DEM分辨率对VIC模型水文模拟精度的影响

为研究DEM分辨率对VIC模型水文模拟精度与运行效率的影响,选用0. 5～5. 0'的DEM对浊漳北源上游地区进行了月径流模拟。在以纳什系数、确定性系数和相对误差为模拟效果评价指标的基础上,采用均值变点法分析水文计算单元数量和相对误差的变化趋势,探讨DEM尺度效应的最佳拐点。研究结果表明:DEM分辨率对水文计算单元数量的划分影响显著,数量变幅最大达到了98. 13%;纳什系数、确定性系数和相对误差受DEM分辨率的影响较小,三者的变化幅度在率定期为0. 019%、0. 009%、11. 879%,在验证期为0. 009%、0. 012%、9. 552%; 1. 0'的DEM能够在保证模拟精度的前提下显著提高模型的运行效率,为DEM尺度效应的最佳拐点。     

考虑随机来水的水电站中长期发电调度多重风险分析

为了分析来水不确定性导致的水电站发电风险,构建了日径流随机模拟模型,模拟生成了长系列径流序列,建立常规调度和优化调度模型,并将模拟径流序列作为输入驱动调度模型。以年均发电量、发电稳定性、弃水量、发电保证率、蓄满率为主要风险指标,建立了发电风险分析的指标体系。在此基础上,以三峡水库作为调度模型的研究实例,比较了常规调度和优化调度的风险水平。结果表明:优化调度较常规调度年发电量增加约5%;信息熵结果显示优化调度模型不确定性较小,更加稳定;优化调度弃水量约为常规调度的50%,且优化调度降低了出力破坏风险。文中给出的优化调度模型所得调度过程在经济效益及风险控制方面都有较优的表现。     

改进的探月返回飞船再入数值预测校正制导方法

为减少探月返回飞船再入数值预测校正制导方法在跳跃段倾侧角的偏转频率、实现过载的有效抑制,采用搜索跳跃段的倾侧角偏转能量点和末段阻力加速度反馈补偿的方法,提出了改进的数值预测校正制导方法.首先,用割线法搜索倾侧角偏转能量点,使得飞船在跳跃段只进行一次偏转即可实现落点精度要求;然后,根据指数大气假设,得到阻力加速度的导数,并根据过载约束定义参考阻力加速度;最后,采用阻力加速度及其导数与参考阻力加速度及其导数的误差对倾侧角的大小进行反馈补偿,抑制末段轨迹的过载.实验结果表明,该方法倾侧角偏转次数少,过载抑制能力强,鲁棒性好,能够有效解决现有方法存在的跳跃段倾侧角偏转频率高,末段过载抑制能力差的问题.     

利用虚拟传感器的巡视器机械臂碰撞检测算法

为提高传统AABB树碰撞检测的精度和效率,提出一种基于虚拟传感器的月面巡视器机械臂碰撞检测算法.建立月面巡视器机械臂的逆运动学解算模型;对地面环境点云数据进行Delaunay三角化,采用多叉树代替二叉树作为AABB树储存环境点云三角面集;利用虚拟传感器简化巡视器机械臂结构模型,通过虚拟传感器遍历AABB树中的环境点云三角面集进行碰撞检测,避免机械臂与环境发生干涉.月面巡视器就位探测任务内场实验表明:基于虚拟传感器的月面巡视器碰撞检测算法使碰撞检测精度在1 mm内,碰撞检测时间降低至10 s内.基于虚拟传感器的碰撞检测算法具有高效性和可行性.     

气候变化下兰江流域未来径流的变化规律

为了研究气候变化对径流变化的影响,选择了浙江省钱塘江流域支流兰江作为研究区域,以1971—2000年为基准期,以2071—2100年为预测期,结合统计降尺度方法的LARS-WG天气发生器和CMIP5模型,利用分布式水文模型SWAT,计算和分析了兰江流域未来径流可能变化的情况。研究结果表明,在气候变化影响下,兰江流域未来的径流总量增加的概率较大,同时夏季发生洪水的频率也将有所增加。     

红壤区3种典型植被恢复模式凋落物动态及碳氮归还特征

对红壤区侵蚀地3种典型植被恢复模式——阔叶林、封育林和木荷×马尾松混交林的凋落物量及其组分进行了为期24个月的研究,分析了凋落物各组分月动态特征,以及凋落物各组分碳、氮元素归还量和季度动态特征。研究结果表明,阔叶林、封育林和木荷×马尾松混交林的年均凋落物量表现出明显的差异,总体上表现为叶>枝>杂>果>花,叶凋落量占总凋落物量的比率均较高,分别为83.10%、70.91%和73.66%。凋落物的月动态变化都表现出受凋落叶主导的规律。阔叶林、封育林和混交林凋落物碳元素归还量出现在第4季度,混交林在第2季度,阔叶林最大氮元素归还量出现在第4季度,封育林和混交林在第2季度。木荷×马尾松混交林年凋落量最大,碳、氮元素归还量也最大,更有利于养分归还和土壤质量恢复。     

基于雪岭云杉树轮的阿克苏河干流冬季径流重建

基于阿克苏河上游高山区采集的雪岭云杉树轮样芯构建了雪岭云杉树轮宽度年表,结合阿克苏河干流径流数据解析了雪岭云杉长期生长与阿克苏河干流径流关系,并重建了阿克苏河干流1813—2015年冬季径流序列。结果表明:利用雪岭云杉树轮宽度年表重建的阿克苏河干流1813—2015年冬季径流序列模拟值与实测值吻合度较高,重建径流序列稳定可靠;1813—2015年阿克苏河干流冬季多年平均流量为82.19 m~3/s,共出现5次持续丰水期和3次持续枯水期,最长的枯水段持续17年(1943—1959年);阿克苏河干流冬季径流变化存在51 a、29 a、16 a周期,第一主周期为51 a。     

雨水径流颗粒物对陶瓷透水砖堵塞的影响

通过雨水径流水质的实地检测,分析了雨水径流中颗粒物粒径分布规律;采用室内试验模拟了雨水径流引起的陶瓷透水砖堵塞过程,系统研究了雨水径流中颗粒物对陶瓷透水砖堵塞的影响。结果表明:雨水径流中的颗粒物绝大部分平均粒径小于50 μm;陶瓷透水砖堵塞机制主要是粒径 20~<50 μm的颗粒物引起的表面堵塞,砖表面截留的颗粒物质量约占总截留颗粒物质量的75%;陶瓷透水砖表面截留颗粒物的粒径范围与砖表面孔径范围并不一致,主要是因为陶瓷透水砖截留的颗粒物在其表面形成的“类滤膜”的筛滤截留作用。建议合理减小陶瓷透水砖小于50 μm范围的孔径占比,以提高人工清扫恢复陶瓷透水砖透水性能的效率。     

坡面径流实时监测装置研究与应用

径流泥沙含量测量是准确计算土壤流失量、科学评估水土保持效益的关键工作,也是水土保持监测的主要技术瓶颈之一。研发实现径流泥沙含量的实时动态监测设备对提高水土保持监测工作效率、促进水土保持行业发展具有重要意义。本文介绍了"坡面径流实时监测装置"的测量原理及其核心构件,完成了"坡面径流实时监测装置"的室内清水检测试验,跟踪了系统修正后的野外应用效果。得到如下结论:(1)坡面径流实时监测装置以集流桶、超声波液位传感器、重量传感器、电动阀、下位机和上位机为核心组件组成,其部分测量误差来源包括液位测量误差、泥沙比重误差及水流冲击力误差;(2)液位测量误差与集流桶横截面半径d(m)密切相关,主要体现在对径流总体的测量偏差,最小偏差为0.196d2,通过减少集流桶横截面半径,能够有效减少液位测量误差;(3)泥沙比重误差随被测泥沙比重的增加而减少,当被测泥沙比重在2.0—2.4范围内且每偏差0.01时,对泥沙含量测量的偏差均小于0.01 (m_总—V_(总·ρ清));(4)水流冲击力误差会导致液位在较低水平时测量精度较差,通过降低径流跌落高度能够有效减少误差;(5)通过定型设计与理论公式的优化,坡面径流实时监测装置的最小测量偏差可达±6.7%。