基于Elman神经网络的锦屏一级水电站年平均径流量集合预报研究

为预报锦屏一级水电站年平均径流量,根据其1960~1999年逐年年平均径流量与上年(1959~1998年)逐月74项大气环流指数的相关关系,选出相关性高且与年平均径流有物理联系的大气环流指数作为预报因子;利用多个Elman神经网络建立年平均径流量的集合预报模型,并采用锦屏一级水电站1960~1999年的逐年年平均径流量和筛选的预报因子数据对模型参数进行率定,2000~2011年的逐年年平均径流量对模型预报效果进行检验。结果表明,基于Elman神经网络的单一模型的范化能力较好,多模型的集合预报精度比单一模型的预报精度有进一步提高,可为锦屏一级水电站水资源调度提供参考。     

近55年新疆伊犁河谷气温和降水变化趋势分析

为探明新疆伊犁河谷气候变化特征及其未来变化趋势,基于伊犁河谷11个气象站点1960~2014年气温和降水监测数据,利用Mann-Kendall检验与Theil-Sen median趋势分析、Mann-Whitney-Pettitt(MWP)阶段转换检验及R/S分析方法,分析了伊犁河谷近55年的气温和降水变化趋势。结果表明,伊犁河谷气温和降水在近55年总体呈显著增加趋势,气候向暖湿方向演变;气温和降水变化分别在2005、1997年发生跃变,跃变后两者变化趋势由增加转换为减少;在未来的长时间尺度内气温和降水变化将表现为增加,但短时间尺度内表现为减少,未来气候变化存在较大波动。     

基于大尺度模型约束的那陵格勒河重点区域地下水流数值模拟

以柴达木盆地那陵格勒河流域为例,探讨了通过大尺度地下水流数值模拟以提高重点区域模型可靠性的方法。首先建立流域典型剖面二维地下水数值模拟模型,将地下水流动系统分为浅部、中深部和深部三个级别的地下水交替循环带,然后结合重点研究区的范围,将其边界延伸扩展至水文地质条件较为清晰的边界上,建立较大区域尺度三维地下水数值模拟模型,再以此为基础,进一步建立重点研究区三维地下水数值模拟模型,可有效提高重点研究区地下水数值模型的可靠性。     

基于冻融损伤的重力坝抗冻耐久性分析

为进一步了解混凝土的抗冻耐久性,分析了基于Loland混凝土损伤模型推导的混凝土冻融损伤模型,并结合试验数据拟合得到了混凝土弹性模量、泊松比与冻融循环次数的关系,利用ABAQUS分析混凝土重力坝渗流场、温度场,并以此确定了混凝土大坝发生冻融损伤的区域,最终采用场变量模拟重力坝随冻融次数增加的稳定性。结果表明,混凝土大坝并非所有区域均发生冻融损伤,且试验得到材料抗冻耐久性并不等同于混凝土重力坝抗冻耐久性。     

复杂载荷作用下立管触地段损伤管道极限内压承载力的数值分析

触地段(TDZ)为在役钢悬链线立管(SCR)的关键部位之一,由于环境侵蚀和载荷作用可能形成损伤缺陷。利用有限单元法建立管—土相互作用的三维有限元分析模型,并基于ABAQUS有限元软件数值分析了体积损伤位置因素及提升端位移载荷、环境外压等载荷因素对损伤管道极限内压承载力的影响。结果表明,当体积损伤分布于TDZ管道不同的环向位置和轴向位置时,其极限内压呈一定的变化规律;当管道所受提升端位移载荷增加时,管道的极限内压逐渐降低;而环境外压对管道的极限内压承载力影响较大,管道所受的环境外压越大,其极限内压承载力越高。     

不同因素对城陵矶水位变化贡献率的分析

为分析不同因素对城陵矶水位变化的贡献率,基于1955~2014年实测水文资料,利用Mann-kendall检验法、回归分析等方法分析城陵矶水位变化特征及其成因。结果表明,下荆江裁弯和葛洲坝的运行对城陵矶水位流量关系造成较大影响,同流量下城陵矶水位增幅明显,而三峡水库对城陵矶水位流量关系影响不大;1972~2002年水位流量出现"此消彼长"的现象,主要是因为干流顶托作用加强和断面逐年淤高对水位的抬高值大于因流量减小对水位的减小值所致;城陵矶水位于1967年发生突变,这与1967年中州子裁弯有一定联系,而四水入湖流量的减少是1977年流量发生突变的主要原因;通过构建模型,计算得出下荆江裁弯、葛洲坝和三峡水库的运行在各自所在时期对城陵矶水位变化的贡献率分别为50.3%、50.5%、56.8%。     

南四湖支流东鱼河水质现状及健康风险评价

为了解南四湖集流面积最大的入湖河流——东鱼河水质及其健康风险水平,自上游至入湖口采集表层水样,测定了盐度(SAL)、溶解氧(DO)、溶解性有机碳(DOC)、N、P、Hg和As的含量,并采用美国国家环保局(US EPA)推荐的健康风险评价模型,评价了其通过饮水途径产生的健康风险。结果表明,东鱼河水体中DO、As、NH_3、TP、Hg的平均含量分别为9.39、0.002 6、0.61、0.27、0.000 25mg/L;各点位DO和As含量均达到Ⅲ类水标准,Hg、TP、NH_3的超标率依次为90.9%、45.5%、18.2%,Hg的平均含量为标准值的2.5倍;各指标具有显著的沿程变化,主要表现为中下游N、P和有机污染较为严重,DOC与各形态N、P间存在显著的相关性,As分别与DOC和NO-2呈显著正相关和负相关关系;东鱼河水体中致癌物As的健康风险值为0.31×10~(-5)~5.04×10~(-5)/a,占总健康风险值的99.95%以上,介于US EPA和部分机构推荐的最大可接受风险水平1.0×10~(-6)~1.0×10~(-4)/a之间。     

基于主成分分析的Mamdani模糊推理在河流健康评价中的应用

为了准确评价河流健康程度,提出一种利用主成分分析改进的Mamdani模糊推理系统评价方法,该方法分别选取高斯型和三角型隶属度函数构建输入和输出变量模型,并利用主成分分析法对评价指标进行降维,降维后的3个主成分由专家经验机制和根据贡献率均匀分配的权重组成12个"if-then"规则。评价模型选用截断法和重心法进行去模糊化操作。对太湖周边的6条有代表性的河流的健康评价结果表明,改进评价方法的评价结果与传统综合赋权评价结果的相对误差在可接受范围内,而改进方法操作简单且大幅提高了评价的效率,有较强的实用价值。     

基于海绵城市的生物滞留池水文效应分析

由城市化带来的水问题说明城市雨洪调控和建设海绵城市的重要性。运用暴雨洪水管理模型(SWMM)构建模型,模拟分析研究区天然状态、城市化后无调控措施和添加生物滞留池调控三种情景下水文指标的变化情况和相应的水文效应,并通过改变生物滞留池的表层厚度模拟径流参数的变化。结果表明,生物滞留池能有效减小径流、削减洪峰、延迟出口流量过程出现的时间,且对小降雨事件的调控性能显著;改变生物滞留池的表层厚度对下渗几乎无影响,随着表层厚度的增大表面出流和径流系数都减小,而对出口流量过程影响不大,因此可以提高生物滞留池的面积比例或其他措施共同调控城市的径流。     

基于低速大扭矩液压马达的钢坝闸驱动方式研究

钢坝闸作为新型可调控溢流闸门,具有启闭简单、使用维护便利等特点,但传统钢坝闸驱动方式的体积影响了其布置方式,从而导致一系列故障产生。为了降低钢坝闸的故障发生率,采用体积更紧凑、更适合钢坝闸旋转启闭特点的低速大扭矩液压马达作为钢坝闸驱动方式,实现了钢坝闸的启闭,减小了钢坝闸左右岸地下设备房的空间,减少了渗水的可能性。同时避免了金属结构零部件的锈蚀和控制系统的损坏,提高了设备安全运行的可靠性,同时还降低了设备成本。