱构建的研究内容水利领域知识图谱的构建流程可以被归纳为5个模块,即水利知识表示㊁水利知识抽取㊁水利知识融合㊁水利知识推理以及水利知识存储㊂水利知识表示是将水利知识表达成计算机可存储㊁可计算的结构化知识㊂水利知识抽取可以从大量结构化㊁半结构化和非结构化的水利数据中提取知识要素㊂水利知识融合可以消除实体㊁关系㊁属性与对象之间的歧义,并为水利知识图谱更新旧知识或补充新知识㊂水利知识推理是在已有水利知识的基础上进一步挖掘隐含知识或者缺失事实,从而丰富㊁扩展水利知识库㊂水利知识存储是设计有效的存储模式来支持对水利数据的有效管理㊂3.3.1　水利知识表示三元组是知识图谱的一种通用表示形式[17],由2个具有语义连接关系的水利实体和实体间关系组成,是水利知识的直观表示㊂三元组的基本形式主要包括(实体1,关系,实体2)和(实体,属性,属性值)等㊂概念主要指水利对象类,例如水资源分区㊁流域分区㊁湖泊㊁测站㊁河流㊁水库及水电站等;实体是知识图谱中的最基本元素,例如湖西区㊁长江流域㊁汾湖㊁吴江水厂㊁太浦河㊁青山水库㊁龙头水电站等;关系存在于不同实体之间,例如属于㊁位于㊁流入㊁包含等;属性主要指对象可能具有的特征及参数,例如湖泊代码㊁湖泊名称㊁跨界类型等;属性值指对象特定属性的值,例如FH407㊁FHBA1B00000M㊁跨省等㊂表1　太湖描述的三元组表示Table 1　Triple representation of Taihu Lake 基本形式实体1关系实体2(实体1,关系,实体2)太湖流域太湖流域太湖流域太湖流域包括包括包括包括苏南地区杭嘉湖地区上海市大陆部分宣城的小部分地区基本形式实体属性属性值(实体,属性,属性值)太湖流域太湖流域太湖流域太湖流域太湖流域太湖流域太湖流域太湖流域总面积水面积河道总长河道密度地形地势河道比降水流流速 3.69万km 25551km 212万km 3.3km /km 2碟状平坦小缓慢通过一个全局唯一的ID 号来标识实体,实体间内在特征通过属性属性值来进行刻画,实体之间的关联通过关系来描述㊂三元组的存在表示一个已有的事实㊂例如关于太湖的描述为:太湖流域包括江苏省苏南地区㊁浙江省杭嘉湖地区㊁上海市大陆部分(不含崇明㊁长兴㊁横沙三道)和安徽省宣城的小部分地区,总面积3.69万km 2㊂流域水面积5551km 2;河道总长约12万km,河道密度达3.3km /km 2㊂流域地形呈周边高㊁中间低的碟状地形,地势平坦,河道比降小,水流流速缓慢㊂太湖的描述可以通过表1的三元组进行表示㊂所有三元组合可以并构成一个图(图2),其中节点表示实体,有向边表示实体之间的关系,不同的关系边的标签不同㊂3.3.2　水利知识抽取在水利信息技术飞速发展的今天,水利知识大量存在于水利信息系统的结构化数据㊁半结构化的表格㊁网页以及非结构化的文本数据中㊂针对不同类型的水利数据,采用不同的知识抽取方法㊂对于结构化数据,研究基于D2R 技术的知识图谱构建方法,利用信息系统中的结构化对象数据,抽取出静态对象及其相关关92河海大学学报(自然科学版)第49卷图2　水利知识表示示意图Fig.2　Schematic diagram of knowledge representation in water conservancy系㊂结构化数据抽取如图3(a)所示,基本步骤包括:(a)通过分析关系型数据库判断可以建立联系的2张表是否有外键关联㊂如果没有外键关联,需要人工设置外键或者在映射文件中写入外键㊂(b)建立了外键关系之后,将2张表映射成RDF 之后就可以实现语义互联㊂通过上述一系列操作,可以将2个实体之间存在的关系进行合理表示㊂对于半结构化数据,利用包装器将分布在互联网上半结构化的HTML 页面中的属性和属性值抽取出来㊂半结构化数据抽取如图3(b )所示,基本步骤包括:(a)HTML 页面清洗及解析㊂将页面转换为DOM 树形结构㊂(b)页面去噪㊂去除页面中与主题信息无关的其他信息㊂(c)包装器自动生成㊂自动获取需求信息节点的XPath 路径,定义规则模板,结合XPath 路径表达式实现抽取规则的自动构造㊂通过上述一系列操作,可以抽取出与实体有关的属性和属性值信息㊂对于非结构化数据,利用基于远程监督和神经网络的方法抽取出水利文本中的知识㊂非结构化数据抽取如图4(c)所示,基本步骤包括:(a)采用远程监督的方法利用知识库自动生成标注数据,再通过离群点检测的方法去除其中的错误标注㊂(b)采用基于监督学习的神经网络方法,先在标注好的数据上进行训练,再对未标注的数据进行测试,抽取出未标注文本中包含的实体和它们之间的关系㊂通过上述一系列操作,可以补充知识图谱中所需要的一些静态知识和动态知识㊂3.3.3　水利知识融合鉴于百科类网站具有一个页面围绕一个实体进行描述㊁页面组织结构相对统一㊁信息质量相对较高的特点,百科类网站成为领域知识库进行知识融合的主要数据来源[18],其信息框中的关于实体的属性-属性值对是对该页面实体信息的高度提炼㊂对不同百科中描述相同实体的知识卡片进行融合,可以获得关于水利对象的更全面㊁质量更高的知识㊂针对前述关于多知识库融合的难点,研究基于中文维基百科㊁百度百科㊁互动百科的知识卡片的水利知识融合方法㊂图4所示为水利知识融合流程㊂通过基于多特征的命名实体消歧㊁基于词典的属性对齐和基于贝叶斯分析的属性真值发现模块,消除实体㊁关系㊁属性及其对象之间的歧义,最终获得跟水利对象有关的属性及相应的属性值㊂图5是三大百科以及本地知识库对于水利对象 太湖”融合后的查询结果㊂蓝色的方块代表初步形成的水利领域知识图谱,红色的方块代表中文维基百科,黄色的方块代表百度百科,绿色的方块代表互动百科㊂从 太湖”的融合结果可以看出,本地水利领域知识图谱提供的信息资源具备良好的行业覆盖面和行业深度,为水利知识图谱的构建提供了核心支撑㊂中文维基百科则更多地从专业领域对其进行描述,提供的更多是较严谨的知识㊂百度百科和互动百科的知识卡片存在很多重复,且覆盖的属性更符合普通大众的娱乐需要,如关于太湖的适宜游玩季节㊁建议游玩时长㊁门票价格等㊂3.3.4　水利知识推理知识推理旨在从图谱已有的知识推理得到新的事实[19]㊂由于水利知识来源多样化,水利知识和数据的收集局限于终端采集方式而缺乏整体性,需要结合水利知识推理方法,来对相关知识进行补充㊂例如,水利领域知识图谱中存在由不同数据源得到的2个三元组:(太湖,出口,太浦闸)和(太浦闸,属于,太浦河),可以利用知识推理来获取新的事实知识(太湖,流入,太浦河)㊂目前主要的领域知识推理的方法有:基于规则推理的方法[20]㊁基于本体推理的方法[21⁃22]㊁基于表示模型的方法[23⁃25]㊁基于神经网络的方法[26]㊂通过对水利领域的业务需求进行分析,可以发现水利领域知识图谱需要为即时查询㊁决策提供支撑,因此决定了水利领域知识图谱构建的高准确性要求㊂另外,水利领域知识图谱的层次性较强,根据管理单位㊁地理空间㊁河网管网的分层关系可以在实际应用场景中将图谱切分,以降低搜索空间㊂结合水利知识图谱存在的高准确性要求和可切分特点,最适合的知识推理方法是基于规则推理的方法㊂该方法通过结合现有的一些水利领域知识,手工定义一些推理规则,去服务水利知识推理㊂其具体过程如下:(a)在概念层,通过一阶谓03第1期冯　钧,等　领域知识图谱研究进展及其在水利领域的应用图3　水利知识抽取示意图Fig.3　Schematic diagrams of knowledge extraction in water conservancy13河海大学学报(自然科学版)第49卷图4　水利知识融合流程Fig.4　Flow chart of knowledge fusion in waterconservancy图5　水利知识融合示意图Fig.5　Schematic diagram of knowledge fusion in water conservancy表2　水利知识推理规则Table 2　Rules of knowledge reasoning in water conservancy 编号推理规则含义1(河流,流入,水库),(水电站,属于,水库)→(水电站,位于,河流)水电站在水库所在的河流上2(泵站,拥有,取水口),(泵站口,位于,湖泊),(湖泊,属于,流域分区)→(取水口,属于,流域分区)取水口属于泵站所在湖泊的流域分区3(桥梁,位于,河段),(河段,属于,河流)→(桥梁,横跨,河流)桥梁横跨河段所属的河流词逻辑表示定义相关推理规则㊂(b)在实例层,再通过实例去实例化推理规则,找到符合推理规则的关系事实㊂表2为部分推理规则及其相关含义㊂3.3.5　水利知识存储水利知识存储的优化目标是减少冗余数据的存储,提高查询的效率㊂为了达到上述目标,采用以下处理手段:(a)针对集中式系统难以满足对大规模水利RDF 数据的存储和查询处理的问题,采用了一个无共享的集群,以分布式的方式处理大规模RDF 数据㊂(b)针对水利领域涉及的低选择性㊁大直径查询效率低,对查询工作负载伸缩性差的问题,研究了基于垂直划分和哈希划分的混合关系存储模式㊂通过监控查询工作负载中的频繁模式,使用频繁模式指导水利RDF 数据进行增量重划分,以提高对查询工作负载的伸缩性㊂(c)通过设置代价评估模型,进行代数优化和连接顺序优化,从而优化分布式查询的效率㊂水利知识存储流程如图6所示㊂该流程首先对经过质量评估后的水利知识进行基于主语的哈希划分形成三元组表(TT);然后,对哈希划分后的三元组表进行垂直划分,形成只包含主语-宾语列的垂直划分表(VP);最后,通过查询监控器监控查询工作负载,挖掘频繁模式,对频繁模式所对应的垂直划分表进行半连接计算,形成频繁谓词扩展垂直划分表(FP⁃ExtVP)㊂上述不同类型的表都以Parquet 格式存储到集群的各23。

项目批准号/申请代码1项目名称项目负责人21002081/B0201 Smiles重排应用于合成黄樟素衍生物研究血管内皮细胞凋亡的分子机制左华21021004/B0501 复杂体系的高效分离与表征 邹汉法21073071/B0301 高压下有机晶体的多晶型研究 邹勃21003047/B0305 表面活性素的定向结构改造、结构与性能研究 邹爱华21075076/B050306 小分子与蛋白质相互作用的表面增强拉曼散射检测方法研究宗瑞隆21072065/B020706 含深度共熔溶剂介质中醋酸菌Acetobacter sp.CCTCC M209061细胞催化手性醇不对称合成反应的研究宗敏华21074013/B0401 新型手性稀土金属络合物催化丙交酯立体选择性开环聚合反应研究自国甫21003117/B030203 紧密结合长程分子动力学计算机模拟和二维红外光谱技术以研究蛋白质折叠的动力学机理庄巍21010302022/B070201 东亚沙尘/气溶胶及其对全球气候变化的影响国际学术研讨会庄国顺21077060/B0704 典型全氟化合物在沉积物中的分配行为与微观机制 祝凌燕21077119/B070302 河流岸边带厌氧氨氧化反应的热区分布与过程效应 祝贵兵21076198/B060201 含固体颗粒的液态化工介质离心泵输送特性研究 朱祖超21072108/B020901 新型噻唑类除草剂的设计、合成与构效关系的研究 朱有全21077100/B070203 水稻土中藻对砷的甲基化作用及分子机制 朱永官21003046/B030201 丙烷脱氢-氧化耦合工艺中Pt基核壳双金属催化剂作用机制的第一性原理研究朱贻安21001095/B0104 金属核酸酶与DNA结合模式及切割活性的理论研究 朱艳艳21074082/B040101 含硒的功能性RAFT试剂的合成及其聚合研究 朱秀林21010302028/B04 第二届中加先进材料会议 朱秀林21006097/B060409 基于机械力活化理论的氯代芳烃固态Heck反应研究 朱兴一21024801/B01 Science China Chemistry 朱晓文21072104/B020507 黄素辅酶及其模型物负氢转移各基元步骤热力学研究朱晓晴21006104/B061201 多级孔分子筛催化剂上废塑料高效催化转化的定向调控朱向学21036006/B060203 分子筛及其膜材料的吸附、扩散与分离性能研究 朱伟东21076077/B060702 有害重金属离子高灵敏检测与高效分离一体化荧光传感器朱维平21077039/B070102 碳纳米管整体柱微萃取/全二维气相色谱法同时检测环境样品中超痕量二噁英和多氯联苯朱书奎21072190/B020101 通过分子内C-H键官能化合成几类杂环化合物的新方法研究朱强21072001/B0205 巯基作为配体的金纳米团簇参与有机反应的研究 朱满洲21073157/B0301 新颖贵金属磺基苯甲酸化合物结构与催化性能研究 朱龙观21001017/B0101 超声波辅助离子液体法合成稀土氟化物纳米晶及其光学性能研究朱玲21073062/B030702 具有荧光示踪功能的光控释放药物的量子点纳米复合物朱麟勇21006024/B060409 CO2-CH4干气重整NiMgO催化剂的极性(111)表面设计、制备和活性及抗积炭性能研究朱卡克21020102038/B05 功能纳米材料的组装与光电生物传感 朱俊杰21002028/B020601 Falcipain-2和DHFR双重抑制剂的设计、合成及其生物学评价朱进21072187/B020506 基于酰胺折叠物的新型螺旋状纳米管的设计、合成及性质研究朱槿21004025/B040606 嵌段共聚物乳液液滴的界面不稳定现象机理与微结构调控朱锦涛21006054/B060702 新型齐聚物糖基水凝胶因子设计合成及其凝胶行为 朱金丽21071014/B0101 氮化物以及氮氧化物可见光光催化剂的制备与性能研究朱鸿民21077137/B0704 SPME原位采样技术监测土壤-农作物系统的持久性有机污染物朱芳21076234/B060203 火灾下热功能含湿织物的干燥收缩分形分析及湿热传递模型朱方龙21072151/B020706 生物催化不对称羰基还原胺化反应的探索 朱敦明21066014/B0608 内生真菌石杉碱甲生物合成途径及代谢调控研究 朱笃21077049/B070203 土壤中煤源颗粒对有机污染物的吸附、解吸研究朱东强21074056/B040606 利用介电松弛谱研究酶电极中导电高聚物与生物大分子界面微结构及电荷传输朱丹21001033/B010701 介孔材料－核酸适体的组装及在药物控释技术中的应用研究朱春玲21061003/B010303 含氮、氧配位供体原子的有机配体及其配合物的合成、结构及性能研究朱必学21002069/B0202 双核金属配合物“协同”活化惰性C-H键朱柏林21002048/B0206 新型黄酮类肿瘤血管阻断剂的合成与生物活性研究 周中振21073152/B030606 电催化过程中低覆盖度吸附态中间体的原位红外光谱检测周志有21073096/B0302 无机纳米薄片/条带的计算设计与嵌锂性能周震21071051/B010401 扭曲度可调型类血红素铁卟啉的合成及其复合物性能研究周再春21074134/B040502 PEO树枝齐聚物嵌段共聚物的自组装与结晶行为研究周云春21071143/B010303 纳米尺度金属有机骨架材料的设计合成及其催化构效关系研究周有福21075114/B0511 膜保护配位聚合物微固相萃取技术在多溴联苯醚预富集和分析中的应用周友亚21006129/B060409 微乳液中纳米粒子定点负载构建新型钯整体式催化剂的研究周永华21074069/B040502 超支化聚合物的支化拓扑结构和性能关系研究周永丰21003075/B030606 DMFC电催化剂载体材料氮掺杂石墨烯的基础与应用研究周盈科21062003/B0207 中药桑白皮对HIV-1 LTR启动子活性的调控作用研究周英21076142/B060304 氧化铁/一氧化碳循环分解水制氢基础研究 周亚平21001065/B0103 芴基发光金属－有机骨架材料的设计合成和性能研究周馨慧21076036/B060702 砜和手性亚砜的选择性氧化合成及其机理研究 周新锐21003115/B030201 太阳能光催化制氢材料吸光机制的理论研究周新21073173/B030402 乙烯及衍生物分子的电离能、键能及解离动力学研究周晓国21003110/B030607 氧化-还原分子电子输运的STM裂结技术和电化学超快循环伏安法研究周小顺21072132/B020104 水溶性金属配合物催化水相偶联反应的研究 周向葛21072155/B020702 可诱导核酸交联剂的设计、合成及生物活性研究 周翔21002016/B020402 醉鱼草属植物杀虫活性成分及其作用机制研究周霞21003088/B030605 现场表面振动光谱法研究锂离子电池电极和离子液体的界面结构周尉21003005/B030502 介电弛豫法对电流变液动态界面多重极化特性的解析研究周威21010302016/B06反应与分离系统的耦合与集成周涛21007059/B0707 长三角毗邻海域有机氯农药随食物链（网）的迁移转化及生态风险周珊珊21037002/B070203 土壤污染微界面过程及其分子诊断与调控原理 周启星21032003/B020104 高效不对称催化反应及其在天然产物和手性药物合成中的应用研究周其林21074025/B0404 灵芝有效降糖天然大分子提取物的组成结构及在糖尿病治疗中的作用机理周平21077130/B0703 甲基对硫磷及4-硝基酚污染土壤的微生物修复机理研究周宁一21074080/B040101 多种拓扑结构的环型偶氮苯聚合物的设计、合成和性能研究周年琛21006036/B0612 碱木质素的溶液行为及其化学修饰模型物在固液界面的吸附机理研究周明松21072218/B021102 荧光编码标记分子（“分子条形码”）概念性验证 周明21004053/B040501 生物相容超分子聚合物的合成及其在磁共振造影剂的应用周密21001045/B0104 硒通过调节内质网应激发挥类胰岛素作用的研究 周军21002118/B0208 有机小分子催化的不对称环加成反应机理研究 周静21002005/B020702 应用新型质谱技术研究人类端粒G-四链体DNA的结构特性及其与小分子的结合位点周江21063004/B030105 在线灌注活细胞的P-31核磁共振波谱学特征研究 周建威21003034/B030105 基于表面等离子体结构的WGM/SERS生物传感特性研究周吉21006022/B060802 定向嵌段共聚制备温度和pH双重敏感聚氨酯基智能材料周虎21001038/B010403 稀土纳米材料促小鼠成骨细胞增殖作用的分子机制研究周国强21027006/B040608 与显微结构研究集成的冷热台型高速扫描高灵敏热分析仪的研制周东山21071052/B010801 β-环糊精衍生物萃取分离对映体过程中的手性识别机理及构效关系周从山21073150/B030302 氨基多羧酸高效高选择性络合催化降解研究 周朝晖21001032/B010303 基于肟类桥连配体的单分子磁体的合成与性质研究 周爱菊21081220312/B060104 第四届中美“能源与环境：化学工程师的机遇与挑战”化工研讨会仲崇立21064004/B0403 壳聚糖新型衍生物作为农业杀菌剂研究 钟志梅21002104/B020203 基于共轭环状金属配合物的线型分子导线的合成与研究钟羽武21076195/B0608 大肠杆菌K5产肝素前体heparosan代谢控制研究 钟卫鸿21076194/B060409 基于Baylis-Hillman反应的手性膦杯芳烃的合成及催化性能研究钟为慧21006103/B060903 燃料电池用掺杂型非铂催化剂制备及其构效关系研究钟和香21074012/B0402 基于聚对苯撑乙炔分子链内环化反应构筑新型共轭高分子支俊格21073110/B030204 量子相空间动力学：轨线——密度函数方法 郑雨军21072067/B020506 基于有机分子聚集诱导发光特性的手性识别研究 郑炎松21073095/B030106 离子液体对TiO2的成核、物相及形貌的影响研究 郑文君21071062/B010403 新型有机硒化合物协同TRAIL诱导肿瘤细胞凋亡的分子机制研究郑文杰21003053/B0301 螺旋体为前体的配位聚合物的组装与动态组合化学库的建立郑盛润21077011/B070302 苯二氮类镇静催眠药物在A2/O工艺中的强化净化 郑少奎21037003/B07 典型工业过程中持久性有机污染物生成机制与控制原理郑明辉21006073/B060407 基于扩散层原位生长纳米碳纤维的燃料电池膜电极组件研究郑俊生21073129/B030608 锂离子电池中正负电极间的相互作用与机理研究 郑洪河91022011/B0103 含[MCuxSy] (M = Mo, W)功能基元的簇合物的合成及高阶非线性光学性能研究郑和根21071033/B0111 枝状结构硅纳米线的合成与高灵敏度生物传感器的制备郑耿锋21075085/B0503 多模式薄膜化学蒸气发生：装置、反应体系及应用 郑成斌21073228/B030105 硼掺杂TiO2光催化活性增强机制的固体NMR和量子化学计算研究郑安民21007062/B0701 近海海洋环境中PBDEs迁移转化机制研究 赵宗山21073235/B030301 FCC汽油选择性加氢脱硫新型L沸石基催化剂及反应机理研究赵震21006031/B060306 新型的ZIFs晶体膜的制备及其分离CO2/N2机理 赵祯霞21062024/B020102 DNA聚合酶抑制剂(+)-Aphidicolin全合成研究 赵元鸿21074081/B040101 多组分星形和接枝聚合物的合成及性能研究 赵优良21073114/B030301 氧化铝载体在含水加氢体系中的水合脱结构研究 赵永祥21005059/B050105 基于多功能免疫磁珠和微流控芯片的痕量循环肿瘤细胞检测赵永席91022022/B0211 低维有机微晶材料的设计、合成与光电性能研究 赵永生21074091/B040308 分子印迹中空纤维膜的制备及其对手性分子吸附与拆分性能的智能化调控赵义平21073146/B030203 具有多桥的复杂分子体系中的电子转移理论和应用 赵仪21075101/B0503 以纳米颗粒为载体的分子药物控制释放和监测体系研究赵一兵21003039/B030802 离子液体与有机分子的相互作用及其对若干化学反应选择性的影响赵扬21062030/B020506 新型桥联环糊精/DABO类HIV逆转录酶抑制剂包结配合物的超分子体系研究赵焱21066005/B060903 新型稀土/金属离子掺杂Ta2O5纳米电极材料的制备及在燃料电池中的应用赵彦宏21073216/B030503 氢/氘分子在微孔碳材料上的动力学量子筛分离机理的研究赵学波21076059/B061103 基于甘油氢解和CO2醇解反应过程集成的碳酸丙烯酯新绿色合成反应研究赵新强21005060/B050102 固定化功能蛋白质取向及构象表征和调控色谱新方法赵新锋21076040/B060905 锌离子调节酵母菌乙醇耐性的分子机制和胁迫耐受酵母的构建赵心清21007063/B0701 有机基团修饰的磁性纳米材料在复杂环境水样品分析中的应用研究赵晓丽21005091/B050206 分子印迹阵列传感器的研制及其在食品安全快速检测中的应用赵晓娟21073033/B0305 基于光子晶体编码微球的蛋白质SERS检测及其应用 赵祥伟21001043/B010101 具有超顺磁性的小粒径大孔径介孔药物载体的制备及性能研究赵文茹21075065/B050206 维持酶蛋白自然构型的新型生物传感器电极的研制及应用赵文波21072029/B020601 以天然生物碱冬青生菌素H为先导的药物设计、合成及生物活性研究赵圣印21075125/B0509 粒径单分散双孔型PGMA微球基质及小分子药物配基高效亲和色谱体系的研究赵睿21007035/B070102 竹炭样品处理技术分离检测痕量环境污染物及其作用机理研究赵汝松21061016/B010303 异核低维分子基磁性材料的合成和相关性质研究 赵琦华21062018/B0207 樟叶越橘中熊果苷咖啡酰基转移酶的基因克隆与功能分析赵平21077094/B0707 高污染电子拆解区多氯联苯孕产妇污染负荷及对胎盘功能影响的分子机理赵美蓉21072056/B020104 新型双官能有机膦催化剂的合成及应用 赵梅欣21076140/B060203 化学－生物耦合膜反应器的构建及其对水体中多氯联苯原位去除机理研究赵林21002057/B021102 基于氮杂杯芳烃的配位自组装及性能研究 赵亮21003158/B0302 气相过渡金属离子与有机分子若干基本反应的理论研究赵联明21062028/B020405 嗜盐放线菌新物种抗肿瘤活性代谢产物研究 赵立兴21003011/B030204 常温质子迁移反应分子力场的设计开发与应用研究 赵立峰21072068/B020703 分子设计的藻胆蛋白的光动力学效应及其光疗作用探索赵开弘21072164/B020102 二苯乙烯-苯丙木脂素类似物的不对称合成及其生理活性研究赵静峰21003113/B0302 TiO2 表面湿电子态及光化学反应的理论研究 赵瑾21073028/B030706 具有超长激发态寿命的环铂室温磷光染料的分子设计、合成、光物理性质与应用研究赵建章21011130154/B020506 检测糖类分子的模块化手性荧光分子探针的研究 赵建章21077132/B070303 假单胞菌ND6菌株高效降解萘和萘胁迫应答的分子机理赵化冰21077001/B070302 耦合离子交换功能的高分子絮凝剂及其去除水中小分子溶解性有机物的研究赵华章21006002/B060204 分子层面多元体系内纳微结构药物颗粒的自聚体构建机理研究赵宏21074058/B040101 侧链或侧基可控断裂的梳型聚合物的制备 赵汉英21001089/B0113 基于单分子转动产生铁电性的有机铁电体的合成与性能测试赵海霞21077077/B0703 电吸附调控-光催化氧化降解不透光污染体系的方法与协同机制赵国华21072115/B0206 以AKT为靶标的新型三取代吲哚衍生物的设计、合成及抗肿瘤活性研究赵桂森21005087/B0501 卷烟烟气中主要杂环胺类化合物的体内代谢研究 赵阁21032006/B02 含氟有机化合物的合成、反应规律及应用研究 赵刚21003071/B030301 纳米-亚纳米复合结构贵金属催化剂的合成与表征 赵丹21072117/B021101 新型硼桥联梯形pi-共轭分子材料的设计合成及性能研究赵翠华21075122/B0501 基于代谢组学的转基因植物的安全性评价研究 赵春霞21076093/B060804 中国红豆杉细胞合成多乙酰基紫杉烷的代谢规律及调控机制赵春芳21076219/B061103 高纯纳米Al13溶胶制备大孔拟薄水铝石及其转化机制研究赵长伟21073035/B030201 负载型前过渡金属氧化物团簇模型催化剂构效关系的理论研究章永凡21072096/B020901 新型烯丙基香豆素类分子的设计与合成及其抗菌活性研究章维华21076052/B060702 糖分子内P、N手性配体的设计、制备及在不对称合成中的应用章鹏飞21072173/B020706 基于双AAO酶的手性汇聚法研究 张子张21073224/B0305 基于金属纳米颗粒－氧化石墨烯复合体系的表面增强拉曼基底的构筑及其用于细胞与药物相互作用研究 张智军21002051/B0201 炔丙基全碳1,3-偶极子在构建呋喃并杂环衍生物中的应用张志国21076126/B060301 强极性流体的气液相平衡行为及其应用 张志刚21077043/B070301 基于转化频率的碳烟催化燃烧机制张昭良21073162/B030602 纳米结构CeO2薄膜的光助阳极电沉积机制及其腐蚀电化学行为研究张昭21072042/B020101 新型环状过氧化物的合成方法研究张占辉21006075/B0603 微波辅助离子液体提取天然产物有效成分的传质机理研究张越非21076143/B060306 磷酸促进型掺锆二氧化硅/聚合物杂化膜及性能的研究张裕卿21071096/B010303 配合物嫁接的具有"二合一"功能的纳米复合材料 张玉良21072169/B0202 过渡金属催化的C-O键活化反应研究张玉红21074020/B040101 聚丙烯腈基碳纳米微球的可控制备及其基础问题研究张幼维21075102/B050303 金银纳米粒子增强室温磷光机理及其应用研究 张勇21001097/B010701 陀螺状磷酸亚铁锂/碳纳米管复合材料的结构调控及电化学特性研究张勇21066009/B061201 富氧增强褐煤燃烧性能及其在水泥熟料煅烧中的应用研究张永锋21005020/B0505 介孔纳米材料富集质谱鉴定糖肽新方法用于大肠癌血清糖肽组的研究张莹21076207/B060806 细胞间质体外模拟系统的构建及物质传递基本规律的研究张英21002092/B020405 白蚁共生放线菌的抗菌成分研究张应烙21073003/B030106 石墨烯表面化学修饰以及量子尺寸效应研究 张艳锋21005086/B050202 环介岛等温基因扩增过程的电化学信息研究张旭志21075132/B0504 14N核磁共振研究赖氨酸三甲基化蛋白质的相互作用动力学张许21074141/B040607 烯烃嵌段共聚物及其与聚烯烃共混体系的结构与性能关系研究张秀芹21010402027/B030201 过渡金属二茂夹心卤化物的国际合作研究 张秀辉21075029/B0502 基于分子印迹聚合物固相微萃取β-兴奋剂电化学传感器的研究张修华21001103/B0107 电沉积制备石墨烯/导电聚合物复合薄膜电极材料及其电容特性张熊21076030/B060306 优先渗透分离CO2的ZIF型金属有机骨架结构类分子筛膜的设计制备研究张雄福21076188/B061102 低温氮等离子体改性碳纳米管吸附二氧化碳的基础研究张兴旺21002117/B020601 靶向Mcl-1蛋白的抗肿瘤药物先导化合物的优化改造 张兴龙21074106/B0401 基于CO2/环氧化物可控共聚技术合成可降解的聚合物分子刷张兴宏21002070/B0201 钯催化多组分环化反应合成含硫杂环化合物的研究 张兴国21005010/B050304 LED诱导化学发光适配体传感器张信凤21077070/B070701 丁二烯代谢产物1-氯-3-丁烯-2-醇和1-氯-3-丁烯-2-酮与DNA碱基反应的研究张新宇21073061/B030606 纳米碳纤维的微结构及表面性质与其电催化活性的内在规律研究张新胜21027013/B0505 小型质谱仪器关键技术研究张新荣21072002/B020401植物甾醇单体氧化物的制备及其细胞毒性的研究张欣21007025/B070403 从芳香烃受体（AhR）的基因型研究卤代芳烃污染物的鸟类种间敏感差异性张效伟21010302032/B0509 2010 年第四届生物分析、生物医学工程与纳米技术国际会议(ISBBN 2010)张晓兵21072025/B0211 新型甲基酮桥连的给体-共轭-受体类分子电子开关的研究张晓安21003079/B0306 染料敏化太阳能电池中染料的分子设计、合成与光电性能研究张晓21073001/B030607 金属基复合材料电极的构建及其在肼类化合物中的检测应用张小俊21036007/B061201 离子液体及其在清洁化工中的应用基础研究 张香平21007066/B070403 六溴环十二烷3种异构体在鱼体内代谢过程研究 张娴21071030/B01 介电可调的有机-无机杂化包合物 张闻21076130/B060805 皮胶原-有机交联剂反应机理的计算化学研究 张文华21075041/B0502 半导体复合纳米材料光电分析方法在乙酰胆碱酯酶活性检测中的应用研究张文21076012/B060306 膜吸收近膜壁面处的传质行为及其传质强化手段研究张卫东21007023/B070302 树脂基纳米M/Fe(0)的研制及其催化脱除硝酸根的研究张炜铭21003097/B030106 高效可控制备微/纳米条形码的新方法研究 张伟明21074035/B040501 新型特定结构功能性β－环糊精包结络合超分子聚合物的构建、形态和应用张伟安21075039/B050106 磁性纳米固定相毛细管电色谱分离系统研究 张维冰21074059/B040106 疏水单体在水中的RAFT聚合：壳-冠型空心微球反应器中的RAFT聚合研究张望清21003119/B030301 IrMOx双活性位催化剂CO选择氧化微观动力学研究 张万生21077134/B070201 城市大气碳质颗粒物综合测定及七组分来源研究 张烃21071007/B010404 钙化结节中钙磷酸盐的结构及其转变——内、外源性金属离子的作用张天蓝21081260197/B06 第三届两岸化学工程与产品工程高峰研讨会 张锁江21072143/B020101 低价稀土金属试剂在合成多烯及多官能团化合物中的应用研究张松林21075021/B050901 微流控体系下DNA-蛋白质相互作用的单分子检测技术研究张松21077095/B070101 环境水体中超痕量溴酸根的在线富集、聚焦和毛细管电泳分离分析研究张书胜21007006/B070302 膜曝气分离单级自养脱氮生物反应器过程控制和功能菌群研究张寿通21004048/B040309 聚丁二酸丁二醇酯的仿生改性及其仿细胞外层膜结构纳米胶束的研究张世平21001036/B010701 具有多种聚阴离子基团的锂离子电池正极材料的结构调控及脱嵌锂性能研究张森21072156/B020601 新型激酶抑制剂：8-羟基-2-芳基-1-异喹啉酮类的合成和抗肿瘤活性研究张三奇21004021/B040308 利用非氟嵌段聚合物和超临界二氧化碳制备纳米孔径的高分子功能化薄膜张锐21003144/B030204 汽车尾气催化剂Pt掺杂CaTiO3的自再生机理的计算研究张秋菊21006108/B060402 转鼓式生物浸出反应器的传递特性和放大规律研究 张庆华21002107/B021102 新型“类离子液体”软功能材料制备与性能研究 张庆华21003081/B030802 离子液体与极性溶剂间相互作用规律研究 张庆国21001061/B010303 具有化学传感功能的多孔发光MOFs材料的设计构筑及其检测大气中POPs的研究张庆富21074123/B0403 单个偶氮聚合物囊泡的光致可逆形变的放大研究 张其锦21062013/B0210 四氯化硅催化氢化制备三氯氢硅工艺及机理研究 张宁21006023/B060304 扩张床吸附原位提取中药有效成分的方法研究 张敏21007083/B0705 环境渐变过程实验模拟及初始浓度效应研究 张美一21005006/B0502 基于扫描电化学显微镜的指纹采集技术的研究 张美芹21006069/B060802 “智能”溶栓策略探索——多尺度分子动力学模拟 张麟21076176/B060306 含无机纳米水通道反渗透复合膜的结构设计与制备 张林21076107/B061202 微小空间反应器中生物激发合成沸石与纳米金属粒子的研究张利雄21071032/B010303 新型季铵盐功能化的金属有机骨架材料的合成、结构与性能研究张丽娟21027002/B0501 蛋白质样品多级预处理系统的研制 张丽华21073177/B0307 甲醛分子离子电子激发态的振动分辨光解离动力学研究张立敏21073069/B030304 自掺杂光催化剂的设计、制备及其可见光光催化性能研究张礼知21074152/B0404 含树枝化结构基元的新型聚多糖衍生物研究 张黎明21001004/B0107 功能氧化物/碳纳米纤维复合材料的制备和电催化性能研究张莉21075016/B0501 多维毛细管液相色谱－质谱联用新技术用于甲型Ｈ１Ｎ１流感病毒的研究张兰21002115/B0203 环状手性含氟亚砜亚胺、亚磺酰胺和磺酰胺的立体专一性合成及应用研究张来俊21003050/B030301 限域纳米空间内酸碱有机官能团分子的可控组装及其协同催化机理的研究张坤21076162/B0608 油包水乳化体系中新型交联酶聚集体的构建及其结构与性能张峻21074048/B040605 具有不对称构筑基元的微结构阵列及其各向异性光学性质张俊虎21076063/B061201 基于离子液体的氯硅烷催化反应-相控耦合分离研究 张军21006110/B060901 炭黑和气体组分在煤气化过程中的作用机理研究 张聚伟21004001/B040601 停流光谱技术研究阳离子聚合物/DNA络合与解络合动力学张璟焱21076144/B060404 气液固三相高剪切反应器性能与模型放大研究 张金利21001120/B010303 多孔金属多氮唑框架 张杰鹏21073191/B0301 基于非手性源的单手性材料的催化不对称结晶 张健21002062/B020601 STAT3选择性抑制剂的设计、优化及其功能研究 张健21004077/B040303 基于主-客体相互作用的三重化学响应性聚合物组装体：设计、构建及其药物传输性能研究张建祥21074063/B040401 微量填充生物可降解高分子共混体系的微结构与性能研究张建明21073053/B030803 桥联型双核稀土多取代芳香羧酸配合物结构与热分解反应机理及性能研究张建军21071025/B010303 异金属团簇化合物的合成和性能研究 张建军21071019/B010601 二元金属氨硼烷的制备、释氢机理及其在推进剂中应用研究张建国21061004/B010701 含Fe钨青铜结构化合物的结构调控与电磁特性研究 张辉21071021/B010902 锝-99m、氟-18、碘-125-VEGF多肽肿瘤显像剂的制备、体外评价及生物分布研究张华北21073055/B030802 溶液中无机阴离子在纳米晶表面上的复合与稳定化作用研究张虎成21073077/B0304 有机光电材料激子态动力学研究 张厚玉21071140/B0105 新型稀土纳米复合材料的合成、发光和磁性能的研究张洪杰21074071/B040609 透明质酸多糖自聚集物理水凝胶的形成机理和流变学研究张洪斌21071027/B0101 功能化的多金属氧酸盐组装分子磁性晶态材料的可控合成与性能研究张宏21007069/B0704 T-2毒素生物转化及毒性的分子机制研究 张红霞21005067/B050105 集成化多功能可控细胞操纵及分析微流控芯片的研制张何21073079/B030702 高双光子吸收截面有机半导体材料的设计与性质研究张浩力21004032/B040102 新型烯烃复分解催化剂的设计、合成以及在制备结构可控的高性能聚合物材料中的应用张浩21077030/B0704 固氮蓝藻修复多氯联苯污染水稻土的机理研究 张杭君21077102/B0706 大辽河流域代表性卤代阻燃剂的污染特征与演变趋势张海军21006066/B060409 CH4/CO2重整高抗积碳金属/炭材料催化剂的制备及机理研究张国杰21007002/B070301 三维有序大孔-介孔复合氧化物原位担载贵金属纳米粒子的可控制备及同时消除NOx和碳烟的催化性能研究张桂臻21081260019/B020402 中国西北部中药资源开发国际研讨会 张桂珍21076215/B060802 层析过程中界面上蛋白质结构及动态变化 张贵锋21071146/B0107 多酸基多元复合光电催化材料的设计,制备及其性能研究张光晋21075126/B0509 基于聚集荧光增强机理的化学/生物传感的研究 张关心21076095/B0608 慢消化淀粉与茶多酚对餐后血糖反应的协同作用 张根义21073105/B030505 基于alpha-烷氧基锌酞菁J聚集机理的酞菁光控自组装张复实21077120/B070304 含溴电子废物在超临界甲醇中的催化脱溴机制研究 张付申21064002/B040705 介孔材料环境下原位乳液聚合稳定性及其聚合物复合材料热学和力学性能研究张发爱21072226/B020601 基于小檗碱抗耐药真菌作用的小分子探针研究 张大志21003077/B030301 以废轮胎热解炭为载体的脱氢催化剂在有机液体储氢中的研究张翠21075129/B050901 病原体的超灵敏高通量单分子检测研究 张春阳21027007/B0506 电化学发光成像分析仪的研制 张成孝21005030/B0511 基于碳纳米管表面印迹技术的猕猴桃根中抗肿瘤活性成分分离及活性研究张朝晖21004080/B040303 组织诱导型可生物降解聚谷氨酸水凝胶支架材料制备及其在骨组织工程中的应用研究张超21077117/B070301 Pt/TiO2催化剂室温氧化甲醛的高活性机制研究及非贵金属化探索张长斌21005065/B050102 基于液滴技术的蛋白质组分离分析新方法 张博21077126/B070502 典型羟基多溴联苯醚拟/抗激素效应的H12定位选择机制及构效关系研究张爱茜21073087/B0303 多壁碳纳米管的结构缺陷及其自发氧化还原性能在催化反应中的作用研究张爱民21034004/B040101 大尺度螺旋聚合物的可控合成及其结构分析 张阿方21075077/B0503 痕量多溴联苯醚的表面增强拉曼光谱检测 占金华21072159/B0201 过渡金属催化下各类杂环化合物的新合成方法研究 詹庄平21076184/B060702 持久低表面能、环境友好含短氟碳链聚合物的分子设计与合成詹晓力。

文章编号:1006 2610(2023)05 0036 06基于HEC-RAS 模型的西安浐河河道水面线计算王瑞科(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,西安　710065)摘　要:通过开展河道水面线推求能为浐河河道防洪工程设计提供重要科学依据㊂以西安浐河干流及其支流库峪河为例,采用地区经验公式法和水文比拟法推求浐河干流及支流河段20年一遇的设计洪水,通过比较分析,水文比拟法更能准确反映浐河河段的设计洪峰流量㊂基于设计洪峰流量结果,利用HEC-RAS 模型推算浐河干流及其支流库峪河的水面线,得到各个断面的洪水水位㊁流速,水面线模拟计算结果较好,满足工程防洪要求,可为浐河河道工程防洪设计标准提供技术支撑㊂关键词:水面线;HEC-RAS 模型;河道计算;浐河中图分类号:TV122+.3 文献标志码:A DOI :10.3969/j.issn.1006-2610.2023.05.007Calculation of Water Surface Line of Chanhe River in Xi 'an based on HEC -RAS ModelWANG Ruike(PowerChina Northwest Engineering Corporation Limited ,Xi'an　710065,China )Abstract :Calculating the river water level can provide scientific basis for the design of flood control projects in the Chanhe River.Taking the main stream of the Chanhe River and its tributary Kuyu River in Xi'an as an example ,the regional empirical formula method and the hydrological analogy method are used to deduce the 20-year design flood for the main stream and tributary reaches of the Chanhe River.Through comparative analysis ,the hydrological analogy method reflects the design peak flow of the Chanhe River section more accurately.Based on the design peak flow results ,the HEC-RAS model is used to calculate the water surface line of the main stream of the Chanhe River and its tributary Kuyu River ,and the flood water level and flow velocity of each section are obtained.The simulation calculation results of the water surface line are favorable ,which meet the engineering flood control requirements and can provide technical support for design standard of flood control in river channel of Chanhe River.Key words :water surface line ;HEC-RAS model ;river channel calculation ;Chanhe River 收稿日期:2023-06-25 作者简介:王瑞科(1984-),男,陕西省榆林市人,高级工程师,主要从事水环境及河道治理工程设计与研究工作. 基金项目:中国电力建设股份公司重大科技项目(DJ-ZDXM-2022-41).0　前　言洪水灾害是自然灾害中最为常见和破坏性最大的一种灾害类型,会导致河流水位升高㊁河道淤积㊁堤防决口等问题,威胁到河道行洪安全[1]㊂特别是近年来全球极端降水事件频发,引发国内外城市洪涝事件多发且造成城市经济损失严重,如西安市暴雨洪涝灾害事件呈现频发,造成交通瘫痪㊁经济损失㊁水环境等问题[2-3]㊂浐河是陕西省西安市的母亲河,担负着重要的水源供应和生态系统维护功能㊂根据历史洪水资料[4],结合浐河流域地势平坦㊁降水集中和城市化进程加速等因素,浐河河段多次发生洪水灾害且频繁受到洪水威胁,故凸显了洪水管理的迫切需求㊂为确保城市社会安全㊁生态平衡和经济稳定,浐河河段急需有效的洪水管理和预防措施,其中洪水风险评估㊁防洪工程设计以及紧急响应计划制定都是流域洪水管理的不可或缺的组成部分[5]㊂河道水面线的推求计算对于河道治理㊁堤防设计㊁防洪规划等起着重要的作用[6]㊂因此,开展浐河河道水面线计算对浐河防洪规划具有重要的指===============================================导意义和实际应用价值,也对西安市水安全和地区经济可持续发展至关紧要㊂河道水面线的推求计算方法多采用曼宁公式和HEC-RAS模型㊂曼宁公式能用于推算具有实测资料的断面水位流量,但在无资料地区河段的断面水位流量计算存在局限性㊂HEC-RAS模型[7-8]可适用于无资料地区河段的断面水位流量计算,可较好地模拟一维河流㊁水库㊁河口等水体的水动力过程㊁河道整治分析等,能够提供全面的水文分析和洪水风险评估,为强化河道洪水快速预报和洪水风险管理提供了技术支持[9]㊂本文旨在采用HEC-RAS模型推求计算浐河河道水面线,模拟浐河干流及其支流库峪河的水面线,计算堤防工程标准下各个断面设计洪水的洪水水位㊁流速,分析断面洪水水位变化规律,为全域河道综合治理㊁水系连通及农村水系综合整治工程提供科学支持,以减少潜在的灾害风险,促进区域的安全和可持续发展㊂1　研究方法根据‘西安市实用水文手册“资料,采用无资料地区设计洪水的地区经验公式法和水文比拟方法计算河道洪峰流量;基于计算的流量和水文水力数据,采用HEC-RAS模型计算浐河河段水面线,具体计算原理如下具体详述㊂(1)设计暴雨洪水本次设计暴雨洪水计算采用地区经验公式法和水文比拟法推求浐河干流及支流河段的设计洪水,通过对两种设计洪水方法进行比较分析,选取合理的设计洪水流量㊂由于研究河段的农防段工程设计洪水标准为20年一遇,以该设计标准为例进行设计洪水计算,故根据‘西安市实用水文手册“,当流域面积在50~ 1000km2,20年一遇洪水洪峰流量计算的经验公式为:Q20=25.06F0.465(1)式中:Q20为20年一遇设计洪水流量,m3/s;F为流域面积,km2㊂水文比拟法采用以下公式计算:Q m1/Q m2Q20=(F m1㊁F m2)n(2)式中:Q m1㊁Q m2分别表示设计断面及参证站的洪峰流量,m3/s;F m1㊁F m2分别表示设计断面及参证站控制的集水面积,km2㊂n为洪峰面积指数,参考以往资料取值为0.667㊂(2)HEC-RAS模型简介HEC-RAS模型是由美国陆军工程兵团水文工程中心所研发,主要用于河道/网水动力-水质模拟,能对河流的洪水水位进行可靠的预测,该模型在开展河道水面线模拟计算方面具有较好的优势[10-11]㊂本文采用HEC-RAS模型的水动力模块模拟浐河水面线过程,计算河道断面的洪水水位㊂一维非恒定流模拟的控制方程的计算原理是基于动量守恒方程,如下所示:əAət+əQəx=q l=0(3)əQət+ə(Qv)əx+gA(əzəx+S f)=0(4)式中:Q为断面洪水流量,m3/s;v为流速,m/s;g为重力加速度,m/s2;z为断面洪水水位,m;q为沿程入流流量,m2/s;A为过水断面面积,m2;S f为河床摩阻坡度㊂河道水面线计算原理采用明渠恒定非均匀流水面线的计算方法,计算公式如下[8]:Z2+Y2+α2V222g=Z1+Y1+α1V212g+h w(5)式中:α1㊁α2分别表示动能修正系数;Z1㊁Z2分别表示上㊁下断面的河床底高,m;Y1㊁Y2分别表示上㊁下断面的水深,m;V1㊁V2分别表示上㊁下断面的平均流速,m/s;h w表示水头损失,m㊂2　研究区域及计算参数2.1　研究区域本研究区域位于陕西省西安市,涉及浐河及其支流库峪河,浐河属于灞河的最大一级支流,库峪河是浐河左岸最大的一级支流,发源于秦岭北麓蓝田县汤峪镇㊂浐河流域面积约为760km2,河道最大汇流长度64.6km,河槽平均比降8.9‰㊂浐河流域水系图如图1所示,浐河在峪口以外的主要支流有岱峪河㊁库峪河和荆峪沟,汤峪河为其源流㊂库峪河为浐河左岸最大的一级支流,发源于长安区东南部秦岭主脊北坡㊂库峪河河长38.5km,主河道比降21.2‰,流域面积166km2㊂浐河河道水文地质条件复杂,河道外侧多为耕地,河道以砂卵石及粉质黏===============================================土层为主的地层特性㊂研究区气候类型属于暖温带半湿润大陆性季风气候区,具有四季分明的气候特征㊂冬季干燥寒冷,春季温暖,夏季炎热多雨,秋季温和湿润㊂多年平均气温为13.5℃,多年平均降雨量为657.5mm㊂图1　浐河流域水系2.2　断面计算参数选取(1)断面情况整个浐河河道断面的资料来源于2020年4月浐河干支流实测纵横断面成果,浐河干流断面共计182个,主要为天然复式断面,其中一级支流库峪河断面共计151个,主要为天然复式断面㊂设计断面的宽度是按设计堤距控制,堤防两侧受限㊁不能向两岸扩宽的河段,采用陡堤坡设计,坡比从直立式至1∶1.5,断面型式为预制装配式护坡;可向两岸扩宽的河段,采用1∶3的缓堤坡,坡脚防护结构采用格宾护垫防护,坡面种植植物进行防护㊂(2)河段控制断面自然地理参数本研究浐河河段主要为农防段,浐河及其支流防洪标准为20年一遇,浐河干流及其支流库峪河控制断面自然地理参数详见表1,干流河道比降范围在9.1‰~19.1‰㊂表1浐河干流及支流库峪河河段控制断面自然地理参数表河流区域流域面积/km 2河长/km 比降/‰浐河干流岱峪河口以下库峪河口以下荆峪沟口以下297.0404.5632.538.638.651.419.118.29.1支流库峪河166.038.521.2(3)河床糙率本研究选取浐河干流和库峪河支流河段无实测水文观测资料,据现场查勘河道分析,现状河床主要为天然河床,河床质主要为卵砾石及细砂,粒径自上游至下游逐渐变细㊂结合干流及支流河段实际的地形㊁地貌㊁河床质㊁河床植被等条件,参考‘水力计算手册“资料,确定浐河干流河段糙率为0.038~0.040,库峪河河段糙率为0.038~0.042㊂3　结果与分析3.1　设计洪水计算采用水文比拟方法计算河道洪峰流量计算浐河及其支流的设计洪水,需要选取浐河及其支流库峪河的参证站,根据流域内各水文测站的分布情况,选取灞河流域马渡王水文站及潏河流域大峪站为设计参证站推求设计洪水㊂采用地区经验公式法和水文比拟法计算浐河干支流设计洪水结果见表2和表3,通过比较分析,显然水文比拟法计算各个断面的20年一遇洪峰流量结果大于经验公式法计算的结果㊂水文比拟法以马渡王及大峪站为参证站,推算浐河干支流设计洪水结果,相较于经验公式法及推理公式法,其成果更加有代表性㊂结合浐河河段实际地形地貌及河道防洪工程情况,其中干流岱峪河下游河段及支流以大峪站为参证站,大峪站的集雨区域大部分为山区,水文比拟法计算结果更可靠,对===============================================于浐河防洪工程建设更安全㊂综合分析,选用水文比拟法计算浐河干支流设计洪水的洪峰流量结果作为本研究设计的20年一遇洪峰流量,基于此结果进一步计算河道水面线㊂表2　浐河干支流设计洪水成果(经验公式法)河流断面20年一遇洪峰流量/ (m3㊃s-1)浐河干流岱峪河口以下库峪河口以下荆峪沟口以下354409503支流库峪河270表3　浐河干支流设计洪水成果(水文比拟法)河流断面20年一遇洪峰流量/(m3㊃s-1)参证站浐河干流岱峪河口以下库峪河口以下荆峪沟口以下431643867大峪站马渡王马渡王支流库峪河292大峪站3.2　水面线计算3.2.1　浐河干流20年一遇设计水面线计算分析根据前节计算的设计洪水成果,采用HEC-RAS模型计算河道设计水面线㊂浐河干流(库峪河口至雁长交界)20年一遇设计水面线成果见表4及图2㊂表4　浐河干流水面线成果(P=5%)断面编号深泓高程/m水位/m流速/(m㊃s-1)断面编号深泓高程/m水位/m流速/(m㊃s-1)C85468.08472.88 3.25C140445.59449.92 3.34 C87466.39471.82 3.62C145442.77448.02 2.45 C89465.73469.97 4.53C148441.74445.86 4.38 C91465.50469.92 1.70C149441.46445.60 2.64 C93464.42469.31 2.73C150440.19445.23 2.45 C95463.56468.60 2.70C155439.23444.12 1.95 C100461.21465.38 3.43C160438.00442.70 2.94 C105459.67463.34 2.03C165436.76441.64 2.29 C110457.20461.06 3.47C166436.53441.56 1.77 C115455.35459.86 1.82C167436.14440.78 3.61 C120453.45457.61 4.06C168435.84440.52 2.90 C125451.29455.78 2.35C169436.02440.21 2.69 C130448.26454.35 2.32C170435.21439.92 2.57 C131449.21454.21 1.79C175434.11437.83 3.19 C132448.83453.73 2.67C180432.22437.45 1.33 C133448.37452.97 3.16C181433.13437.23 1.97 C134448.31452.81 2.02C182432.94437.24 1.15 C135448.03452.47 2.42 由表4可知,河道从上游至下游整体水面线趋势变化表现趋于平滑,水面线和深泓线变化趋势相近,河道深泓高程变化范围为468.08~432.94m,整体落差为35.14m,水位随着河道深泓高程的降低而降低,变化范围为472.88~437.24m,整体落差为35.64m,落差差距较小㊂根据图2可得,没有出现明显的雍水或跌水现象,由于河道清淤深度不同,河道不同断面的水位降低高度也存在差异㊂图2浐河干流(库峪河口至雁长交界)水面线(P=5%)由浐河干流水面线成果表分析,整个浐河干流在C85-C130断面之间坡度较陡,C130-C140断面之间较缓,在C140断面后河道呈现较陡变化,坡度小于C85-C130断面间坡度变化㊂在C130断面后河道水流从陡坡到缓坡会发生水跃现象,流速变化表现为从快到慢的过程㊂在C131断面时,流速减小至1.79 m3/s;在C140断面后,坡度变化较小且流速提升不显著㊂下游处最高流速出现在C148断面,流速为4.38 m3/s㊂在整个河段的各个断面中,C130断面的深泓高程均小于较临近的前后断面的深泓高程,故导致在该断面处的水深较大,达到6.09m,并在该断面衔接陡坡和缓坡的地方会发生水跃现象,在实际河道治理时需要优先治理㊂根据水面线计算结果绘制典型C105和C150断面河道立体模型及水位分布及断面形状与水面线图(见图3),断面C150可能会产生局部流速过快,和水深较深情况发生,需要针对此类型断面进行清淤工作㊂3.2.2　支流库峪河20年一遇设计水面线计算分析结合表5和图4,支流库峪河段河道深泓高程变化范围为640.65~477.86m,整体落差为162.79m㊂显然,水位随着河道深泓高程的降低而降低,变化范围为643.55~480.24m,整体落差为163.31m㊂水位变化规律通干流规律一致,河道清淤深度不同,河道不同断面的水位降低高度也存在差异㊂由库峪河水面线成果表分析,整个库峪河在K1-K30断面之间坡度较缓,在K30断面之后坡度===============================================呈现变陡趋势,河道水流在该断面缓坡到陡坡变化处可能会发生水跌现象㊂图3　河道立体模型及水位分布图4　断面形状与水面线表5　库峪河水面线成果(P =5%)断面编号深泓高程/m 水位/m流速/(m㊃s -1)断面编号深泓高程/m 水位/m流速/(m㊃s -1)K1640.65643.55 3.01K28592.40596.74 1.95K2640.19642.82 3.48K29591.86595.96 3.71K3637.65640.13 2.04K30591.46594.34 3.97K4636.82639.32 3.82K35583.96587.07 4.52K5631.97636.33 4.68K40576.13579.58 3.35K6630.12632.88 4.13K45571.55574.12 4.02K7628.36631.40 3.64K50560.46564.14 4.38K8627.17630.73 2.63K55553.01556.15 4.14K9625.89629.23 4.35K60547.00550.59 4.92K10624.69628.75 3.70K65541.53545.12 4.47K11624.35627.31 3.98K70537.35540.15 4.15K12619.46623.30 3.12K75532.81536.24 3.63K13618.04621.96 3.54K80529.01531.53 4.31K14615.96619.43 4.82K85519.79523.83 3.15K15612.69615.79 4.53K90515.47519.67 3.68K16610.57613.78 3.92K95512.13515.67 3.29K17607.49611.79 4.42K100507.95511.31 3.59K18604.86609.41 4.31K105502.46507.43 3.24K19604.69607.91 4.48K110498.86502.51 4.62K20603.32606.67 3.68K115493.16498.02 3.47K21602.18605.34 4.59K120489.80493.55 4.09K22600.40603.57 3.22K125485.26489.62 3.43K23599.53602.12 4.52K130480.17484.53 4.38K24597.03600.94 2.09K131479.64483.26 2.64K25596.14599.61 4.46K132478.83482.67 3.11K26594.86598.13 3.87K133477.72481.64 3.80K27593.32596.723.65K134477.86480.244.28由表5分析,K28断面的流速为1.95m 3/s,远小于前后断面的流速,可对该点前后临近断面进行清淤处理㊂根据水面线计算结果绘制典型K6和K10断面河道立体模型及水位分布及断面形状与水面线图(见图5),对比发现K10处断面可能会产生局部流速过快和水深较深情况发生,需要针对此类断面进行清淤工作㊂图5　库峪河水面线(P =5%)河道立体模型及水位分布见图6,断面形状与水面线见图7㊂结合浐河干流和支流库峪河20年一遇设计水面线计算分析和实践证明,整体水面线并未超出20年一遇的设计防洪标准,表明水面线计算结果是安全可靠的㊂建议在清淤时结合断面形状进行重点清淤工作,保证河道底部平顺,防止出现局部水流流速过快或者水深较大的情况发生,对部分河道建筑物产生不利影响㊂结合河道防洪设计标准要求,局部放坡条件不足的区域可适当调整堤坡坡度,设计堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定,同时考虑跨河建筑物的壅水高度叠加到设计水面线,提高沿线堤防能力和保障河道行洪安全㊂===============================================图6　河道立体模型及水位分布图7　断面形状与水面线4　结　论本研究采用HEC-RAS 模型推算浐河干流及其支流库峪河的水面线,结果表明HEC-RAS 模型能有效地实现无资料地区河道不同断面洪水水位㊁流速的预测计算,整体水面线计算满足堤防工程的设计防洪标准,其水面线计算结果是安全可靠的,结果为浐河河道防洪设计标准及其他河道水面线计算提供技术支撑和设计依据㊂主要结论如下:(1)浐河干支流计算水面线和深泓线变化趋势相近,干支流水位变化趋势的规律基本相同㊂干流河道深泓高程和水位变化范围分别为468.08~432.94m㊁472.88~437.24m,支流库峪河段河道深泓高程和水位变化范围为640.65~477.86m㊁643.55~480.24m,基于20年一遇设计洪水水面线计算分析,干支流河道水面线设计满足防洪设计要求㊂(2)根据浐河干支流断面的水位结果分析,C130断面的深泓高程均小于较临近的前后断面的深泓高程,该断面水深较大且达到6.09m,表明该断面衔接陡坡和缓坡的地方易发生水跃现象;支流库峪河河道K30断面后坡度呈现变陡趋势,表明在该断面缓坡到陡坡变化处可能会发生水跌现象,在实际河道治理时需要优先治理此类断面㊂(3)基于典型断面河道立体模型及水位分布及断面形状与水面线图分析,浐河干流断面C150和支流库峪河K10处断面可能会产生局部流速过快,需要对此类型断面进行清淤工作㊂参考文献:[1]　杨长青,焦迎乐,余畅畅,等.焦作 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2021年11月Water Conservancy Science and Technology and Economy Nov.,2021 doi：10.3969/j.issn.1006-7175.2021.11.016利用CFD模型改善溢洪道的水力稳定性王建（婺源县水利水电勘察设计室，江西上饶334000）［摘要］为了分析溢洪道上快速变化的流量，判断引水渠內水流的稳定性，采用水工模型试验，对初步设计方案中引水渠內水流的稳定性进行研究。

结果表明，在初步设计方案中，引水渠內的水流不稳定，引水通道处水流出现中断现象。

为了提高溢洪道中水流的稳定性，对初步设计方案进行修正。

通过计算流体力学（CFD）模型，模拟检验修正设计的合理性。

结果表明，在修改后的设计方案中，水流中断现象消失，溢洪道中水流更加稳定。

将水力模型试验结果和数值模拟试验结果进行对比,结果较吻合，说明采用计算流体力学（CFD）模型模拟溢洪道內的水流是可行的。

［关键词］溢洪道；FLOW-3D；水流稳定性；数值模拟；水力模型试验［中图分类号］TV651.1［文献标识码］A0引言溢洪道和其他泄洪建筑物设计的主要目的是安全地将洪水从大坝输送到下游河道,并防止大坝漫顶，特定类型溢洪道的选择和设计基于项目的特定目的、水文、泄洪要求、地形、地质、大坝安全和项目经济［1-2］o由于提供高效输送水力和结构坚固的溢洪道对大坝的安全以及下游河流的生命和财产非常重要，因此在建造大型大坝时，应对溢洪道的水力稳定性进行检查。

检验方法主要可以分为以下两种:水工模型试验和数值模型试验。

其中，水力模型试验通过最小化原型来处理流动特性，可以获得相对可靠的结果，因此水力模型被广泛用于解释水力现象的特性。

但该方法除了成本较高外,还存在规模效应误差等缺点，因此结合数值模型试验对数学控制方程进行数值分析计算。

通过溢洪道的水流受离心力影响而迅速改变,与逐渐变化的稳定流不同。

如果流线弯曲得更陡，水颗粒就不能再沿着流线流动，单独形成一个不连续的部分，包括像水跃一样的快速湍流。