基于Budyko假设的汉江流域径流变化归因

利用1964—2015年汉江流域气温、降雨和径流等资料,采用线性倾向估计与滑动平均法分析白河和沙洋站水文气象要素的变化趋势,通过Mann-Kendall检验和Pettitt检验确定2个站径流序列的突变年份,基于Budyko水热耦合平衡理论,计算径流量对各影响因子的弹性系数,并采用互补关系法进行归因分析。结果表明：白河与沙洋站年径流量均呈现下降趋势,变化速率分别为-2.797 mm/a和-1.875 mm/a,并在1991年发生突变;白河与沙洋站变化期（1992—2015年）径流对降雨、潜在蒸散发和下垫面的弹性系数分别为1.79、-0.79、-0.64和2.07、-1.07、-0.71,表明2个站的径流量均对降雨最为敏感,[JP]对下垫面最不敏感;下垫面变化是汉江流域径流量减少的主要因素,其对白河、沙洋站径流量变化的贡献量分别为74.67%、76.37%;变化期的NDVI较基准期整体增加,植被变化是导致汉江流域径流量整体下降的重要原因。     

分布式光纤测温系统在特高拱坝真实温度场监测中的应用

以溪洛渡特高拱坝为例,阐述现场布设分布式光纤系统,进而确定特高拱坝真实温度场的方法与流程.分析特高拱坝混凝土真实温度场研究的必要性与可行性,建议现场布设分布式光纤进行试验研究的有效途径.基于所提方法,在溪洛渡特高拱坝的施工现场布设分布式光纤,构建分布式光纤测温系统,并进行真实温度场的相关测试.实测成果表明分布式光纤测温系统能快捷、准确地监测大坝混凝土结构内部温度场的变化,为有效地评价大坝安全提供了可靠的科学依据.研究结果表明:采用在施工现场布设分布式光纤,并进行基于实时温度场的试验,可更为准确地确定特高拱坝的真实温度状况.     

黄柏河东支流域水体氮磷含量遥感反演研究

黄柏河是宜昌市生产、生活以及农业用水的重要来源,但大规模磷矿开采严重影响了其水体水质,因此需要对水体水质参数进行全流域实时监测。基于landsat8-OLI遥感影像,根据2014～2016年14个站点的水体水质实际监测数据,使用人工神经网络建立黄柏河东支流域总磷和氨氮含量的反演模型,模拟了2014～2016年春季和冬季黄柏河东支全流域水体的总磷和氨氮含量,并分析了总磷和氨氮含量的时空变化特征。结果表明：(1)对于Landsat8-OLI遥感数据,总磷的敏感波段为4～7波段,利用敏感波段建立的人工神经网络反演模型的精度较高,评价指标纳什系数和均方差系数分别为0.977 4和0.006 4;氨氮敏感波段为1～3波段,建立的模型精度低于总磷,评价指标纳什系数和均方差系数分别为0.714 5和0.004 5。(2)黄柏河东支流域2014～2016年总磷含量总体呈波动下降趋势,其中总磷含量较高区域分别为天福庙以及玄庙观库区;氨氮含量总体小幅度上升,2015年12月尚家河与西北口库区氨氮含量达到0.22 mg/L和0.27 mg/L。(3)黄柏河东支流域的总磷含量在春季最高,氨氮含量在冬季最高。(4)黄柏河流域的总磷和氨氮含量的空间分布存在一定的差异性,总磷在尚家河、天福庙、玄庙观库区的含量相对较高,氨氮在玄庙观与西北口库区的含量相对较高。研究成果可为该流域水环境治理提供依据。     

中后期冷却期间混凝土浇筑仓温度动态预测模型

进行全坝全过程温度场仿真分析,计算工作量大;采用数理统计分析方法或神经网络等智能方法建立的温度预测模型本质上是一个经验模型,当通水水温和通水流量突然发生变化时,外延预报精度差.建议了一种混凝土坝中后期冷却期间浇筑仓温度动态预测模型,即采用无热源水管冷却问题的混凝土平均温度计算式,联合实测温度,对无热源水管冷却问题的混凝土平均温度计算式中的Ti进行动态更新,动态预测浇筑仓降温过程线.实例分析表明,采用无热源水管冷却问题的混凝土平均温度计算式,结合浇筑仓当前实测温度可以方便快捷地对未来7～10d的温度状态进行动态预测,为中后期通水冷却浇筑仓温度的智能调控提供及时的参考.     

乌溪江流域自动洪水预报系统研究与应用

由于预报模型的局限性和实时信息的不完善,洪水预报过程存在一定误差。利用自动预报模型和人工预报参数交互式修改相结合的方式可提高洪水预报精度。在乌溪江流域自动洪水预报系统研究中,采用径流系数控制前期雨量损失总量,通过调整雨量损失进行产流计算,根据时段降雨的降雨中心和降雨强度选用单位线进行汇流计算。同时在自动化洪水预报基础上配以预报人员的多年预报经验,完成可实时修正、高精度的实时洪水预报。以典型洪水预报为例,人工预报参数交互式修改方法的准确性较高,人工预报峰现时间相差1 h,人工预报洪峰流量误差为0.74%,预报精度等级为乙级。研究成果已在浙江省乌溪江流域自动洪水预报系统得到应用,对其他流域洪水预报具有参考价值。     

基于NSGA-Ⅱ方法的三峡水库汛末蓄水期多目标生态调度研究

为充分发挥三峡水库的经济效益和生态效益,建立了以三峡水电站发电量最大和下游河道适宜生态流量改变度最小为目标的水库优化调度模型,基于生态水文学法量化了下游河道适宜生态流量。为有效求解多目标优化问题,引入带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-II)作为调度模型的寻优算法。通过比较2015年调度期内三峡水库优化调度方案和现行调度方案的发电效益和生态效益表明:提高生态流量改变度0.63%可使发电量增加2.32%,降低0.58%的发电量将生态流量改变度降低8.86%。该算法避免了对多目标进行加权求解的盲目性,能获得多个兼顾两个目标且分布均匀、收敛性较好的优化调度方案,为决策者提供了多种可行的选择。研究成果为三峡水库蓄水优化调度提供理论依据和具体方案参考。     

基于Excel平台的矩形渡槽槽身优化设计及优化机理研究

以矩形渡槽槽身断面优化设计为目标,选择应用广泛的矩形渡槽为案例,基于渡槽基本体型及相关设计规范,以其力学性能、稳定性能、几何要求为约束条件,借助Microsoft Excel平台及其"规划求解"功能,建立了矩形渡槽槽身优化模型的求解方法并使用该方法对重庆市开县鲤鱼塘水库东河分干渠工程灌区渠系渡槽进行了优化,深入分析优化变量的优化机理。结果表明,在满足各项约束的条件下,侧墙宽度对优化的限制最大,支座厚度对优化限制最小,调整侧墙宽度可最快优化断面。该优化方法可有效减少混凝土使用方量且优化过程简单快捷,能为矩形渡槽的设计及优化提供一定参考。     

三峡升船机中控室人机界面的适配性研究

升船机中控室人机交互频繁、接口信息密集度高、耦合关系复杂,人机界面的适配性直接影响升船机安全。为进一步提高人机界面适应性,首先针对升船机中控室人机界面组成,依据人机界面指标分类标准,以显示系统、操纵系统、作业空间、工作环境等4个维度甄选适配性评价指标体系;其次根据安全技术规程划分适配性等级,综合运用可拓学理论,确定人机界面适配性的经典域和节域,建立简单关联函数确定权重;最后构建评价指标与适配性等级的关联函数,依据最大关联原则,确定升船机中控室人机界面适配性等级。结果表明:三峡升船机中控室人机界面的总体适配性等级为"良";工作空间适配性等级为"优";而显示系统、操纵系统、工作环境适配性等级为"良",需在后期安全管理中加强薄弱环节的控制。     

杨房沟水电站截流进占水力特性数值模拟分析

为分析比选杨房沟水电站截流工程进占方案,通过建立相关三维数值模型,采用水力模拟计算技术对单戗堤单向及双向立堵进占方式的水流条件进行了计算,并将单向立堵进占数值模拟计算结果与物理模型试验结果进行了对比分析。结果表明:三维数值模拟与试验结果较为吻合,计算结果偏于安全;同时指出在现场条件允许的情况下,双向立堵进占能够有效降低该工程截流难度。     

基于分布式光纤测温的拱坝施工期温度突变识别基于分布式光纤测温的拱坝施工期温度突变识别 . .基于分布式光纤测温的拱坝施工期温度突变识别

针对溪洛渡特高拱坝施工期混凝土光纤测温出现的温度突变情况,结合光纤测温数据特征,采用循环探测检验法对温度突变值进行识别,并在建立的施工期混凝土温度统计模型基础上,通过回归分析对实测通水温度、环境气温等各温度分量引起的温度变化量进行定量分析。该识别方法可在混凝土温度发生突变时准确定量解析异常成因,以便修正实测温度数据。同时,基于光纤测温数据构建了坝体温度场,可更直观反映坝体温度场变化,为大坝温度场状态判断提供了依据。