基于模糊数学方法的水利风景资源评价

以河北省围场县为例,选取其中水利风景资源优异的13条支沟及水库塘坝作为评价对象,采用模糊数学方法进行水利风景资源评价,以主观感受及客观衡量相结合,综合考虑研究区内景观资源的特点,确定模糊数学评价所需要的评价指标、权重、评分标准及隶属度,通过多层次计算得到评价对象的综合得分,从而确定其级别分类。获得了研究区不同水利风景资源的景源级别,使景观评价的客观性有所提高。     

基于管网可靠性的阀门布局优化设计

阀门作为给水管网的主要附件,其数量和位置的合理设置,对提高管网可靠性具有重要意义。首先以阀门布局对管网可靠性的影响作为切入点,建立管网可靠性分析模型和阀门布局优化设计模型,然后使用模拟退火算法进行了阀门布局优化设计算例分析,通过分析,可以得出符合阀门设置规则和具有较高可靠性保障的阀门布局建议方案。     

Anaerobic treatment of pulp and paper mill effluents--status quo and new developments.

Since the early 1980s, anaerobic treatment of industrial effluents has found widespread application in the pulp and paper industry. Over 200 installations are treating a large variety of different pulp and paper mill effluents. Amongst various anaerobic systems the UASB and IC are the most applied anaerobic reactor systems. Anaerobic treatment is well feasible for effluents originated from recycle paper mills, mechanical pulping (peroxide bleached), semi-chemical pulping and sulphite and kraft evaporator condensates. The advantages of anaerobic pre-treatment are (1) net production of renewable energy (biogas), (2) minimized bio-solids production, (3) minimal footprint and (4) reduced emission of greenhouse gases. Via in-line application of anaerobic treatment in closed circuits (paper kidney technology) further savings on cost of fresh water intake and effluent discharge levies are generated.     

面向网络抗毁性的输水网络拓扑结构优化设计

为优化输水网络拓扑结构, 量化网络抗毁性, 建立以网络抗毁性最大化为目标的输水网络拓扑结构优化模型。 首先, 以输水网络拓扑结构为基础, 从节点所处位置的中心程度和可替代程度出发, 推求节点结构重要度, 并以此表 征网络抗毁度。其次, 以网络边可连接数及边无交叉性为约束条件, 建立以网络抗毁性最大化为目标函数的优化模 型。最后, 结合某输水网络算例, 应用遗传算法求解该模型, 寻求最优输水网络拓扑结构。算例计算结果表明: 优化 后网络中的节点结构重要度数值离散程度减小, 网络抗毁性相较优化前得到了很大的提升, 说明该模型能够为解决 输水网络拓扑结构优化问题提供参考。     

浅谈新时期的站网优化

本文讨论了站网规划的历史、现状及解决新时期社会发展需要的一种小流域站网配套(站网优化)的方法。     

基于不同数学模型对某弯道式渠首水沙运动的数值模拟对比研究

以新疆某弯道式渠首为研究对象,分别采用CCHE和Fluent建立数学模型,对该渠首水沙运动规律进行数值模拟研究,并将模拟数据与物理模型试验结果进行比较分析。研究结果表明:两种数值模型的计算结果与物理模型结果吻合都较好,但与Fluent模型相比,在水流流态方面,CCHE模型能更准确地反映弯道下段自由水面的横比降现象;在泥沙横向淤积方面,CCHE模型可充分体现环流作用下泥沙冲淤效果;在计算用时方面,CCHE模型也明显耗时更少,证明CCHE模型能够更高效、更准确地模拟预测弯道水沙运动。     

基于多目标优化模型的雨水管网改建

雨水管网是城市排涝工程体系的重要组成部分,如何科学经济地对现状雨水管网进行优化改建,是提升管网排水能力、缓解城市内涝的的关键问题之一。建立以降低造价和工程量以及提高排水能力为目标的管网改建多目标优化模型,以管径改建值作为变量,利用NSGA-II多目标优化算法求解;基于Java运行平台,将SWMM源代码嵌入寻优过程,实现程序自动调用水力学模拟软件,得到快速获取可行解的新途径;将新建模型应用于工程实例,应用结果表明,优化模型在保证工程合理性要求的前提下,可快速获得多个经济可行的组合改建方案。研究对于雨水管网改建工作等具有借鉴意义。     

基于多目标模糊优选模型的引嘉入汉工程调蓄方案优选

针对跨流域调水工程水资源配置决策存在的多层次、多目标性、模糊性等特性,采用多目标模糊优选方法原理,确立跨流域调水工程调蓄方案评价指标体系,考虑调水工程多管理主体的特点,在原有权重计算基础上引入决策者权重,建立多目标模糊优选模型,综合评价获得各方案的群体相对优属度。将该方法应用于引嘉入汉调水工程调蓄方案分析和排序优选上,得到工程调蓄最优方案。结果表明,该模型计算简便,具有较好的应用性和可操作性,结果合理,为工程可行性论证提供决策支撑,对于加快区域水资源均衡配置有重要作用。     

基于动态微粒群算法的神经网络模型及应用研究

通过对微粒群PSO优化算法惯性因子和加速因子的动态调整,保证PSO算法迭代过程中全局与局部寻优能力的动态平衡,构造了一种更加稳定准确的动态微粒群DPSO优化算法。进而将动态微粒群DPSO优化算法与传统BP神经网络相结合,分别采用动态微粒群DPSO优化算法和自适应BP算法对神经网络权值进行全局优化和局部二次优化,建立基于动态微粒群优化算法的神经网络DPSO-NN预测模型。利用所建立的动态微粒群神经网络模型对渤海某海域年极值冰厚进行训练预测,并将训练预测结果与BP-NN、GA-NN、PSO-NN模型的训练预测结果、以及实际数据进行对比分析,验证DPSO-NN预测模型具有更优的训练稳定性和预测准确性,为冰区海洋平台安全评估提供了更为可靠的环境载荷参量。     

基于修正模糊优选法的陕西省水环境承载力评价

根据陕西省水环境特征和水环境承载力评价指标的选取原则,对陕西省水环境承载力进行评价。根据水环境承载力影响因素的特征构建了各评价因素的三层结构模型,并计算确定了各评价指标的权重。在分析模糊优选模型特征的基础上,应用改良模糊修选模型确立了污染因子的环境质量优属程度。最后得出陕西省水环境承载力状态结果。结果表明:2005-2009年间陕西省水环境承载力状况呈逐年改善的趋势,水环境承载力评价值由0.29升至0.52。结果表明,改良的模糊优选模型具有应用简单、建模方便的特点,评价结果可直观反映区域水环境承载力状况。     

基于遗传算法参数优化的供水管网模型研究

提出一种基于遗传算法参数优化的管网模型建立方法,将现代控制方法与传统力学模型相结合计算管网的局部水头损失和沿程水头损失。分别运用BP算法模型和基于遗传算法优化的海澄威廉模型对结构简单的供水管道网络实例进行管道仿真和比较,结果证实基于遗传算法优化管道模型参数方法既保证了模型的稳定性,又能提高模型的精度,同时降低了模型建立的复杂度。     

基于神经网络参数优化的岩体边坡稳定性评价

高陡岩体边坡的稳定性是一个内部存在多种相互联系、相互影响因素的复杂系统,而BP人工神经网络属于非线性动态系统,较适合用于评价高陡岩体边坡稳定性.分析了BP网络模型参数对高陡岩体边坡稳定性评价精度的影响,并提出了对模型参数进行优化,以提高预测精度的若干办法.用一工程实例对参数优化后的BP神经网络在高陡岩体边坡稳定性评价中的应用效果进行了检验.研究表明,用经参数优化的BP人工神经网络模型预测高陡岩体边坡稳定性是可行的,预测结果虽然与实际状态存在一定的误差,但仍可以相对准确地反映边坡稳定状况.     

基于卷积神经网络的监控图像水位识别

基于水尺的水位监测由于其廉价和便携的特点而得到广泛应用。然而,在复杂的实际水文场景中,如何从水尺图像中准确检测水位仍然是一个棘手的问题。本文提出了一种水位测量的复合方法。与传统方法不同,该方法可以从复杂多变的场景中检测出水位的位置和数量,然后从变化的水位中准确地分割出水位线,最终得到准确的水位值。该方法首先通过上下文调整模块改进了FCOS 模型,以满足边缘计算的要求,并保证了比较高的检测精度。其次,为了模块化语义关系,应用Deeplab-v3 的上下文校正模块来分割水尺图像的水面以上区域,被分割的区域可以用来计算水位线的位置。最后,结合所有的结果来计算水尺图像的水位值。实验证明：本文提出的复合方法,解决了复杂水文场景下的水尺水位计算问题,计算的水位误差已经精确到1 厘米,大大优于现有的方法。     

网络信息服务在设计科研图书馆中的应用

论述了网络时代设计科研图书馆的发展及如何利用其信息资源优势为设计服务。     

基于FCM-LVQ网络模型的疏勒河流域水安全评价

疏勒河流域水安全状况对祁连山脉的生态安全具有重要影响。针对疏勒河流域水安全问题,提出一种环境-生态-监管-治理模型,构建出祁连山脉内陆河流域水安全评价指标体系,通过模糊C-均值聚类分析(FCM)法结合专家打分法对指标数据进行处理,运用学习向量量化(LVQ)网络模型得到疏勒河流域水安全评价等级,并与单纯使用LVQ神经网络和BP神经网络的评价结果进行对比,以验证评价模型的实用性。结果表明:疏勒河流域水安全状况2013年表现为不安全,2014-2016年表现为基本安全,2017-2019年表现为安全,整体呈现为逐渐上升的趋势,这与流域内实际情况是相符的。另外,FCM-LVQ网络模型在运行速度及评价结果精度上明显更优于另外两种网络模型,可在流域水安全评价中推广使用。     

基于不同优化算法的土壤水分特征曲线模型模拟性能分析

土壤水分特征曲线反映了包气带土壤孔隙中水分质量与能量之间的基本关系,同时也间接反映出土壤内部的孔隙情况。土壤水分特征曲线模型对实测土壤持水数据的拟合效果不仅取决于所选用的模型,还依赖于对拟合算法的选取。基于UNSODA 2.0数据库中世界各地实测土壤持水数据,采用多种高效拟合算法(遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法、差分演化算法)对4种应用广泛的土壤水分特征曲线模型(Brooks-Corey模型、van Genuchten模型、Kosugi模型、Biexponential模型)进行研究,旨在获取最适宜拟合土壤水分特征曲线的模型与拟合算法。结果表明:van Geunchten模型对较细和较粗质地土壤的实测持水数据拟合效果较好; Biexponential模型在中等质地土壤类型下的拟合效果较好;而Brooks-Corey模型拟合效果整体较差;粒子群算法与差分演化算法对土壤水分特征曲线的拟合效果最佳;模拟退火算法在运算效率上高于其他算法,当需处理的数据量较大时使用该算法可显著缩短运算时间。研究成果可以为农田水利、生态水文等研究中土壤水力参数的选取提供指导和参考。     

基于BP神经网络的桂林生态城市建设需水量预测

根据桂林市经济社会历年统计的主要指标数据,运用SPSS社会科学统计软件分析并选取出桂林市辖区生态城市建设需水量的显著性影响因子,采用改进的归一化进行非线性规格化数据处理,基于Matlab建立BP神经网络模型,预测桂林市辖区生态城市建设需水量,结果表明,预测结果与原始数据的平均相对误差为1.19%,最大为2.08%,最小为0.28%。该模型具有较高的预测精度和良好的泛化能力,BP神经网络与SPSS软件优化组合模型,可用于需水量预测。     

基于整数编码遗传算法的树状灌溉管网优化设计方法

针对树状管网布置中较多依赖设计人员经验的特点,提出了一种基于整数编码遗传算法的树状管网两级优化方法.第一级优化是根据树状管网单点供水的原则,建立了融合工程设计经验的树状管网优化布置整数编码遗传算法模型,克服了传统二进制编码方法易产生不可行解的问题,可快速寻找出一组符合工程实际情况的管网布置方案.第二级优化在确定管网布置方案组的基础上采用整数编码的遗传算法,以投资最小为目标,建立了管径优化模型与算法.编制了灌溉管网两级优化设计Matlab程序,进行了工程实例验证.与单亲遗传算法(SPGA)和管网布置经验设计方法进行了比较,表明本文提出的基于整数编码的管网优化设计方法可方便地将设计经验融合到优化计算过程中.能降低管网优化设汁的复杂性和求解难度,快速有效求解符合工程实际的管网优化方案.     

发电厂安全成本优化研究

高安全性和可靠性是发电厂运营的基础,投入需要大量的资源,同时又要保证发电厂的利润水平,平衡安全性和经济性是关键。在分析发电厂成本构成的基础上,首先研究利润～产量关系,寻求最优产量下的最大利润;然后利用BP人工神经网络研究发电厂的利润～安全成本关系,探讨最大利润下的安全成本,并将其作为最优安全投入。     

基于增量动态均衡配置的黄河分水方案优化方法研究EI北大核心CSCD

针对“八七”分水方案颁布实施以来黄河流域经济社会发展、工程建设运用、用水特征、水沙情势等分水基础条件的改变,以及黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略对流域水资源配置提出的新要求,结合黄河流域重大水源工程与调节工程建设运用,考虑新战略下维持河流健康生态要求,统筹用水的公平性与效率因素,提出了黄河流域水资源增量动态均衡配置方法。重点研究了南水北调西线工程生效之前的情景,维持“八七”分水方案总体格局,考虑新增水源和分水调整的制约因素,对新增水源工程和调节工程带来的水资源增量进行动态均衡配置,实现对“八七”分水方案的微调优化。对黄河流域多个场景下分水方案调整策略进行研究,结果表明:分水方案优化调整策略为增加上游水量配置占比,调整幅度为2.13%~2.78%;微增中游水量配置占比,调整幅度为0.25%~0.31%;减少下游和河北省、天津市水量配置占比,调整幅度为-3.81%~-2.38%。