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基于WRF的郑州市双峰降雨模拟方案分析
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作者 张金萍 张熙 +2 位作者 王祥 王尧 杨沂荣 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第3期28-34,44,共8页
为探究WRF模式模拟郑州市双峰降雨现象时的性能表现,特别是针对2011—2017年期间发生的10场双峰暴雨事件,选取了3种(WDM6、Morrison和Thompson)不同的微物理方案进行模拟分析,并将3种方案的模拟结果与实际观测数据进行比较。结果显示:3... 为探究WRF模式模拟郑州市双峰降雨现象时的性能表现,特别是针对2011—2017年期间发生的10场双峰暴雨事件,选取了3种(WDM6、Morrison和Thompson)不同的微物理方案进行模拟分析,并将3种方案的模拟结果与实际观测数据进行比较。结果显示:3种微物理方案的误差指标均表明Morrison方案表现出一定的优势,并且其结果更加稳定,3种微物理方案在相关系数方面都具有较好的数据体现;Morrison方案在模拟降雨过程线方面优于其他2种方案,对于雨型及雨峰贴合度,Morrison方案总体上比其他2种方案表现更佳,尽管在个别场次中存在例外情况。研究结果可为郑州市双峰降雨预报方案的选择提供参考。 展开更多
关键词 双峰降雨 降雨模拟 WRF模式 微物理方案 郑州市
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水利新质生产力:内涵解读、理论框架与实施路径 被引量:61
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作者 左其亭 秦西 马军霞 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第3期1-8,共8页
在新一轮科技革命和产业变革的大背景下,新质生产力成为高质量发展的内在要求和重要着力点。为把加快发展新质生产力的部署要求落实到水利工作的全过程各方面,提出了水利新质生产力的概念及内涵,认为水利新质生产力是追求高科技、高效... 在新一轮科技革命和产业变革的大背景下,新质生产力成为高质量发展的内在要求和重要着力点。为把加快发展新质生产力的部署要求落实到水利工作的全过程各方面,提出了水利新质生产力的概念及内涵,认为水利新质生产力是追求高科技、高效能、高质量、符合新发展理念的先进水利生产力质态;提出了由指导思想、基本原则、理论基础、主要研究内容和支撑体系五部分组成的水利新质生产力理论框架,阐述了水利新质生产力的主要研究内容;并从工程、技术、制度和管理支撑四方面,提出了水利新质生产力的实施路径。为加快形成和发展水利新质生产力提供理论基础和路径参考。 展开更多
关键词 新质生产力 水利新质生产力 内涵解读 理论框架 实施路径
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基于系统动力学模型的郑州市水资源承载力动态模拟 被引量:3
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作者 李铭 李想 +3 位作者 牛超杰 全李宇 赵连军 胡彩虹 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第6期49-55,63,共8页
水资源问题制约着缺水城市的可持续发展,近年来郑州市社会经济高速发展,其水资源有限的现状与用水需求快速增长之间的矛盾愈加凸显。为科学研究郑州市水资源承载力远期发展情况,根据郑州市经济社会现状的水资源供需和发展状况,采用多系... 水资源问题制约着缺水城市的可持续发展,近年来郑州市社会经济高速发展,其水资源有限的现状与用水需求快速增长之间的矛盾愈加凸显。为科学研究郑州市水资源承载力远期发展情况,根据郑州市经济社会现状的水资源供需和发展状况,采用多系统综合的系统动力学方法(System Dynamics,SD),结合水资源、生态、经济社会、水利工程四个子系统,构建郑州市水资源承载力研究的SD模型。将2010-2019年的历史数据与SD方法的模拟数据进行比较,平均误差均小于10%,具有较高的可信度,可用来预测郑州市未来的水资源承载力发展情况。在此基础上,通过设定现状延续、控污节流、开源控污和开源节流4种不同方案,对2020-2030年水资源承载力系数进行动态模拟预测。结果表明:2030年4种方案下的水资源承载力系数分别为1.24、1.18、1.00、0.89,现状延续和控污节流方案下的郑州市水资源承载力随着时间的推移呈现严重超载状态,无法承载郑州市经济社会的快速发展;开源控污方案在预测期内的水资源承载力超载状态会对经济社会发展产生较大阻力。故开源节流方案为最佳方案,水资源承载力系数小于1,在研究期内未出现超载状态,可有利缓解郑州市的缺水状况,促进经济社会的发展。结合4种方案的优点,提出有利于郑州市水资源可持续发展的建议与对策。 展开更多
关键词 水资源承载力 系统动力学模型 郑州市 水资源承载力系数
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郑州市暴雨强度公式计算与对比分析 被引量:3
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作者 张金萍 王茹玉 李志伟 《水电能源科学》 北大核心 2024年第8期1-5,共5页
为真实客观地反映郑州市近年来暴雨特征变化,进一步优化郑州市暴雨强度公式,选取2000~2022年11个降雨历时的年最大暴雨量,采用最小二乘法、遗传算法、拟牛顿法优化了郑州市暴雨强度公式参数,并与郑州市2002年暴雨强度公式以及2023年暴... 为真实客观地反映郑州市近年来暴雨特征变化,进一步优化郑州市暴雨强度公式,选取2000~2022年11个降雨历时的年最大暴雨量,采用最小二乘法、遗传算法、拟牛顿法优化了郑州市暴雨强度公式参数,并与郑州市2002年暴雨强度公式以及2023年暴雨强度公式进行对比分析。结果表明,郑州市暴雨强度公式在指数分布中采用拟牛顿法拟合误差最小,最终确定的优化参数A1为11.312、C为2.968、b为19.8、n为0.900;在不同重现期暴雨条件下,优化公式相对于2002年公式呈现出完全不同的极值分布情况,即“大的更大、小的更小”,而与2023年公式的雨强相差较小;在不同降雨情景管网水力运行特征中,优化公式与2023年公式的模拟结果高度一致,两者在预测郑州市内涝情况整体上具有相似的准确性和可靠性,对城市排水防涝具有一定的指导作用。 展开更多
关键词 暴雨强度公式 年最大值法 参数优化 IDF曲线 管网水力运行特征
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基于WRF的郑州市降雨模拟方案分析
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作者 张金萍 李志伟 王茹玉 《水电能源科学》 北大核心 2024年第6期1-5,共5页
为探究WRF模式对郑州市五区降雨过程的模拟能力,比选出一套符合郑州市五区大多数降雨的WRF模拟参数,采用WRF模式中的Thompson、WSM6及Lin三种微物理参数方案分别模拟了郑州市五区的9场降雨持续时间为1 h,重现期以3~5年为主的降雨事件,并... 为探究WRF模式对郑州市五区降雨过程的模拟能力,比选出一套符合郑州市五区大多数降雨的WRF模拟参数,采用WRF模式中的Thompson、WSM6及Lin三种微物理参数方案分别模拟了郑州市五区的9场降雨持续时间为1 h,重现期以3~5年为主的降雨事件,并对9场不同降雨历时、重现期的降雨事件在Thompson方案下进行模拟,通过水文预报中常用的相对误差、相关系数、均方根误差、平均误差进行评价。结果表明,Thompson方案在总降雨量、过程量及降雨趋势方面相较WSM6、Lin方案稳定性更好;对于不同降雨历时、重现期的降雨,Thompson方案模拟结果的相关系数都较高,但均方根误差略微偏大,平均误差正负参半,数值也相对偏小。研究结果对郑州市降雨预报方案的选择具有一定参考价值。 展开更多
关键词 WRF模式 降雨模拟 微物理参数 郑州市
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交通荷载下饱和软黏土的不排水变形特性
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作者 孙磊 王钰轲 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期126-137,共12页
针对以往交通荷载下饱和软黏土不排水变形特性的研究大多忽视循环围压影响的问题,为了深入理解软黏土地基在交通循环荷载作用下的变形特性,采用GDS变围压动三轴试验系统模拟交通循环荷载应力路径,对温州饱和软黏土进行了一系列不排水条... 针对以往交通荷载下饱和软黏土不排水变形特性的研究大多忽视循环围压影响的问题,为了深入理解软黏土地基在交通循环荷载作用下的变形特性,采用GDS变围压动三轴试验系统模拟交通循环荷载应力路径,对温州饱和软黏土进行了一系列不排水条件下的恒定围压(constant confining pressure,CCP)和变围压(variable confining pressure,VCP)应力路径循环加载试验,重点分析了循环动应力比(CSR)以及应力路径(α)对饱和软黏土动态回弹模量和轴向累积应变的影响。试验结果表明:在不排水条件下,饱和软黏土的动态回弹模量随着CSR和α的增大而减小,而轴向累积应变随着CSR和α的增大而增大,说明循环围压作用能够提高饱和软黏土在不排水循环加载下的刚度并限制其轴向应变的累积。基于试验结果并结合现有的经验模型,分别构建了可以反映交通循环荷载应力路径效应的饱和软黏土动态回弹模量和轴向应变累积经验模型,可以用于交通荷载下软黏土地基长期变形的计算分析。 展开更多
关键词 饱和软黏土 应力路径 回弹模量 轴向累积应变 经验模型
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富水粉细砂层联络通道顶管法施工地表沉降分析 被引量:3
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作者 李晓龙 栗鹏超 +3 位作者 刘小锋 孙立军 郭长龙 何况 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期67-74,共8页
为研究富水粉细砂层地铁联络通道顶管法施工对地表沉降的影响,对郑州地铁12号线08工区埋深15 m、长7.5 m的联络通道在顶管法施工过程中的地表沉降进行了监测,并结合“地层-主隧道-内支撑-联络通道”体系三维数值模型,深入分析了顶管掘... 为研究富水粉细砂层地铁联络通道顶管法施工对地表沉降的影响,对郑州地铁12号线08工区埋深15 m、长7.5 m的联络通道在顶管法施工过程中的地表沉降进行了监测,并结合“地层-主隧道-内支撑-联络通道”体系三维数值模型,深入分析了顶管掘进过程中地表沉降的时空演化规律。结果表明:地表沉降量随着顶管机的推进逐渐增大,顶推到位后达到最大沉降值,其中台车就位、始发破洞及接收破洞阶段产生的沉降增量明显大于其他开挖阶段,设备拆除后,受卸载作用影响,地层产生一定量回弹,沉降值减小;地表沉降曲面呈漏斗状,沿联络通道中心线方向左右对称,沿垂直于中心线方向不对称,最大沉降值位于纵向距离联络通道中心靠近始发端3 m处;联络通道顶管法施工对地表横向影响范围更大,地表沉降集中发生区域近似椭圆形,其长轴垂直于联络通道中心线。 展开更多
关键词 联络通道 顶管法 数值模拟 现场监测 地表沉降
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基于无人机MiniSAR和多光谱遥感数据的冬小麦土壤墒情反演 被引量:1
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作者 张成才 祝星星 +2 位作者 姜明梁 王蕊 侯佳彤 《节水灌溉》 北大核心 2025年第3期105-112,共8页
为了去除农作物对雷达散射信号的影响,探究不同极化方式土壤后向散射系数与土壤墒情的响应关系,实现对冬小麦农田土壤墒情的精准监测,基于无人机MiniSAR多极化数据和多光谱数据,提出联合改进水云模型与BP神经网络反演土壤墒情的方法。... 为了去除农作物对雷达散射信号的影响,探究不同极化方式土壤后向散射系数与土壤墒情的响应关系,实现对冬小麦农田土壤墒情的精准监测,基于无人机MiniSAR多极化数据和多光谱数据,提出联合改进水云模型与BP神经网络反演土壤墒情的方法。首先利用植被覆盖度对水云模型进行改进,提取不同极化方式下的土壤后向散射系数,通过设置不同极化方式、极化差、极化比数据与归一化植被指数(NDVI)的多种组合模式,输入BP神经网络,构建冬小麦土壤墒情反演模型,并以河南省鹤壁市浚县中部的冬小麦种植区为试验区分析模型的预测效果。结果表明:相比于冬小麦土壤墒情线性回归模型,基于BP神经网络的土壤墒情反演模型精度更高,其中由改进水云模型计算得到的VV极化下的土壤后向散射系数、HH极化下的土壤后向散射系数以及两者的极化差、极化比组合输入BP神经网络得到的反演结果精度最高,R^(2)达到0.767,MAE为0.0136cm^(3)/cm^(3),RMSE为0.0176cm^(3)/cm^(3)。表明联合改进水云模型与BP神经网络的冬小麦土壤墒情反演模型具有较高的反演精度,为准确监测冬小麦土壤墒情提供了一种新思路。 展开更多
关键词 土壤墒情 水云模型 BP神经网络 后向散射系数 MiniSAR数据
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“四水四定”研究Ⅱ:理论方法及应用领域 被引量:1
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作者 左其亭 纪义虎 +1 位作者 陶洁 吴青松 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第3期489-498,共10页
探讨“四水四定”的主要研究内容及核心问题,构建“四水四定”理论方法体系,主要研究方法包括:要素识别与监测方法、阈值计算与分析方法、综合承载与评价方法、动态模拟与预测方法、科学调控与优化方法、系统规划与决策方法。分析理论... 探讨“四水四定”的主要研究内容及核心问题,构建“四水四定”理论方法体系,主要研究方法包括:要素识别与监测方法、阈值计算与分析方法、综合承载与评价方法、动态模拟与预测方法、科学调控与优化方法、系统规划与决策方法。分析理论方法在“四水四定”协同发展规模阈值、和谐共生路径模拟仿真、智能技术集成一体化平台构建、监测-考核-评估综合管理模式、多目标规划方案优选、引领现代化水管理与发展实践6个方面的应用前景。为进一步拓展“四水四定”研究思路、支撑相关工作提供参考。 展开更多
关键词 “四水四定” 理论方法体系 研究方法 应用领域 核心问题
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“四水四定”研究Ⅲ:实施路径及保障体系 被引量:1
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作者 左其亭 贺豪 +1 位作者 臧超 纪义虎 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第3期499-506,共8页
“四水四定”是应对水资源短缺问题,协调人水关系,推动人与自然和谐共生的重要举措。在深入理解“四水四定”概念、内涵、基本原理以及理论体系的基础上,提出“四水四定”实施应遵循5项基本原则,包括刚性约束与缓冲调节原则、多要素协... “四水四定”是应对水资源短缺问题,协调人水关系,推动人与自然和谐共生的重要举措。在深入理解“四水四定”概念、内涵、基本原理以及理论体系的基础上,提出“四水四定”实施应遵循5项基本原则,包括刚性约束与缓冲调节原则、多要素协同与系统治理原则、软硬实力协同并进原则、生态保护与节水优先原则、政策引导与制度保障原则;提出多方案对比分析和调控模型两类方法来选择确定“四水四定”实施方案;从绿色转型、和谐发展、技术创新、工程建设与政策完善5个方面,给出“四水四定”的具体实施路径;构建“四水四定”实施的保障体系,包括理论方法体系、政策制度体系、管理机制体系、技术标准体系、工程建设体系和文化教育体系。研究成果可为“四水四定”的贯彻落实提供指导和保障。 展开更多
关键词 “四水四定” 实施路径 保障体系 人水关系学 和谐共生
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“四水四定”研究Ⅰ:概念内涵及理论依据 被引量:1
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作者 左其亭 李佳敏 +1 位作者 马军霞 张志卓 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第3期481-488,共8页
“四水四定”作为一种科学的水资源管理原则,以水资源刚性约束为核心理念,强调资源分配的科学性和系统性。系统梳理“四水四定”提出背景与实践成效,分析其实施意义。在基于对“四水四定”多维理解的基础上,从“狭义”和“广义”两个角... “四水四定”作为一种科学的水资源管理原则,以水资源刚性约束为核心理念,强调资源分配的科学性和系统性。系统梳理“四水四定”提出背景与实践成效,分析其实施意义。在基于对“四水四定”多维理解的基础上,从“狭义”和“广义”两个角度界定“四水四定”的概念,从收支平衡、和谐平衡、供需平衡、共生平衡4方面解读其内涵;探讨“四水四定”的科学道理,阐述“四水四定”的5个基本原理,总结“四水四定”的主要理论和理论依据。对“四水四定”概念解读及理论基础的分析,有助于拓展“四水四定”研究思路,为后续“四水四定”应用与实践研究奠定基础。 展开更多
关键词 “四水四定” 水资源刚性约束 水资源动态调配 人水关系学 和谐共生
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跨流域调水前后白洋淀淀区水资源短缺风险分析 被引量:1
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作者 张金萍 苏少辉 左其亭 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期32-40,共9页
跨流域调水深刻改变了白洋淀淀区下垫面的供水条件,揭示淀区下垫面供水量与实际蒸散发量(ET_(a))的关系对于淀区用水安全和水资源管理具有重要意义。采用基于Budyko理论的傅抱璞经验公式对白洋淀淀区的ET_(a)进行计算,然后运用Archimede... 跨流域调水深刻改变了白洋淀淀区下垫面的供水条件,揭示淀区下垫面供水量与实际蒸散发量(ET_(a))的关系对于淀区用水安全和水资源管理具有重要意义。采用基于Budyko理论的傅抱璞经验公式对白洋淀淀区的ET_(a)进行计算,然后运用Archimedean Copula函数对淀区不同供水组合与ET_(a)的联合分布进行研究。结果表明:跨流域调水前后白洋淀淀区多年平均ET_(a)分别为547.24、583.96 mm,且ET_(a)变化趋势与下垫面的供水变化趋势相同;不同Archimedean Copula函数均可较好地描述下垫面供水量与ET_(a)的相依关系和联合概率分布特性;同时段“P+R+Q与ET_(a)”与“P+R与ET_(a)”的联合概率相比下降了0.06,条件概率下降了0.04,条件重现期增加了6.67年,在二者均值所构建的联合分布中,联合概率下降了0.10,条件概率下降了0.26。以上结果表明,实施跨流域调水工程以来,白洋淀淀区水资源短缺风险有所降低。 展开更多
关键词 白洋淀淀区 实际蒸散发 供水量 COPULA函数 水资源短缺风险
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竞争性用水问题本质及解决途径与方法 被引量:1
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作者 左其亭 张志卓 马军霞 《水资源保护》 北大核心 2025年第1期1-8,共8页
竞争性用水现象普遍存在于水科学研究与治水实践的各个层面,系统认识并合理解决竞争性用水问题,对新时期国家水安全保障具有重要意义。基于竞争性用水相关研究积累,首次定义了竞争性用水的概念,从时间、空间、系统3个维度解读其内涵并... 竞争性用水现象普遍存在于水科学研究与治水实践的各个层面,系统认识并合理解决竞争性用水问题,对新时期国家水安全保障具有重要意义。基于竞争性用水相关研究积累,首次定义了竞争性用水的概念,从时间、空间、系统3个维度解读其内涵并进行类型划分,构建了包含12种类型竞争性用水的三维层级结构。逐一解析不同竞争性用水问题的本质,归纳了解决问题应遵循的基本原理。在此基础上进一步研判不同竞争性用水问题潜在的解决途径及方法,系统提出了竞争性用水一般性计算方法,对黄河分水问题进行实例分析,得到了370亿m^(3)水量下的黄河综合分水方案。 展开更多
关键词 竞争性用水 用水类型划分 人水关系 分水 黄河
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基于Levy飞行和麻雀搜索算法优化集成学习模型的水质估算 被引量:3
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作者 李爱民 康轩 +3 位作者 袁铮 王海隆 闫翔宇 许有成 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期450-461,共12页
由于水体的光学复杂性和不同水质参数之间的相互作用,利用集成学习方法估算水质参数具有优势;然而,在建模过程中如何合理选择超参数仍然是一个难题。麻雀搜索算法能够快速搜索集成学习模型的最优参数;而Levy飞行算法可以防止麻雀搜索算... 由于水体的光学复杂性和不同水质参数之间的相互作用,利用集成学习方法估算水质参数具有优势;然而,在建模过程中如何合理选择超参数仍然是一个难题。麻雀搜索算法能够快速搜索集成学习模型的最优参数;而Levy飞行算法可以防止麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)陷入局部最优,并提高模型的准确性和效率。使用Levy飞行算法和麻雀搜索算法对随机森林(RandomForest,RF)、自适应回归(AdaBoost Regression,ABR)和类别提升回归(CatBoost Regression,CBR)3种集成学习模型进行了优化。以郑州东风渠和熊耳河为研究区,基于实测叶绿素a(chlorophyll-a,Chl-a)和总悬浮物(total suspended solids,TSM)数据,构建了LSSA-RF、LSSA-ABR和LSSA-CBR这3种估算模型。实验结果表明:模型经过优化后,各项指标均有不同程度的提高。其中表现最优的是LSSA-CBR模型;CBR模型是在梯度提升框架下进行的建模,对比RF和CBR模型具有更高维度的学习能力。在叶绿素a的估算中,LSSA-CBR估算模型的均方根误差为2.325μg·L^(-1),决定系数为0.896;在总悬浮物的估算中,LSSA-CBR模型的均方根误差为1.598 mg·L^(-1),决定系数为0.882。最后,将精度较好的LSSA-CBR模型应用于卫星Planet影像中,以评估河流叶绿素a和总悬浮物的空间分布情况。研究结果可为环保部门快速了解城市河流水质分布及进行水质评价与管理提供参考。 展开更多
关键词 叶绿素a 总悬浮物 集成学习模型 Levy飞行—麻雀搜索算法 城市河流
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考虑潜在溃坝的水库大坝运行成本和收益量化方法
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作者 葛巍 孙贺强 +3 位作者 李永闯 景来红 李宗坤 王建有 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期59-66,共8页
针对水库大坝逐渐老化、自身风险和运行成本不断增加的情况,为了进一步明确水库大坝运行的经济性,构建了一种考虑潜在溃坝损失作用下的水库大坝运行综合成本与综合收益量化模型。首先,综合考虑大坝潜在溃坝的影响,根据ISM理论明确了水... 针对水库大坝逐渐老化、自身风险和运行成本不断增加的情况,为了进一步明确水库大坝运行的经济性,构建了一种考虑潜在溃坝损失作用下的水库大坝运行综合成本与综合收益量化模型。首先,综合考虑大坝潜在溃坝的影响,根据ISM理论明确了水库大坝运行成本与收益影响因素之间的相互作用关系,确定了水库大坝运行综合成本与综合收益量化指标;其次,基于DEMATEL法分析了各因素之间的相互作用程度,明确了各成本与收益指标之间相对重要程度;最后,结合技术经济学理论,计算了潜在溃坝损失作用下的水库大坝运行综合成本和综合收益。将所提模型应用于国内某水库,计算了该水库的运行综合成本和综合收益,并对其经济性进行了分析,结果表明:在考虑潜在溃坝损失的情况下,该水库运行综合成本为743.62万元,综合收益为10911.83万元,收益成本比为14.67,运行综合收益远大于运行综合成本,创收能力良好,经济效益显著。 展开更多
关键词 水库大坝 成本收益 量化方法 自身风险 溃坝
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基于改进YOLOv8算法的半刚性基层松散病害识别方法
16
作者 张蓓 徐硕 +3 位作者 钟燕辉 蔡鸿健 臧全胜 李晓龙 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第5期122-129,共8页
针对目前复杂环境下探地雷达对路面松散病害的检测精度差、速度低等问题,提出了一种基于改进YOLOv8算法(YOLOv8-DN)的松散病害识别方法。所提方法针对性设计了DN模块替代C2f模块,该模块结合动态形变卷积模块和多尺度特征融合模块,使用... 针对目前复杂环境下探地雷达对路面松散病害的检测精度差、速度低等问题,提出了一种基于改进YOLOv8算法(YOLOv8-DN)的松散病害识别方法。所提方法针对性设计了DN模块替代C2f模块,该模块结合动态形变卷积模块和多尺度特征融合模块,使用动态形变卷积核的感受野以适应病害特征的形态复杂性,并利用多尺度特征融合路径提升模型对细小和模糊病害区域的捕捉能力。将原结构中的C2f模块替换为DN模块后,改进的YOLOv8-DN算法显著增强了对复杂病害的识别能力,且有效减少了计算开销。实验结果表明:相比原始YOLOv8算法,改进算法的mAP提升了5.29百分点,漏检率降低了5.2百分点,推理速度提高了4.9帧/ms,且检测掩膜区域的完整性和准确性显著提高,证明了该算法的有效性和可行性,也为沥青路面半刚性基层松散病害的快速、精准检测提供了一种新的方法。 展开更多
关键词 探地雷达 改进YOLOv8 松散病害 深度学习 目标检测
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基于复杂网络与数值模拟的暴雨-洪水-泥石流灾害链分析
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作者 杨海波 李梦雨 +2 位作者 蔡迎春 邓宇 李军华 《人民黄河》 北大核心 2025年第7期124-130,共7页
暴雨灾害会引发山洪及泥石流等次生灾害,形成复杂的灾害链,对社会经济和自然生态系统造成重大威胁。现有研究对多灾害节点之间的交互关系及其叠加风险的探索尚显不足。为解决这一问题,结合复杂网络理论与FLO-2D数值模拟技术,构建了一种... 暴雨灾害会引发山洪及泥石流等次生灾害,形成复杂的灾害链,对社会经济和自然生态系统造成重大威胁。现有研究对多灾害节点之间的交互关系及其叠加风险的探索尚显不足。为解决这一问题,结合复杂网络理论与FLO-2D数值模拟技术,构建了一种针对暴雨-洪水-泥石流灾害链的分析框架,并以河南省栾川县柿树沟为研究区域,分析河南郑州“7·20”特大暴雨灾害背景下的灾害链动态演化特征。研究结果表明:1)数值模拟结果显示泥石流的最大流速可达6.56 m/s,最大堆积深度为7.30 m,高、中、低危险区占比分别为3.61%、17.65%、78.74%;2)排水设施损坏或堵塞、电力设施损坏、内涝积水、车辆被淹、泥石流、河水倒灌是灾害链网络的关键节点;3)河水倒灌→内涝积水、内涝积水→车辆被淹、内涝积水→电力设施损坏、河堤毁坏→河道堵塞、车辆被淹→人员伤亡是灾害链网络的关键边。从动态演化的视角识别灾害链中的关键节点和关键边,深入解析多灾害节点之间的交互机制,可为灾害风险评估、防灾减灾措施优化及应急管理提供科学依据。 展开更多
关键词 暴雨-洪水-泥石流灾害链 复杂网络 FLO-2D 关键节点 关键边
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温度对高聚物浆液在裂隙中扩散特性影响研究
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作者 李晓龙 桂云祥 +2 位作者 贾赫扬 钟燕辉 张蓓 《土木工程学报》 北大核心 2025年第1期111-125,共15页
具有自膨胀特性的高聚物注浆材料已广泛应用于岩体加固工程,但关于其注浆机理尚缺乏深入认识。近期试验研究表明,温度对自膨胀高聚物浆液的流动扩散过程具有显著影响,原因在于温度变化会改变高聚物浆液化学反应进程,进而影响其扩散行为... 具有自膨胀特性的高聚物注浆材料已广泛应用于岩体加固工程,但关于其注浆机理尚缺乏深入认识。近期试验研究表明,温度对自膨胀高聚物浆液的流动扩散过程具有显著影响,原因在于温度变化会改变高聚物浆液化学反应进程,进而影响其扩散行为。为深入揭示温度对高聚物浆液在裂隙中扩散行为的影响机制,以一种工程中应用的自膨胀聚氨酯高聚物浆液为对象,基于浆液聚合反应机理和计算流体动力学理论,用准三维有限体积法离散浆液流动控制方程,用三维有限体积法离散裂隙壁热传导方程,建立模拟分析高聚物浆液在裂隙中膨胀扩散过程的热-流耦合仿真模型,实现对浆液化学反应进程、流场和“浆液-裂隙”体系温度场的耦合求解。开展不同注浆量、预热温度条件下无水平板裂隙高聚物注浆模型试验,通过浆液扩散范围、密度、温度等实测数据与计算结果的对比,验证所建立数值模型的适用性。在此基础上,分析预热温度、环境温度对浆液在平板裂隙中扩散行为的影响,结果表明,相同环境温度条件下,随着浆液预热温度升高,浆液扩散速率及升温速度加快,峰值温度增大,达到峰值点时刻越早;相同预热温度条件下,环境温度越高,浆液扩散速率越快,扩散半径越大;当浆液预热温度或环境温度升高至一定值时,浆液最终扩散范围不再发生明显改变;随着环境温度降低,所需的浆液最低预热温度逐渐增大。该文工作对高聚物裂隙注浆浆液预热温度设定具有一定指导作用。 展开更多
关键词 自膨胀高聚物 裂隙注浆 扩散机理 温度 试验 仿真方法
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河道治理工程潜在生命效益量化方法
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作者 葛巍 李浩东 +3 位作者 张亚东 孙向鹏 周延卫 李宗坤 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第4期114-120,共7页
针对生命价值难量化导致河道治理工程潜在生命效益被忽略的问题,提出了河道治理工程防洪效益中潜在生命效益量化方法。结合洪水生命损失,引入收入弹性系数法计算统计生命价值,构建洪水生命损失货币价值量化函数;对水利工程防洪效益计算... 针对生命价值难量化导致河道治理工程潜在生命效益被忽略的问题,提出了河道治理工程防洪效益中潜在生命效益量化方法。结合洪水生命损失,引入收入弹性系数法计算统计生命价值,构建洪水生命损失货币价值量化函数;对水利工程防洪效益计算的频率法进行简化,提出了基于统计生命价值的河道治理工程潜在生命效益量化方法。将该方法应用于贾鲁河综合治理工程,结果表明:工程多年平均潜在生命效益为3073.54万元/a,其中中牟县占比39.5%,周口市川汇区、西华县、扶沟县和尉氏县城区共占比38.7%,沿线非城镇区域占比21.8%,河道治理工程的潜在生命效益主要在城区和人口密集区域。通过量化防洪效益中潜在生命效益,完善了水利工程防洪效益计算理论及方法。 展开更多
关键词 河道治理工程 统计生命价值 潜在生命效益 生命损失 频率法
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径向振动激励作用下饱和砂层中浆液扩散特性试验研究
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作者 李晓龙 陈永利 +3 位作者 肖伟帆 范新健 钟燕辉 王复明 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1087-1099,共13页
振动注浆通过对饱和砂层施加振动激励作用,使其受扰动后有效应力下降、强度降低,从而减小浆液扩散阻力,增强其扩散性能,提升注浆效率和加固效果。目前振动注浆试验多采取轴向振动方式,其振动能量集中作用于钻杆端部土体,对径向土体几乎... 振动注浆通过对饱和砂层施加振动激励作用,使其受扰动后有效应力下降、强度降低,从而减小浆液扩散阻力,增强其扩散性能,提升注浆效率和加固效果。目前振动注浆试验多采取轴向振动方式,其振动能量集中作用于钻杆端部土体,对径向土体几乎无扰动效应,影响范围有限。针对该问题,研发了一种具有径向激振和频率可调功能的振动注浆模型试验装置,杆体末端的振动器通过隔振接头与杆体连接,以减少振动能量沿杆体的传播,提升能量利用率。首先利用该装置研究了10、30和50Hz径向振动作用下,饱和砂土超孔隙水压力演变规律和时空分布特征,然后进行振动注浆试验,测试不同振动频率、注浆压力和注浆时间条件下地聚物浆液在饱和砂土中的扩散特性。结果表明,随着振动频率的增加,超静孔压比越大,达到液化状态越早,且持续时间越长,不同埋深下与振动器中心等高的测点扰动效应最强烈,在水平方向随着与振动中心距离的增加,扰动影响逐渐减弱。与静态注浆相比,施加振动激励后浆液扩散性能显著增强,浆液扩散半径随振动频率、注浆压力、注浆时间增加而增大,振动频率为10、30和50Hz时,浆液扩散半径相对于无振动时分别增加15.7%、60.2%和174.1%。不同工况下浆液固结体长度较为接近,平均长度比振动器长度增大约20%。浆液扩散的最终形态与砂土受扰动程度和空间分布特征基本一致。 展开更多
关键词 振动注浆 模型试验 径向振动 饱和砂层 扩散性能
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