自记雨量计常见故障分析及处理方法

本文介绍了收集大气降水仪器在工作中经常发生的故障及出现的异常现象，例举了排除各种故障的方法及确定资料精度的依据，对做好降水记录工作具有一定的指导意义。     

Geostatistical mapping of precipitation: implications for rain gauge network design.

This study examined four univariate kriging techniques; simple kriging (SK), ordinary kriging (OK), multi-Gaussian kriging (MGC), and log-normal kriging (LNK); and two multivariate kriging algorithms; kriging with external drift (KED) using elevation and slope in two different models for the estimation of daily rainfall in a 250 m x 250 m grid over a 750 km2 area in the Canadian Boreal forest. Multivariate kriging did not enhance daily rainfall predictions. SK, OK, and LNK produced statistically comparative results with OK being slightly better. MGC was the worst univariate estimator, mainly due to the high percentage of data spikes. Sequential Gaussian simulation (SGS) was then implemented to produce 100 equiprobable maps of rainfall. A multi-objective approach; that is based on overlaying the map of the kriging variance, the DEM, and land use/land cover maps in a GIS framework to identify the areas of commonly favourable features; was proposed to identify potential future sampling locations.     

自压式树状管网神经网络优化设计

应用Hopfield神经网络模型的优化计算原理与方法, 建立了自压式树状管网神经网络优化设计模型, 并用计算机软件模拟方法求解. 研究表明: 人工神经网络法是快速求解自压式树状管网非线性规划模型的一种新方法, 结合两级优化算法可以实现树状管网全局最优设计.     

SJ1型虹吸式雨量计在应用中出现问题的解决方法

SJ1型虹吸式雨量计在水文行业中普遍应用,它是水文行业测量雨量的主要仪器,随着仪器使用年限的延长,在实践应用中,出现了一些常见故障,本文主要就出现的这些故障的原因及解决办法做一些阐述。     

土壤含水量空间变异性的频域分析方法

基于频域法分析理论原理,给出了基于二维信号采样与重建的频域法插值公式,对土壤特性的空间变异性进行表征.对一块麦田采用20m×20m的网格进行土壤含水量采样,利用频域法对15×15个采样值进行分析,结果表明含水量分布的有效带宽为0.01,说明空间变异主要由周期大于100m的频率分量组成;通过改变采样间距的"重采样"方法,...     

考虑降雨空间变化的流域产流模型

本文从确定性与随机性相结合的途径出发，将超渗产流模型与降雨空间变化的频率特性有机结合，引入流域降雨产流计算中，经在黄土地区四个流域的初步应用，表明模型具有模型具有物理概念明确，弹性大的特点，对不同面积大小的流域均具有良好的适用性。     

非饱和水流动态空间变异的随机分析

本研究首先根据野外３０ｍ×３０ｍ的小区域上以一定的间距布设１００个土壤张力监测网点，对土壤张力在空间和时间上变化进行了观测，并对土壤张力的空间变异结构进行了随机统计分析．然后以野外实测的土壤水力特性参数样本的统计分析结果为基础，在假设有关土壤水力特性参数及非饱和水分运动变量为二阶平稳随机场的条件下，应用小扰动分析法导出了层状土壤非饱和水流变量（张力）方差的解析结构．理论分析和试验结果同时表明，土壤张力的方差随张力均值的增大而增大，且方差是均值的二次函数，同时土壤张力的变差函数也是土壤张力平均值的二次函数．     

应用图论及广义简约梯度法进行压力管网优化设计

广义简约梯度法(GRG)是非线性规划算法中最有效的算法之一，本文把图论应用于广义简约梯度法优化的过程中，使输入简便，计算简化，应用GRG算法对武汉市的汉阳管网进行了模拟优化设计，并对管段的计算管径用线性规划法进行标准化，取得了满意的结果     

双层翻斗式雨量计翻斗特性的试验和模拟分析

为探究双层翻斗式雨量计(DTBR)减小计量误差的作用机理以及进一步提高DTBR的计量精度,利用试验和数值模拟相结合的方法,通过高速摄像掌握翻斗翻转特性,结合动网格和流体体积法(VOF)模型对DTBR上层翻斗的翻转过程进行流体动力学模拟,并进一步优化了DTBR的结构设计。结果表明:DTBR依靠上层翻斗,通过中间漏斗将自然降水强度下的出流量稳定在1.01.g/s左右注入下层计量翻斗,可明显降低降水强度对雨量计计量误差的影响,且在高降水强度下的效果更加明显;中间漏斗在不同降水强度下的流量均稳定在1.g/s(等效1.91 mm/min降水强度)左右,在DTBR标定中,可考虑只对下层的计量翻斗进行1.91 mm/min降水强度的标定,即可满足DTBR的计量要求;中间漏斗存在震荡出流过程,出流最大可达2.g/s左右;降低上层翻斗的中轴高度可在一定程度上稳定中间漏斗的出流过程。     

考虑土体材料二维空间变异特性的边坡可靠度分析

为了更合理地分析边坡的可靠性,提出了考虑土体二维空间变异特性的边坡可靠度分析方法,将边坡区域离散为系列单元,假设单元内土体材料参数完全相关,通过假定的自相关函数确定单元之间土体材料参数的相关系数,采用子集模拟法抽样,运用和声搜索算法搜索最小的安全系数作为该次抽样的结果。将提出的可靠度分析方法应用于两个边坡实例的可靠度分析中,并与已有结果进行对比分析,结果表明,考虑土体材料参数的空间变异特性后,边坡的破坏概率降低,边坡可能的破坏区域逐渐增多。     

重力单水源环状管网优化设计的遗传-线性规划算法

本文首先提出了基管段流量概念,并作为优化变量,建立环状管网流量优化分配的非线性规划模型;又以管道尺寸为优化变量,建立某一流量分配方案下管网优化设计的线性规划模型。在优化设计计算过程中,采用遗传算法求解非线性规划模型及单纯形法求解线性规划模型,两种优化算法交替计算,可确定环状管网优化设计方案。本文提出的方法,是一种有效地解决重力单水源环状管网优化设计的新方法。     

土壤可蚀性因子空间变异表述系统研究及应用

为推动我国土壤侵蚀预测预报技术的发展,利用ArcGIS Engine二次开发的优势,构建了基于ArcGIS平台的土壤可蚀性因子空间变异表述系统。该系统具有快速、简洁加载空间数据并对空间数据进行空间插值分析、精度验证以及要素空间变异表述等特点。可对土壤因子进行高效查询和分析研究,提高土壤侵蚀研究的科学性、准确性,使防止水土流失工作的规划、管理和决策更加科学化、数字化,具有较大的应用潜力。     

灌区自压微灌独立管网系统优化设计研究

微灌管网系统由田间管网系统和骨干管网系统两部分组成,田间管网入口所需压力只与灌水器设计工作水头及田间管网允许水头差有关,因此两部分的优化问题是相互独立的。目前田间管网优化设计主要是在限定面积且布置已定的情况下进行支毛管管径组合优化。本研究在不限定管网系统面积的情况下建立了单向毛管田间管网、双向毛管田间管网及自压微灌骨干管网的优化设计数学模型,可同时完成相应管网的优化布置和优化设计且能得到最佳控制面积。利用解的不可行度对随机产生的初始种群进行选择以改善种群质量,利用罚函数法处理约束条件,应用遗传算法进行优化计算。结果表明:双向毛管田间管网在控制面积及单位面积投资两方面均优于单向毛管田间管网,推荐以双向毛管田间管网优化结果为基础进行骨干管网的优化,算法收敛性能稳定,具有较高的计算精度,此优化设计研究成果对自压微灌系统设计及区域管网优化设计具有一定的实际意义。     

模糊线性规划在微灌干管管网系统优化中的应用

微灌干管管网各支管入口处压力具有模糊性，即该处压力在一定范围内变化不会影响工程正常运行。针对这一特点，本文分别建立了起点水压未给和已给的微灌干管管网系统优化设计的模糊线性规划数学模型，在模型的求解过程中，通过适当的变换，将模糊线性规划问题转化成一般线性规划问题，采用单纯形法求解。根据所建立的起点水压未给的微灌干管管网系统优化设计的模糊线性规划数学模型，可确定泵站扬程未定的机压微灌干管管网系统优化设计方案；根据所建立的起点水压已给的机压微灌干管管网系统优化设计的模糊线性规划数学模型，可确定泵站扬程已定的加压和自压微灌干管管网系统优化设计方案。与普通线性规划问题相比，这一方法可使设计结果更为经济合理。     

畦面微地形空间变异性分析

基于大量畦田实测数据,利用半方差方法分析各类畦块的田面相对高程空间变异结构特征,评价畦块几何参数与田面相对高程空间变异特征参数间的相关性,提出采用球状模型描述田面相对高程空间变异函数和估算空间变异特征参数的方法。结果表明,畦块几何尺寸和田面相对高程测点间距是影响田面相对高程球状半方差函数变程的重要因素,田面相对高程标准偏差和田面相对高程测点间距则对该函数基台值和块金值产生明显作用和一定影响。对任意已知规格的畦块,可基于5～10m测点间距范围内获得的相对高程标准偏差值并参考本文提出的估算公式,得到利用球状理论半方差函数描述各类畦块田面相对高程空间变异特征的经验参数估值。     

仿生算法优化BP神经网络在降雨空间插值中的应用

人工神经网络能够充分挖掘已知样本中的规律,从而对未观测数据进行预测,可应用于降雨量空间插值计算中。在BP神经网络进行降雨空间插值的基础上,引入遗传、粒子群和蚁群3种仿生算法对BP神经网络初始权值和阈值进行优化,将优化后的BP神经网络应用于三峡区间流域年、月和日3个时间尺度的降雨空间插值中。结果表明:仿生算法对BP神经网络初始权值和阈值优化求解后,降低了BP神经网络陷入局部最小以及过拟合的风险,在插值过程中表现出较好的稳定性,取得了理想的插值结果。     

考虑水力学和矿化参数空间变异下土壤水氮运移的数值分析

以北京东郊永乐店一块农田为背景,将田问取样点所在的土壤剖面假设为一系列不发生相互作用的一维土柱,根据实测的土壤有机质含量,假定不同取样点的土壤有机氮的矿化速率常数（零级动力学）与有机质含量成正比,运用HYDRUS-1D软件,分别就考虑和不考虑有机氮矿化速率的空间变异性两种方案,对2001年夏玉米生育期农田尺度下土壤水分运动和硝态氮淋失动态进行了数值分析。模拟结果表明：有机氮矿化速率的空间变异性对剖面250cm埋深处累积硝态氮淋失量的影响很小,其差异主要在于前者影响了土壤氮素的转化量;剖面250cm埋深处平均的土壤水渗透量和累积硝态氮淋失量分别为1．35mm、0．0065mg／cm^2,变异系数大于1．8,表现出很强的空间变异性。模拟结果的地统计学分析表明：蒸发量和蒸腾量,收获时剖面250、150cm埋深处的土壤水通量的半方差函数均可用球状模型描述,其变程相近,约为8．7m;土壤水渗透量与累积硝态氮淋失量表现为相互独立的空间结构。考虑有机氮矿化速率空间变异性的土壤氮素净转化量可用球状模型描述,其变程与有机质含量的变程接近,约为4．7m。     

土壤水分空间变异的套合结构模型及区域信息估值

本文运用线性地质统计理论，确定研究区域的半变异函数二维平面结构为带状各向异性套合结构模型，给出土壤水分区域估值合理采样数，将Ｋｒｉｇｉｎｇ最优内插无偏估计法扩展为待估域的土壤水分含量外延估计，通过模糊聚类分析，绘制区域土壤水分含量的信息分布图，可为灌区水资源的计算机管理及灌区土壤水分监测预报提供依据。     

边坡开挖优化设计探讨

在水利水电工程和路桥工程中,不可避免的存在边坡开挖问题.而在边坡开挖中应遵循"少开挖,少扰动自然边坡"的原则."扇子面"开挖理念,可在很大程度上减小坡体的开挖量,尽量少地扰动自然坡体,保护生态平衡,降低边坡开挖及处理费用,加快施工进度,尽早创造效益.