基于小波分析的水质变化及预测研究——以涡河为例

以涡河流域2005—2018年(共168个月)的水质指标月监测数据为背景资料,探究小波分析和神经网络在流域水质方面的应用。通过小波分析来判别涡河流域水质指标的多尺度变化规律;运用主成分分析法选取涡河水质主要影响因子,并对主要影响因子建立小波神经网络预测模型。研究结果表明:各水质指标具有多尺度振荡的特点,且主要存在以8、20、30个月左右变化的主周期;目前影响涡河流域水质的主要因子是以化学需氧量为代表的污染因子;通过小波神经网络得到的化学需氧量预测值与实测值的曲线拟合较好,平均百分比误差(MRE)为8.4%,均方根误差(RMSE)为1.5,模型较稳定且预测精度较高。基于小波神经网络的应用为流域水质污染研究提供了一个新的思路。     

天津市地下水生态系统服务价值演变

基于千年生态系统评估对生态系统服务的分类方法，将天津市地下水生态系统服务功能划分为供给、调节、 支持和文化 4 个方面，以此为基础建立地下水生态系统服务价值评估指标体系，采用价值量评估方法构建货币化 的价值评估模型，对地下水生态系统服务价值进行测算，并重点分析南水北调中线工程通水前后天津市地下水生 态系统服务价值演变特征。结果表明：2008—2019 年，天津市地下水生态系统年均总服务价值为 83.71 亿元，其 中，南水北调中线工程通水前（2008—2014 年）为 69.81 亿元，通水后（2015—2019 年）为 103.18 亿元；通水后，地 下水调节服务价值、支持服务价值增大，供给服务价值减小；南水北调中线工程对地下水生态系统服务价值的贡 献呈增大趋势，由 2015 年 2.64 亿元增加至 2019 年 24.01 亿元。     

不同进水流速对泵站进水池漩涡的影响

为探究泵站进水流速大小与泵站进水池水流流态、漩涡的产生与发展变化规律,结合泵站实际运行情况,建立引渠、前池、进水池和进水管的泵站物理模型和湍流数学模型,采用VOF模型和非定常的SST k-ω湍流模型对9种不同流速的泵站进水水流特性进行数值模拟,分析不同进水流速的泵站进水池水流流场分布、漩涡涡量的变化及分布规律。研究结果表明:当进水流速为0.322 2～0.564 2 m/s时,泵站表面漩涡的强度随进水流速的增大而增强:当进水流速为0.322 2～0.401 6 m/s时,进水池出现Ⅲ、Ⅳ型漩涡;当进水流速为0.483 5 m/s时,进水池出现Ⅴ型漩涡;当进水流速为0.520 8～0.564 2 m/s时,进水池出现Ⅵ型漩涡。将数值计算结果与模型试验结果进行对比,两者基本吻合。研究结果可为泵站工程设计提供参考。     

污水生物脱氮除磷改良技术

随着科技的发展,节能降耗的改良的脱氮除磷技术在国内外迅速发展。文章阐述了污水生物脱氮除磷的改良的技术,介绍了UCT技术、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、SBR改良工艺及CASS工艺等脱氮除磷技术,这些工艺运行灵活、费用低,解决因碳源不足、含NO2-或NO3-污泥回流等问题而影响脱氮除磷效果的新型技术,是今后污水脱氮除磷发展的方向。     

公民水素养评价表征因素模型构建与分析

针对我国水资源紧缺、水生态损害、水环境污染等相关水问题,以提升全民爱水惜水节水护水的意识和能力为目标,从水素养概念出发,通过扎根理论质性研究方法对公民水素养评价的表征因素进行筛选和提炼,最终得出包含水知识、水态度、水行为为主范畴的10个表征因素并运用解释结构模型(ISM)深入剖析各因素之间的内在联系。在此基础上建立了3级多层次递阶结构模型,进一步精确描述系统各要素两两之间的直接关系。结果表明:公民水素养评价的表征因素自上而下形成了表象层、中间层和根源层等3个层级,可直观、清晰地反映表征因素之间的递阶、层级关系;水态度在各表征因素中具有调节作用以及各表征因素之间存在内在逻辑关系。研究成果为提高公民水素养水平提供一定的科学依据和政策参考。     

倾斜摄影技术在水库移民工作中的应用研究

水库征地移民实物调查是水利水电工程移民工作中的重要环节。它是一项复杂的系统工程,在整个工程中有举足轻重的地位,切实关乎移民者的利益。文章通过在水库移民实物调查中运用无人机航测技术,分析该技术在水库移民工作实践中的可能性以及适用情况,方便工作中规划方案的制定。     

非分裂完全匹配层边界存储时间域全波形反演

正演波场的储存或重建是制约时间域全波形反演的关键问题，以计算代替存储的常规分裂完全匹配层（PML）边界存储策略可有效减少存储量。但常规分裂PML边界条件所需变量个数多、计算存储量大以及编程复杂。为此，采用非分裂复频移完全匹配层（CFS-NPML）有效边界存储策略重建正演波场实现时间域全波形反演。研究表明：CFS-NPML所需变量个数少，在边界吸收层网格点较少时吸收效果优于常规PML边界条件，波场重建过程中所需存储量少于常规PML边界条件。数值试验表明，该存储策略得到的重建波场与正向传播波场几乎无差别，其全波形反演结果与常规保存波场反演法一致；正演过程中引入并行计算技术未显著增加波场重建导致的额外正演时间。     

超高层楼房雨水资源水力发电系统设计研究

为了改善城市生态环境,提高城市自然资源利用率,首先提出了超高层建筑雨水资源利用水力发电的总体架构设计(包括管路设计和涡轮机选型);其次基于流体力学基本方程,构建了涡轮机水流模型,分别应用流体力学模拟、试验和数值解的方法研究了涡轮机出力情况及其设计实体模型的数值解问题;最后选择我国南方某城市的一座50层210m高的楼房为例,对雨水资源利用发电出力进行了研究。结果表明,利用高层楼房雨水水力发电可行,年降水量在1 600mm的条件下,平均1.0×104 m2的超高层楼房雨水蓄积可实现年发电量为271.3×104 kW·h。     

泵站压力管道振动特性分析及减振优化设计

为探究泵站压力管道的不同布置形式对管道振动的影响,选取宁夏盐环定泵站工程二泵站#1压力管道为研究对象,建立基于流固耦合的泵站压力管道水流ALGOR数值模型,并采用DASP振动测试系统获取振动信号对模拟结果进行验证,分析压力管道水流流态对管道振动的激励特征并提出优化设计方案。结果表明,压力管道进水管处、支管总管相接处及总出水管处均有强烈的振动,但进水管的振动较出水总管振动更为强烈;减振优化设计方案中,调整支管距离对降低水流对管道振动的激励效果微弱,增大管径及改变总管走向对其效果较好,其中总管走向在2°～5°之间较佳,不仅能降低管道振动,而且能减少泵站能耗损失。研究结果可为高扬程泵站压力管道的优化设计提供理论依据。     

大型盾构机盾体检测技术研究

针对高精度大尺寸工件检测操作复杂、效率低下等问题,提出一种融合测量技术的检测方法。在分析激光跟踪仪测量与工业摄影测量特点基础上,利用激光跟踪仪建立大尺度基准尺进行精度控制,并融合工业摄影测量技术,通过布设标志点、图像采集与平差处理、坐标系转换等操作,对盾体圆度进行检测与分析。结果表明,该技术简洁高效,可满足测量精度要求,成为大尺寸测量的一种新方法。