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水利工程中数字孪生虚拟实体轻量化研究 被引量：3
1
作者 孙少楠 董国玉 +1 位作者 焦红波 李博宇 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期168-174,共7页
近年来,数字孪生技术在水利领域正在快速发展。其中,数字孪生数据底板存储着水利工程全生命周期中的信息,存在数据量庞大、管理复杂、更新成本增加等问题。同时,以WebGL为核心引擎渲染加载的应用层数字孪生平台受网络带宽和计算机性能... 近年来,数字孪生技术在水利领域正在快速发展。其中,数字孪生数据底板存储着水利工程全生命周期中的信息,存在数据量庞大、管理复杂、更新成本增加等问题。同时,以WebGL为核心引擎渲染加载的应用层数字孪生平台受网络带宽和计算机性能的限制,面临着轻量化处理的挑战。针对数字孪生虚拟实体维度中的几何模型数据,利用改进QEM(Quadric Error Metrics,二次误差测度)算法和Low-Poly算法进行轻量化处理,选取水轮机导水机构作为案例,研究在满足数字孪生业务需求下的最优简化程度。结果表明:轻量化的处理是必要的;轻量化处理后的模型文件大小大幅度减小;在满足数字孪生精细度等级4个精度等级的简化程度的上限分别为原始数据、40%左右、70%左右、98%左右。 展开更多
关键词 数字孪生 水利工程 轻量化 QEM
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基于多空间维度联合方法改进的BiLSTM出水氨氮预测方法 被引量：2
2
作者 王雷 张煜 +3 位作者 赵艺琨 刘明勇 刘子航 李杰 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期17-24,共8页
出水氨氮作为衡量污水处理厂水质处理工艺的重要指标之一,准确预测污水处理厂出水水质中的氨氮含量对于及时调整处理工艺,保障水环境安全有着重要的作用。提出了一种基于联合多空间维度(Multi-spatial Dimensional Cooperative Attenti... 出水氨氮作为衡量污水处理厂水质处理工艺的重要指标之一,准确预测污水处理厂出水水质中的氨氮含量对于及时调整处理工艺,保障水环境安全有着重要的作用。提出了一种基于联合多空间维度(Multi-spatial Dimensional Cooperative Attention)改进的双向长短期记忆网络(Bi-directional Long Short-Term Memory,BiLSTM)的水质预测模型,首先通过皮尔逊(Pearson)系数法筛选出与出水氨氮相关性较强的总氮、污泥沉降比和温度3个指标作为模型输入,联合3个维度的强相关信息对未来6 h的出水氨氮进行预测。结果表明,MDCA-BiLSTM模型在融合残差序列后对出水氨氮的预测准确率R2为0.979,并在太平污水处理厂和文昌污水处理厂两个站点收集到的数据集上总氮、总磷和溶解氧的均方根误差分别为0.002、0.003、0.001和0.004、0.003、0.002;预测精度分别为0.959、0.947、0.971和0.962、0.951、0.983;与BiLSTM相比,均方根误差分别降低了0.007、0.007、0.007和0.017、0.006、0.005;预测精度分别提高了0.176、0.183、0.258和0.098、0.109、0.11。同时,该模型在面对未来6、12和24 h的预测步长时,仍能够达到0.956、0.933和0.917的预测精度,说明改进后的模型在预测准确性和鲁棒性方面表现出显著优势。该方法能够有效提高污水处理厂出水氨氮的及其他指标的预测准确性,可作为水资源循环和管理决策的一种有效参考手段,具有较强的实际应用价值。 展开更多
关键词 水质参数 时序预测 时序卷积网络 双向长短期记忆循环神经网络 注意力机制
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隔板竖缝式鱼道池室水流条件模型试验研究 被引量：2
3
作者 郭超 赵凯 +1 位作者 刘菁 胡彧元 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期25-30,共6页
鱼道能够帮助洄游鱼类上下行通过大坝等障碍物,顺利到达繁殖地、索饵场等,完成鱼类生殖洄游过程。隔板竖缝式鱼道是国内常见的鱼道形式,依托了某航运枢纽工程隔板竖缝式鱼道进行了该类型鱼道池室水流条件模型试验研究。该鱼道最大设计... 鱼道能够帮助洄游鱼类上下行通过大坝等障碍物,顺利到达繁殖地、索饵场等,完成鱼类生殖洄游过程。隔板竖缝式鱼道是国内常见的鱼道形式,依托了某航运枢纽工程隔板竖缝式鱼道进行了该类型鱼道池室水流条件模型试验研究。该鱼道最大设计运行水头6.8 m,主要过鱼对象为四大家鱼。鱼道设计流速为0.8~1.0 m/s。鱼道普通池长3.6m,净宽3.0 m,隔板竖缝宽度0.45 m,采用“L”型隔板型式。直段休息池长度增加为9.0 m,鱼道宽度及隔板型式不变。普通池室纵坡为1∶80,休息池纵坡为0。鱼道池室设计水深为2.0 m。通过建立1∶5的大比尺鱼道局部水工物理模型,采用旋桨流速仪对不同布置方案下的鱼道竖缝流速进行了测量,采用ADV(多普勒流速仪)和PIV(粒子图像测速仪)等多种流速测量技术手段,对不同布置方案下的鱼道池室内水流流速及流态进行了分析。物理模型中悬桨流速仪实测鱼道隔板竖缝最大流速为0.95 m/s,小于本鱼道最大设计流速,实测鱼道最大流量为0.69 m^(3)/s。ADV和PIV实测池室内最大流速值位于隔板竖缝主流中心,约为0.94 m/s。池室竖缝出流流向明确,竖缝出口附近最大流速约为0.6 m/s,水流主流在池室内成相对较缓的“S”形流线。上溯鱼类通过竖缝进入池室后,有明确的水流引导鱼类沿主流进入池室左侧进行休息调整。在已建立的1∶5的鱼道局部物理模型上进行放鱼试验,观察到鱼类在池室内顶着主流方向以冲刺的方式向上游动通过竖缝。当鱼类上溯疲劳时,停留在休息池隔板下游侧的低流速回流区进行休息,整体而言上溯过程顺利,说明在现布置条件下,鱼道池室和竖缝尺寸、普通池室和休息池底坡的设计合理。 展开更多
关键词 鱼道 隔板竖缝式 池室 物理模型试验 水流流态
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活动导叶对超大流量大功率离心泵内流动和压力脉动的影响研究 被引量：1
4
作者 吴国颖 林远航 +1 位作者 樊锐 樊红刚 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第6期198-202,209,共6页
压力脉动会诱发泵的振动和噪声,威胁机组的安全稳定运行。以某超大流量大功率大型离心泵为研究对象,建立了原型泵的全流道三维模型,采用数值模拟方法研究了活动导叶对离心泵能量特性、内流特性和压力脉动特性的调节作用。结果表明:活动... 压力脉动会诱发泵的振动和噪声,威胁机组的安全稳定运行。以某超大流量大功率大型离心泵为研究对象,建立了原型泵的全流道三维模型,采用数值模拟方法研究了活动导叶对离心泵能量特性、内流特性和压力脉动特性的调节作用。结果表明:活动导叶能够显著改善固定导叶内的压力周向不均匀特征,有效抑制固定导叶内的流动分离,通过减小流体的径向速度实现动能的充分回收,并使叶轮内的压力脉动主频向低频方向迁移,有利于提高泵的效率和运行稳定性。 展开更多
关键词 离心泵 超大流量 大功率 流动特性 压力脉动
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SV波斜入射下进水塔-库水-地基系统地震响应分析 被引量：1
5
作者 郑晓东 张浩 +2 位作者 刘浩天 马静 张婷 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第5期115-123,共9页
为研究SV波三维斜入射作用下进水塔结构动力响应及动水压力变化规律,建立进水塔-库水-地基三维系统有限元模型。基于黏弹性人工边界及SV波三维波动方程,推导出SV波不同入射角度下的等效节点荷载,探究结构在不同入射角度下的地震动响应;... 为研究SV波三维斜入射作用下进水塔结构动力响应及动水压力变化规律,建立进水塔-库水-地基三维系统有限元模型。基于黏弹性人工边界及SV波三维波动方程,推导出SV波不同入射角度下的等效节点荷载,探究结构在不同入射角度下的地震动响应;同时与P波垂直入射进行对比分析。结果表明:进水塔的应力、横向位移均随SV波入射角度的增大呈现出先减小后增大的趋势,而竖向位移随角度增大而逐步增大;各迎水面动水压力随SV波入射角度增大而增大;当SV波0°垂直入射与30°(接近入射临界角)斜入射时,对进水塔的安全稳定存在影响。同比P波垂直入射,SV波对进水塔结构的危害程度更大。为此,开展SV波斜入射下进水塔结构动力响应分析,对同类工程提供一定的参考价值。 展开更多
关键词 SV波 进水塔 地震响应分析 ABAQUS
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水利工程白蚁防治药剂现状和发展方向 被引量：1
6
作者 王伟 邓刚 +3 位作者 张茵琪 严俊 裴东东 李维朝 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期112-120,共9页
白蚁是主要的害堤动物之一,给堤坝工程的正常运行带来了巨大的安全隐患。本文介绍了水利工程白蚁预防和灭治措施对药物的需求,分析了各防治措施使用的化学药剂有效成分和剂型特点,总结了生物药剂研发现状和发展方向。施用白蚁防治药剂... 白蚁是主要的害堤动物之一,给堤坝工程的正常运行带来了巨大的安全隐患。本文介绍了水利工程白蚁预防和灭治措施对药物的需求,分析了各防治措施使用的化学药剂有效成分和剂型特点,总结了生物药剂研发现状和发展方向。施用白蚁防治药剂是开展水利工程白蚁预防和灭治的重要途径,亟需研发适用于监测-灭杀一体法的高耐久性饵剂和粉剂,并扩大生物药剂有效成分获取渠道。 展开更多
关键词 水利工程 白蚁防治 化学药剂 生物药剂 有效成分 剂型
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固化水库底泥制备人工骨料及其性能研究 被引量：1
7
作者 李彦苍 褚清涛 +2 位作者 王育德 靳子栋 乔威涛 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期8-15,共8页
水库底泥中含有大量无机质,经过处理后,可以用底泥生产建筑材料。采用固化剂固化水库底泥制备人工骨料,通过正交实验研究固化剂的最优掺量(固化剂的掺量以水库底泥的掺量为基准),其结果为:硅酸钠8%、石膏6%、聚羧酸高效减水剂3%、三乙醇... 水库底泥中含有大量无机质,经过处理后,可以用底泥生产建筑材料。采用固化剂固化水库底泥制备人工骨料,通过正交实验研究固化剂的最优掺量(固化剂的掺量以水库底泥的掺量为基准),其结果为:硅酸钠8%、石膏6%、聚羧酸高效减水剂3%、三乙醇胺0.05%(下文简称为SRPT)。然后,掺入最优SRPT作为附加固化剂制备出人工骨料并探究其性能。结果表明:掺入最优SRPT组骨料的筒压强度最大为7.31 MPa,相比于不掺固化剂组提升了44.2%,1 h吸水率为9.34%,堆积密度为937 kg/m^(3)。用SRPT固化剂固化水库底泥制备人工骨料可以高价值利用水库底泥,并且制备的骨料满足规范要求,研究成果为水库底泥在水利工程中的利用提供了新思路。 展开更多
关键词 人工骨料 水库底泥 固化剂 正交实验 筒压强度 水利工程
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基于组合赋权和物元可拓模型的东北河流健康评价 被引量：1
8
作者 张媛媛 刘建卫 +1 位作者 逄晓腾 王明玮 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期31-36,44,共7页
为构建适用于东北地区的河流健康评价体系,针对东北河流特殊的季节性冰封水文特征,以及传统评价体系的应用局限性,如未给予水文指标合理的权重和解释,评价结果难以体现河流健康发展趋势等问题。基于《河湖健康评估技术导则(SL/T793-2020... 为构建适用于东北地区的河流健康评价体系,针对东北河流特殊的季节性冰封水文特征,以及传统评价体系的应用局限性,如未给予水文指标合理的权重和解释,评价结果难以体现河流健康发展趋势等问题。基于《河湖健康评估技术导则(SL/T793-2020)》,结合东北河流的水文、生态和社会服务功能等多维特征进行评价体系及方法改进,并以拉林河、第二松花江、伊通河、饮马河、东辽河等东北典型河流作为研究对象,通过采用组合赋权和物元可拓模型的方法,对各河流的健康等级进行量化评价,并利用综合关联度距离预测了河流健康水平的未来发展趋势。结果显示,改进后的东北河流健康评价体系共包含水文、水环境、河岸物理结构、水生生物以及社会服务功能5个状态层16项评价指标,能够基本适应东北河流的健康评价需求;健康评价结果得到伊通河最大综合关联度为0.014 6,健康等级为IV级,处于“不健康”状态,其余河流均处于“亚健康”状态(III级),且健康状态呈好转趋势。这一结论在综合指数法和模糊评价模型中得到了验证,能够为东北河流的持续健康管理提供科学依据,同时,也为类似寒冷地区的河流健康评估和管理提供了参考。 展开更多
关键词 河流健康 指标体系 组合赋权法 物元可拓
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湖南省农田水利设施治理效率及影响因素研究 被引量：2
9
作者 刘辉 吴敏 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期136-143,共8页
农田水利设施治理效率与农村经济高质量发展密切相关,在保障人民群众切身利益和农业可持续发展上发挥着重要的作用。选取2012-2021年湖南省14个市(州)的面板数据,采用三阶段SBM与Malmquist指数相结合的方法,从静态与动态两个视角对农田... 农田水利设施治理效率与农村经济高质量发展密切相关,在保障人民群众切身利益和农业可持续发展上发挥着重要的作用。选取2012-2021年湖南省14个市(州)的面板数据,采用三阶段SBM与Malmquist指数相结合的方法,从静态与动态两个视角对农田水利设施的治理效率进行分析,并在此基础上运用固定效应模型,进一步探讨治理效率的影响因素。研究表明:在剔除环境因素与随机误差后,农民专业合作社、农户人均收入、地区生产总值和城市化水平对农田水利设施治理效率有积极性的影响,过量的堤防建设会弱化农田水利设施治理效率;调整后湖南省的农田水利治理效率趋于稳定,纯技术效率和规模效率则有不同程度的增长;2012-2021年湖南省农田水利设施的全要素生产率呈现“U型”波动增长,长株潭地区全要素生产率的增长最快,湘南地区增速最慢,出现极端值的原因主要是技术进步变化指数的变动;农业种植结构、农村居民文盲率、经济发展水平和财政分权度对农田水利治理效率有负面影响。 展开更多
关键词 农田水利 治理效率 三阶段SBM-Malmquist指数 固定效应模型
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堤坝白蚁病害的灌浆防治技术现状及展望 被引量：1
10
作者 赵卫全 李西峰 +1 位作者 于凡 任文渊 《中国水利水电科学研究院学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期95-105,共11页
白蚁病害具有长期性、渐进性、隐蔽性和反复性的特点,严重威胁堤坝工程的安全,必须采取行之有效的防治措施。长期以来,对堤坝蚁穴、蚁巢的处治多采用挖巢回填方法,不仅效率低,且对堤坝损伤大。利用灌浆技术进行堤坝白蚁病害防治越来越... 白蚁病害具有长期性、渐进性、隐蔽性和反复性的特点,严重威胁堤坝工程的安全,必须采取行之有效的防治措施。长期以来,对堤坝蚁穴、蚁巢的处治多采用挖巢回填方法,不仅效率低,且对堤坝损伤大。利用灌浆技术进行堤坝白蚁病害防治越来越受到重视,但传统的灌浆方法防治依赖化学药品,会对环境产生负面影响。为推进白蚁病害灌浆技术的绿色化、精细化和智能化发展,总结了当前堤坝白蚁病害的灌浆防治技术,指出目前白蚁病害防治仍面临灌浆材料和设备针对性不强及缺乏行业标准等挑战。白蚁病害灌浆防治技术未来发展的关键是开发绿色环保灌浆材料和轻便智能化灌浆装备,健全行业标准,推动防治技术的可持续发展。 展开更多
关键词 堤坝工程 白蚁病害 灌浆治理 绿色环保 综合防治
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透水护圈减小斜交多桥墩的局部冲刷效果及机理 被引量：1
11
作者 齐洪亮 潘玲玲 +2 位作者 张雪 王晶 王茂安 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第3期76-85,共10页
采用室内模型试验和数值模拟的方法,以单幅双墩和双幅四墩的布设形式为研究对象,研究了利用透水护圈对前排桥墩防护时,与水流斜交布设时斜交角度对其余桥墩局部冲刷防护效果的影响及机理。模型试验结果表明:随着角度增加,前排桥墩的局... 采用室内模型试验和数值模拟的方法,以单幅双墩和双幅四墩的布设形式为研究对象,研究了利用透水护圈对前排桥墩防护时,与水流斜交布设时斜交角度对其余桥墩局部冲刷防护效果的影响及机理。模型试验结果表明:随着角度增加,前排桥墩的局部冲刷变化不大,后排桥墩的局部冲刷逐渐增加。当斜交角度较小时,前排桥墩的防护对后排桥墩有明显的遮蔽作用。当斜交角度大于30°时,前排桥墩的防护对后排桥墩的遮蔽作用基本消失,单幅双墩布设时后排桥墩最大冲深大于前排桥墩。双幅四墩布设时,对第2和第3个桥墩局部冲刷有一定的减冲效果,但会加剧第4个桥墩的局部冲刷。因此,建议多桥墩的布设角度不宜超过30°,否则须对最下游的桥墩进行防护。数值模拟结果表明:前排桥墩利用护圈防护后,桥墩两侧绕流流速明显降低,其下游的遮蔽范围明显增大,遮蔽作用显著增加。随着斜交夹角的增加,前后排桥墩的绕流叠加效应导致后排桥墩的墩侧流速和河床切应力增加,使其局部冲刷的加剧。 展开更多
关键词 透水护圈 局部冲刷 冲刷防护 模型试验 数值模拟
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基于特征工程与仿生优化算法构建河流溶解氧预测模型 被引量：1
12
作者 李鹏程 苏永军 +1 位作者 王钰 贾悦 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期37-44,共8页
河流水体中溶解氧骤增或耗竭均会引发系列环境污染、物种多样性破坏等问题,准确预测河流溶解氧(DO)浓度对河流水环境治理具有重要意义。为提高模型输入特征的可解释性及模型精度,获取河流DO浓度最优预测模型,研究利用黄河流域山西境内... 河流水体中溶解氧骤增或耗竭均会引发系列环境污染、物种多样性破坏等问题,准确预测河流溶解氧(DO)浓度对河流水环境治理具有重要意义。为提高模型输入特征的可解释性及模型精度,获取河流DO浓度最优预测模型,研究利用黄河流域山西境内水质监测站点数据,以双向长短期记忆网络(BiLSTM)为基础,结合卷积神经网络模型(CNN)和注意力机制(Attention Mechanism),基于随机森林模型(RF)进行特征优选,建立RF-CNN-BiLSTM-Attention(RF-CBA)模型,进一步利用吸血水蛭优化算法(BSLO)、黑翅鸢优化算法(BKA)、白鲨优化算法(WSO)等仿生优化算法,构建了BSLO-RF-CBA、BKA-RF-CBA、WSO-RF-CBA共3种优化模型,并与深度学习中CNN-A、LSTM-A、BiLSTM-A、CBA、RF-CBA模型对比,分析得到河流溶解氧预测结果,以平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、均方误差(MSE)、决定系数(R2)、全绩效指标(GPI)和相对误差(MAPE)评价不同模型精度,结果表明:(1)RF模型通过对影响河流DO特征值进行排序、筛选,可消除冗余特征对水质预测模型的影响,提高预测精度。(2)利用仿生算法优化RF-CBA模型的神经元数量、学习率、正则化系数等参数,模型模拟精度进一步提升,总体上捕捉到了DO波动的时间序列特征,模型表现出强稳定性和泛化能力。(3)BSLO-RF-CBA模型模拟精度最高,对DO变化捕捉能力突出,具有更强的捕获全局依赖关系的能力,推荐用于河流溶解氧预测模型。该模型具备扩展至不同河流溶解氧等污染物浓度预测的能力,为河流水体污染预警与系统化管理提供技术支撑。 展开更多
关键词 溶解氧 双向长短期记忆网络机 特征优选 仿生优化算法 耦合模型
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基于不同目标函数的WRF-Hydro模型参数敏感性研究 被引量：1
13
作者 谷黄河 石怀轩 +2 位作者 孙敏涛 丁震 顾苏烨 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期61-69,共9页
水文与气象预报相结合可以有效提高洪水预报的精度和延长预见期,陆气耦合模型已成为水文气象学者研究的重点。WRF-Hydro模型作为新一代分布式陆气耦合模型在多尺度洪水预报中具有广阔的应用前景,但由于各物理过程参数化方案复杂,模型计... 水文与气象预报相结合可以有效提高洪水预报的精度和延长预见期,陆气耦合模型已成为水文气象学者研究的重点。WRF-Hydro模型作为新一代分布式陆气耦合模型在多尺度洪水预报中具有广阔的应用前景,但由于各物理过程参数化方案复杂,模型计算量大,对该模型的参数敏感性研究还不充分,也影响着模型的模拟精度。研究以湿润区的新安江上游屯溪流域为研究对象,构建多个单目标和多目标函数,并结合Morris全局参数敏感性分析方法,探究了WRF-Hydro模型在不同目标函数下的参数敏感性。结果表明:土壤参数(DKSAT、SMCMAX、BEXP)主要影响壤中流和地表径流,对径流量影响显著,尤其DKSAT最为敏感,直接影响水在土壤中的下渗速度,增大时基流量显著增高而洪峰流量则明显降低;产流参数(SLOPE、REFKDT)主要影响地表径流和基流分配,对洪水过程线形状有重要影响;河道汇流参数ManN影响汇流速度并主要控制峰现时间;植被参数MP对于总水量有一定影响;坡面汇流参数OVROUGHRTFAC和地下水参数Zmax则最不敏感。不同目标函数下的参数敏感性顺序和最优参数取值有一定差异,单目标函数中以相对误差为优化目标会更侧重于全年径流总量和低流量部分的模拟精度,而以效率系数和Kling-Gupta系数为目标则更侧重于场次洪水和高流量部分的模拟效果;基于几个单目标函数组合的多目标函数综合考虑了不同目标函数的影响,结果在一定程度上优于单目标函数。研究可为合理确定WRF-Hydro模型参数优化策略提供参考。 展开更多
关键词 WRF-Hydro模型 Morris法 敏感性分析 多目标函数 洪水预报
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适应高比例新能源的梯级水电站中长期补偿调峰调度研究 被引量：1
14
作者 艾学山 黄馗 +3 位作者 石轩语 赵龙庆 刘丰硕 于洋馨 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第5期64-71,共8页
随着风光等新能源的快速发展,新能源在电网中的占比不断增加,协调高比例新能源与常规电站出力之间的关系已成为电网调度中需要考虑的重要课题。以含风光等新能源和梯级水电站的区域电网为研究对象,建立水风光一体化下梯级水电站对风光... 随着风光等新能源的快速发展,新能源在电网中的占比不断增加,协调高比例新能源与常规电站出力之间的关系已成为电网调度中需要考虑的重要课题。以含风光等新能源和梯级水电站的区域电网为研究对象,建立水风光一体化下梯级水电站对风光等新能源与其他水电站等变化出力进行中长期补偿调峰调度研究,分别建立了以年、月、旬为计算期,以月、旬、日为计算时段的序贯补偿调峰调度模型,并应用DDDPSA优化算法对模型进行求解。以新能源占比较高的广西电网为研究对象开展的实例研究表明,梯级水电站与风光等新能源进行补偿调峰调度可以充分发挥新能源和梯级水电站的优势,提高电网中长期补偿调峰能力。研究方法可为含高比例新能源的区域电网开展梯级水电站的补偿调峰优化运行,提高电网科学管理水平提供决策参考。 展开更多
关键词 高比例新能源 梯级水电站 补偿调峰 DDDPSA算法 广西电网
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低山丘陵稻作区农田及末级沟道水质评价分析
15
作者 李涛 陈剑 +3 位作者 袁鹤龙 张状状 李江 缴锡云 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第4期130-137,共8页
稻田与末级沟道是农田面源污染发生的重要源头,沟道水质状况是影响稻田面源污染的直接因素。研究选取位于江苏省南京市江宁区的典型低山丘陵稻作区农田,于2022-2023年水稻生育期开展田面水和沟道水定期采样,分析田沟水质动态变化规律,... 稻田与末级沟道是农田面源污染发生的重要源头,沟道水质状况是影响稻田面源污染的直接因素。研究选取位于江苏省南京市江宁区的典型低山丘陵稻作区农田,于2022-2023年水稻生育期开展田面水和沟道水定期采样,分析田沟水质动态变化规律,采用单因子评价法与综合水质标识指数法对田沟水质进行全面分析。结果显示,水稻生育期内田沟水中TP浓度与COD浓度呈现出相反的变化趋势;田面水TN与NH_(3)-N浓度呈现出两次升降的变化趋势,而沟道水中TN与NH_(3)-N浓度呈现出不同的变化趋势;分蘖期和拔节期水稻田沟水中的各项水质指标浓度均较高,此时污染风险较大。单因子水质评价结果显示,2022年和2023年田面水质超过Ⅳ类水质标准的比例为83.9%和88.0%,末级沟道水质评价超出Ⅳ类水质标准的比例为89.7%和76.9%。2022年和2023年田面水综合标识指数分别为3.4105~5.1415和4.7204~6.2424,沟道水综合标识指数为3.2105~4.7305和4.1104~5.7314,主要为Ⅲ至劣Ⅴ类水质。两种水质评价方法对比发现,单因子评价法可以明确不同生育期以及不同时间跨度的田沟水中主要的污染指标,综合水质标识指数法更适合对田沟水质进行细致的评价和划分。本研究对水稻格田及其末级沟道水质进行精确把控,研究结果可为合理制定稻田排水制度提供基础数据,为稻田面源污染精准防控提供科学依据。 展开更多
关键词 稻田 排水沟 水质 评价方法 单因子评价 综合水质标识指数
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基于融合劣化指标和VMD-Informer的水电机组劣化趋势预测
16
作者 宋阿妮 陈亦真 +2 位作者 詹云峰 李超顺 付波 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第5期90-96,共7页
水电机组长期运行在恶劣环境下,异常振动更加频繁,逐渐出现疲劳、磨损,导致机组性能劣化。为保障机组的安全稳定运行,需要准确直观地反映水电机组运行并预测机组未来劣化状况,为机组状态检修提供重要依据。提出了一种基于融合劣化指标和... 水电机组长期运行在恶劣环境下,异常振动更加频繁,逐渐出现疲劳、磨损,导致机组性能劣化。为保障机组的安全稳定运行,需要准确直观地反映水电机组运行并预测机组未来劣化状况,为机组状态检修提供重要依据。提出了一种基于融合劣化指标和VMD-Informer的机组劣化趋势预测方法。首先构建KAN健康模型拟合工况参数与振摆值之间的映射关系,然后通过对比模型输出值与实测振摆值在不同指标下的差异得到多个劣化序列,运用遗传算法对多个劣化序列进行寻优获取融合劣化指标,兼顾多个指标的优势,更为准确地反映机组劣化趋势。之后用变分模态分解(VMD)将融合劣化序列分解为多个分量,最后利用Informer预测模型对分解后的各个分量进行多步预测并重构得到最终的预测结果,从而实现对机组运行状况的准确评估和预测。实例分析表明,所提方法能够生成可靠的劣化趋势,同时在预测上能学习劣化趋势序列的长期趋势和局部特征,预测精度更高。 展开更多
关键词 水电机组 劣化评估 退化预测 Kolmogorov-Arnold Network 遗传算法 INFORMER
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微胶囊粒径对水工自修复混凝土力学性能的影响研究
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作者 袁金峰 张丽梅 +2 位作者 王忠 董广昊 王斐 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期193-200,共8页
微胶囊自修复技术是解决混凝土劣化、提升耐久性的有效方法,近年来研究者对毫米级和百微米级自修复微胶囊的研究揭示了微胶囊的自修复作用,但都造成了基体混凝土力学性能的减低。通过控制搅拌速率等措施合成了粒径40μm和粒径8μm的微胶... 微胶囊自修复技术是解决混凝土劣化、提升耐久性的有效方法,近年来研究者对毫米级和百微米级自修复微胶囊的研究揭示了微胶囊的自修复作用,但都造成了基体混凝土力学性能的减低。通过控制搅拌速率等措施合成了粒径40μm和粒径8μm的微胶囊,并对混凝土的力学性能影响进行了研究,结果表明:(1)两种粒径微胶囊化学结构稳定,热稳定性较好,加入混凝土在搅拌后大粒径微胶囊有破碎现象,小粒径微胶囊表面变得粗糙。当混凝土受损出现裂缝时,微胶囊会及时破裂,囊芯材物质会流出对混凝土进行修复。(2)40μm的微胶囊掺入混凝土后,均造成混凝土抗压强度和抗折强度的下降;8μm的微胶囊掺入混凝土后,在4%以下掺量时混凝土抗压强度和抗折强度逐渐上升,超过4%以后开始下降。(3)40μm和8μm的微胶囊均对混凝土抗压和抗折造成的损伤具有修复作用,40μm的微胶囊混凝土最大抗压、抗折强度恢复率为110.2%、113.0%,8μm的微胶囊混凝土最大抗压、抗折强度恢复率为115.6%、114.7%。但当掺量增加到一定量时会到达拐点,然后修复效果开始降低。水工混凝土应用可通过控制微胶囊粒径,能够有效改善混凝土力学性能,且在混凝土受到破坏损伤时及时自我修复。 展开更多
关键词 微米级微胶囊 自修复 抗压强度 抗折强度 损伤恢复率
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梯级水库心墙坝连溃过程数值模拟
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作者 王建中 孙万光 +1 位作者 李晓军 张蓉 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第4期7-13,共7页
与单一水库相比,梯级水库连溃灾害影响更大、致灾因素更加复杂,然而梯级水库心墙坝连溃过程数值模拟仍面临较大困难。提出了梯级水库连溃过程数值模拟方法:采用DLBreach模拟溃坝洪水过程,采用天然河道一维水动力高精度数值模拟方法模拟... 与单一水库相比,梯级水库连溃灾害影响更大、致灾因素更加复杂,然而梯级水库心墙坝连溃过程数值模拟仍面临较大困难。提出了梯级水库连溃过程数值模拟方法:采用DLBreach模拟溃坝洪水过程,采用天然河道一维水动力高精度数值模拟方法模拟溃坝洪水演进过程,基于C#语言开发了梯级水库连溃数值模拟程序,采用文本交互数据方式将溃坝模型和洪水演进模型连接。实例研究表明:DLBreach模型模拟射月沟水库溃坝洪水洪峰与实测值相对误差仅为1.8%,峰现时间仅相差1.2min,模拟精度较高;溃坝洪水演进方面,方法与HEC-RAS(FVM)模拟洪峰流量相对误差仅为1%,洪水演进过程接近,表明该方法适用于天然河道溃坝洪水演进模拟。本文方法计算精度、计算效率均较高,实现了梯级水库心墙坝连溃快速、高精度数值模拟,为突发洪水事件及其后果的快速预报、预警和应急响应创造有利条件。 展开更多
关键词 梯级水库 心墙坝 连溃 数值模拟 DLBreach
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南京都市圈水安全-粮食安全-城市发展评价及协调特征研究
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作者 陈星 叶佳慧 +2 位作者 许钦 张其成 宋兰兰 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期66-73,共8页
城市化进程与水安全、粮食安全协调发展是实现高质量发展的必然要求,都市圈是优化资源配置,促进区域协调发展的关键引擎。以南京都市圈为实例,深入分析1990-2020年水安全、粮食安全、城市发展演变规律,运用耦合协调模型揭示三者协调发... 城市化进程与水安全、粮食安全协调发展是实现高质量发展的必然要求,都市圈是优化资源配置,促进区域协调发展的关键引擎。以南京都市圈为实例,深入分析1990-2020年水安全、粮食安全、城市发展演变规律,运用耦合协调模型揭示三者协调发展的时空特征,并通过灰色关联分析法识别关键影响因素。结果表明:(1)1990-2020年水安全等级和城市发展指数呈现稳步上升态势,而粮食安全等级先下降后回升。整体上,水安全和粮食安全状况均表现良好,到2020年各城市水安全和粮食安全等级均已达到较安全水平,南京作为都市圈中心城市,其城市发展指数远高于其他城市。(2)水安全-粮食安全-城市发展耦合协调度持续提升,从1990年的失调状态逐步进入中级协调或良好协调阶段。各城市水安全发展尤为突出,处于优先地位。其中,扬州协调发展水平最高,而宣城、芜湖、马鞍山水安全和粮食安全远优于城市发展指数,城市发展潜力大。(3)建设用地面积扩张、城镇化率、人口密度增加是影响三者耦合协调度的最主要因素。此外,建成区绿化覆盖率、粮食价格、第三产业占比以及单位面积化肥使用量等因子也发挥了重要作用。研究为统筹水、粮食、城市发展之间的协调关系、实现区域资源的优化配置,推动都市圈高质量发展提供参考依据。 展开更多
关键词 水安全-粮食安全-城市发展 耦合协调发展 南京都市圈 灰色关联分析
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时间序列雷达数据识别耕地种粮类型的研究
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作者 武晓天 欧正蜂 +3 位作者 王晓蕾 孙汉英 王长委 黄永奇 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第1期124-128,135,共6页
以广东省揭阳市揭西县为研究对象,采用2021年下半年的时间序列哨兵一号数据,分析了实测样本的水稻、玉米、坑塘水面、未耕种、树林和蔬菜等耕地上不同覆盖物的时间序列后向散射系数特征和类间差异性,结果表明耕地种粮类型分类的最优极... 以广东省揭阳市揭西县为研究对象,采用2021年下半年的时间序列哨兵一号数据,分析了实测样本的水稻、玉米、坑塘水面、未耕种、树林和蔬菜等耕地上不同覆盖物的时间序列后向散射系数特征和类间差异性,结果表明耕地种粮类型分类的最优极化方式为VH极化,在此基础上构建了基于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory networks,LSTM)的耕地种粮类型识别模型,模型精度达到90%。根据模型提取了研究区的水稻、玉米、坑塘水面、未耕种、树林和蔬菜的空间分布,为多云地区的耕地种类监测提供了新的遥感技术手段。 展开更多
关键词 耕地种粮监测 哨兵一号 时间序列 长短期记忆网络 揭西县
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