区域分解型并行预条件的一种粗网格校正算法

区域分解是并行计算的基本手段之一,在稀疏线性方程组迭代求解时,对不完全分解等串行计算时很有效的预条件,经常采用区域分解的思想进行并行化。但区域分解的本质是利用局部解来近似全局解,从而必然存在较大误差,为此,提出一种粗网格校正算法,通过非重叠子区域浓缩,每个非重叠子区域浓缩为一个超结点,形成一个含全局信息且阶数等于子区域个数的小线性方程组,之后用其对原并行预条件进行校正。对块Jacobi型、经典加性Schwarz、以及因子组合型并行不完全分解预条件的实验表明,粗网格校正能有效改善收敛性并提高求解效率。     

南水北调东线江苏段典型泵站运行效率模拟模型

泵站机组运行受多种因素影响,导致泵站运行理论效率与实际效率误差较大。针对泵站机组运行效率精准模拟难题,运用基于高价多项式回归、回归树、多元线性回归、向量机回归、高斯过程回归、神经网络的10个回归算法,建立泵站机组效率模拟模型并开展对比分析,优选出有效的泵站运行效率模拟建模方法。讨论分析采用“上下游水位+流量”代替传统“扬程+流量”开展泵站运行模拟的效果。以南水北调东线邳州站和遂宁二站共8台机组的历史数据开展实例分析,相关实验结果表明：在所有方法中,高斯过程回归（Gaussian process regression,GPR）模型在均方根误差（ERMS）、平均绝对误差（EMA）、均方误差（EMS）、决定系数（R2）和最大个体误差（EMI）指标上综合表现最佳,R2逼近0.95;使用站上、站下水位代替传统的扬程对模型进行训练,所有模型的综合评价指标整体有所改善。综合来看,使用GPR模型并使用上游、下游水位代替扬程进行模拟效率表现最好,以邳州站4号机为例,可将模拟效率的EMA和EMI分别从16.49%和20.40%减少至0.41%和2.30%,研究成果具有一定实际意义,可为我国调水工程泵站经济...     

气象降雨数据在无资料流域水文模拟中的适用性分析

当前水文模拟过程主要采用水文监测站点提供的降雨数据,不过部分区域受自然地理和社会条件的限制,水文站点稀疏雨量数据缺乏导致水文模拟难.针对这一问题,提出了一种利用气象数据用于水文模拟的方法,并以雅砻江安宁河流域为例开展了应用研究.采用安宁河上游气象站网2001-2005年日降雨数据作为输入,支流控制站点孙水关站水文数据作...     

新时期河流水生态系统修复设计研究

近年来,随着经济的快速发展,河流水生态水环境问题不断累积且日益突出,推进河流水生态系统修复,维持河流健康已成为全社会关注的焦点。围绕新时期治水思路,在前人经验的基础上,搭建了河流水生态系统修复设计STS模型,提出了水生态系统修复螺旋式发展模式,系统阐述了科学、技术、社会三要素在修复过程中的作用以及三者之间存在的关系,并在模型框架下总结了各要素运行的关键程序,以期为新时期河流水生态系统修复提供参考。     

不同降雨类型下高地下水位渠道性态数值模拟研究

为解决高地下水位渠道在遭遇强降雨时容易发生衬砌破坏的问题,深入研究了不同降雨条件下高地下水位渠道内部结构性态的响应规律。基于非饱和渗流理论,对4种不同降雨类型条件下渠道内部的渗压(总水头)情况进行了分析研究,得出对衬砌结构安全最不利的降雨类型是前锋型降雨和均匀型降雨。在渗流分析的基础上,基于Morgenstern-Price法对渠道边坡进行了稳定分析,结果表明随降雨的持续,各种降雨类型条件下边坡安全系数均表现为持续减小。同时前锋型和均匀型降雨条件下发生滑坡的风险大于其他两种雨型。因此,从渗流和边坡稳定计算角度看,应重点关注前锋型和均匀型降雨。在此基础上,对渠道排水设计进行了优化改进,所提方案可有效降低渠道内部的渗流压力。     

黄河中游支流无定河流域源头区浮游生物和底栖动物群落特征与环境因子分析

为探究无定河流域源头区河流浮游生物和底栖动物的种类、数量、多样性等群落结构特征和环境因子的关系,以无定河流域源头区干流红柳河以及两条重要支流海流兔河和纳林河为研究对象,对河流浮游生物与底栖动物进行野外调查采样,采用Shannon-Wiener多样性指数、典范对应分析(CCA)等方法分析了无定河流域源头区浮游动植物和底栖动物群落特征及与环境因子的关系,识别影响群落分布的关键影响因子。结果显示:无定河源头区浮游生物和底栖动物较为丰富,共监测到浮游植物7门51种,以蓝藻门为优势门;浮游动物23种,以原生动物为优势门;底栖动物5门20科36种,以扁形动物门中的涡虫为优势种。支流的生物种类、数量和多样性指数均优于干流,上游均优于下游,其中纳林河生物多样性最丰富。典范对应分析的生物群落与水质关系表明,氨氮、COD和总氮是影响无定河流域源头区浮游生物和底栖动物群落结构的主要水环境指标。综合生物多样性指数与水体理化指标评估无定河源头区目前水质状况为中污染。     

基于HJ-CCD的漫湾坝区河流悬浮物浓度遥感反演

坝区河流悬浮物浓度监测对于评估水利水电工程对河流水质影响具有较大的意义。HJ\|CCD重返周期短、空间分率高等优点,应用于漫湾这种中小尺度坝区水体悬浮物浓度监测有着重要的现实意义。大气校正采用暗像元、FLAASH以及QUick Atmospheric Correction(QUAC)几种常见的基于图像的大气校正方法。大气校正结果表明:暗像元法效果较好,其第2波段和第3波段的平均相对误差分别为16.1%和17.9%。然后,应用其大气校正较好的波段构建适用于研究区的悬浮物浓度反演模型。结果表明,该模型的决定系数为0.92,均方根误差(RMSE)为4.83 mg/L,平均相对误差为33.1%。最后,将此反演模型应用于2014年影像质量较好的HJ\|CCD数据上,得到了其悬浮物浓度空间分布图,反映了漫湾坝区附近的悬浮物浓度的变化规律。     

西域砾岩高边坡设计和处理

西域砾岩广泛分布于新疆塔里木盆地周缘,随着新疆水利事业的不断发展,在这些区域建设的水利工程不断增多。由于西域砾岩属极软岩,岩性条件较复杂,高边坡处理难度较大,如何在设计中保证高边坡稳定和工程安全,体现环保、低碳的理念^[1],显得尤为重要。文章以新疆迪那河五一水库工程西域砾岩高边坡多年的研究和设计为基础,对西域砾岩变形失稳机理、高边坡的布置和处理措施进行了分析总结,为其他类似工程提供借鉴。     

气候变化下叶尔羌河源流区径流预测研究

为了探明气候变化下叶尔羌河径流演变的趋势,积极应对径流量变化可能为当地带来的影响,基于SWAT分布式水文模型,选用CMIP5数据集建立未来时段的全球气候模式,对研究区2020—2100年径流进行模拟预测。结果表明：SWAT模型在研究区适用性良好;在不同CO₂浓度路径下,卡群站在未来80年年径流量均值分别为204.37、203.67、202.63m³/s,相比历史基准期分别减少了0.21%、0.55%、1.06%,且在RCP 4.5/8.5情景下年径流量呈现显著减小的趋势。研究结果可为流域水资源科学管理提供依据与参考。     

呼和浩特发电厂循环水泵技改措施研究实施

循环水泵是电厂厂用电的主要消耗大户,有较大的节降耗潜力。针对呼吸特发电厂循环水泵的实际运行参数,采用新技术重新设计制造了节能抗蚀叶轮,经更换叶轮和密封环后,电机电流降低了１０Ａ,凝汽器真空由－０．０７９ＭＰａ增加至－０．８２２ＭＰａ,年节电节煤经济效益可达１００余万元,提高了电厂经济运行水平。