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文献检索:
  • 基于信息熵的淮河流域降水时空变异特征研究
  • 为了深入研究淮河流域的降水时空变化特征,以淮河流域1961~2005年36个气象站日降水数据为基础,基于信息熵理论,首先利用边际熵研究年、季、月等不同尺度下降水的变化特征;再利用分配熵和强度熵研究年内不同月份降水的分配情况;然后利用改进的Mann-Kendall趋势检验方法对淮河流域降水序列不确定性的变化趋势进行检验;最后对降水月份分配情况与极端降水量进行相关分析,以研究极端降水量与降水月份分配的关系。结果表明,淮河流域降水量较小的季节或地区,其降水量的年际变化也较大,淮河流域北部降水的不均匀性及其较小的降水量可能加剧该区的干旱风险;降水量与降水天数月份分配的不均匀性均表现出由南向北增大的空间分布特征;对于淮河流域大部分站点,降水量月分配不均匀的年份面临洪灾的风险也会增加,而淮河流域西部降水月份分配不均的情况可能加剧,且该区面临的洪灾风险也可能加剧。
  • 近50年辽宁省气温及降水量变化趋势与突变特征分析
  • 为合理利用区域气候资源,提前规避气象风险,根据辽宁省20个气象站点1964~2013年逐日气温和降水量资料,采用线性回归、滑动平均、累积距平相结合的方法分析气温和降水量的变化趋势;再采用Pettitt突变分析法分别检测气温和降水量的突变现象,并利用滑动t检验方法验证突变结果;最后利用普通克里金插值法分析气温及降水量的空间分布特征。结果表明,50年来辽宁省气温在空间分布上呈现自西南至东北部逐渐降低的变化趋势;气温总体呈上升趋势,1964~1988年为相对冷期,1989~2013年为相对暖期,气温在1987年发生增暖突变。降水量的空间分布呈现自东南至西北部逐渐减少的趋势;降水量年际波动较大,2009年以前呈现明显的减少趋势,2009年以后降水量有所增多,未发生明显的突变现象。研究结果为该区气候预测提供了理论依据。
  • 淮北平原实际蒸散量计算及时空分布特征分析
  • 为了解淮北平原实际蒸散量的时空变化特征,利用Bouchet互补关系理论计算淮北平原1997~2013年逐月实际蒸散量,并与水量平衡方程计算结果进行比较,对Bouchet互补关系理论参数进行修正。根据修正后的Bouchet互补关系理论计算淮北平原1955~2013年实际蒸散量,并分析其时空变化特征及影响因素。结果表明,淮北平原实际蒸散量与潜在蒸散量存在明显的互补关系;多年平均实际蒸散量为632.4mm/a,年实际蒸散量在1955~2013年以15.8mm/10a的速率下降,其中夏季实际蒸散量的下降贡献最大;年均和季节实际蒸散量在空间分布上差异不大,其主要影响因素为日平均气温、日照时数和实际水汽压。
  • P-M公式与双源蒸散发模型在淮河流域上游地区的适用性及对比研究
  • 为定量分析P-M公式和双源蒸散发模型在淮河流域上游地区的适用性及计算精度,将双源蒸散发模型及P-M公式计算得到的蒸散发量与流域内息县水文站实测蒸发皿蒸发量的相关性进行对比分析,并定量分析不同蒸散发输入对水文模拟精度的影响。研究结果表明,双源蒸散发模型计算值与实测值的相关性及其水文模拟精度更高,更适于淮河流域上游地区蒸散发计算。研究成果可为淮河流域上游无资料地区的水文模拟和蒸散发计算提供参考。
  • 基于改进的SWAT模型的湿地水文过程模拟
  • 针对SWAT模型在湿地水循环模拟过程中存在的不足,以扎龙湿地为例,根据湿地的水文特征,在SWAT模型基础上重新构建了湿地模块来模拟扎龙湿地水文过程,并以1987~1989年月出口径流量对模型进行率定,2005~2006年月出口径流量对模型进行验证。结果表明,改进的模型能较好地模拟扎龙湿地水文过程和湿地水文特征,模拟结果具有较高的可信度。
  • 基于TFPW-MK-Pettitt和EEMD的非一致性水文频率计算方法
  • 近年来,受气候变化及人类活动的影响,使水文情势发生变化,导致频率计算中水文资料不再满足一致性的前提假设。为进行非一致性条件下的水文频率计算,提出基于TFPW-MK-Pettitt和EEMD的非一致性水文频率计算方法,首先应用去趋势预置白Mann-Kendall-Pettitt方法对水文序列进行一致性检验;其次应用EEMD方法对非一致水文序列进行修正;最后对修正的序列进行水文频率计算。统计试验和实例证明,TFPW-MK-Pettitt方法适用于我国水文序列的一致性检验;该方法运用于1956~2012年宜昌站径流序列,检验出有下降趋势;运用EEMD方法对该序列进行修正后,频率计算得出各设计值较未修正的设计值小10%左右。
  • 基于PSR模型的陕西省水资源承载力熵权法评价
  • 为评价陕西省水资源承载力状况,基于PSR模型构建了水资源承载力综合评价指标体系,利用主成分分析法,借助SPSS20.0软件提取水资源承载力变化的主成分,引入熵权法计算三个主成分的权重,从而进行综合得分评价。结果表明,2009~2013年陕西省水资源承载力综合得分为0.142、0.171、0.206、0.231、0.250,该分值逐年增加,表明水资源承载力呈现增长的态势,但增长速率逐年减少,说明水资源承载潜力下降,分析结果与现实情况相吻合。
  • 不同厚度的浮板覆盖下干旱区平原水库节水效率分析
  • 针对我国西北内陆干旱区蒸发量大、水资源利用率低的问题,采用三组轻质PVC浮板铺设水库表面,通过观察分析试验期(3月中旬至9月中旬)相同上表面面积、不同厚度的PVC浮板在水面的工作情况,统计出不同厚度的PVC浮板在不同气象条件下的湿润率,从而求出不同厚度的PVC浮板在不同风速下的蒸发抑制率(即防蒸发系数)。结果表明,浮板的防蒸发效率不仅与试验期的风速、单板面积有关,还与其厚度有关。
  • 东江河流系统健康诊断及分析
  • 为维护东江河流系统的健康、促进人水和谐发展,在确定东江河流系统涵义的基础上,结合东江河流系统的实际情况和面临的问题,构建了东江河流系统健康诊断指标体系和层级结构,利用模糊数学理论和层次分析法建立了多层次模糊综合健康诊断模型,对东江河流系统2008~2012年的健康状况进行诊断。结果表明,2008、2009、2012年东江河流系统均处于亚健康状态,2010年东江河流系统处于理想状态,2011年东江河流系统处于健康状态。历年来东江河流系统中健康成分一直少于非健康成分,且健康成分逐渐减少、非健康成分逐渐增多,有向病态方向发展的趋势,模型诊断结果与东江河流系统实际情况相符,可见所建模型可行、有效。
  • 南四湖水体实测高光谱与悬浮物浓度及浊度关系分析
  • 利用2014年7月21~23日南四湖水体实测的高光谱数据及同步水质采样分析数据,分别建立了估测南四湖悬浮物浓度的单波段、波段比值和一阶微分模型,并通过悬浮物浓度间接估测了水体的浊度。结果表明,829 nm处归—化反射率模型、R829/R542、R756/R748、R748/R756波段比值模型和754 nm处—阶微分模型均估测悬浮物浓度精度较高,均方根误差在8.96~36.54 mg/L之间,平均相对误差均低于30%;829 nm处原始光谱反射率和归—化光谱反射率模型及R829/R542波段比值模型间接估测浊度效果较好,均方根误差在24.05~32.04 NTU之间,平均相对误差均小于35%;829 nm处归—化反射率模型和R829/R542波段比值模型更适合估测南四湖悬浮物浓度和浊度。
  • 微生物对阳澄湖间隙水溶解活性磷释放的影响
  • 为揭示微生物对阳澄湖沉积物溶解活性磷释放的影响,取江苏省阳澄湖表层沉积物,设置对照组和抑菌组连续进行11d的沉积物柱样室内培养试验。利用微电极和高分辨率Peeper技术,获取两组柱样高分辨率溶解氧DO、氧化还原电位Eh和溶解活性磷垂向分布情况,并分级提取柱样磷形态。结果表明,抑菌组沉积物DO、Eh垂向分布明显高于对照组;外加抑菌剂显著降低了间隙水溶解活性磷(SRP)浓度(P〈0.001),抑菌组间隙水SRP浓度约为对照组的一半;抑菌组结合态磷的含量较对照组有所增加,NaOH-P与BD-P含量的增量是总增量的主要部分,这两种形态的磷含量的变化与微生物活性相关。研究结果有助于揭示阳澄湖沉积物溶解活性磷释放机理。
  • 条件概率组合法在洪水组合问题中的应用
  • 为研究水库下游存在区间入流的防洪系统在洪水组合后所带来的防洪风险,考虑到出库洪水与区间洪水之间的相关关系,以雅砻江和九龙河流域为例,在分析两流域洪水特性的基础上,采用条件概率组合法计算两流域洪水组合后下游安全区的防洪风险率及洪水分布函数,求得设计防洪标准所对应洪水发生的概率,计算结果更符合实际情况,为锦屏一级水电站水库高效安全运行和水库下游防洪安全措施的制定提供了重要依据。
  • 基于CFS预报产品的水电站水库预泄决策方法
  • 针对降雨预报不确定性带来的汛期预泄风险问题,提出基于CFS预报产品的水电站水库预泄决策方法。利用CFS历史预报数据,建立不同预见期特定预报降雨条件下的实际降雨和入库流量的概率分布,计算不同库水位和发电决策组合下的弃水风险率。在常规调度的基础上,根据CFS降雨预报信息,以弃水风险率为决策依据,以优化的弃水风险率阈值为预泄幅度的定量指标进行调度。实例研究表明,该方法简便易行,充分利用了降雨预报信息,在汛期可提供定量化预泄决策,兼顾了效益与风险,达到了减小弃水的同时增大发电量的目的。
  • 梯级水电站合约电量调度风险预警机制研究
  • 针对梯级水电站合约电量调度中众多不确定性因素导致的调度风险,在合约电量确定与时段内电量分解研究的基础上,通过调度风险因子的辨识及风险指标的量化计算,提出了梯级水电站合约电量调度风险预警机制。案例分析结果表明,梯级水电站合约电量风险预警机制可有效融入调度决策者的风险偏好和利益趋势,使刚性计划与柔性决策有机耦合,实现了调度效益和调度风险的平衡,为水电在电力市场的竞争提供了借鉴。
  • 金沙江—雅砻江梯级多业主水电站群联合调度补偿效益研究
  • 针对金沙江—雅砻江梯级多业主水电站群联合调度补偿效益问题,建立了大规模混联水电站群联合优化调度模型,并提出离散微分动态规划(DDDP)和逐步优化算法(POA)相结合的自适应混合方法,实现大规模混联水电站群联合优化调度问题的高效求解。在此基础上,结合金沙江流域长系列历史径流资料,进行了不同建设运行和联合调度情景下梯级电站调度模拟,探究了金沙江中游梯级和雅砻江下游梯级的建设运行及联合调度对金沙江下游梯级的补偿作用。结果表明,金沙江中游梯级和雅砻江下游梯级建设运行可以增加金沙江下游梯级165.36×10^8kW·h的发电量;雅砻江下游梯级和金沙江下游梯级联合调度可增加梯级总发电量24.79×10^8kW·h,而金沙江中游梯级受较大保证出力的限制联合调度效益不够显著,可以通过降低其梯级保证出力,以便有效提高联合调度的补偿效益。
  • 阶梯流量抽水试验数据确定含水层参数的实例探讨
  • 为了提高利用阶梯流量抽水试验数据确定含水层参数的精度,基于Jacob直线公式,结合实例分析计算了不同阶梯数目的抽水试验数据,探讨了不同算法的计算结果及差异性,并进行了适用性和灵敏度分析。结果表明,在考虑Jacob公式的适用条件后,在单阶梯和多阶梯算法情况下,含水层导水系数和弹性释水系数的计算结果精度均明显得到提高,但计算结果均存在一定的差异,其中多阶梯算法计算结果具有离散程度低、残差较小的优点,但对随机误差较为敏感,在实际工作中应予以注意。
  • 基于原型观测资料的模糊积分重力坝风险综合评价模型及应用
  • 针对重力坝风险评价中复杂性和模糊性的特点,通过对重力坝风险特点的分析和对风险因子的有效识别,将重力坝原观监测资料和模糊数学理论应用于重力坝风险评价中,提出了重力坝风险评价指标体系、定量和定性指标的相关计算方法和分级标准,构建了重力坝风险综合评价模型。利用该模型评价了官地重力坝的风险状况,得出其运行风险较低的结论,符合事实,验证了该模型的可操作性和合理性。
  • 尾矿坝土工席垫三维有限元模拟及效果分析
  • 为了快速有效地降低尾矿坝浸润面,结合某尾矿坝加高扩容工程,根据其初期排渗系统已部分失效的现状,拟定了后期扩容加高中土工席垫的排渗布置措施,为简化计算,建立包含土工席垫及其排渗管的尾矿库精细准三维渗流有限元分析模型及等效渗流分析模型,研究了土工席垫的等效模拟方法及相应的等效渗透系数,并将简化成果应用于尾矿坝全库整体模型的三维渗流计算分析,模拟土工席垫排渗措施的排渗效果,并研究其部分失效工况的尾矿坝渗流场。结果表明,采用土工席垫排渗措施后,可增大浸润面埋深,有效控制浸润面;土工席垫部分失效后,排渗效果稍微减弱,建议土工席垫由铺设3排改为铺设4排,其余保持不变,以更好地保证尾矿坝渗流稳定性。
  • 某坝后式厂房的静动力分析
  • 金沙江某坝后式大型水电站位于地震高烈度区,分析其厂房结构在静、动力作用下的内力分布,对工程设计意义重大。采用大型三维有限元软件ANSYS建立厂房结构模型,并进行三维有限元动静力分析。静力计算中考虑正常蓄水位、校核洪水位、检修三个工况,得到结构应力与位移分布。动力计算采用block lanczos法进行模态分析,得到厂房整体结构的自振特性,提取前10阶振型,并将动力计算结果与静力计算结果进行叠加,分析和评估厂房结构各部位的动静变形和应力。结果表明,厂房结构刚度设计合理,部分区域出现应力集中现象,需提高强度,为类似工程提供了参考。
  • 车辆荷载作用下堆石坝动力响应分析
  • 针对某堆石坝坝顶通车对大坝造成的影响问题,对加固后的大坝进行坝体通车荷载作用下的动力响应分析,研究了坝体在最危险水位组合下,不同车重、不同车速的多车辆荷载作用下的动拉应力、动压应力、动剪应力以及动荷载引起的永久变形的分布及变化规律,并根据动应力计算结果,建立了车重、车速与动力响应之间的关系。结果表明,随着车重的增加,灌浆区动主拉应力呈线性增长趋势,且随着车速的增加,灌浆区动主拉应力也呈线性增长趋势。结合灌浆条件的抗拉强度,根据拟合关系,反算得出允许通车的最大车重和最大车速为4.13t和24.44km/h,考虑安全裕度,建议坝顶通车限制车重和限制车速为3.44t、20km/h。
  • 堆石坝坝顶行车二维动力响应分析
  • 为了验证面板堆石坝坝顶通车的可行性,采用大型非线性有限元软件ABAQUS,对通车荷载作用下的堆石坝坝顶(帷幕灌浆加固后的)动力响应进行了分析,研究了坝体在不同水位、不同车速条件下的大坝动力响应规律,并分析了灌浆区材料的敏感性。结果表明,在相同水位条件下,灌浆区的动应力随车速的增大而增大;帷幕灌浆区的最大动主拉应力随灌浆区材料强度的降低而减小;在一定车速条件下,堆石坝坝顶通车对坝体产生的变形很小,产生的动主拉应力不足以使灌浆区产生裂缝,说明堆石坝坝顶通车的方案是可行的。
  • 不同降雨条件下内秦淮河引水方案优化
  • 针对南京市内秦淮河水系水动力条件差、水体黑臭的现状,以及现有引清调水方案尚未考虑合流制溢流污水对内河水质冲击的不足,利用MIKE11软件的HD、AD、Ecolab模块构建内秦淮河水系水环境数学模型,以南京青奥会期间内秦淮河水系引清调水方案为例,模拟了引清调水期间溢流污水对水质的影响,并提出了小、中、大雨条件下的优化引水方案。结果表明,提出的水环境数学模型有效可行,优化引水方案可保证内秦淮河水系水质整体达到Ⅳ类,但重污染区水质仍有待改善,需进一步采取建设溢流调蓄池、管网清淤等污染控制措施。
  • 下庄水电站首部取水口设计方案比选
  • 为增大下庄水电站进水口引用流量,扩大其装机容量,采用数学模型法对下庄水电站首部取水口3种设计方案进行比选,并结合物理模型研究了推荐方案的可行性。结果表明,方案3首部取水口数模流态良好,流速分布均匀,满足取水口工程要求;二维数学模型模拟取水口三维水流有一定缺陷,但整体流态分布大致相同,对于实际工程仍有一定指导意义。研究结果可作为下庄水电站扩容改造的理论依据。
  • 基于社会总投入最低的长沙市雨水系统设计重现期研究
  • 设计重现期不仅是暴雨强度公式的重要组成部分,也是雨水排水系统规划与设计的重要参数,重现期选用的合理与否直接关系到城市防洪排涝的安全。为此,以长沙市新开铺污水厂纳污区的青山路、杉木冲路、湘府路三条支系为例,基于社会总投入最低的雨水系统设计重现期分析方法,合理地确定长沙市雨水系统设计重现期。结果表明,长沙市雨水系统规划设计重现期对于一般地区重现期推荐取值3年,重要地区重现期推荐取值5年,为减少城市发生道路积水与内涝提供了参考。
  • 某市供水管网典型管段事故评估及优化改造方案选择
  • 针对目前供水管网中部分管道爆管隐患大、事故率高等问题,以某市典型供水管道L-40794为例,对其进行优化改造。基于水力模型,从爆管、消防能力和事故影响范围三方面进行分析,得出每条管道的单项评分及综合评分,根据综合评分排序筛选出相对危险的管道。针对危险管道提出两种改造方案并进行水力模拟。对比模拟结果发现,相较方案1,方案2实施后最不利点压力明显提升,满足了用户对水压的要求,为水力模型应用于供水管网优化改造提供了依据。
  • 高混凝土面板堆石坝竖缝止水失效时坝前粘土铺盖防渗作用分析
  • 为探讨某高混凝土面板堆石坝在强震等作用下竖缝止水失效时坝前粘土铺盖的防渗作用问题,采用饱和—非饱和渗流有限元法构建三维有限元模型,分析了不同竖缝失效后竖缝处渗透流量明显增大,粘土铺盖坡降增大,但均在允许范围之内,粘土铺盖在止水失效时起到了一定的防渗作用;随着粘土铺盖渗透系数的增大,粘土铺盖阻渗能力减弱,坝体浸润线逐渐升高至失效竖缝的顶端,浸润线抬升速度逐渐变缓,粘土铺盖渗透系数对整个坝体的防渗体系起到重要作用;在坝高100m对应高程以下竖缝全长全失效情况下,若坝体浸润线高程渗透流量满足渗透稳定要求,就不必做防渗修补工作,面板坝仍能正常运行。
  • 锦屏一级水电站右岸导流洞衬砌破坏特征三维数值模拟
  • 针对锦屏一级水电站右岸导流洞衬砌结构开裂、破坏现象,基于锦屏一级水电站右岸地下厂房和导流洞地质资料,建立了三维地质概化模型,利用三维数值模拟方法模拟了其破坏机制,分析了右岸导流洞衬砌结构破坏的成因。结果表明,右岸导流洞所赋存的地质环境是其开裂破坏的基本条件,复杂的受力条件和受主厂房持续开挖卸荷的影响以及副厂房端墙和导流洞之间岩柱应力场发生过大规模持续地叠加调整,引起持续重复地扰动是其开裂破坏的主要原因,为导流洞加固设计提供了技术支撑。
  • 地下厂房岩锚梁结构温控防裂研究
  • 由于施工段长度较长,混凝土标号较高、浇筑量较大,现代大型地下厂房中的岩锚梁结构较容易发生温度裂缝,影响结构安全稳定。对此,采用有限元法数值模拟了岩锚梁温度及应力场,并通过与实测结果的对比,验证了数值方法的有效性,在此基础上,采用数值模拟方法进一步研究了岩锚梁温度应力发展过程及主要影响因素。结果表明,最高温度是决定岩锚梁最大拉应力的主要因素之一,初期最高温度越高,后期降低至稳定温度时所形成的拉应力越大,开裂风险也越大。施工中应采取适当的温控措施降低最高温度,并合理控制分缝尺寸,以提高岩锚梁结构的抗裂安全。研究成果可为类似地下工程提供参考。
  • 蒲石河电站地下厂房排水降渗安全运行分析
  • 为将渗漏水控制在主副厂房等洞室外,蒲石河抽水蓄能电站地下厂房采用外围排水及内部排水两套排水体系,但在电站竣工后,地下厂房和周边的排水廊道一直存在渗水现象,部分区域渗水量较大。为此,结合目前的堵排防渗结构,研究了渗漏水的变化特点,并通过环境量同位素检测方法查找渗水来源,分析评价了在现渗流场下洞室围岩的外水压力和变形情况。结果表明,防渗排水结构设计合理,在阻截渗漏水、降低渗透压力上效果明显,厂房洞室在现有渗流场下能安全运行。
  • 碱锂渣混凝土的孔径分布与活性评价
  • 为研究大掺量下锂渣混凝土的性能,采用氯离子渗透、吸水动力学、活性评价等方法分析了碱锂渣混凝土的力学性能、氯离子渗透性能、孔结构参数和活性因子。结果表明,锂渣掺量在40%以内时,掺碱混凝土的活性因子、抗压强度均较未掺碱时大;掺碱后混凝土的孔径均匀性较不掺碱时更大,平均孔径则更小;碱的使用激发了锂渣活性,有利于大掺量锂渣的利用,为利用碱锂渣制备混凝土提供了理论参考。
  • 随机地震作用后裂隙岩体介质的动力特性研究
  • 针对经历了"5·12"汶川大地震的裂隙岩体,利用MTS岩石力学试验系统开展裂隙岩体介质的单轴动力加载试验,试验开始阶段对汶川实测地震波进行概化分析,将其分解为不同频率及振幅的正弦波,研究了裂隙岩体介质在先期随机地震作用下的动力特性。结果表明,随机地震作用下,岩体应力—应变曲线具有良好的光滑性;当裂隙连通率较大时,倾角在30°~60°范围内,随着倾角的减小,曲线的延展性增强;当裂隙连通率较小时,应力—应变曲线延展性减弱,且受倾角影响较小。裂隙岩体经过先期地震作用,峰值强度受裂隙倾角影响较小,主要随裂隙连通率的增大而减小;当倾角为30°时,峰值强度取得极小值。当裂隙连通率较大时,弹性模量在不同倾角下的变化不明显;当裂隙连通率较小时,弹性模量在倾角为30°和60°处取得极小值。当裂隙倾角较小时,峰值强度和弹性模量与连通率呈非线性规律;当裂隙倾角较大时,则随连通率变化呈线性规律。裂隙岩体的强度与破坏形态有关,当试样发生剪切破坏时,试样强度较低。
  • SH固化黄土的土—水特征曲线试验
  • 为提高黄土的强度和稳定性,采用新型高分子材料SH固化黄土,就固化黄土的击实、液塑限特性和土—水特征曲线进行试验研究。结果表明,固化黄土的最优含水率随SH掺量的增加而增大,而最大干密度则呈减小趋势;SH掺入后,黄土的液塑限、塑限指数均明显增大,但液限、塑性指数随SH掺量的增加先增后减;固化黄土的土—水特征曲线随着干密度的增大由陡变缓,干密度不变时,相同基质吸力下,SH掺量大的试样体积含水率大,固化黄土持水特性强,水稳定性高。
  • 闭合与非闭合裂隙岩石单轴压缩的颗粒流细观分析
  • 为了从细观角度模拟裂隙岩石的破坏过程,利用颗粒流软件(PFC)构建了裂隙岩石的单轴压缩模型,模拟了含非闭合裂隙和闭合裂隙岩石的单轴压缩试验,并分析了裂隙闭合情况和裂隙摩擦系数对裂隙岩石强度和破坏模式的影响。结果表明,裂隙闭合与未闭合对裂隙岩石的破坏特征存在影响,裂隙闭合后,裂隙峰值强度随摩擦系数增大而增大;裂隙岩石宏观张拉破坏面由翼型裂纹扩展贯通形成,宏观剪切破坏面由次生裂纹的扩展贯通形成;当f=0、α≥67.5°或f≥0.75、α=45°时,翼型裂纹几乎不产生;当f=0、α=90°或f=1、α=45°时,裂隙岩石强度和破坏模式接近于完整岩石。
  • 大渡河沙坪二级水电站砂石料系统噪声影响预测及隔声措施
  • 随着水电工程施工环境保护要求的提高,施工期噪声影响及相应的环保措施日益受到关注。为减少噪声对周边居民的影响,采用点声源模式和Cadna/A声场仿真软件预测模式预测了大渡河沙坪二级水电站砂石料系统的噪声影响,提出了隔声环保措施,并比较了噪声防治措施前后的噪声预测值。结果表明,采取噪声防治措施后,减少了噪声对周边居民的影响,昼夜均未出现噪声超标情况,能满足相应声功能要求。
  • 模拟退火遗传算法在水电工程施工资源均衡优化中的应用
  • 根据水电工程施工资源投入的特点,建立了考虑资金动态投资影响的多资源均衡优化模型,为了能对其进行高效求解,提出了一种新的模拟退火遗传算法(SAGA),并以某水电站工程为例,根据施工网络计划的资源需求,分别应用模拟退火遗传算法和遗传算法(GA)计算该项目的利息损失、费用标准方差和最大费用等优化参数。结果表明,SAGA算法可使资源配置得到更好的优化,同时运用模拟退火遗传算法得到了该项目各道施工工序的最佳开工时间,通过调整每一工序的开工时间,可使施工资源得到均衡优化。
  • 电力系统仿真水轮机模型研究
  • 目前电力系统仿真计算中水轮机模型均采用简化模型,难以准确反映水电机组的实际特性。通过分析水轮机调节系统数学模型,提出了一种递推水轮机线性模型,给出了其计算框图,并利用MATLAB/Simulink进行递推水轮机线性模型、非线性水轮机模型、IEEE推荐水轮机模型的仿真试验和对比分析。结果表明,递推水轮机线性模型可较好地描述水轮机的非线性与动态特性,计算结果与非线性模型及现场试验结果具有高度一致性。递推水轮机线性模型计算速度快、计算精度高,可作为电力系统动态仿真用模型。
  • 钢制流道立式轴流泵站振动特性分析及安全评价
  • 钢制流道立式轴流泵站设计方案与常规混凝土流道方案相比具有施工简便、水泵装置安装方便的优点。但泵站运行时,流道内复杂的水流条件对钢制薄壁结构产生的流激振动是设计中的关键技术问题。基于大型有限元软件ADINA,建立泵站混凝土结构—钢制流道—流体的三维流固耦合有限元模型,进行了自振特性分析及共振校核,并在时域范围内进行流固耦合振动特性的研究,重点分析了关键点的振动响应,并进行振动安全评价。结果表明,钢制流道设计方案合理可行,研究结果对泵站钢制流道的设计和应用具有重要的参考价值。
  • 超低水头轴流式水轮机CFD优化及流动特性研究
  • 结合某水电站改造要求,研发了一种设计水头为2.75m的超低水头轴流式水轮机并对其性能进行优化,以达到有效利用低水头水力资源的目的。基于不可压缩连续方程及雷诺时均Navier-Stokes方程,采用Spalart-Allmaras湍流模型和SIMPLEC算法对轴流式水轮机进行三维全流场数值模拟,分别分析了轴流式转轮叶片翼型、轮毂比、导叶开度及安放角对水轮机性能的影响,并对最优模型进行实测验证。结果表明,在满足设计水头为2.75m的情况下,选用配置叶片B、轮毂比为0.30、叶片相对安放角为-2°的水轮机,当导叶相对开度为0°时,装置水力损失最小,最高效率达83.7%,且数值模拟计算所得出力与实测结果误差小于0.99%,表明基于CFD的数值模拟对超低水头轴流式水轮机的性能预测精度较高。
  • 水介质中尾部锯齿结构叶片数值计算
  • 为了验证将空气动力学中翼型部件采用的锯齿形尾部结构引入到水力机械翼型部件中的可行性,建立了NACA0012型对称型叶片的几何模型,并在此基础上建立了尾部带锯齿的NACA0012型叶片修改模型,利用数值计算方法计算了在入流速度10m/s下带锯齿与不带锯齿的NACA0012型叶片在0°及10°攻角下的流场数据及压力脉动数据。计算结果表明,锯齿形边缘结构在攻角为10°时能有效减小叶片尾部、背水面的脱流及尾迹中的漩涡和流场中的水力振动,锯齿结构改善叶片水力性能效果显著;而攻角为0°时流场中水力振动轻微增加。由此说明,锯齿结构可起到改善水介质中翼型部件水力特性的作用。
  • PIV边界处理技术在离心泵内流测试中的应用改进
  • 针对离心泵PIV测试在流场边界附近速度测量的不足,提出了一种基于掩模操作的流场边界处理方法。利用PIV测量离心泵在设计工况和非设计工况下叶轮内部的流动,分别使用掩模处理方法和常规PIV测试中等效处理方法处理PIV图像,并对不同方法处理得到的结果进行对比分析。试验结果表明,所提出的掩模处理方法可较好地解决流场边界附近测量问题,在流场边界附近得到直接测量的、真实可靠的速度,较等效处理方法更易捕捉到细微的流动结构。
  • 某抽水蓄能电站甩负荷试验与仿真计算分析
  • 为解决某抽水蓄能电站蜗壳进口压力过大,尾水管进口压力过小的问题,研究了应用于某电站事故甩负荷球阀导叶联动的关闭规律,并对该电站双机甩负荷过渡过程的现场实测数据与数值仿真结果进行了对比分析,结果表明二者吻合较好,验证了仿真计算的可靠性。进一步采用数值仿真手段复核了极端控制性工况,为该电站的安全运行及类似工程的设计与仿真计算提供了参考。
  • 不同吸出高度对溪洛渡电站机组稳定性指标的影响分析
  • 水轮机吸出高度是一个综合的技术经济指标,它不仅是确定水轮机安装高度的重要参数,也影响水轮机的汽蚀性及安全稳定运行。在四组不同吸出高度下,通过现场真机测试,一方面验证了溪洛渡电站机组吸出高度设计的合理性,另一方面找出了不同吸出高度对真机稳定性指标的影响规律。试验结果表明,在低负荷区,机组摆度、振动幅值随吸出高度增加逐渐减小;在高负荷区,吸出高度对机组摆度、振动幅值的影响不明显;不同吸出高度对机组稳定性指标的频率成分无影响。研究成果有助于理解不同吸出高度对大型混流机组稳定性指标的影响。
  • 新疆某供水工程停泵水锤计算与防护措施选择
  • 鉴于新疆某工业供水工程采用二级泵站输水时输水管线长、地形起伏大、泵站扬程高等问题,水锤计算与防护对工程安全运行具有重要意义。采用带插值的特征线法,分别计算泵站在各种可能的初始条件下水泵发生事故停泵后,水泵出现的最大飞逸转速及管线最大水锤压力,分析了各种水锤防护措施,提出对一级泵站设一座单向调压塔,管道沿线设7处普通空气阀,泵出口阀采用两阶段关闭;对二级泵站布置二座单向调压塔,管道沿线共设15处普通空气阀,泵出口阀两阶段关闭;就可以降低水泵最大飞逸转速及管道压力等级,并消除水柱分离现象。
  • 基于人工蜂群算法的直流接地极优化选址
  • 为有预见性地防御直流偏磁危害,在新建直流接地极初期应对直流接地极进行优化选址。考虑母线电压、发电机功率以及变压器因直流电流额外消耗的无功功率等参数,提出了基于人工蜂群算法的直流接地极优化选址方法,并量化了直流电流对交流电网的影响,最终通过IEEE 118节点及某实际电网两个工程算例验证了人工蜂群优化选址方法的可行性。研究结果为直流接地极优化选址、防御直流偏磁危害、降低直流电流对交流系统的影响提供了可能。
  • 受腐蚀输电杆塔整体结构安全性分析与评估
  • 针对输电杆塔钢构件腐蚀后降低构件极限承载力并影响塔架整体结构安全性问题,提出了一种从整体结构出发评估受腐蚀杆塔安全性的方法,即基于层次分析法将输电杆塔分为4层,再根据每层构件按受力特点和重要程度进行分类,用腐蚀裕度定义构件的安全指标,并以此求解各层及整体结构的安全度,工程实例验证该方法可延长杆塔使用寿命,可为杆塔维护检修及优化设计提供参考依据。
  • 架空线—电缆混合线路分布式故障测距方法
  • 针对架空线—电缆混合线路的故障测距问题,提出了一种分布式故障测距方法,在混合线路各连接点及母线处安装三相故障电流检测装置,根据检测到的故障电流极性判断故障支路,再根据故障支路两端检测到故障电流行波的时间进行初步定位并进一步修正。该方法可在线计算出行波波速,并可分析出离故障点较近的检测点所检测到的第二个故障行波的来源。PSCAD仿真验证结果表明,该方法不受过渡电阻、故障类型等因素的影响,误差一般在100m以内。
  • 750kV变电站门形构架双联耐张绝缘子串均压环选型研究
  • 变电站门形构架绝缘子金具表面电场强度超过规定限值后,会在金具尖端或均压环外端面形成电晕放电,增加了站内整体电磁噪声和电能损耗,尤其海拔高度对电晕放电场强限值影响较大。以海拔高度大于1 000m的750kV沙州变电站为例,采用ANSYS仿真计算了变电站门形构架双联耐张串绝缘子金具不同均压环管径、连接板表面的电场强度,获得了相应的电场分布图,通过对比确定了750kV变电站门形构架双联耐张串绝缘子均压环优化选型方案。在天气较好条件下,分别测量了沙州750kV变电站门型构架四分裂母线与跨线处的噪声,1~6kHz频段内噪声最大值均低于相关标准的昼间要求,这验证了金具优化后效果较好。
  • 1100kV特高压直流输电工程平波电抗器温升试验
  • ±1 100kV特高压直流是我国正在研究的一个全新输电电压等级,而平波电抗器是直流输电的核心设备之一,故研究平波电抗器的性能意义重大。以国家电网公司拟定的±1 100kV准东—重庆直流输电工程的平波电抗器技术规范为依据,介绍了±1 100kV特高压直流输电用干式空心平波电抗器温升试验方法及过程,并分析了平波电抗器样机温升试验数据。结果表明,该平波电抗器满足技术规范中对平均温升和热点温升限值的要求。研究成果为1 100kV电压等级下直流输电项目的研发提供了技术保障,也为该电压等级下平波电抗器的工程应用奠定了基础。
  • 基于改进粒子群优化算法与风速分布回归函数法的复杂地形风电场优化布置方法
  • 为了研究在复杂地形下的风力机优化排布方法,提出一种改进粒子群(PSO)优化方法,并借助风速回归函数解决一部分复杂地形所致的问题,对实际尾流效应设置约束条件,判断风能利用的最优方案,从而快速确定风力机具体安放坐标,通过Matlab建模仿真,并借助WAsP软件对改进PSO优化算法和传统方法进行对比验证。结果表明,改进粒子群(PSO)优化方法与传统方法相比,年发电量提高了近5.2%,且对复杂地形下的风电场优化布局效果较好。
  • 基于NCEPGFS与JMAGSM预报场的WRF模式风速预测效果对比
  • 基于NCEP GFS、JMA GSM两种预报场资料,设计了4组模拟试验,分别采用WRF3.4/3.4.1模式预测了2014年5月23~26日、9月22~25日两个时段(再细分为6个子时段)香港地区近地层10m高处的风速,并选用15个地面自动气象站及1个探空站垂直风廓线实测数据对预测结果进行检验。结果表明,在稳定天气条件下,NCEP、JMA预报场均能较好地反映近地面风速的日变化过程,所预测的10 m高处风速的RRMSE值相差不大,NCEP预报场预报的风速变化趋势相对较准;近地层垂直风速廓线模拟中NCEP预报场优于JMA预报场,JMA预报场模拟风速廓线走势存在失真现象;更新YSU模式能小幅改善夜间地表风速模拟效果,但对风速廓线走势影响不大。
  • 考虑风电机组运行健康状态的风电场优化调度方法
  • 当前风电场功率控制过程中多关注风电机组的发电能力,很少区别对待健康机组和带病机组。对此,以风电机组运行参数为评估指标,计算各指标劣化度,并以综合劣化度为风电机组健康状况的总体评判指标,再结合风电机组启停状态及功率控制要求建立风电场的多目标调度模型。采用混合编码遗传算法优化该模型,获得风电机组启停组合和目标功率值。仿真结果表明,该方法优化了风电机组启停计划,改善了风电机组的整体健康程度,提高了风电场有功输出的可靠性和稳定性,为功率调度过程提供了依据。
  • 电路非理想参数对光伏系统最大功率追踪的影响
  • 以光伏电池和Boost变换器构成的光伏系统为例,考虑实际电路元件的非理想参数,建立了含Boost变换器光伏系统的精确数学模型,研究了非理想参数对光伏系统最大功率追踪(MPPT)的影响,并通过Simulink仿真及dSPACE试验进行验证。结果表明,当电路中存在非理想参数时,MPPT追踪的占空比和直流母线电压均会受到影响,也有可能会对原电路产生严重影响,甚至导致电路无法正常工作,因此在进行电路设计时一定要考虑电路非理想参数的影响,由此验证了理论分析的正确性。
  • 基于Z源逆变器的离网光伏系统仿真设计
  • 对于偏远或电网未覆盖的区域,设计优良的离网光伏系统可解决本地负载的供电问题。将高效Z源逆变器应用于离网光伏系统,提出了系统整体控制策略,在控制离网系统三相交流电压稳定的基础上,同时进行光伏系统最大功率点跟踪(MPPT),额外能量为蓄电池组充电,实现了能源的有效利用。系统仿真结果表明,当交流负载阶跃变化时,系统输出交流电压及MPPT控制仍能快速恢复稳定,蓄电池充电电流也能自行调整,验证了该离网光伏系统的正确性与可行性。
  • 基于遗传算法优化神经网络的光伏电站短期功率预测
  • 针对现有光伏发电预测的不足,基于遗传算法(GA)和神经网络(BP)算法构建光伏电站功率预测模型,并使用组合权重法遴选相似日对模型进行修正。采用新疆某光伏电站运行实例验证模型的有效性,并对比BP-GA模型与单一BP模型的预测误差。结果表明,BP-GA模型克服了传统单一BP模型的不足,具有较高的预测精度,可为光伏发电预测工程实践提供参考。
  • [水文水资源与环境]
    基于信息熵的淮河流域降水时空变异特征研究(郑泳杰[1,2];张强[1,2,3];张生;陈永勤)
    近50年辽宁省气温及降水量变化趋势与突变特征分析(曹永强;张亮亮;王学凤;高璐)
    淮北平原实际蒸散量计算及时空分布特征分析(徐敏;朱永华;李源;吕海深;陈亚宁)
    P-M公式与双源蒸散发模型在淮河流域上游地区的适用性及对比研究(唐英敏)
    基于改进的SWAT模型的湿地水文过程模拟(冯夏清)
    基于TFPW-MK-Pettitt和EEMD的非一致性水文频率计算方法(吴晶;陈元芳;顾圣华;许广东;贺冉冉;余胜男;袁嘉晨)
    基于PSR模型的陕西省水资源承载力熵权法评价(余灏哲;韩美)
    不同厚度的浮板覆盖下干旱区平原水库节水效率分析(李存立;严新军;侍克斌)
    东江河流系统健康诊断及分析(石教智;吴文娇;吴龙华;杨校礼)
    南四湖水体实测高光谱与悬浮物浓度及浊度关系分析(曹引[1,2];冶运涛;赵红莉;石玉波;蒋云钟;孟楠)
    微生物对阳澄湖间隙水溶解活性磷释放的影响(朱苏葛;刘凌;陈沐松;燕文明)
    [水情测报与优化调度]
    条件概率组合法在洪水组合问题中的应用(李传刚;纪昌明;王渤权;陈飞翔;俞洪杰)
    基于CFS预报产品的水电站水库预泄决策方法(曹璐;武新宇;过团挺;程春田;史艳铃;贾思阳)
    梯级水电站合约电量调度风险预警机制研究(原文林;万芳[1,2];黄文政)
    金沙江—雅砻江梯级多业主水电站群联合调度补偿效益研究(李星锐;卢有麟;覃晖)
    [地质与测量]
    阶梯流量抽水试验数据确定含水层参数的实例探讨(李菲;蒋名亮;郭建青;张洪波)
    [大坝安全与监测]
    基于原型观测资料的模糊积分重力坝风险综合评价模型及应用(李倩;李艳玲;郭琴琴)
    尾矿坝土工席垫三维有限元模拟及效果分析(梅聪;沈振中;邵国卫;陆誉婷)
    某坝后式厂房的静动力分析(王海军;张军;赵晓红)
    车辆荷载作用下堆石坝动力响应分析(程小龙)
    堆石坝坝顶行车二维动力响应分析(刘栋)
    [水利水电工程]
    不同降雨条件下内秦淮河引水方案优化(王欢;逄勇[1,2];卫朴;张哲海)
    下庄水电站首部取水口设计方案比选(唐勇;陈日东;周晓泉;裴军)
    基于社会总投入最低的长沙市雨水系统设计重现期研究(吴妙珍;许仕荣)
    某市供水管网典型管段事故评估及优化改造方案选择(蒋白懿;郑蓓蓓;张志磊;张蕊;赵洪宾)
    高混凝土面板堆石坝竖缝止水失效时坝前粘土铺盖防渗作用分析(宗原[1,2];沈振中[1,2];肖钧升;周人杰)
    锦屏一级水电站右岸导流洞衬砌破坏特征三维数值模拟(马玉岩;廖成刚;侯东奇;冯梅;黄书岭)
    地下厂房岩锚梁结构温控防裂研究(段寅;岳朝俊;刘会波)
    蒲石河电站地下厂房排水降渗安全运行分析(赫岩松;郭红永;荆凯;王培杰;韩宏韬;杜丹晨;张航)
    碱锂渣混凝土的孔径分布与活性评价(吴福飞;王欣;陈亮亮;侍克斌;张凯)
    随机地震作用后裂隙岩体介质的动力特性研究(周波[1,2];徐清[1,2];肖明砾[1,2];谢红强[1,2];刘建锋[1,2];何江达[1,2])
    SH固化黄土的土—水特征曲线试验(胡乾亮;王银梅;江长通)
    闭合与非闭合裂隙岩石单轴压缩的颗粒流细观分析(刘华伟;杨晨)
    大渡河沙坪二级水电站砂石料系统噪声影响预测及隔声措施(郭坚;詹晓燕;吴王燕;包建国;曹驭杰)
    模拟退火遗传算法在水电工程施工资源均衡优化中的应用(郭琦;李珺;何湘君;卢意力)
    [机电与控制工程]
    电力系统仿真水轮机模型研究(郭琦;程远楚;张广涛;李伟;漆为民;袁艺)
    钢制流道立式轴流泵站振动特性分析及安全评价(赵路静;张燎军;张汉云;王家骐;陈坚)
    超低水头轴流式水轮机CFD优化及流动特性研究(刘敏;周大庆;吴国颖;陈会向;王惠芝)
    水介质中尾部锯齿结构叶片数值计算(唐巍)
    PIV边界处理技术在离心泵内流测试中的应用改进(唐晓晨;朱智朋;谈明高;吴贤芳;王凯)
    某抽水蓄能电站甩负荷试验与仿真计算分析(余雪松;李高会)
    不同吸出高度对溪洛渡电站机组稳定性指标的影响分析(曹长冲;李友平;程建)
    新疆某供水工程停泵水锤计算与防护措施选择(肖伟;郑彪;刘富峰;刘志勇)
    [电气工程]
    基于人工蜂群算法的直流接地极优化选址(王浩屹;饶雪;常湧)
    受腐蚀输电杆塔整体结构安全性分析与评估(李杰;巫世晶;吴利霞;张杰)
    架空线—电缆混合线路分布式故障测距方法(宋云海;王奇;常安;李晋伟;申文;刘亚东;盛戈皞)
    750kV变电站门形构架双联耐张绝缘子串均压环选型研究(李牧;方书博;张晓琴;张弓达)
    1100kV特高压直流输电工程平波电抗器温升试验(王楠)
    [能源]
    基于改进粒子群优化算法与风速分布回归函数法的复杂地形风电场优化布置方法(邓胜祥[1,2];张炜)
    基于NCEPGFS与JMAGSM预报场的WRF模式风速预测效果对比(邹振操;邓院昌)
    考虑风电机组运行健康状态的风电场优化调度方法(童纪新;王琳;冯浩)
    电路非理想参数对光伏系统最大功率追踪的影响(赵耀民;任春光;秦文萍;郭文娇)
    基于Z源逆变器的离网光伏系统仿真设计(陈江艳)
    基于遗传算法优化神经网络的光伏电站短期功率预测(刘沛汉[1,2];袁铁江[1,3];梅生伟[1,3];吐尔逊·伊不拉音;赵力)
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