基于尖点突变理论的土质边坡稳定性分析

边坡稳定性判断历来是工程的重点内容,通过实用化的正交设计原理进一步对边坡试验方案进行优化,采用黏聚力c、内摩擦角φ、坡角β、坡高H、容重γ、以及孔隙水压比γw六类因素以及相对应的五水平进行试验,然后通过强度折减法计算边坡的安全系数大小,最后通过用尖点突变理论中的突变级数法进一步判断分析边坡稳定性,发现单一基于有限元强度折减法计算安全系数的值来判断边坡稳定性的局限性,从而得出基于尖点突变理论与有限元强度折减法综合判断边坡稳定性的准确性、实用性。     

基于燕尾突变模型的土质边坡稳定性研究

突变理论是研究自然界不连续变化现象的一种有效方法,对土质边坡稳定性研究有一定适应性,根据实际土质边坡稳定状态,建立了相应的燕尾突变模型。选取了凝聚力、摩擦角、边坡坡角3个主要影响边坡稳定性的因素变量,运用燕尾突变公式计算了边坡突变级数,根据计算结果分析了边坡系统的稳定性,并与传统方法进行对比分析,验证了该方法的准确性。燕尾突变模型在工程实际中的应用表明,该方法准确简便、合理可行,具有良好的实际应用价值。     

基于尖点突变的长江口北港稳定性评价

利用尖点突变模式开展北港稳定性判别及定量研究,分析河口河势稳定性指标,选择断面宽深比作为河势变化的第一主控变量,为横向稳定性指标;河槽冲淤量作为河势变化的第二主控变量,为纵向稳定性指标,对北港河势进行评价及验证。结果表明:尖点突变模式可以较好地评估北港河势稳定性,北港主槽堡镇-团结沙河段1977-1992年间河势不稳定,之后河势基本趋于稳定;团结沙-口外拦门沙河段1977-2010年间河势基本稳定,2010-2013年不稳定。     

基于突变理论的泥石流危险度评价——以乌东德水电站近坝区5条泥石流沟为例

泥石流的影响因素众多,而且对于不同地区甚至是不同泥石沟,各影响因子的重要性也不尽相同。根据现场勘查分析选取了松散固体物质储量等10个主要影响因子,并利用突变理论中的突变综合系数评价法,对乌东德水电站附近的5条泥石流沟危险度进行评估,按危险度分级标准将各评价指标值标准化,然后再逐级计算得出了各泥石沟的危险度,研究结果基本符合现场实际勘查结果。     

Comparison of soil moisture at different depths for drought monitoring based on improved soil moisture anomaly percentage index

To better understand the characteristics and mechanisms of droughts at different drought stages, this study selected the Xiangjiang River Basin in China as the study area, and evaluated soil moisture (SM) at different depths for drought monitoring, through SM data simulated with the variable infiltration capacity (VIC) model. To solve the problem of unreasonable drought/wetness classifications based on the soil moisture anomaly percentage index (SMAPI), an improved soil moisture anomaly percentage index (ISMAPI) was developed by introducing the Box–Cox transformation. The drought/wetness frequency generated by ISMAPI demonstrated preferable spatial comparability in comparison with those from SMAPI. The lag time of ISMAPI relative to the standardized precipitation evapotranspiration index was closely related to soil depth, and was characterized by a fast response in shallow soil layers and a relatively slow response in deep soil layers. SM in shallow soil layers provided a measure for monitoring short-term droughts, whereas SM in deep soil layers provided a better measure for long-term persistent drought events. Furthermore, the occurrence and mitigation time of drought events identified by SM in deep soil layers usually lagged behind that identified by SM in shallow soil layers. Compared with deep SM, SM in shallow soil layers responded faster to meteorological anomalies, thereby resulting in shorter periods of SM persistence in shallow soil layers than in deep soil layers. This can explain the differences of SM at different depths in drought monitoring.     

基于水文-作物耦合模型和CWAPI指数的农业干旱评估

基于模拟土壤含水量构建的干旱指数可反映农业干旱的时空发展过程,已被广泛用于大范围农业干旱评估中。当前模拟用于干旱评估的土壤含水量时,常采用水文模型进行模拟。然而,水文模型常过于简化作物模块甚至缺少作物模拟方案,无法模拟作物需水量,因此仅基于土壤含水量构建的土壤干旱指数因忽略作物需水而难以准确评估实际的农业干旱情况。研究构建了考虑灌溉过程影响的水文-作物耦合模型VIC-EPIC（Variable Infiltration Capacity-Environmental Policy Integrated Climate）,提出了基于VIC-EPIC模拟作物需耗水过程的作物缺水距平指数CWAPI（Crop Water Anomaly Percentage Index）,在青口河流域开展了区域农业干旱评估方法研究。验证分析表明,构建的CWAPI因考虑作物需水影响可直接反映作物的缺水状态和缺水对作物生长的累积影响;由于在干旱评估中引入了作物种植比例、轮作类型和灌溉的影响,CWAPI能够较SMAPI（Soil Moisture Anomaly Percentage Index）更客观地反映区域作物旱情。因此评估农业干旱时,需要考虑作物种植比例、轮作和灌溉过程的影响。     

基于粗糙集和突变模型的鄱阳湖域生态经济区划

为了合理地对鄱阳湖域生态经济区进行区划,构建了包括经济发展、社会建设、资源保障和环境保护的鄱阳湖域生态经济区划指标体系,运用粗糙集理论的属性约简筛选出评价指标,利用融合信息熵计算指标重要度,结合突变级数模型计算鄱阳湖域32个区划单元的生态经济综合量化值。根据各区划单元的生态经济综合值,通过模糊聚类方法,将区划单元按生态经济系统状态区划为优、良、中、一般、差5个等级。区划结果表明,研究区域呈现"橄榄型"分布,区划结果较为合理,可为将鄱阳湖域建设成为全国生态文明示范区和中国低碳经济发展先行区提供决策参考。     

基于EMD的SVM支持向量机模型在朝阳旱灾预测中的应用

为提高旱灾预测精度,本文运用EMD（经验模态分解法）与SVM（支持向量机）的组合模型对朝阳地区51a(1968-2018)旱灾情况进行预测研究,利用不同模型的独特优势,提高旱灾的预测精度,从而降低单一旱灾预测模型存在的弊端。结果表明：基于EMD的SVM支持向量机模型在朝阳旱灾预测中的应用取得了较好的预测精度,预测值均方误差（MSE）为0.000 5,决定系数（R2）为0.992,均优于SVM支持向量机预测模型的结果,将该模型应用在朝阳地区旱灾预测中具有一定的可行性。     

基于熵权法的西安市水资源系统评价研究

针对水资源评价中各指标的不确定性与模糊性,在用熵权法对各指标赋权基础上构建水资源系统评价方法.对西安市水资源系统从相对承载力、脆弱度、水贫困、和谐度4个方面进行整体评价,并分析变化趋势.计算结果表明:①西安市水资源系统相对于陕西全省来说长期处于超载状态,尤其是经济承载力超载部分长期处于可承载能力的3倍以上;②西安市水资...     

江西省农业旱情监测预测系统模型研究

简述江西省农业旱情监测预测系统模型的研究,在江西省农业旱情分区的基础上,考虑全省耕地的组成(灌溉水田、水浇地、菜地、望天田、旱地),及各类水利工程对灌区耕地的供水保灌,分别采用缺水度模型、缺墒模型对全省农业旱情进行监测预测分析.     

基于联系隶属度的城市需水量预测模型

城市需水量预测是生态城市规划与管理的基础,但受诸多不确定因素影响,是一个复杂的预测难题。为能定量统一表达预测年份需水量各影响因素间及与历史数据间的交叉、交融的确定和不确定关系,在此应用有序聚类理论与集对分析的耦合方法,提出了基于联系隶属度概念的城市需水量预测模型。该模型首先基于城市需水量历史数据进行最优分割聚类,应用联系隶属度对预测年份需水量的影响因子与历史数据关系进行同异反分析,并构建相似模型预测相应年份的城市需水量。实例应用及与其他方法对比的结果表明,该模型应用于城市需水预测是有效可行的。     

皖北杨楼流域玉米农田土壤水变化特征及驱动因子研究

为研究皖北平原北部黄潮土在玉米不同生长期内土壤水分变化特征,选取杨楼流域为研究对象,利用2010-2018年0～50 cm深度土壤水数据,结合同期地下水埋深、前期无降雨日数、水面蒸发和降雨量进行相关性分析,利用增强回归分析算法确定不同驱动因子对土壤水变化的相对贡献。结果表明：在玉米整个生长期内,随着土层深度的增加,土壤含水率减小。按变异系数可划分为2个典型土层,即活跃层(深度0～10 cm)和次活跃层(深度10～50 cm)。土壤水与水面蒸发、地下水埋深和前期无降雨日数呈显著负相关,与降雨量呈显著正相关关系。前期无降雨日数对土壤含水率的相对贡献率最大,为42.6%,其次是地下水埋深,为20.9%,作物生长期对土壤含水率的相对贡献率最小,为7.3%。该研究对了解土壤水分变化、农业水管理及水分利用率等有重要意义。     

基于MIKE模型的湘阴县雨水管网健康度评价

以洋沙湖镇涝溪桥村地区为例,采用MIKE模型分析了岳阳市湘阴县在遭遇暴雨干扰时的雨水管网健康度。在采用一次降雨过程中严重内涝点的实测积水深度对模型进行率定和验证的基础上,利用该模型模拟了重现期为1、3、5、10、20 a的2.h设计降雨,重点分析了重现期为3a的降雨过程,并结合排水能力、管网结构、环境因素、社会因素4项综合指标和15项子指标构建了雨水管网健康度评价指标体系。结果表明:该区域管网的排水能力综合指标的得分为0.48,管网结构综合指标的得分为0.78,环境因素综合指标的得分为1,社会因素综合指标的得分为0.66,综合健康度为0.54,综合健康度等级为较差;重现期越大,积水深度也越大,但最大积水深度到达的时间并不受重现期影响;积水风险较大、积水较深位置均位于健康度较低的管道附近。     

基于联系度的梯级库群系统连锁失效模型的建立与应用

目前,许多河流已进入梯级开发阶段,为了开展梯级库群的安全评价,本文在分析梯级库群系统特性的基础上,根据上下游水库之间存在的失效影响关系,建立了梯级库群系统的连锁失效概率模型。连锁失效概率模型中最重要的分析在于对联系度的定义与计算。在分析过程中,引入了集对分析理论提出的联系度思想,并将其转化为联系度距离。由于梯级库群系统中体现各水库之间联系的指标具有在某一区间内变化的特性,故引入数学中区间数的相关理论,推导了基于联系距离的区间TOPSIS计算方法,最终计算出连锁失效概率模型中的联系度。文中以"小湾–糯扎渡"四梯级库群为例,经初步分析得出,在考虑上下游失效联系的前提下,此库群系统中大朝山的失效风险较大。本文的研究思路和方法将为梯级库群系统的整体安全分析提供理论基础,为梯级库群系统优化设计提供一定的理论参考。     

基于水化度的MgO混凝土自生体积变形计算模型

氧化镁膨胀量的计算模型大都为经验性公式,在应用上具有局限性.为此,从MgO水化反应的本质出发,在混凝土等效龄期和水化度概念的基础上,提出新的基于水化度的MgO混凝土自生体积变形计算模型.该模型反映了氧化镁混凝土膨胀的基本规律,又能很好地与试验数据吻合,可模拟经历任意温度过程的氧化镁的膨胀量.     

用遗传算法的兼容度极大化模型选优水污染治理方案

采用不同评价方法对水污染治理的16种初选方案进行排序选优,得到不同评价结果,为克服各单个评价方案的片面性,充分挖掘各评价方案包含的信息,提出了基于实数编码加速遗传算法(RAGA)的兼容度极大化模型(RAGA-CDMM)对各单个评价方案进行组合,得到一个最优评价方案。结果表明:RAGA-CDMM得到的最优评价方案,结果更为合理可靠,为决策者进行"多中选好"提供了科学的依据;利用RAGA-CDMM可直接根据各单个评价方案的评价结果数据来确定各评价方案的权重,避免了主观赋权的不足;RAGA-CDMM简便可行,适用性和可操作性强,具有推广应用价值。     

节水灌溉对玉米田间土壤水分的影响

通过设置充分灌溉、节水20％、节水40％3种灌溉方式对玉米田间土壤中水分含量及变化情况进行研究,结果表明,节水20％处理下土壤中的水分含量相对较高,利于玉米生长;且在各个处理的苗期,各层土壤中的水分变化不大,拔节期后,0―40cm土层变化剧烈,60―100cm则相对平缓,得出玉米的根系主要分布在0―40cm土层中。     

基于Copula 函数的滦河流域旱涝组合事件概率特征分析

以滦河流域多伦、承德、青龙和乐亭4个代表性气象站点1957—2010年日降水数据为基础资料,选取广义帕累托分布(Generalized pareto Distribution,GP)拟合各个气象站点春、夏、秋三季的降水距平百分率序列,并利用L-矩法估计参数,在此基础上采用二维Copula函数(Clayton和Gumbel-Hougaard分布函数)拟合春-夏、夏-秋降水距平百分率序列,依据降水距平百分率划分旱涝的标准进一步计算出各个站点旱涝交替和连旱连涝这两类旱涝组合事件发生的概率,结果表明:(1)Clayton和Gumbel-Hougaard分布函数均能较好地拟合季节间的降水距平序列;(2)青龙和乐亭较容易发生旱涝组合事件,春夏以持续干旱为主,夏秋以旱涝交替为主,夏秋季节间旱涝组合事件发生频率较高.     

基于组合权重TOPSIS模型的新乡市水资源承载力评价

为了准确评价新乡市水资源承载力状况,构建了由“水资源-社会-经济-生态”组成的水资源承载力评价指标体系,采用熵值法和层次分析法相结合的组合权重赋权的TOPSIS模型对新乡市2006-2018年的水资源承载力进行综合评价,并对评价结果进行障碍度分析。结果表明：2006-2018年新乡市水资源承载力在逐年提升,中间虽有所降低,但整体上呈现逐年增强的趋势。新乡市水资源承载力发展的主要障碍因子集中在生态和水资源维度方面,生态环境用水率是阻碍水资源承载力提升的第一障碍因子;产水模数是阻碍水资源承载力提升的第二障碍因子;供水模数、引黄水量和城市污水处理率是阻碍水资源承载力提升的第三障碍因子。今后新乡市的发展需要注重生态环境的保护和引黄水量利用效率的提高,同时要促进节水产业和第三产业的发展。     

基于 SPI 干旱指数的海口市干旱变化特征研究

根据海口市8个雨量站1970-2012年的逐日降雨资料,采用降雨平均和SPI(标准化降水指数)平均两种不同的SPI处理方案计算了三个时间尺度(3、6、12个月)的SPI值。将两种处理方案在不同时间尺度上计算所得的干旱情况与实际干旱情况做了比较,选择适用于海口市干旱评估的处理方案,应用Mann-Kendall检验,Morlet小波分析方法分析了海口市1970-2012年间各季节的干旱变化趋势和年干旱变化周期。结果显示:降雨平均方案更适用于评估海口市的干旱情况;海口市不同程度的干旱发生频率高达56%,多发生在春、秋两季,频率分别为51%和41%,秋季特旱发生频率为14%;海口市整体干旱有加重趋势且秋季加重趋势明显;海口市干旱具有13a左右的第一主周期,4a和22a的第二、三周期。研究结果可为海口市干旱评估和预报以及制定抗旱减灾措施提供参考。