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水工程调度系统拓扑设计方法研究
1
作者 李琪 黄瑶 +2 位作者 周超 罗斌 唐海华 《人民长江》 北大核心 2024年第11期74-80,共7页
当前已建的水工程调度系统大多都依托所面向的流域进行开发,而对于不同类型流域缺乏兼容性良好的一致性设计。为此,研究了一种采用图数据库的水工程调度系统拓扑设计方法来对各种类型流域进行一致性描述。该方法通过CQL语言定义了以“节... 当前已建的水工程调度系统大多都依托所面向的流域进行开发,而对于不同类型流域缺乏兼容性良好的一致性设计。为此,研究了一种采用图数据库的水工程调度系统拓扑设计方法来对各种类型流域进行一致性描述。该方法通过CQL语言定义了以“节点-属性-边”为核心的拓扑描述,并和基础树结构拓扑定义方法进行了对比,阐述了其特点和优势;在该拓扑设计方法的前提下,进一步设计了拓扑驱动引擎,通过数据处理、任务调度、并行计算等主要核心技术要点进行了实践;以此研究为基础,形成了一套可适应各种类型流域拓扑形式的水利专业决策平台,为水工程调度系统的建设提供了新的模式;最后针对不同流域水系水工程调度的不同特点,在长江流域、沂沭泗流域进行了系统应用验证。验证结果表明,该方法可以提高水工程调度系统在不同流域中的适应性,进一步支撑数字孪生流域的建设。 展开更多
关键词 水工程调度 系统架构 拓扑结构 数字孪生流域 长江流域 沂沭泗流域
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多时空尺度下武汉市景观格局与地表水质的关系
2
作者 孙祖佑 陶士勇 +1 位作者 林丽芳 徐晶 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期7-16,24,共11页
研究不同时空尺度下的景观格局对城市河流水质的影响,对流域的生态环境保护具有重要意义。以湖北省武汉市范围内的长江流域水系为研究对象,基于2021年全年7个监测断面pH、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、总氮... 研究不同时空尺度下的景观格局对城市河流水质的影响,对流域的生态环境保护具有重要意义。以湖北省武汉市范围内的长江流域水系为研究对象,基于2021年全年7个监测断面pH、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、总氮(TN)的统计结果,采用GlobeLand30数据集提取水质监测断面200、500、1 000、1 500、2 000 m共5种圆形缓冲区的土地利用情况,利用冗余分析方法将景观格局指数与水质数据相结合,研究不同时空尺度下武汉市景观格局与地表水质的关系。结果表明:(1)土地利用组成在湿季和干季时均以200 m缓冲区对各水质指标的解释率最大,分别为84.1%和97.2%。景观格局指数的解释率在湿季的200 m缓冲区和干季的500 m缓冲区最大,分别为90.9%和88.2%;(2)不同时空尺度下土地利用组成和景观格局指数影响水质指标的主要解释变量存在差异,对于土地利用组成,湿季时在较小的空间尺度下水域、草地贡献率较高,较大的空间尺度下建设用地贡献率较高,而干季时林地为主要解释变量。对于景观格局指数,在多数情况下斑块密度(PD)、最大斑块指数(LPI)和香浓多样性指数(SHDI)对于解释水质指标的贡献率最高;(3)在多数情景下,研究区域中耕地、草地和PD、景观形状指数(LSI)及SHDI与COD_(Mn)和NH_(3)-N具有较大的正相关关系,林地、未利用地及LPI与DO呈正相关,水域与COD_(Mn)、NH_(3)-N、TP等指标负相关,而建设用地仅在200 m缓冲区与污染性水质指标存在明显正相关关系。因此,重点防控200 m缓冲区内污染物的排放,强化耕地、林地、建设用地等管理,以及优化城市景观空间格局等措施对于武汉市城市水系污染治理具有重要意义。 展开更多
关键词 土地利用 尺度效应 水质 冗余分析 武汉市
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鄂北地区水资源配置工程倒虹吸连通管三维有限元分析 被引量：1
3
作者 刘贤才 沈立群 石长征 《水电与新能源》 2023年第8期1-5,共5页
为了提高引调水工程的运行安全,鄂北地区水资源配置工程孟楼~七方倒虹吸采用了3根主管并排布置,主管之间采用连通管相连,形成T型和十字型钢岔管结构。结合该工程的结构型式,采用三维有限元方法对钢岔管结构进行强度设计和安全性复核,确... 为了提高引调水工程的运行安全,鄂北地区水资源配置工程孟楼~七方倒虹吸采用了3根主管并排布置,主管之间采用连通管相连,形成T型和十字型钢岔管结构。结合该工程的结构型式,采用三维有限元方法对钢岔管结构进行强度设计和安全性复核,确定了各部位结构尺寸。研究结果表明,采用外置的三梁或十字型加强梁分别对T型和十字型钢岔管进行加固,是较优的设计方案。 展开更多
关键词 引调水工程 T型钢岔管 十字型钢岔管 加强梁 体形设计 有限元法
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长江中游城市群水资源绿色效率测度与影响因素分析 被引量：3
4
作者 肖宜 慈晓虎 +2 位作者 杨冰 张利平 夏军 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第9期8-16,共9页
推动长江经济带高质量发展是关系国家发展的重大战略,提升城市群水资源绿色效率是保障生态优先绿色发展的基础性问题。在传统水资源利用效率研究中引入“绿色发展”概念,构建了水资源绿色效率评价指标方法体系,通过利用超效率EBM-DEA模... 推动长江经济带高质量发展是关系国家发展的重大战略,提升城市群水资源绿色效率是保障生态优先绿色发展的基础性问题。在传统水资源利用效率研究中引入“绿色发展”概念,构建了水资源绿色效率评价指标方法体系,通过利用超效率EBM-DEA模型和面板Tobit模型对长江中游城市群水资源绿色效率进行了测算和影响因素分析。结果表明:(1)水资源经济效率受GDP变化影响较大,水资源环境效率和绿色效率的测度结果更符合实际情况;2009—2020年间,通过各城市圈对比发现,武汉城市圈的水资源绿色效率始终高于环鄱阳湖城市群与环长株潭城市群。(2)经济水平发达的城市水资源利用效率也高;长江中游城市群水资源充沛地区用水效率略低于水资源贫乏地区;高速的城镇化发展对水资源绿色效率具有抑制作用,因此长江中游城市群需坚持走绿色、新型的城镇化发展道路。 展开更多
关键词 水资源绿色效率 长江中游城市群 超效率EBM-DEA模型 TOBIT模型
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面向温室气体管控的汉江中下游水工程群多目标优化调度 被引量：2
5
作者 罗琪 周研来 +3 位作者 朱迪 林凡奇 周颖 宁志昊 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期895-906,共12页
针对现有的水工程调度研究缺乏考虑温室气体管控目标,构建面向温室气体管控的水工程多目标优化调度模型。采用第二代非支配排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)高效求解调度模型,推求考虑温室气体管控、... 针对现有的水工程调度研究缺乏考虑温室气体管控目标,构建面向温室气体管控的水工程多目标优化调度模型。采用第二代非支配排序遗传算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)高效求解调度模型,推求考虑温室气体管控、水华防控与发电调度目标的Pareto前沿解集,解析调度目标之间的协同与竞争关系,以汉江中下游2017—2021年枯水期的水华事件为实例开展相关研究。结果表明:温室气体管控目标同水华防控、发电调度目标均呈现竞争关系;相比常规调度方案,优化调度方案可增加发电量0.3亿kW·h(增幅4.5%)、可减少温室气体净排放CO_(2)当量1.56 Gg(减幅1.2%),协调方案的三目标效益均更优;协调方案可有效提升水工程综合效益。研究成果可为实现碳减排与河流水环境水生态保障调控提供技术支撑。 展开更多
关键词 优化调度 温室气体 水工程 智能算法 汉江流域
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三峡工程的供水安全与科技创新保障
6
作者 夏军 刘攀 程潜 《中国水利》 2024年第22期13-16,104,共5页
三峡工程的供水安全是长江流域中下游用水安全的核心支撑。频繁的干旱事件对三峡供水安全构成了严峻挑战。从五个方面探讨了三峡供水安全的核心问题:有效融合卫星遥感等多源信息能够显著提升来水预报精度;极端干旱事件日益频繁,亟须健... 三峡工程的供水安全是长江流域中下游用水安全的核心支撑。频繁的干旱事件对三峡供水安全构成了严峻挑战。从五个方面探讨了三峡供水安全的核心问题:有效融合卫星遥感等多源信息能够显著提升来水预报精度;极端干旱事件日益频繁,亟须健全长江流域中下游干旱监测、预报与预警机制;长江上游水库群建成和投产使流域洪水过程发生显著改变,需要深化水库群优化调度,推进洪水资源高效利用;深化水库旱限水位与抗旱调度以及库区生态安全研究。通过综述相关科技创新,强调了确保三峡供水安全的迫切性,指出提升三峡供水安全的关键措施,主要包括:有效融合多源信息能够显著提升来水预报的精度,为三峡供水安全提供重要保障;健全长江流域中下游干旱的监测、预报和预警机制;开展新形势下长江中上游水库群汛期设计调度一体化研究;研究三峡水库旱限水位及抗旱调度机制;统筹水质保护、生态调度、消落带治理等措施,确保三峡生态安全。 展开更多
关键词 三峡工程 供水安全 干旱 来水预报 抗旱调度 生态安全
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基于分项调查法和SWAT模型的水资源评价方法 被引量：1
7
作者 王延旋 胡铁松 +2 位作者 王镜淋 吴凤燕 王欣 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期54-65,共12页
现状下垫面条件下长系列天然径流资料是水资源评价的基础,但下垫面变化以及人类活动常常改变了水文循环过程,给水资源评价带来系统性偏差与较大的不确定性。以浠水流域为实例,提出将分项调查法和SWAT模型相结合的水资源评价方法,即根据... 现状下垫面条件下长系列天然径流资料是水资源评价的基础,但下垫面变化以及人类活动常常改变了水文循环过程,给水资源评价带来系统性偏差与较大的不确定性。以浠水流域为实例,提出将分项调查法和SWAT模型相结合的水资源评价方法,即根据水文站与水库位置关系建立不同水量平衡方程进行径流还原,利用与现状下垫面条件相近年份的还原后的径流数据进行参数率定与验证,并将构建的模型应用于长系列天然径流过程模拟计算。结果表明:仅采用分项调查法还原后的水文站降水-径流关系的一致性存在明显偏差;而通过构建基于现状下垫面条件下的SWAT模型,各水文站径流模拟值的降水-径流相关性优于还原值,且不同时期降水-径流关系一致性得到显著改善,表明该方法能够有效修正下垫面变化对径流的影响,有助于进一步开展水资源规划、水旱灾害风险评估等工作。 展开更多
关键词 分项调查法 SWAT模型 天然径流还原 一致性修正 水资源评价
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洞庭湖四水流域水库群联合防洪优化调度 被引量：3
8
作者 苑如玮 王浩 +2 位作者 刘攀 杨翊辰 王亚菲 《人民长江》 北大核心 2024年第4期58-63,80,共7页
针对多防洪控制点的混联水库群联合防洪调度中防洪目标难以协调的问题,构建了以多流域协调条件下合成洪水洪峰流量最小为目标的水库群联合防洪调度模型,并采用逐步优化-逐次渐进算法(POA-SA)优化求解。在洞庭湖四水流域开展实例研究,基... 针对多防洪控制点的混联水库群联合防洪调度中防洪目标难以协调的问题,构建了以多流域协调条件下合成洪水洪峰流量最小为目标的水库群联合防洪调度模型,并采用逐步优化-逐次渐进算法(POA-SA)优化求解。在洞庭湖四水流域开展实例研究,基于防洪需求及各水库的特性,以四水流域下游尾闾控制站洪峰流量最小和四水汇流至洞庭湖的合成洪水洪峰流量最小为目标,提出典型年四水流域水库群联合防洪优化调度方案。结果表明:①针对1998年和2017年两场洪水,水库群联合优化调度后的四水合成汇入洞庭湖的洪峰削峰率比四水单独优化调度分别提高了9.4%和4.5%;②资水的柘溪水库和沅江的五强溪水库通过补偿调节,较好地实现了入湖洪水的错峰。对洞庭湖四水流域水库群联合调度可以保障四水流域自身防洪安全,并为洞庭湖防洪减压,研究成果可为流域水库群联合防洪调度提供参考。 展开更多
关键词 联合防洪调度 大型水库群 优化调度 洞庭湖流域 四水流域
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考虑生态流量约束的梯级水库分期消落水位多目标优化调度 被引量：4
9
作者 林凡奇 周研来 薛凯元 《水生态学杂志》 CSCD 北大核心 2024年第1期10-17,共8页
针对如何表征枯水期季节性特征、优化分期消落水位来指导水库群消落调度的科学问题,提出了考虑生态流量约束的梯级水库分期消落水位多目标优化调度模型。以金沙江中下游6座水库与三峡水库为研究对象,综合运用多种数理统计方法划分流域... 针对如何表征枯水期季节性特征、优化分期消落水位来指导水库群消落调度的科学问题,提出了考虑生态流量约束的梯级水库分期消落水位多目标优化调度模型。以金沙江中下游6座水库与三峡水库为研究对象,综合运用多种数理统计方法划分流域枯水期;采用逐月滑动计算法推求梯级水库分期消落水位;以生态和发电效益最大为目标函数,利用NSGA-Ⅱ算法求解调度模型,得到不同来水情景下梯级水库枯水期消落调度方案。研究结果表明:不同来水情景下,相较于常规调度方案,选定的优化调度方案可增加梯级水库发电量30.20亿~52.27亿kW·h(增加2.3%~5.0%)和供水量83.15亿~87.14亿m3(增加5.8%~7.4%),并提高河道生态流量保证率2.6%~22.9%。研究成果可为协调梯级水库生态和发电调度提供技术支撑。 展开更多
关键词 生态调度 消落调度 分期消落水位 多目标优化 梯级水库
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基于碳减排的梯级水库消落期多目标水碳调度研究 被引量：1
10
作者 周颖 周研来 鲁圆圆 《水生态学杂志》 CSCD 北大核心 2024年第1期18-25,共8页
提出基于碳减排的梯级水库消落期多目标水碳调度模型,将碳排放因子法应用于梯级水库水碳调度研究,为梯级水库消落期水碳协同调度提供技术支撑。以发电量最大和温室气体排放量最小为调度目标,采用NSGA-II算法求解模型,并以金沙江中下游6... 提出基于碳减排的梯级水库消落期多目标水碳调度模型,将碳排放因子法应用于梯级水库水碳调度研究,为梯级水库消落期水碳协同调度提供技术支撑。以发电量最大和温室气体排放量最小为调度目标,采用NSGA-II算法求解模型,并以金沙江中下游6座水库与三峡水库组成的梯级水库为研究对象进行实例研究。结果表明:相较现行调度方案,在丰、平、枯不同水文情景下,发电效益最佳方案可使梯级水库年发电量提高44.3~75.9亿kW·h,增长率为4.0%~5.2%;碳减排效益最佳方案可减少温室气体排放量(CO_(2)当量)37.5~42.5 Gg/a,降低4.2%~4.7%;协调调度方案可提高年发电效益36.4~73.8亿kW·h(增长率3.2%~5.0%),减少温室气体排放量(CO_(2)当量)36.3~41.4 Gg/a,降低4.0%~4.6%。 展开更多
关键词 水碳调度 消落调度 多目标优化 梯级水库
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2023年三峡水库生态调度对四大家鱼生境面积的影响 被引量：1
11
作者 白凤朋 任玉峰 +3 位作者 梅杰 梁志明 马一鸣 杨中华 《水生态学杂志》 CSCD 北大核心 2024年第1期112-119,共8页
为量化生态调度对四大家鱼生境面积的影响,2023年在三峡水库开展了针对葛洲坝下游四大家鱼自然繁殖的生态调度试验,以葛洲坝至枝江江段为研究区域,选择水位变幅、水深、流速、水温4个主要生境因子,建立了耦合平面二维水动力学模型和产... 为量化生态调度对四大家鱼生境面积的影响,2023年在三峡水库开展了针对葛洲坝下游四大家鱼自然繁殖的生态调度试验,以葛洲坝至枝江江段为研究区域,选择水位变幅、水深、流速、水温4个主要生境因子,建立了耦合平面二维水动力学模型和产卵栖息地适宜度曲线的四大家鱼产卵生境质量评估模型,实现了产卵综合适宜度指数时空分布的精细化模拟。结果显示,2023年三峡水库生态调度期间,约60%研究区域四大家鱼产卵综合适宜度指数呈现增加趋势,其产卵加权可利用面积占研究区域总面积比例由30.45%增加至约55%;适宜四大家鱼产卵区域(综合适宜度指数0.6~1.0)明显增加,占研究区域总面积比例由4.67%增加至约60%。研究表明,三峡水库生态调度显著改善了葛洲坝至枝江江段四大家鱼产卵的生境质量。 展开更多
关键词 生态调度 四大家鱼 适宜度指数 生境面积 三峡水库
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姚家平水利枢纽工程钢岔管结构型式选择与CFD研究 被引量：1
12
作者 刘贤才 张雨萌 +2 位作者 汤怀萱 胡悦 伍鹤皋 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第1期231-236,共6页
结合姚家平水利枢纽工程的总体布置,对主电站引水系统对称Y形和非对称Y形月牙肋钢岔管两种结构型式分别进行了三维有限元应力分析和CFD三维流场计算。计算结果表明:对称岔管两腰部位应力分布均匀,肋板尺寸较小;但在主支锥管相贯线内表面... 结合姚家平水利枢纽工程的总体布置,对主电站引水系统对称Y形和非对称Y形月牙肋钢岔管两种结构型式分别进行了三维有限元应力分析和CFD三维流场计算。计算结果表明:对称岔管两腰部位应力分布均匀,肋板尺寸较小;但在主支锥管相贯线内表面A点附近出现较大的应力集中现象,因此对称岔管满足强度所需的管壁厚度大于非对称岔管。在水力学方面,非对称岔管两支管的水头损失不相等,其中与主管同轴线的直支管水头损失最小,斜支管水头损失最大,但没超过对称岔管的0.358 m,说明从岔管部位水头损失和水流流态上看,非对称岔管也稍优于对称Y形岔管。综合考虑岔管结构和水力学特性以及工程地形等因素,建议姚家平水利枢纽工程中主电站引水发电系统选择非对称Y形岔管布置方案。 展开更多
关键词 水电站 对称Y形钢岔管 非对称Y形钢岔管 体形设计 有限元法 CFD
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计及旋转备用要求的抽水蓄能电站日前调度研究 被引量：1
13
作者 万正喜 梅亚东 +2 位作者 陈福球 王康乐 黄康康 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第10期181-187,共7页
抽水蓄能电站具有灵活的调峰、调频、调相和事故备用等作用,可以平抑电网新能源出力波动和促进新能源消纳,提升电网安全稳定运行水平。然而,在现阶段两部制电价下,抽水蓄能电站在电网中旋转备用价值没有得到充分的体现。以风电-光伏-抽... 抽水蓄能电站具有灵活的调峰、调频、调相和事故备用等作用,可以平抑电网新能源出力波动和促进新能源消纳,提升电网安全稳定运行水平。然而,在现阶段两部制电价下,抽水蓄能电站在电网中旋转备用价值没有得到充分的体现。以风电-光伏-抽水蓄能电站互补为背景,构建了考虑旋转备用要求的抽水蓄能电站日前调度模型,以电站运行效益最大和电网其他电源出力峰谷差最小为目标,通过权重法将其转化为单目标优化问题求解,并进一步分析比较现状两部制电价和峰谷电价对抽水蓄能电站调度策略与收益影响。算例结果表明:考虑旋转备用要求可以显著提升抽水蓄能电站运行收益,并且调度目标对电站运行方式影响显著。模型与方法可用于制订抽水蓄能电站日前调度计划。 展开更多
关键词 抽水蓄能电站 日前调度 旋转备用 峰谷电价 新能源消纳
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桂平航电扩机工程基坑边坡稳定性评价 被引量：1
14
作者 黎东晓 韦海勇 +1 位作者 徐李达 荣冠 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第7期164-169,共6页
预应力锚索-灌注桩等组合支护结构能够有效地发挥各自优势,在基坑加固的应用中越来越广泛。本研究采用三维有限差分方法模拟桂平航电扩机工程基坑分级开挖支护全过程,分析预应力锚索、锚杆、抗滑桩组合支护结构的受力与变形特性,并通过... 预应力锚索-灌注桩等组合支护结构能够有效地发挥各自优势,在基坑加固的应用中越来越广泛。本研究采用三维有限差分方法模拟桂平航电扩机工程基坑分级开挖支护全过程,分析预应力锚索、锚杆、抗滑桩组合支护结构的受力与变形特性,并通过监测数据验证了数值模拟的合理性。结果表明,对于上部为土质、下部为岩质的基坑边坡,采用抗滑桩和预应力锚索组合结构嵌固到下部基岩可有效控制上部土质边坡的塑性破坏和变形,结合预应力锚索和随机锚杆可有效地遏制下部岩质边坡侧向位移,桩锚组合支护结构对土岩复合地层基坑具有良好的适用性和加固效果。 展开更多
关键词 组合支护 基坑 数值模拟 变形分析
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引江补汉工程运行后汉江黄家港—王甫洲段水质响应
15
作者 王雨欣 邵东国 何杰 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第11期71-80,共10页
随着汉江流域经济社会的发展,水环境水生态压力加大,引江补汉工程的实施可能导致汉江水质水量发生进一步变化。因此开展引江补汉工程调水前后汉江中下游水体水质水量模拟分析与预测,对控制该流域水体污染具有重要意义。采用分段马斯京... 随着汉江流域经济社会的发展,水环境水生态压力加大,引江补汉工程的实施可能导致汉江水质水量发生进一步变化。因此开展引江补汉工程调水前后汉江中下游水体水质水量模拟分析与预测,对控制该流域水体污染具有重要意义。采用分段马斯京根法及一、二维水质模型,预测了引江补汉工程引水后黄家港—王甫洲段水量水质响应。结果表明:①引江补汉工程采用全年无间断引水方式引水后,黄家港—王甫洲河段的流量有所增加,夏汛流量增加高于秋汛,王甫洲断面流量增加略高于沈湾断面;②调水前后沈湾断面月均总磷浓度都达到Ⅱ类水质标准,月均总氮浓度处于Ⅳ类~Ⅴ类标准。各项水质指标在情景二下的增长率是情景一的2~3倍,相较于调水前,情景一总磷浓度最大增长为4.68%,情景二总磷浓度最大增长为13.45%。其次为总氮,情景一总氮浓度最大增长为1.15%,情景二总磷浓度最大增长为3.44%;③调水前后王甫洲断面汛期月均总磷浓度均达到Ⅱ类水质标准,引水后枯水年总磷浓度有所增加,丰水年浓度略有降低。整体上枯水年较丰水年的水质变幅更大,各项水质指标在两种情景下的变幅相差不大。 展开更多
关键词 引江补汉工程 分段马斯京根法 水质预测 水质模型 二维稳态水质混合模式
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大规模工程点云数据的归并式八叉树管理及可视化
16
作者 张宏阳 金银龙 +3 位作者 张礼兵 刘全 王浩 庞小荣 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2024年第12期159-170,共12页
【目的】随着智慧水利体系建设的不断推进,三维激光扫描技术因其全面监测、扫描速度快、精度高的技术特性备受关注。然而,高冗余、非结构化、空间分布不均匀等点云特点给超大规模工程点云数据管理和可视化带来了极大的挑战。针对传统的... 【目的】随着智慧水利体系建设的不断推进,三维激光扫描技术因其全面监测、扫描速度快、精度高的技术特性备受关注。然而,高冗余、非结构化、空间分布不均匀等点云特点给超大规模工程点云数据管理和可视化带来了极大的挑战。针对传统的“自上而下,逐级细分”的点云索引构建方法不能很好适配海量点云分块处理或多点云输入场景的问题,提出一种“自下而上,由小及大”的点云八叉树索引构建策略及海量点云快速渲染方法。【方法】结合点云全局信息建立全局格网索引和索引编码转换体系,通过多线程并行读取点云数据进行逐点分配、格网归并等操作,实现海量点云数据的八叉树索引快速构建。此外,采用非冗余采样策略建立多层次细节模型和多线程动态调度技术,实现海量点云数据的高质量可视化渲染。【结果】试验结果显示,基于归并构建策略的方法可处理超50亿点规模的点云数据,索引构建过程内存消耗峰值为2.78 GB,处理效率可到200万点/s。与点云库(Point Cloud Library,PCL)、CloudCompare等点云处理工具相比,在内存资源利用、索引构建效率、点云渲染方面表现出良好的性能。【结论】大规模工程点云数据管理和可视化是深化工程点云监测全流程研究的基础问题,其关键在于优化超大体积点云数据的空间索引快速构建。“先细分,后归并”的处理策略可有效缓解分块数据空间重叠冲突问题,算法逻辑清晰,尤其适用于四叉树、八叉树等基于点云包围盒空间剖分映射的索引结构。 展开更多
关键词 三维激光扫描 海量点云 八叉树构造 内外存动态调度 归并算法 多层次细节模型 水利工程 数字孪生
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长江中游武汉河段江心洲的差异化冲刷规律 被引量：2
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作者 王茜雅 李志威 +1 位作者 马嘉怿 白宽宽 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第6期18-27,共10页
近20 a长江中游分汊河段的江心洲经历了冲刷并发生蚀退,但对微弯河段和顺直河段的江心洲差异化冲刷尚未有清晰认识。选取长江中游武汉河段的白沙洲和天兴洲作为研究对象,采用遥感影像、水文资料及野外调查,分析了白沙洲与天兴洲形态变... 近20 a长江中游分汊河段的江心洲经历了冲刷并发生蚀退,但对微弯河段和顺直河段的江心洲差异化冲刷尚未有清晰认识。选取长江中游武汉河段的白沙洲和天兴洲作为研究对象,采用遥感影像、水文资料及野外调查,分析了白沙洲与天兴洲形态变化及差异化冲刷的原因。结果表明:1989—2020年,白沙洲洲体萎缩将近43.83%,天兴洲洲头浅滩变化较大,整体出露面积相对稳定;白沙洲与天兴洲的归一化植被指数(NDVI)整体较小,洲体植被覆盖空间差异性减小;这2个江心洲枯水期出露面积的变化主要体现在洲头浅滩;位于顺直河段的白沙洲洲头及侧向洲体遭遇冲刷,左侧洲体出现窝崩现象,其主要原因是白沙洲大桥桥墩的壅水与阻流作用;位于微弯河段的天兴洲自三峡工程蓄水后洲头遭受冲刷,2004年洲头守护工程实施和人工抛石有效地抑制了冲刷并实现了促淤作用。因此,江心洲的冲刷差异性主要体现在河段形态、主支汊相对位置和有无守护工程。 展开更多
关键词 江心洲 微弯河段 顺直河段 差异化冲刷 水沙变化 长江中游 武汉河段
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清江梯级配合三峡水库对城陵矶防洪调度方式探究
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作者 邹强 张松 +3 位作者 郭俊 李肖男 黄迪 朱天龙 《人民长江》 北大核心 2024年第7期29-34,43,共7页
为充分挖掘清江梯级水库10亿m^(3)防洪库容的防洪效益,构建了长江上游水库群与清江梯级水库联合防洪调度模型,定量分析了清江梯级水库配合三峡水库对荆江河段实施联合防洪调度的防洪作用和库容使用情况,探讨了清江梯级水库配合三峡水库... 为充分挖掘清江梯级水库10亿m^(3)防洪库容的防洪效益,构建了长江上游水库群与清江梯级水库联合防洪调度模型,定量分析了清江梯级水库配合三峡水库对荆江河段实施联合防洪调度的防洪作用和库容使用情况,探讨了清江梯级水库配合三峡水库对城陵矶联合防洪调度的必要性;在此基础上,开展了不同水库群联合防洪调度方案防洪效果的比较分析,提出了清江梯级水库配合三峡水库对城陵矶防洪调度的分级拦蓄方式。研究表明:提出的分级拦蓄方式为当来水小于4000 m^(3)/s,清江梯级水库各拦蓄流量为2500 m^(3)/s;当来水不小于4000 m^(3)/s,清江梯级水库各拦蓄流量为3000 m^(3)/s;拦蓄时机与三峡水库同步,在拦蓄过程中兼顾了发电因素。该方案可有效发挥清江梯级水库的防洪作用,减少长江上游水库群动用防洪库容。研究成果量化了清江梯级水库的防洪作用,可有力支撑长江水库群联合防洪调度方案编制。 展开更多
关键词 联合防洪调度 防洪效果分析 清江梯级水库 三峡水库 城陵矶地区
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水利工程混凝土钢筋网绑扎率的视觉智能评价方法
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作者 庞小荣 刘全 +3 位作者 王浩 张宏阳 孟歆 周剑 《水力发电》 CAS 2024年第10期59-64,共6页
水利水电工程大体积混凝土常采用间隔绑扎的单层钢筋网。针对当前钢筋网绑扎率人工目视验收存在效率慢、精度低的问题,基于计算机视觉与拓扑分析提出了钢筋网绑扎率的视觉智能评价方法。训练了识别钢筋网图像中钢筋交叉点与绑扎状态的... 水利水电工程大体积混凝土常采用间隔绑扎的单层钢筋网。针对当前钢筋网绑扎率人工目视验收存在效率慢、精度低的问题,基于计算机视觉与拓扑分析提出了钢筋网绑扎率的视觉智能评价方法。训练了识别钢筋网图像中钢筋交叉点与绑扎状态的目标检测模型;针对无序的识别框坐标,提出“十字交叉”方法与生长编号算法,实现了钢筋网拓扑重构;根据交叉点拓扑编号提出基于节点自由度的最优绑扎方法。实验分析表明,方法解决了人工定性评价的缺陷,兼具精度与效率优势,实现了钢筋网绑扎率的视觉智能评价,能够为水利工程智能建造提供有力支持。 展开更多
关键词 智能建造 混凝土备仓 钢筋网绑扎 计算机视觉 拓扑分析 模式识别
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考虑生态流量的梯级水库主从博弈优化调度研究
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作者 张启凡 胡铁松 +2 位作者 戴凌全 曹光荣 姜伟 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期69-77,121,共10页
针对传统集中式多目标优化范式未充分考虑多利益相关主体博弈关系对水库调度决策的影响,导致难以保障河道生态流量的现实问题,设置了共同保障和单独保障两种生态流量保障情景,构建了发电服从防洪调度原则下的梯级水库主从博弈优化调度模... 针对传统集中式多目标优化范式未充分考虑多利益相关主体博弈关系对水库调度决策的影响,导致难以保障河道生态流量的现实问题,设置了共同保障和单独保障两种生态流量保障情景,构建了发电服从防洪调度原则下的梯级水库主从博弈优化调度模型,并在拉萨河流域旁多直孔梯级水库开展了实例研究。结果表明:梯级水库在共同保障生态流量下综合效益最优,仅由直孔水库单独保障生态流量造成调度效益难以凸显,其中防洪效益降低4.35%,整体发电效益降低1.66%;效益降低的主要原因在于单库保障模式下枯水期旁多水库倾向于蓄水而减少下泄,导致直孔水库过度下降水位来保障生态流量。 展开更多
关键词 梯级水库优化调度 防洪生态发电 生态流量 主从博弈 拉萨河流域
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