永定河官厅下游防洪工程体系联合调度

1

作者 张运鑫 江泓莹 +4 位作者 翟明硕 蔡思宇 龙岩 程振宇 马滨 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第3期562-571,共10页

针对永定河官厅水库下游防洪工程体系在多工程联合调度中存在的边界条件固定等问题,提出耦合防洪调度规则的二维水动力模型方法。通过空间解耦技术实现控制工程边界条件的动态协调,显著提升联合调度下洪水演进模拟精度。以海河“23... 针对永定河官厅水库下游防洪工程体系在多工程联合调度中存在的边界条件固定等问题,提出耦合防洪调度规则的二维水动力模型方法。通过空间解耦技术实现控制工程边界条件的动态协调,显著提升联合调度下洪水演进模拟精度。以海河“23·7”流域性特大洪水为例,基于二维水动力模型(integrated terrestrial fluxes model for flood forecasting,ITF-Flood)对6个关键断面的洪水过程进行验证,结果显示:洪峰流量、峰现时间及洪量相对误差分别为-2.00%~3.39%、0~1.5 h和-4.90%~8.59%,均控制在±10%以内。针对百年一遇设计洪水工况,对比规则调度与控泄调度方案发现,控泄方案可削减下游河道洪峰流量10.7%,蓄滞洪区淹没面积减少19.5%。进一步模拟200 a、500 a一遇洪水溃堤风险,200 a一遇洪水时控泄方案风险指数降低2.36%,而500 a一遇洪水则更适用规则调度。研究成果为永定河流域防洪联合调度与风险评估提供了技术支撑,具有工程应用价值。 展开更多

关键词 防洪工程体系 ITF-Flood模型 联合调度规则 风险评估 永定河流域

在线阅读 下载PDF 职称材料

数据驱动与物理机制耦合的菜子湖流域水位预报模型研究

2

作者 张运鑫 雷岳清 +4 位作者 廖卫红 张召 雷晓辉 年树强 张志山 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第9期145-151,159,共8页

菜子湖作为引江济淮工程的关键调蓄湖泊之一,湖泊水位的变化同时受到自然降水和工程调蓄的影响。为了准确模拟及预报菜子湖水位,构建了菜子湖流域四水源新安江模型和菜子湖水位预报的神经网络(LSTM)模型。在此基础上,采用外部耦合的方法... 菜子湖作为引江济淮工程的关键调蓄湖泊之一,湖泊水位的变化同时受到自然降水和工程调蓄的影响。为了准确模拟及预报菜子湖水位,构建了菜子湖流域四水源新安江模型和菜子湖水位预报的神经网络(LSTM)模型。在此基础上,采用外部耦合的方法,构建了四水源新安江-LSTM耦合模型,进一步将物理机制模型模拟的入湖流量作为补充因子,驱动神经网络(LSTM)模型模拟菜子湖水位,从而实现两种不同模型在湖泊水位预报中的耦合应用。结果得出:直接模拟水位的洪水误差小于0.1 m,耦合模拟水位的洪水误差小于0.02 m,后者相较前者,水位误差精度提升了0.08 m。直接模拟水位验证期的洪水误差在0.02 m之内,纳什系数R^(2)分别为0.89、0.75及0.88,均方根误差RMSE分别为0.034、0.027及0.015;耦合模拟水位验证期的洪水误差在0.015 m之内,纳什系数R^(2)分别为0.91、0.82及0.88,均方根误差RMSE分别为0.019、0.021及0.008。研究结果表明,与单驱动因子得出的结果相比,双驱动因子得出的结果更有效地提高了水位的模拟精度。同时在考虑对应降雨的洪水过程中,数据驱动和物理机制相结合的方法与直接预测水位误差相对比,有效地提高了场次洪水水位预报的精度,得到更精确的模拟结果。为引江济淮工程的调水提供了重要的参考依据,也为相似调水工程的洪水水位预报提供一定的参考。 展开更多

关键词 四水源新安江模型 神经网络(LSTM)模型 数据驱动和物理机制相结合 水位误差

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于水力响应时间的灌区实时渠系优化配水模型

3

作者 张运鑫 郭邦 +3 位作者 樊煜 高占义 杨芸 刘洁 《节水灌溉》 北大核心 2025年第5期39-44,50,共7页

在实际情况中灌区配水条件不是一成不变的,灌区供水流量的变化以及水流运动时间的大小对配水方案的制定和渠道精准配水有着重要影响,因此需要建立相应的模型进行优化渠系配水。考虑到灌区供水流量实时变化以及水流运动时间对配水方案的... 在实际情况中灌区配水条件不是一成不变的,灌区供水流量的变化以及水流运动时间的大小对配水方案的制定和渠道精准配水有着重要影响,因此需要建立相应的模型进行优化渠系配水。考虑到灌区供水流量实时变化以及水流运动时间对配水方案的影响,建立了基于水力响应时间的实时优化配水模型。当供水流量变大或变小时,模型提供2种配水方式:方式1为优先调节流量,再调节配水渠道数量;方式2为增加或减少下级配水渠道的数量。模型以各配水支渠的配水流量、开始配水时间和结束配水时间为决策变量,以配水历时最短和渠道输水损失最小为目标函数,通过精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行求解。结果表明:2种方式的配水流量均在流量上下限之间,满足配水要求,响应时间的计算提供了更精准的配水时间;方式1可以保证所有渠道不间断配水,但出现了部分渠道配水流量较小的情况,配水历时为128.66 h;方式2中所有渠道均大流量配水,且配水流量大小能保持稳定,配水历时为122.13 h,但部分渠道会中断配水。水力响应时间的灌区实时渠系优化配水模型能够在供水流量变化时提供配水方案,方式1比方式2的配水流量波动大,渠道输水损失大,且配水时间多6.54 h。2种方式都考虑了水力响应时间对配水方案的影响,从而增加配水时间的准确性,可为灌区的配水工作提供指导。 展开更多

关键词 渠系配水 水力响应时间 优化配水模型 遗传算法 实时配水

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进灰狼算法优化BP模型的滨州市用水量预测

4

作者 张运鑫 郭邦 +1 位作者 王恰恰 樊煜 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第6期95-101,共7页

用水量预测对于水资源的可持续管理、提高生产效率以及保护生态环境都有着重要的意义。为提高用水量预测精度,提出改进灰狼算法优化BP神经网络(IGWO-BP)模型用于用水量预测。选取16个影响因子,利用灰色关联性分析筛选出与用水量关联性... 用水量预测对于水资源的可持续管理、提高生产效率以及保护生态环境都有着重要的意义。为提高用水量预测精度,提出改进灰狼算法优化BP神经网络(IGWO-BP)模型用于用水量预测。选取16个影响因子,利用灰色关联性分析筛选出与用水量关联性较大的4个影响因子作为IGWO-BP模型的输入变量,用水量作为模型的输出变量。使用Circle混沌映射、非线性收敛因子、引入Levy飞行和贪婪搜索策略来改进灰狼算法(GWO),将IGWO分别与GWO、遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)进行6种基本函数算法性能测试,验证算法的寻优和收敛性能;然后通过IGWO-BP模型对滨州市用水量预测,把IGWO-BP模型预测结果分别与GWO-BP模型、PSO-BP模型和BP神经网络模型预测结果进行对比。结果表明:在选取的16个影响因子中,总人口、农用地、平均气温和全年日照时间与用水量关系更加密切;同等参数下,在6种基本函数算法性能测试中IGWO的寻优和收敛性能明显优于其他3种算法;在用水量预测中,IGWO-BP模型适应度值的收敛速度和最小值都优于GWO-BP模型和PSO-BP模型,IGWO-BP模型预测值的平均相对误差和均方根误差相比于其他3个模型都有较大幅度的降低。无论是从模型适应度值还是预测值精度上,IGWO-BP模型用水量预测效果更好,预测精度更高,可为未来用水预测提供一种思路和技术支撑。 展开更多

关键词 用水量预测 IGWO-BP 灰色关联性分析 GWO-BP 适应度值

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于遗传算法优化粒子群算法的支斗两级渠系优化配水研究 被引量：11

5

作者 高建 张运鑫 《节水灌溉》 北大核心 2023年第10期108-113,123,共7页

灌区支斗两级渠道是灌区渠系配水由续灌转为轮灌的关键衔接部分,对实现灌区渠系优化配水和提高渠系水利用系数方面具有重要作用。建立了灌区支渠和斗渠两级渠道优化配水0-1规划模型,在分析利用离散二进制粒子群算法(BPSO)和遗传算法(GA... 灌区支斗两级渠道是灌区渠系配水由续灌转为轮灌的关键衔接部分,对实现灌区渠系优化配水和提高渠系水利用系数方面具有重要作用。建立了灌区支渠和斗渠两级渠道优化配水0-1规划模型,在分析利用离散二进制粒子群算法(BPSO)和遗传算法(GA)的优缺点基础上,研究提出了混合二进制粒子群算法(GA-BPSO),应用MATLAB对BPSO算法和GA-BPSO算法进行编程计算,并通过应用案例进行检验分析。研究结果表明,GA-BPSO算法比BPSO算法效率更高,其中GA-BPSO算法在迭代大约12代左右时可得到案例的最优解,而BPSO算法则在21代左右得到最优解。GA-BPSO算法在支斗两级渠系优化配水中具有快速收敛性,该算法还有进一步优化提升的空间。 展开更多

关键词 渠系配水 轮灌分组 优化配水 遗传算法 混合二进制粒子群算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

邯郸东部典型平原区的径流退水过程模拟研究 被引量：4

6

作者 闫丹丹 王树谦 +1 位作者 张智超 葛晓通 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第21期107-113,共7页

以位于邯郸永年区的河北工程大学降雨-径流-灌排试验场为依托,进行数场人工模拟降雨试验;分别探讨了邯郸东部典型平原区河道径流、地表径流和各层壤中流出流的退水特征。对各种出流方式对比结果表明,河道径流和地表径流在降雨停止后迅... 以位于邯郸永年区的河北工程大学降雨-径流-灌排试验场为依托,进行数场人工模拟降雨试验;分别探讨了邯郸东部典型平原区河道径流、地表径流和各层壤中流出流的退水特征。对各种出流方式对比结果表明,河道径流和地表径流在降雨停止后迅速消退;且很快退水完毕。壤中流退水往往在地表径流退水的后半程开始,其退水历时最长、流量最小。影响因子分析表明,降雨强度对退水流量的影响比较明显地表现在河道径流方面,即随降雨强度的加大,河道径流的退水流量呈幂函数上升趋势;降雨量对各层壤中流总退水流量的影响显著;即随着降雨量的增大,壤中流退水流量呈幂函数增大趋势;降雨历时对各种方式的退水流量影响均不明显。雨强还影响退水流量在总径流量中的分配比例,河道径流、地表径流、壤中流1和壤中流2出流的退水流量分别占总流量的0.72%、8.6%、1.71%和0.19%,退水流量占总流量的12.31%。当雨强小于2 mm/min时,随着雨强的增大,地表径流退水流量所占比例呈直线增加趋势;但当雨强增加到2 mm/min以上之后,地表径流退水流量所占比例反而下降了;随着雨强的增加,壤中流总退水流量所占比例呈对数函数逐渐下降的趋势。计算结果表明,该区退水常数可以分河道径流、地表径流退水和壤中流退水2类,其数次降雨平均值分别为0.85和0.95。这一结果为进一步研究水文过程乃至流域尺度的退水过程提供了借鉴。 展开更多

关键词 邯郸东部平原 退水过程 人工模拟降雨 退水常数 径流小区尺度

在线阅读 下载PDF 职称材料

子流域划分在时间尺度上对年径流、泥沙及营养物的影响--以漳河上游流域为例 被引量：4

7

作者 武海霞 李清雪 +1 位作者 孙玉壮 冀雅珍 《中国农村水利水电》 北大核心 2017年第12期131-135,144,共6页

以漳河上游流域为研究对象,采用SWAT模型定量化研究子流域划分方案对模型模拟结果的影响,得到以下结论:子流域划分层次对模拟结果的影响存在上限下限两个阈值25、111,子流域划分数量对年均径流量影响较小,对泥沙和营养物影响较大;在枯水... 以漳河上游流域为研究对象,采用SWAT模型定量化研究子流域划分方案对模型模拟结果的影响,得到以下结论:子流域划分层次对模拟结果的影响存在上限下限两个阈值25、111,子流域划分数量对年均径流量影响较小,对泥沙和营养物影响较大;在枯水年,平水年和丰水年,模拟结果对子流域划分数量的敏感性不一致,丰水年最敏感,枯水年最不敏感;综合考虑模拟精度和模拟效率,漳河上游流域SWAT模拟的最合理子流域划分水平为79个,CSA值为12 411 hm^2,占整个流域面积的0.7%。以上研究成果,对准确模拟该地区的水沙情况奠定一定基础,可为该地区水资源水环境的进一步研究提供技术支撑。 展开更多

关键词 子流域划分 SWAT 年径流 泥沙 营养物 时间尺度

在线阅读 下载PDF 职称材料

聚丙烯酰胺改性生物质炭对盐碱化土壤盐分洗脱的影响 被引量：2

8

作者 石维 王利书 +6 位作者 尹海魁 郭海刚 程东娟 杨建斌 黄国铭 徐治国 侯梁 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期371-376,共6页

为了提升生物质炭对滨海盐碱土壤盐分的洗脱效率,以海兴县盐碱土为研究对象,利用聚丙烯酰胺(PAM)、小麦秸秆生物质炭(BC)、黏土矿物(M)等材料制备聚丙烯酰胺改性生物质炭(PAM-BC),通过室内模拟淋溶试验研究对比不同环境材料对盐碱土盐... 为了提升生物质炭对滨海盐碱土壤盐分的洗脱效率,以海兴县盐碱土为研究对象,利用聚丙烯酰胺(PAM)、小麦秸秆生物质炭(BC)、黏土矿物(M)等材料制备聚丙烯酰胺改性生物质炭(PAM-BC),通过室内模拟淋溶试验研究对比不同环境材料对盐碱土盐分的洗脱效果。结果表明,相比于CK处理,PAM、BC和PAM-BC、CaSO_(4)(CS)处理均显著增加土壤盐分洗脱量,其中PAM-BC处理下增幅最高,达到12.3%。进一步对淋洗液中主要盐分离子分析,添加PAM-BC显著促进土壤Na^(+)和Cl^(-)的洗脱,增幅分别为11.0%~27.3%和17.8%~42.3%。主成分分析表明,PAM-BC增强对主要盐分离子的洗脱效果。土柱淋溶结束后,PAM-BC添加处理土壤全盐量比其他处理显著降低6.0%~16.7%。此外,土壤水分特征曲线表明,添加PAM-BC提升盐碱土壤的保水性。研究结果可为聚丙烯酰胺改性生物质炭应用于滨海盐渍化土壤的降盐改土提供理论依据。 展开更多

关键词 生物质炭 聚丙烯酰胺 盐碱土 盐分洗脱 土柱模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

大气CO_(2)浓度倍增和高温对玉米气孔特征及气体交换参数的影响 被引量：13

9

作者 刘亮 张运鑫 +5 位作者 郝立华 马保国 常志杰 殷嘉伟 刘媛媛 郑云普 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第22期73-80,共8页

为深入了解未来大气CO_(2)浓度升高背景下玉米气孔特征及气体交换过程对高温的响应机理,该研究利用人工气候室,探究在大气CO_(2)浓度400μmol/mol(C400)和800μmol/mol(C800)下,不同温度处理(昼/夜)25/19℃、31/25℃和37/31℃对玉米气... 为深入了解未来大气CO_(2)浓度升高背景下玉米气孔特征及气体交换过程对高温的响应机理,该研究利用人工气候室,探究在大气CO_(2)浓度400μmol/mol(C400)和800μmol/mol(C800)下,不同温度处理(昼/夜)25/19℃、31/25℃和37/31℃对玉米气孔特征及气体交换参数的影响机理。结果表明:1)CO_(2)浓度升高对玉米气孔密度的影响并不显著(P> 0.05),增温却导致玉米不同轴面气孔密度均显著增加(P<0.001);不同轴面气孔密度的增加幅度均随温度升高而增大,叶片气孔密度对环境温度升高的响应呈现出非线性变化趋势。2)将环境温度由25/19℃增加到37/31℃导致C400和C800处理下玉米蒸腾速率(Tr)分别提高57%和84%,且不同轴面的气孔密度均与Tr之间存在较好的线性相关关系(近轴面R^(2)=0.69;远轴面R^(2)=0.71)。3)当温度从25/19℃升高到31/25℃,2个CO_(2)浓度处理下玉米的Pn分别提高23%和21%,但环境温度提高到37/31℃却导致Pn分别降低24%和13%,说明高温环境(37/31℃)对光合反应位点造成生理伤害,而高浓度CO_(2)缓解了高温对玉米造成的生理胁迫。同时,37/31℃条件下玉米叶片光合系统II(PSII)最大光化学效率(F_(v)/F_(m))显著降低的结果也直接支持了上述结论。研究结果有助于从气孔特征的角度深入了解CO_(2)浓度和温度升高对玉米叶片气体交换过程产生的影响,为未来气候变化背景下实现农作物绿色高效提质增产提供理论依据。 展开更多

关键词 玉米 蒸腾 增温 CO_(2)富集 光合 气孔特征

在线阅读 下载PDF 职称材料

表面流人工湿地处理污染河水的净化效果 被引量：7

10

作者 张智超 王树谦 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期209-214,共6页

为了给永年洼高效净污人工湿地系统示范性工程提供技术支撑,试验研究了表面流人工湿地对受污染的滏阳河水主要污染物总氮(TN)和氨氮(NH_4^+-N)的净化效果.试验在邯郸永年降雨径流试验场开展,表面流人工湿地中试试验在水力负荷为430 mm/... 为了给永年洼高效净污人工湿地系统示范性工程提供技术支撑,试验研究了表面流人工湿地对受污染的滏阳河水主要污染物总氮(TN)和氨氮(NH_4^+-N)的净化效果.试验在邯郸永年降雨径流试验场开展,表面流人工湿地中试试验在水力负荷为430 mm/d、水力停留时间为0.5 d的条件下运行.结果表明,系统对TN和NH_4^+-N的平均去除率分别为51.89%和47.00%,对污染河水有良好的去除效果.在试验期间的进水水质下,发现此设置条件下的表面流人工湿地系统对TN和NH_4^+-N的最大处理负荷分别为8.95和2.16 mg/L,最大去除率分别为60.00%和56.48%.对TN和NH_4^+-N质量浓度沿程变化规律发现:溶解氧(DO)是影响湿地系统对TN和NH_4^+-N去除的关键因子;进一步分析得出NH_4^+-N的去除更易受DO的影响.NH_4^+-N质量浓度沿程变化趋势为在系统前段短暂小幅度升高,中前段大幅度下降,尾端趋于平稳;TN质量浓度全程均呈平稳下降趋势. 展开更多

关键词 表面流人工湿地 总氮 氨氮 平均去除率 浓度沿程变化

在线阅读 下载PDF 职称材料

气候变化背景下流域生态需水预估——以好溪流域为例 被引量：7

11

作者 张殷钦 康文健 +2 位作者 乔海娟 龙岩 张丛林 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期313-323,共11页

为探究未来气候变化对流域生态需水量的影响,保障河流生态需水量,针对好溪流域进行生态需水量计算及预测。基于好溪流域气象数据及下垫面条件建立流域生态需水模型,并根据GF1-WFV遥感影像数据订正后的地表反射率和作物种植结构提升模型... 为探究未来气候变化对流域生态需水量的影响,保障河流生态需水量,针对好溪流域进行生态需水量计算及预测。基于好溪流域气象数据及下垫面条件建立流域生态需水模型,并根据GF1-WFV遥感影像数据订正后的地表反射率和作物种植结构提升模型模拟精度。选择CanESM_(2)气候模式下的RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5这3种排放情景,建立气候变化背景下流域生态需水预测方法,计算现状年并预测未来年份的生态需水量及生态需水保障程度。结果表明,基于光学遥感影像进行数据订正后,模型模拟精度有所提升,率定期的模型精度R^(2)从0.80提升为0.85,验证期的R^(2)从0.75提升至0.78。应用提升精度后的模型进行生态需水预测,在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,2025—2100年的年均生态需水分别增加了0.27亿、0.21亿和0.29亿m^(3),其中RCP8.5情景下生态需水保障程度最高,RCP4.5情景下生态需水保障程度最低。 展开更多

关键词 流域 气候变化 模拟精度 生态需水量 预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

基肥施用方式和灌水量对土壤水分动态和玉米产量影响 被引量：3

12

作者 王利书 杨宝斌 +2 位作者 王丽玄 周客 程东娟 《节水灌溉》 北大核心 2021年第8期1-7,共7页

为探讨基肥施用方式和灌水量对土壤水分及作物生长状况的影响,进行了夏玉米大田试验,设置2种基肥施用方式:耕后施肥(A方式)和耕前施肥(B方式),3个灌水量水平45、60和75 mm,测定了夏玉米各生育期的质量土壤含水量、生长因子和产量。结果... 为探讨基肥施用方式和灌水量对土壤水分及作物生长状况的影响,进行了夏玉米大田试验,设置2种基肥施用方式:耕后施肥(A方式)和耕前施肥(B方式),3个灌水量水平45、60和75 mm,测定了夏玉米各生育期的质量土壤含水量、生长因子和产量。结果表明:①不同灌水量的剖面含水量分布曲线在不同生育期内变化相似,在整个生育期内从拔节期到大喇叭口期分3个阶段,土壤水分呈现明显变化;②基肥施用方式和灌水量对土壤含水量分布均有影响,但基肥施用方式对土壤含水量的影响小于灌水量对土壤含水量的影响;③灌水量越大,玉米耗水量越大,耗水量的差异主要来自玉米前期的土壤蒸发,收获时灌水量大的处理土壤储水量越大;④与耕前施肥相比,耕后施肥处理在玉米的穗长、穗重、穗粗和百粒重方面均有所增加,但灌水量对玉米产量影响大于施肥方式对产量影响。由以上可知,施肥方式和灌水量决定玉米产量,耕后施肥和增加灌水量对玉米产量影响最大,以期为玉米提高产量提供范例。 展开更多

关键词 土壤水分动态 基肥施肥方式 灌水量 夏玉米 生长 产量

在线阅读 下载PDF 职称材料

漳河流域基流演变规律 被引量：1

13

作者 钟皓 张殷钦 《水电能源科学》 北大核心 2021年第12期28-32,共5页

为揭示漳河流域基流对河川径流的贡献及基流的变化规律,基于观台水文站的实测日径流量(1959~1990、2006~2018年),运用Eckhardt滤波法将日径流量划分为直接径流量和基流量,并通过M-K检验法判别不同时间尺度(年、季、月)基流量和基流指数(... 为揭示漳河流域基流对河川径流的贡献及基流的变化规律,基于观台水文站的实测日径流量(1959~1990、2006~2018年),运用Eckhardt滤波法将日径流量划分为直接径流量和基流量,并通过M-K检验法判别不同时间尺度(年、季、月)基流量和基流指数(BFI)的演变规律。结果表明,1959~1990、2006~2018年基流对河川径流的贡献分别为0.63、0.64;年基流量和BFI呈下降趋势,且在1971、1966年发生突变;季节性基流量均呈显著下降趋势,且突变点出现在1970年前后;春、秋、冬三季BFI均呈显著下降趋势;月基流量和月BFI均呈下降趋势,在1970年前后发生突变。 展开更多

关键词 基流指数 Eckhardt滤波法 M-K检验 观台站

在线阅读 下载PDF 职称材料