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。     

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。     

透水模板布改善混凝土耐久性试验研究

为研究透水模板布对混凝土构件耐久性的影响,运用抗冲磨法、抗收缩法、碳化法、抗渗法、单面冻融法、以及压汞法和SEM理论从外部环境和内部材料两方面分析透水模板布改善混凝土微观结构和抵抗各种劣化机理。试验结果表明:透水模板布可提高混凝土表层抗冲磨性能,抑制早期收缩,优化孔隙分布,改善覆盖质量,阻碍侵蚀性介质侵入,减缓表层混凝土劣化过程,提高构件耐久性能。     

基于改进粒子群算法的面板堆石坝流变反演分析

为提高粒子群算法在模型参数反演中的表现,提出一种改进的粒子群算法(FPSO)。利用线性分段函数和指数函数,对学习因子C₁和C₂采用异步策略调整,实现粒子群算法中的惯性权重w和C₁,C₂随迭代次数的动态调整;通过免疫变异算子保证粒子多样性,结合阵型搜索保证收敛速度,并应用于阿尔塔什面板坝的增量流变模型参数反演分析。结果表明：(1) FPSO算法由于更好地契合了粒子从前期高速全局搜索逐步减速到后期局部精细搜索的运动特点,全局搜索能力得到较大提升,可有效提高反演分析精度和效率;(2)利用停工期大坝实测沉降,基于FPSO反演堆石体的流变参数,计算结果与监测值吻合较好。     

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。     

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。     

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。     

河道生态基流计算方法回顾与评估框架研究

回顾了国内外河道生态基流计算方法的发展历程并对比分析其异同,同时提出了国内河道生态基流的研究不足。开展了国内外河道生态基流计算方法的分类对比研究,讨论了不同类型计算方法的优缺点与适用条件,为不同计算方法的应用提供了依据。最后,构建了河道生态基流评估框架,分析了生态基流评估计算时的影响因素,提出了评估框架构建原则。通过构建生态基流决策支持系统提出了河道生态基流评估框架的分析流程。研究成果可为不同区域生态基流的确定提供技术支撑。     

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。     

基于迭代思想的山东省水资源利用效率评价

针对水资源利用效率评价中主、客观单一评价方法存在的问题,综合两类评价方法,以Spearman相关系数检验为检验手段,采用均值法、Copeland法、模糊Borda法对单一评价结果进行组合,建立基于迭代思想的山东省水资源利用效率评价模型。采用此模型分析了山东省2014年17个地级城市水资源利用效率,并对结果进行排名。结果表明:威海市、烟台市、青岛市是山东省各地市中水资源利用效率较高的3个城市,东营市、滨州市、德州市是山东省各地市中水资源利用效率较低的3个城市;根据不同城市水资源利用效率的特点,提出了下一步提高水资源利用效率的建议。