基于改进模糊集对评价法的水资源承载力评价——以龙川江流域为例

水资源承载力对一个国家或地区可持续发展有至关重要的影响。综合考虑滇中龙川江高原流域特点和影响水资源承载力的因素,选取14项指标,建立水资源承载力评价指标体系;以集对分析理论为基础,对模糊集对评价模型进行改进,采用最小信息熵原理将层次分析法和熵权法确定的权重进行主客观耦合得到综合权重,建立水资源承载力的模糊集对评价模型。为比较,分别采用改进的模糊集对评价模型和模糊综合评价模型对龙川江高原流域进行水资源承载力评价分析,结果表明:采用模糊综合评价法,5个水平年的水资源承载力等级均为2级,采用模糊集对评价法,5个水平年的水资源承载力分别为2级、1级、2级、2级和1级。通过比较分析得出改进的模糊集对评价模型,对指标信息挖掘充分、计算简洁,评价结果可为龙川江高原流域进一步推行"河长制"的水资源保护与管理和清洁小流域治理提供科学依据。     

基于响应面分析的隧洞开挖过程优化设计研究

为了更好地分析隧洞开挖过程中侧壁应力、变形等参数的变化情况,对岩体采用D-P准则模型设置材料性能,并且通过生死单元法的开挖方式来了解整个过程中隧洞侧壁应力的变化规律;同时建立了一种基于响应面的侧壁应力应变多目标优化方法,基于敏感度选取对侧壁应力应变有影响的关键参数,应用响应面方法建立变量与多目标函数的响应面多元回归模型,分析影响侧壁应力应变的参数交互作用,最终在满足隧洞设计要求的条件下,确定以降低侧壁应力与应变为目标的最优组合。结果表明:在开挖的过程中,主要应力变化集中在第2步开挖中,该过程中应力、应变的峰值和方向发生了极大的改变,应力峰值从9. 7×10~5Pa变为1. 47×10~6Pa,方向从沿侧壁向外转变为沿侧壁向内,这易导致隧洞侧壁的坍塌;在响应面分析优化下将截面长、截面宽组合设计为1. 35、2 m后,其应力峰值下降了10. 01%,采用生死单元开挖方式结合响应面优化的方法能够为隧洞设计优化和开挖过程参数提供有效的分析。     

泵送混凝土管道冲蚀疲劳失效数值模拟

为研究泵送混凝土中非牛顿流体-颗粒、颗粒颗粒和颗粒管壁之间的相互作用,探明管道堵塞机制,基于计算流体动力学和离散元法(CFD-DEM)分析了混凝土各相在泵送过程中的运动演化规律;利用非牛顿流体-颗粒两相流管道侵蚀寿命预测模型分析了混凝土流动对管道壁面的冲蚀磨损机制,预测了管道的冲蚀疲劳寿命。结果表明：模拟结果与工程及实验相吻合,在管道流场发生变化处(进口、出口、弯管处)管道壁面冲蚀相对严重,该部位的寿命仅为工程工况条件连续工作29 d;此外,颗粒粒径越大对壁面的磨损越严重,粒径范围15～30 mm的颗粒与管壁之间的切向作用力占比达42.81%,导致能量损失33.02%;弯管段颗粒碰撞次数大约是直管段的2倍,颗粒在直管段的动能明显高于弯管段且弯管段的切向动能损失高于直管段,这说明弯管段更容易堵塞。模拟结果能够为泵送混凝土的管道设计及维护提供理论支撑。     

基于改进熵权法的水资源承载力评价——以曲陆坝区为例

水资源是一种战略性自然资源,对于维护区域生态环境安全和促进社会经济可持续发展具有重要意义。通过构建水资源的模糊综合评价模型,利用秩比法和最小相对信息熵原理对传统熵权法进行改进。在耦合客观与主观因素的基础上,结合区域特点选取14个评价指标对曲陆坝区5个水平年水资源承载力进行评价分析。结果表明在无调水的情况下,5个水平年水资源承载力综合评价值分别为:0.479、0.390、0.335、0.287、0.283;在有调水的情况下,5个水平年水资源承载力综合评价值分别为0.446、0.367、0.323、0.351、0.365,通过比较分析,说明外流域调水能显著改善水资源承载力状况。     

基于组合赋权—集对分析的城市供水安全评价

为更精准地评价城市供水安全,将集对分析法与主客观组合赋权法相结合,建立区域城市供水安全评价模型,即用最小相对信息熵原理确定指标综合权重并耦合到指标联系度中,构建出城市供水安全的组合赋权-集对分析的评价体系,通过五元减法集对势确定城市供水安全等级,并对昆明市2011～2020年的供水安全评价划分安全等级。结果表明,2011～2013年昆明市供水处于安全等级,其中2011、2012年更倾向于基本安全等级;2014～2020年昆明市供水处于非常安全等级但更倾向于安全等级,供水状态相对安全和稳定。所提方法一定程度上解决了城市供水安全评价等级中的不确定性和多指标性问题,为城市供水安全评价提供了一种新思路。