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基于自适应罚函数遗传算法求解地下水管理模型

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人民黄河 2022年第3期44卷 69-73页

作者：王玉莲黄林显桑国庆刘治政韩忠梁浩山东省第六地质矿产勘查院山东威海264209 济南大学水利与环境学院山东济南250022 山东省地下水数值模拟与污染控制工程技术研究中心山东济南250022 山东省地质调查院山东济南250013 山东省国土空间生态修复中心山东济南250014

在充分分析地下水管理模型流程结构的基础上,通过耦合地下水流数值模型MODFLOW和遗传算法(GA),提出一种自适应罚函数遗传算法用于求解地下水管理模型。将MODFLOW嵌入到GA中,数值模型模拟结果返回到优化算法中作为约束条件,优化过程通过G... 详细信息

在充分分析地下水管理模型流程结构的基础上,通过耦合地下水流数值模型MODFLOW和遗传算法(GA),提出一种自适应罚函数遗传算法用于求解地下水管理模型。将MODFLOW嵌入到GA中,数值模型模拟结果返回到优化算法中作为约束条件,优化过程通过GA求解。通过实例验证,结果表明:该算法可以自主进行罚因子值的选取,克服了一般遗传算法中罚因子值选取的困难;能够确保获得可行域上的全局最优解;与传统的遗传优化算法相比,该算法求解精度更高。

关键词：地下水管理模型自适应罚函数遗传算法(GA) MODFLOW

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梯级泵站输水系统运行效率优化模型

系统工程理论与实践 2014年第8期34卷 2179-2185页

作者：桑国庆曹升乐郭瑞官庆朔白咸勇济南大学资源与环境学院济南250022 中国水利水电科学研究院北京100038 山东大学土建与水利学院济南250061 国务院南水北调工程建设委员会办公室北京100000

大型梯级泵站输水工程是由泵站、拦污栅和渠段等设备、设施组成的复杂系统.梯级泵站输水系统运行效率是反映系统运行状态的重要指标,也是影响输水费用的主要因素.针对梯级泵站输水系统运行效率影响因素进行分析,提出梯级泵站输水系统运... 详细信息

大型梯级泵站输水工程是由泵站、拦污栅和渠段等设备、设施组成的复杂系统.梯级泵站输水系统运行效率是反映系统运行状态的重要指标,也是影响输水费用的主要因素.针对梯级泵站输水系统运行效率影响因素进行分析,提出梯级泵站输水系统运行效率指标体系及函数表达式,在此基础上建立系统运行效率优化模型,以各影响因素为决策变量,寻求梯级泵站输水系统最优运行效率,以及对应的梯级间水力优化运行方案和各级泵站优化运行方案.以南水北调东线韩庄运河输水工程为应用实例,优化结果表明,该优化模型能够有效提高系统运行效率,可为梯级泵站输水系统经济运行提供技术支撑.

关键词：梯级泵站输水系统运行效率优化模型

SCS-CN模型在济南市南部山区径流估算中的优化应用

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南水北调与水利科技（中英文） 2022年第2期20卷 308-316页

作者：赵登良陈振江刘建华孟凡荣徐征和桑国庆边振济南大学水利与环境学院济南250022 青岛市水利勘测设计研究院有限公司济南250013 山东济南市水文局济南250100 山东省水利厅济南250013

济南市南部山区崮山流域地处我国北方土石山地丘陵区,以水力侵蚀为主的土壤侵蚀现象严重且生态环境脆弱,径流预测是水土保持监测和预报的重要基础,精度较高的的径流计算模型可以为济南市南部山区更好地开展水土保持工作提供技术支撑与... 详细信息

济南市南部山区崮山流域地处我国北方土石山地丘陵区,以水力侵蚀为主的土壤侵蚀现象严重且生态环境脆弱,径流预测是水土保持监测和预报的重要基础,精度较高的的径流计算模型可以为济南市南部山区更好地开展水土保持工作提供技术支撑与数据基础。根据径流曲线模型(SCS-CN)原理和崮山流域内5个雨量站、1个水文站近10年的实测降雨、径流资料,借助ArcGIS平台利用优度拟合统计分析法及Nash-Sutcliffe效率系数验证法对模型参数初损率(λ)和径流曲线数(CN)进行了优化检验,结果表明:参数优化后的模型精确度较高(实测值与计算值分析结果为回归直线斜率K=0.9058、确定系数R^(2)=0.8127、纳什效率系数E_(NS)=0.7969)可以更好地适用于崮山流域径流测算;对2019年崮山流域29次侵蚀性降雨进行降雨产流估算,并累加计算得流域年径流量为0.53亿m^(3),年径流深处于34.15~371.52 mm,年均径流深为134.52 mm,汛期降雨产生的径流量占年径流量的90.27%。

关键词：径流曲线模型模型优化检验径流估算多源遥感济南市南部山区

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变流量条件下中华鲟产卵场涡强特征研究

水力发电学报 2010年第3期29卷 132-136页

作者：王远坤夏自强桑国庆郭文献杨宇南京大学地球科学与工程学院南京210093 河海大学水文水资源学院南京210098 南水北调山东干线有限责任公司济南250013 南京水利科学研究院南京210029

阐述了水平涡量的计算方法,在三维水流数值模拟的基础上计算了6种流量条件下的葛洲坝下游中华鲟产卵场水平涡量分布,结合产卵记录探讨了水平涡量与中华鲟产卵的响应关系。计算结果表明,随着流量的增大产卵场底层水平涡量值无明显变化,... 详细信息

阐述了水平涡量的计算方法,在三维水流数值模拟的基础上计算了6种流量条件下的葛洲坝下游中华鲟产卵场水平涡量分布,结合产卵记录探讨了水平涡量与中华鲟产卵的响应关系。计算结果表明,随着流量的增大产卵场底层水平涡量值无明显变化,卵浓度随水平涡量的增大呈下降趋势,鱼卵密集区的水平涡量上限值为1.0×10-3s-1,说明中华鲟产卵对区域水平涡量具有选择性。此行为具有重要的生物学意义。

关键词：生态水力学涡量数值模拟中华鲟产卵场

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基于分时电价的梯级泵站输水系统日优化运行

排灌机械工程学报 2013年第8期31卷 688-695页

作者：桑国庆曹升乐郭瑞张林济南大学资源与环境学院山东济南250022 山东大学土建与水利学院山东济南250061 南水北调山东干线有限责任公司山东济南250012

为了提高梯级泵站输水系统日运行效益,通过分析梯级泵站输水系统,提出了梯级泵站输水系统整体运行效率的定义及表达式,分析了梯级泵站输水系统日运行费用的影响因素及优化机制.在此基础上,以日运行费用最小为目标,考虑分时电价,日输水总... 详细信息

为了提高梯级泵站输水系统日运行效益,通过分析梯级泵站输水系统,提出了梯级泵站输水系统整体运行效率的定义及表达式,分析了梯级泵站输水系统日运行费用的影响因素及优化机制.在此基础上,以日运行费用最小为目标,考虑分时电价,日输水总量,泵站进、出水池水位等约束条件,以时段流量分配、级间水位等因素为决策变量,建立了梯级泵站输水系统日运行费用优化模型、梯级泵站输水系统运行效率优化模型和单级泵站运行效率优化模型,采用基于区间离散的动态规划法进行求解,进而确定梯级泵站输水系统日优化运行方案,包括各时段内梯级间水力(水位、流量)方案和各泵站内运行方案.将该优化方法应用于南水北调东线韩庄运河段梯级泵站工程,结果表明节约费用效果较为显著.

关键词：梯级泵站输水系统运行费用优化模型

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截污导流工程综合效益的可变模糊评价

人民黄河 2020年第S1期42卷 36-39页

作者：郑从奇郭晓娜桑国庆武玮山东省水文局山东省水利勘测设计院济南大学水利与环境学院

截污导流工程是南水北调东线工程水质问题的有力保障,以菏泽市东鱼河截污导流工程为研究对象,结合流域实际情况,从经济、社会和环境效益方面选取9个评价指标构建综合效益评价指标体系,并建立可变模糊评价模型对截污导流工程的综合效益... 详细信息

截污导流工程是南水北调东线工程水质问题的有力保障,以菏泽市东鱼河截污导流工程为研究对象,结合流域实际情况,从经济、社会和环境效益方面选取9个评价指标构建综合效益评价指标体系,并建立可变模糊评价模型对截污导流工程的综合效益进行了评价,结果表明:菏泽市东鱼河截污导流工程综合效益的级别特征值为1.65,处于级别2,说明东鱼河截污导流工程效益较高,主要体现在保证调水水质、中水农业灌溉、工业用水等方面效益较为显著,但在工程防洪除涝、改善交通、生态环境改善方面效益不太明显。

关键词：截污导流工程可变模糊评价模型评价指标体系综合效益

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串联渠系多渠池蓄量平衡控制模式研究

灌溉排水学报 2021年第2期40卷 84-92页

作者：管光华李慧滢苏海旺桑国庆武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222 济南大学水利与环境学院济南250022

【目的】解决渠道控制中以单个渠段蓄量为控制对象时,存在调蓄容量有限、相邻渠池间的蓄量变化无法相互调节的问题。【方法】提出一种等下游水深的多渠池蓄量平衡运行方式,并建立了基于蓄量变化的闸门目标流量计算方法,采用南水北调东... 详细信息

【目的】解决渠道控制中以单个渠段蓄量为控制对象时,存在调蓄容量有限、相邻渠池间的蓄量变化无法相互调节的问题。【方法】提出一种等下游水深的多渠池蓄量平衡运行方式,并建立了基于蓄量变化的闸门目标流量计算方法,采用南水北调东线济平干渠为工程背景进行建模仿真验证。【结果】多渠池蓄量平衡模式下,对蓄量差乘以一定权重系数能有效降低闸门流量超调、缩短稳定时间;在正常运行工况下,该算法较常规下游常水位控制模式对渠首水库造成的调蓄压力更小,各无量纲性能指标整体较优,系统稳定时间最长缩短10 h;考虑流量变化较大的工况时,针对济平干渠渠池长度差异将近10倍的现状,发现增设节制闸减小单渠池长度后,该算法整体稳定时间进一步减小,各无量纲性能指标均不同程度提高。【结论】多渠池蓄量控制优于单个渠池蓄量控制,此算法为多渠池蓄量控制的进一步研究奠定基础。

关键词：渠系控制运行方式控制蓄量变目标水深南水北调东线济平干渠段

基于高分一号卫星遥感数据的复杂水体信息提取方法研究

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济南大学学报（自然科学版） 2021年第6期35卷 572-579页

作者：李飞桑国庆孙盈曹方晶水发规划设计有限公司山东济南250100 济南大学水利与环境学院山东济南250022 山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心山东济南250014

以山东省微山县为研究区,高分一号卫星遥感影像为数据源,基于单波段阈值法、归一化水体指数法与决策树法对复杂水体信息进行提取,采用人工目视解译的水体信息作为真值,统计3种方法的漏提率、误提率和提取精度;采用混淆矩阵验证3种方法... 详细信息

以山东省微山县为研究区,高分一号卫星遥感影像为数据源,基于单波段阈值法、归一化水体指数法与决策树法对复杂水体信息进行提取,采用人工目视解译的水体信息作为真值,统计3种方法的漏提率、误提率和提取精度;采用混淆矩阵验证3种方法对不同类型的水体的提取精度。结果表明,3种方法均可应用于水体信息提取,按提取精度由高到低的顺序是决策树法(98.7672%)、单波段阈值法(98.1526%)、归一化水体指数法(95.2977%)。

关键词：卫星遥感影像水体信息提取单波段阈值法归一化水体指数法决策树法

基于DPSIR模型的沿河村落山洪灾害风险评价

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人民黄河 2020年第7期42卷 35-39页

作者：郑恒桑国庆刘友春济南大学水利与环境学院山东济南250000 山东省湖泊流域管理信息化工程技术研究中心山东济宁272000

山丘区沿河村落洪水预防和治理是我国山洪灾害防治的难点之一,定量研究沿河村落山洪灾害风险程度可为山洪灾害防治提供理论保障。将DPSIR模型引入山洪灾害风险评估中,对模型中各指标重新定义,对模型内部关系重新梳理,得到新的契合山洪... 详细信息

山丘区沿河村落洪水预防和治理是我国山洪灾害防治的难点之一,定量研究沿河村落山洪灾害风险程度可为山洪灾害防治提供理论保障。将DPSIR模型引入山洪灾害风险评估中,对模型中各指标重新定义,对模型内部关系重新梳理,得到新的契合山洪灾害风险评价的DPSIR指标体系模型,以及因子度和风险度两个综合评价模型,并选取威海市文登区2个小流域的5个不同特征的沿河村落为研究对象,综合考虑研究对象下垫面及人类活动情况,选取有代表性的评价指标,构建基于DPSIR模型的山洪灾害风险评价指标体系,利用因子度和综合风险度来表征山洪灾害风险。结果表明,该方法可以定量体现不同沿河村落风险状况的相似性与差异性,可应用于沿河村落山洪灾害防治工作中。

关键词：沿河村落山洪灾害风险 DPSIR模型指标体系