基于ECMWF和WRF的嘉陵江流域面雨量预报精度评估

将降雨数值预报产品运用到水文预报中已经逐渐成为提高洪水作业预报的预见期的重要手段。为充分了解ECMWF(European Centre for Medium Range Weather Forecasts)和WRF(Weather Research and Forecasting model)2种数值天气预报产品对嘉陵江研究区面雨量预报的预报精度和误差分布,且为增强洪水预报精度的稳健性提供科学支持,采用TS评分、空报率、漏报率、正确率等指标,对嘉陵江地区7个气象分区内的2016年汛期面雨量预报结果进行了检验,分析了不同分区内各检验指标与预报时效的关系。结果表明:ECMWF数值预报产品和WRF数值预报产品均可用于该地区晴雨预报,且2种产品的预报精度随降水等级的增大呈增大趋势,随预报时效的增加呈减小趋势。综合而言,ECMWF数值预报产品对嘉陵江研究区的预报效果更好。     

基于区间犹豫模糊语言集的水资源多目标决策

以鄂北水资源配置工程为对象,研究大型调水工程背景下的多水源多目标优化配置。将鄂北地区水库分为充蓄水库、补偿水库与在线水库等3类,根据各类水库特点对鄂北水资源配置工程进行系统概化,建立以年缺水量最小和调水成本最低为目标函数的多水源多目标优化配置模型。采用权重系数法进行求解得到非劣解集。最后采用基于区间犹豫模糊语言与TOPSIS的多目标决策方法对各方案的缺水量与调水量作出评价并遴选出最优方案。研究结果表明:对鄂北水资源配置工程而言,缺水量与调水量的权重比为7∶3的方案综合评价最优,重视缺水的同时兼顾调水成本;基于区间犹豫模糊语言集与TOPSIS的水资源多目标决策方法经本文实例验证具有较高的稳定性与可行性。     

高心墙堆石坝填筑标准的试验研究

近期建成的几座高心墙堆石坝的监测资料表明,坝体的分区变形协调性并没有达到设计目标。为此,结合建设中的长河坝300m级心墙堆石坝,开展了坝壳料的室内和现场大型相对密度试验,得到了相应的相对密度指标,并对各分区的填筑标准进行了讨论。结果表明:①由于级配为较好的分形分布、压实性优良,现场堆石区的填筑平均孔隙率达到19%,优于21%的设计指标,但相对密度仅为0.65;②根据规范要求设计的反滤2区、过渡区和堆石区的填筑相对密度在0.96～0.65之间,其压实程度存在明显差异,不易保证坝体各分区的变形协调;③采用与现场压实功能相匹配的室内相对密度试验技术,可解决高心墙坝的反滤料或面板坝的垫层料相对密度大于1的问题;④高坝堆石体的变形控制设计,需要考虑级配效应的影响,宜采用孔隙率和相对密度双控填筑指标。结论可为高堆石坝的设计与建设提供参考。     

连续分布的粗粒土级配方程与压实性能

以Morgan等人提出的生长曲线为基础,提出了可反映粗粒土"S型"以及"上凸型"颗粒分布的2参数级配方程及参数取值范围;当形状参数a趋向无穷大时,则级配方程转化为分形分布公式。在此基础上,提出了采用相对密度试验手段确定最优压实性能级配的方法。建议级配方程对于长河坝、大石峡、两河口等高坝的填筑级配,具有很好的适用性。利用所得研究成果,对大石峡砂砾料进行室内相对密度试验,结果表明:①对于最大粒径60 mm的不同分布规律的粗粒土而言,随着级配参数的变化,其最大、最小干密度均存在极值点或拐点,且对应的临界P5值都在35%附近。②临界P5值对应粗粒土的极优压实性能级配;颗粒级配越接近分形分布,压实性能越好,临界P5值对应的分形分布级配,即为最优压实性能级配。接近分形分布的长河坝堆石料,较低的现场压实参数却获得了较高的填筑干密度,也佐证了这一结论的合理性。③利用临界分形维数的尺度无关性,可以方便地将室内最优压实性能级配的研究成果推广至现场不同最大粒径的工程级配。结论可用于粗粒土的级配设计以及压实性能评价。     

基于首尾测算法的太湖县灌溉水利用系数测算研究

自2012年国务院发布《关于实行最严格水资源管理制度的意见》以来,农田灌溉水有效利用系数被纳入各级政府工作考核的重要指标,目前已经有多个省份开展市、县级系数测算工作。文章结合项目实践经验,采用首尾测算法计算分析了安徽省太湖县2017年度灌溉水有效利用系数,文中针对不同灌区规模及灌溉用水类型分别加以测算,并对测算结果进行对比分析。结果表明,太湖县2017年度全县平均灌溉水利用系数为0.506,其中大型灌区灌溉水利用系数0.482,中型灌区灌溉水利用系数0.523,小型灌区灌溉水利用系数0.591,所得结果真实可靠,符合灌区运行实际情况。     

卡波姆凝胶模拟水泥浆体流变性能试验

选用940系列卡波姆树脂制成凝胶介质模拟水泥净浆的流变特征;通过添加适量透明玻璃微珠模拟水泥砂浆细骨料组分,应用旋转黏度计分析模拟介质与原型材料流变参数的相似性,证明卡波姆凝胶介质模拟水泥浆体流变性完全可行,为水泥砂浆介质流变性的可视化试验研究奠定了基础.     

改进的大坝安全监控粗集推理预报模型

针对已有粗集推理预报模型的不足,提出了一种改进的大坝安全监控粗集推理预报模型。该预报模型通过粗集论约简影响因素,并且结合贝叶斯定理对规则的约简引入一致度和支持度。实际算例证明,改进后的粗集推理预报模型可以用于大坝效应量的预报,与一般粗集推理模型相比,其在一定程度上消除了噪声数据对预报的影响,提高了预报的精度,在样本基数大的情况下预报较准,可信度较高。     

河流污染二维水质模型研究及RMA4模型概述

介绍二维水质模型常用的模拟手段、建模求解步骤的要点难点,并在此基础上对RMA4水质模型的特点进行详细归纳和分析,最后探讨河流水质模型的未来发展趋势,从而为建立二维河流水质模型进行水质模拟提供一定的思路和依据.     

GCL与黏土接触面摩擦特性试验研究

采用自制斜板仪,模拟低应力条件下边坡衬垫系统受力状态,测量了GCL与不同下垫层接触面的摩擦特性参数。试验结果表明,下垫层土体含水率、密实程度及GCL水化条件等因素对接触面摩擦特性均产生一定影响。通过分析试验结果,对实际工程中边坡衬垫系统的设计和施工提出建议。     

水电站发电优化调度遗传算法的改进

遗传算法在求解水库优化调度问题时存在两个问题：随机的初始种群生成方式难以保证个体在解空间均匀分布,导致求解结果不稳定;由于水库水量平衡等条件约束,使交叉、变异操作常常导致可行解变成不可行解。针对上述问题,引入了基于均匀设计的初始种群生成方式,保障了初始种群空间分布的均匀性;在交叉、变异操作中建立了个体可行性判断与处理方法,保障了在个体进化过程中的可行性。以三峡发电优化调度为例,验证了改进算法的有效性,与标准遗传算法相比改进遗传算法可以显著提高寻优性能。