粒子追踪迹线长度的灵敏度分析及 地下水源地保护区划分 -以甘河子地下水水源地为例

地下水水源地的供水安全对保障居民安全用水和保护地下水具有重要意义,合理地划分地下水水源地保护区,对水源充分利用和水质保护有着重要作用。以甘河子地下水水源地为计算背景,采用数值模拟的方式建立水源地地下水流模型,基于Morris方法,对渗透系数和有效孔隙度对粒子追踪迹线长度的影响进行局部和全局灵敏度分析。利用ArcMap,分别对根据局部、全局灵敏度计算出的粒子追踪迹线长度进行一级、二级地下水源地保护区初步划分,作为日后根据当地实际情况进行多方协调、最终确认保护区范围的基础,并分析不同分析方法、不同影响因子对保护区面积的模拟结果的影响。结果显示,全局灵敏度与局部灵敏度并非简单线性关系,并且相同条件下,有效孔隙度对于粒子追踪迹线长度和地下水源地保护区范围的影响程度均大于渗透系数。根据局部、全局灵敏度划分的一级、二级地下水源地保护区面积大小关系均为:局部灵敏度(参数为渗透系数)全局灵敏度局部灵敏度(参数为有效孔隙度)。     

交直流混合输电系统灵敏度分析

研究了稳态条件下交直流（AC/DC）混合输电系统中交流（AC）子系统与直流（DC）子系统之间的相互作用和相互影响。采用灵敏度分析方法，分析和讨论了DC系统控制参数对AC/DC混合系统运行特性的影响，以及在DC系统存在的条件下，AC系统控制量对AC系统其他变量的影响。系统地分析和计算了AC/DC系统的各类灵敏度矩阵，这对潮流控制、参数调整和电压估算等问题都有实际的意义。     

CFRP钢管混凝土轴压承载力灵敏度分析

CFRP钢管混凝土的轴压承载力与很多因素有关,由于材料制造、使用等原因,这些参数并不是一个确定的值。基于此,考虑参数的不确定性,对CFRP钢管混凝土的轴压承载力进行灵敏度分析。考虑了9个参数并生成参数样本值,使用ABAQUS的脚本语言Python对CFRP钢管混凝土进行参数化建模,调用ABAQUS的批处理器计算极限承载力。分析了极限承载力的局部灵敏度和全局灵敏度,针对全局灵敏度计算量大、计算时间长的问题,提出了通过二阶响应面建立拟合的函数关系,运用傅里叶幅值检验扩展法计算其全局灵敏度指数。研究表明:钢管内径对极限承载力的影响最大。对比局部灵敏度和全局灵敏度2种分析方法,参数在小范围内变化,局部灵敏度分析可以快速得到理想的结果。若各参数的变异性相差太大,使用全局灵敏度分析更为准确。     

EXCEL在水质模型求解及灵敏度分析中的应用

利用MICROSOFT EXCEL的公式进行模型求解,可大大减轻手工求解水质模型的计算量,得到精确解;同时还可得到模型的灵敏度分析数据,并且对于输入过程非常繁琐的公式格式技巧进行了探讨。该方法为水质模型的求解提供了方便简捷的计算工具。     

基于三参数强度准则的煤矿立井井壁 流固耦合理论分析

将煤矿立井混凝土井壁视为多孔介质,考虑地下水渗流作用的影响,应用三参数强度准则和弹塑性力学理论,推导出了立井混凝土井壁弹性区和塑性区应力的解析表达式,以及井壁承受的地下水压力P₀与塑性区半径r_p之间的解析表达式。计算结果表明当不考虑渗流作用时,井壁的极限承载力最大,井壁的环向压应力σ_θ是混凝土立方体单轴抗压强度的2.7倍左右;考虑渗流作用时,井壁所能承受的极限水压力P_c随混凝土孔隙率β增加而逐渐减小,当β=0.2时,井壁的环向压应力σ_θ是混凝土单轴抗压强度的2.4倍左右,故渗流作用对井壁应力分布影响很大;随着地下水压力的增大,处于弹性区的井壁混凝土径向压应力σ_r和环向压应力σ_θ逐渐增加,而当地下水压力增加,达到塑性半径所对应的极限荷载后,该位置的井壁混凝土径向和环向应力则保持不变。该成果为立井井壁结构设计提供了一定的理论参考。     

确定河流水质参数的抛物方程近似拟和法

提出了一种新的分析瞬时投放示踪剂条件下的一维河流水团示踪试验数据,进而确定河流水质参数的方法.该方法利用抛物方程拟和t1/2c t曲线的峰部区域,推导出利用曲线上3点坐标值计算该抛物方程的极大值和对应时间的公式,利用该时间公式建立计算河流断面平均流速的公式.在此基础上,对浓度时间数据进行转换,推导出计算河流纵向弥散系数和综合排放参数的计算公式.理论推导和算例表明,抛物方程近似拟和法具有对试验数据组数的要求不高、计算过程比较简单和同时能够计算3个水质参数等优点.     

宽浅河流水质模型参数灵敏度的空间变化规律

基于二维水质模型解析解和灵敏度定义,以辽宁省苏子河为研究对象,通过建立二维稳态源模型和二维瞬时源模型,对污染物中心排放和岸边排放时的降解系数、纵向扩散系数和横向扩散系数的灵敏度空间变化规律进行了分析。结果表明:二维水质模型中,降解系数灵敏度与预测距离成正比;稳态源模型中,横向扩散系数灵敏度空间分布规律为以排污口所在中心线为对称轴,灵敏度向河两岸逐渐减小；瞬时源模型中,横向扩散系数灵敏度空间分布为以污染团横向中心线为对称轴,灵敏度向河两岸逐渐减小;纵向扩散系数灵敏度分布是以污染团横向中心线为对称轴且向上下游逐渐减小。     

多区域互联电力系统输电服务边际电价理论

建立了一个多区域全交流互联电力系统最优潮流模型 (M-OPF)，发展了一种基于最优潮流的灵敏度分析方法，该方法可以提供在参数变化同时保持最优解情况下电力系统运行状况的变化信息。M-OPF问题求最优解时，通常有一部分不等式约束条件。在计及不等式约束条件的最优解邻近进行灵敏度分析来计算灵敏度系数。它们是通过产生一个Kuhn-Tucker条件的线性近似来求得的。文中提出用区域发电成本对母线需求及功率交换的灵敏度信息来计算边际转运价格。     

农村饮用水源河道水质状态及富营养化特征研究

为分析北疆地区农村饮用水源河道水质现状,对长期监测水质数据进行分析计算,获得河道水质现状、时空特征及富营养化特征。河流水质现状中TP浓度最大为0.46mg/L,氨氮含量从上游至下游为先增后减变化,全河道上分布为0.77～2.77mg/L,COD全河道平均值为13.91mg/L。水质评价参数Q值夏季低于冬季,河道中下游Q值低于上游,随年补水量递进,参数Q值降低。2019年夏季水质营养化参数P值平均为53.5,2020年夏、冬季水质营养化参数P平均值分别为26.5、38.2,局部断面处受较长补水净化周期影响,营养化参数P值较高。论文可为饮用水源河道水质状态分析及富营养化评价提供一定参考。     

一维河流水团示踪试验数据的模糊线性回归

将模糊线性回归的概念引入分析河流水团示踪试验数据、确定河流水质参数的计算过程中,建立计算河流水质参数的模糊线性回归模型,利用该模型能计算出不同置信水平下水质参数的取值范围。算例验证结果表明,应用模糊线性回归模型可以有效地确定河流的水质参数,且计算过程具有一定的稳定性、可靠性和灵活性,模糊线性回归模型是分析河流水团示踪试验数据、确定河流水质参数的一种有效的途径。     

基于HYDRUS-1D模拟的降雨入渗条件下VG模型参数敏感性分析

为了定量描述土壤水力参数变化对HYDRUS-1D模型输出变量10 cm层土壤水分动态分布、累积入渗量及湿润锋运移距离的影响,分别对HYDRUS-1D模型中的VG模型的5个土壤水力参数进行单因素扰动,采用修正的Morris筛选法分析降雨入渗条件下各土壤水力参数的敏感性。结果表明:模型参数的敏感性并不是一成不变的,针对不同的输出结果,参数敏感性随时间变化规律不同,根据研究需要确定参数敏感性区间对简化试验工作具有重要意义;边界条件也是影响模型参数敏感性的重要因素之一;对于不同的受影响研究对象,5个参数的敏感性不同。因此在应用模型模拟时,应该确保高敏感性参数的准确性及边界条件的真实性。     

地源热泵系统地下水热量运移模拟参数敏感性分析

基于敏感性分析理论,以某地下水源热泵系统夏季运行为例,选取典型观测点温度值及回灌水热量影响范围作为模型输出结果,从局部和全局定性、定量地讨论了热泵系统特定水流和热源条件下地下水热量运移模拟中参数的敏感性问题。结果表明:模型输出结果对所选参数的局部敏感性程度和趋势差别明显;全局敏感性分析中其他参数不同取值对待分析参数敏感性各参数间共同作用对模型均存在影响,各参数组合全局敏感性趋势变化基本一致,模型稳定性较好。     

基于Morris的SWMM水质参数灵敏度分析与应用

基于SWMM水文与水质模型框架,对4种土地利用以及每种土地利用所包括的2个地表污染物累积参数和2个地表污染物冲刷参数等共17个参数进行敏感性分析,采用Morris分类筛选法对敏感性参数进行识别与筛选,并进行模拟结果与实测结果的相关性分析,得出研究区域的不敏感系数与高灵敏度系数,以便提高模拟精度。     

非线性条件下加筋土边坡上限法的研究

大量的工程实践证明,岩土材料的屈服条件呈现非线性,且越是高地应力地区这种趋势越明显,但目前基于非线性的加筋土边坡稳定性分析的研究还较少。采用非线性摩尔-库伦屈服条件,以极限分析上限法为基础,研究边坡稳定性问题。引入新的强度参数c_t和φ_t,以对数螺旋线为破裂面对非加筋土和加筋土进行研究,推导了非加筋土坡稳定性系数N_s、安全系数F、非加筋土极限坡高H₁和加筋土坡极限坡高H₂的计算公式。在算例中采用MatLab程序进行计算,得出了较好的结果。总结了非线性参数m对抗剪强度指标参数c_t和φ_t的影响,即随着m值的增加,φ_t值逐渐减小,而c_t的值则先增大后减小;同时也得出了当其他条件不变时坡角β越大,边坡的极限坡高H越小的结果。     

水文模型参数的灵敏度分析

利用RSA和Sobol’两种全局灵敏度分析方法,对新安江模型中的主要产汇流参数进行了灵敏度分析,分析中采用Latin超立方采样方法,设定了模型参数的合理取值范围。参数灵敏度分析结果表明,两种方法得到的结果比较一致,流域蓄水容量是最敏感的参数,其次为汇流参数。灵敏度分析为水文模型有效的参数率定提供了技术支持。     

广州天河智慧城SWMM参数敏感性分析

为研究城市雨水模拟中参数对SWMM模拟结果的影响,构建了广州天河智慧城SWMM水文模型,开展降雨径流水量水质同步监测,对模型参数进行率定与验证,并使用Morris方法分析水文水力参数和水质参数的敏感性。结果表明:水文水力参数中最大下渗速率对总径流量敏感性最高,地表曼宁系数对峰值流量敏感性最高,下渗参数为影响水文水力模拟结果的主要参数;水质参数中冲刷指数对污染物模拟结果敏感性最高,前期干旱天数对污染物模拟结果敏感性比总径流量模拟的敏感性高。     

Comparing global sensitivity analysis for a biofilm model for two-step nitrification using the qualitative screening method of Morris or the quantitative variance-based Fourier Amplitude Sensitivity Test (FAST).

Two different methods for global sensitivity analysis were compared exemplarily for a biofilm model for two-step nitrification. Especially for biofilm models, local sensitivity analysis is not very useful as parameters can vary over a large range. Parameters that were evaluated included kinetic and stoichiometric parameters, and also biofilm parameters, such as internal and external mass transfer, the biofilm thickness, and the biomass density. Global sensitivity analyses were performed for a range of operating conditions of a biofilm reactor. The results of the qualitative screening method of Morris were compared with the results of the quantitative variance-based method FAST regarding the input parameters indicated as unimportant. Both methods resulted in similar sets of parameters with a small influence on the model output, but the screening method of Morris required a much smaller number of model evaluations to compute the sensitivity measures than the FAST method.     

基于正交试验法的埋地钢管参数敏感性分析

埋地钢管在设计时需考虑管周土体和沟槽对钢管的影响,但土体力学参数和沟槽形态参数对钢管结构的影响研究不够深入。通过引入正交试验法,以钢管最大竖向变形和钢管顶、腰、底处环向弯曲应力为试验指标,进行回填土变形模量E₁、砂垫层变形模量E₂、垫层包角θ、沟槽底部开挖宽度B和沟槽侧壁倾角α关于试验指标的敏感性分析。研究表明:对钢管变形和应力敏感性较高的因素有E₁、E₂、α;B的敏感性较低;θ的敏感性最低。埋地钢管的土体变形模量高、沟槽窄对钢管结构有利,沟槽侧壁倾角影响较为复杂,需结合具体工程进行分析。研究成果可为合理选取埋地钢管的结构设计参数,提供一定的参考依据,同时也为类似问题提供一种分析思路。     

水环境影响预测中计算参数的确定及敏感性分析

无论采用解析计算还是数学模拟对河流污染混合区开展分析,其计算参数的准确性比选择不同数学模型对预测结果的影响更大,应予以重视。基于宽阔河流污染混合区几何特征尺度的理论公式,分析并提出了采用多年平均枯水期流量确定环境设计流量的方法和考虑排污风险修正系数的排污强度确定方法,给出了河流污染混合区各计算参数正、负误差分别引起的最大长度、最大宽度和面积误差的敏感性排序。结果表明,水深、流速和横向扩散系数的正误差会减小污染混合区范围,而排污强度的正误差则会增大污染范围,而且,污染混合区几何特征尺度的误差变化幅度远超过其计算参数的误差变化幅度,揭示了计算误差的放大效应。     

MSKLOSS河道洪水演算模型参数敏感性分析

模型参数的敏感性分析是洪水预报的基础性工作。以中国洪水预报系统为平台,采用局部分析法,对MSKLOSS河道洪水演算模型参数进行敏感性分析,以提高洪水预报的精度。为提高MSKLOSS河道洪水演算模型的应用效率,考虑模型适用性、模拟分析方便性,选取海河南系河道下垫面接近现状条件的滹沱河黄壁庄-北中山、南运河岳城-蔡小庄"96·8"和大清河东茨村-新盖房"12·7"三场洪水资料对模型参数进行分析。分析表明:河道分段数、初始下渗率、下渗曲线指数和湿周等参数的敏感性较高,稳定下渗率的敏感性在洪水量级较小时相对较高,在参数优选和实时作业预报时需注意其初始范围的设定。