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变化环境下西江干流水文情势变化及生态流量保证率研究

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变化环境下西江干流水文情势变化及生态流量保证率研究

作者：邓世浪华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

气候变化及人类活动的影响下,西江流域河川径流自然水文过程遭到破坏,严重影响流域的生态系统。水文情势与生态流量保证率作为衡量生态系统健康的两个重要指标,探究变化环境下二者的具体变化情况,进而探明生态系统所遭受的不利影响,以... 详细信息

气候变化及人类活动的影响下,西江流域河川径流自然水文过程遭到破坏,严重影响流域的生态系统。水文情势与生态流量保证率作为衡量生态系统健康的两个重要指标,探究变化环境下二者的具体变化情况,进而探明生态系统所遭受的不利影响,以期为西江的生态保护提供参考与指导。本文以西江干流天峨、迁江、武宣及梧州四座水文站为研究对象,在实现各水文站变化时期天然径流模拟的基础上,从水文情势及生态流量保证率两个角度分析气候变化与人类活动对于生态系统造成的不利影响,并采用基于水文模拟的变化归因方法,探究气候变化与人类活动对于水文情势改变的影响程度,主要研究内容如下:(1)西江干流变化时期天然径流模拟。采用滑动T、M-K等多突变检验方法,检验出各水文站第一次突变多集中在上世纪80年代末90年代初,并以此划分出径流天然时期及变化时期。基于天然时期的气象径流数据,构建了随机森林模型实现变化时期气候影响下的天然径流模拟,采用NSE与R2两个指标进行模拟效果评价,结果表明:随机森林模型在天然时期建立的气象因子与径流变化之间的关系适用于本研究区,模拟精度达到要求。(2)西江干流水文情势变化及归因分析。在水文指标法的基础上,采用Do、DHRAM两个改变度指标探究整体水文情势变化,并基于天然径流模拟进行归因分析,结果表明:各水文站水文情势整体改变度均为中度改变,其中天峨及迁江站变化程度明显比武宣及梧州站剧烈,应重点关注上游河段的保护;气候变化与人类活动均是引起水文情势变化的重要因素,气候变化对于水文情势的影响程度从上游至下游逐渐加大,上游天峨站水文情势变化主要受到人类活动的影响,迁江站及梧州站气候变化对于水文情势变化贡献大于人类活动,而武宣站二者的影响差别不大。(3)西江干流生态流量计算及生态流量保证率变化特征分析。采用5种分布曲线拟合各水文站的天然月径流序列,发现最优拟合曲线多为GEV及P-Ⅲ型分布,基于此,采用90%保证率下的流量作为各月生态流量,组成年内生态流量过程,并用Tennant法检验后,计算结果合理可靠。径流在发生突变后,变化时期生态流量保证率相较于天然时期存在一定程度的下降,空间上天峨站及迁江站下降幅度更为剧烈,时间上在汛期(7～10月)下降程度更加明显。

关键词：天然径流模拟水文情势变化归因分析生态流量保证率西江干流

基于集对云模型和减法集对势的河南省水资源脆弱性评价

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中国农村水利水电 2023年第2期 1-8页

作者：李继清邓世浪张鹏华北电力大学水利与水电工程学院北京102206 华北电力大学苏州研究院江苏苏州215123

开展水资源脆弱性评价是加强水资源管理的有效途径。针对于集对分析中联系数的线性表达不能兼顾水资源评价系统中存在的模糊性以及随机性问题,引入云模型改进集对分析中联系数的计算,并通过方差最大化原则耦合层次分析法以及熵权法计算... 详细信息

开展水资源脆弱性评价是加强水资源管理的有效途径。针对于集对分析中联系数的线性表达不能兼顾水资源评价系统中存在的模糊性以及随机性问题,引入云模型改进集对分析中联系数的计算,并通过方差最大化原则耦合层次分析法以及熵权法计算得到评价指标的综合权重,建立了融合权重的集对云模型,对2010-2019年河南省各地级市的水资源脆弱性开展评价。同时,引进五元减法集对势对各城市水资源脆弱性的发展趋势进行分析。结果表明:河南省水资源呈现轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱3个等级,分布上呈现南部、西部的城市整体水资源脆弱性较低,北部、中部的城市整体水资源脆弱性较高,主要是水资源自然禀赋的不足以及开发利用程度高所致;信阳、三门峡、驻马店系统态势多数年份处于均势或偏同势,水资源脆弱性状况较其余城市更好,发展形势健康;郑州、焦作、开封等城市系统态势所有年份均处于反势或偏反势,发展形势严峻,属于水资源脆弱性重点调控的地区;河南省最严格水资源管理制度的实行以及南水北调中线工程的供水缓解了水资源短缺的压力,水资源脆弱性自2014年起呈现下降趋势,符合河南省的实际情况。研究结果可为河南省水资源合理开发利用以及水资源~社会经济~生态环境的协调发展提供决策依据。

关键词：水资源脆弱性评价集对云模型五元减法集对势河南省

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“碳中和”背景下流域统一电价机制研究

人民长江 2023年第4期54卷 36-41,48页

作者：黄婧李继清龙飞雨邓世浪华北电力大学水利与水电工程学院北京102206 华能澜沧江水电股份有限公司云南昆明650214

中国现行水电电价机制呈现多样化,“一厂一价”现象日益严重。通过梳理水电电价发展历程,找出现行电价机制中被忽视的因素,包括水电外部性、梯级水电站间水力联系等。基于此,提出了“直接成本+正外部成本-负外部成本”的流域统一电价机... 详细信息

中国现行水电电价机制呈现多样化,“一厂一价”现象日益严重。通过梳理水电电价发展历程,找出现行电价机制中被忽视的因素,包括水电外部性、梯级水电站间水力联系等。基于此,提出了“直接成本+正外部成本-负外部成本”的流域统一电价机制。在“碳中和”的背景下,实行流域统一电价有助于提高水资源利用率,促使水电行业融入电力现货市场,并可为全面认识各类发电能源的效益与影响提供依据。

关键词：流域统一电价机制水电外部性梯级水电站可持续发展碳中和水电行业

基于改进五元联系数集对势排序法的长江上游洪水遭遇分析

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中国农村水利水电 2023年第4期 90-96页

作者：李继清姜良勇张鹏邓世浪华北电力大学水利与水电工程学院北京102206 华北电力大学苏州研究院江苏苏州215123

长江上游干流与支流、支流与支流、上游与下游的洪水遭遇现象加重了防洪的严峻形势,流域暴雨洪涝灾害频发,严重影响了沿岸地区的稳定发展,有必要全面系统地分析洪水遭遇规律与发生态势。采用水文统计分析方法,从洪水遭遇次数及遭遇时间... 详细信息

长江上游干流与支流、支流与支流、上游与下游的洪水遭遇现象加重了防洪的严峻形势,流域暴雨洪涝灾害频发,严重影响了沿岸地区的稳定发展,有必要全面系统地分析洪水遭遇规律与发生态势。采用水文统计分析方法,从洪水遭遇次数及遭遇时间、洪峰遭遇及最大7 d和15 d洪水过程遭遇量级、最大7 d和15 d洪水过程重叠天数等多个角度,分析长江上游流域干流与支流、支流与支流、上游与下游十种不同组合的洪水遭遇规律。进而采用改进五元联系数集对势排序方法对洪峰遭遇、最大7 d和15 d洪水过程遭遇的严重程度以及最大7 d和15 d洪水过程遭遇的重叠程度进行了集对势级排序与分析。结果表明,发生洪水遭遇时,长江上游各种洪水组合洪峰、洪量的总体遭遇态势不严重,但最大7 d和15 d洪水过程重叠程度处于较高水平,表现出洪水持续时间长、过程洪量大,尤其乌江与长江干流在宜昌站的最大7 d洪量重叠程度特别严重,给宜昌站及其下游的荆江分洪区带来较大的防洪压力。改进的五元联系数集对势排序方法保留了逻辑上成立的181种势级,从同势、均势、反势角度定量刻画了洪水遭遇指标与严重等级间的联系趋势,将洪水遭遇严重程度细致、准确地量化为不同势级,有助于快速判断防洪重点,为实施科学调度提供决策依据。

关键词：洪水遭遇水文统计集对势排序五元联系数长江上游

基于FPGA的高精度闭环光纤陀螺设计与研究

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基于FPGA的高精度闭环光纤陀螺设计与研究

作者：吴世浪电子科技大学

学位级别：硕士

基于最小二乘的量化评估页岩气压裂改造效果方法

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工程科学与技术 2024年

作者：邓才孙可心文欢胡朝浪中国石油集团川庆钻探工程有限公司四川大学数学学院

在页岩气压裂改造的过程中，水平井分段多簇压裂技术是实现页岩气高效开发的关键技术之一，但这项技术缺乏低成本、可量化的评价方法。页岩气压裂改造效果的好坏通常通过井下射孔的有效开启个数来判断，有效孔眼开启得多，则压裂改造效... 详细信息

在页岩气压裂改造的过程中，水平井分段多簇压裂技术是实现页岩气高效开发的关键技术之一，但这项技术缺乏低成本、可量化的评价方法。页岩气压裂改造效果的好坏通常通过井下射孔的有效开启个数来判断，有效孔眼开启得多，则压裂改造效果好，反之则差。针对目前页岩气压裂改造技术评估的瓶颈，本文设计了一种基于非线性最小二乘的量化评估模型，该模型结合井下各项摩阻理论与孔眼扩展方程，实现了有效开启射孔数的高效计算。首先，本文根据压裂过程中阶梯降排量测试中的总摩阻（井筒摩阻、孔眼摩阻、近井摩阻之和）与压裂液排量的对应关系，构造了页岩气摩阻拟合的非线性最小二乘目标函数，从而拟合出各项摩阻系数，尤其是孔眼摩阻系数；然后，结合孔眼摩阻方程和孔眼扩展方程，创建了射孔有效开启孔数和磨蚀后的射孔平均直径的计算模型；最后，将此模型应用到工业生产中，根据有效开启射孔数和磨蚀后射孔平均直径的计算结果，可以得到该井段水平井分段多簇压裂改造的实施效果评估依据。在摩阻拟合方面，相比原有模型，本文所提出的模型具有区分所有拟合参数的优点，并且添加了符合工程实际的约束条件，使得拟合结果符合工程需求。本文所提出的评估方法具有数学理论完备的优点，且方法实施成本低，实施效率高，可以作为压裂改造评价的新方法。

关键词：页岩气开采水平井分段多簇压裂摩阻拟合非线性最小二乘有效开启孔数

低碳城市试点政策对中国资源型城市绿色转型发展的影响

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中国人口·资源与环境 2024年第6期34卷 65-79页

作者：邓世成吴玉鸣西华师范大学商学院四川南充637009 嘉陵江流域现代产业高质量发展研究中心四川南充637009 华东理工大学商学院上海200237

绿色技术创新是实现中国式绿色现代化的关键支撑和动力源泉,更是推动资源型城市绿色低碳转型发展的重要动力。该研究采用2006—2021年中国110个资源型城市的面板数据,以低碳城市试点政策为准自然实验,基于空间渐进双重差分模型,从空间... 详细信息

绿色技术创新是实现中国式绿色现代化的关键支撑和动力源泉,更是推动资源型城市绿色低碳转型发展的重要动力。该研究采用2006—2021年中国110个资源型城市的面板数据,以低碳城市试点政策为准自然实验,基于空间渐进双重差分模型,从空间溢出视角考察了低碳城市建设对资源型城市绿色技术创新的影响效应及其时空异质性,并结合中介效应模型揭示了低碳城市建设影响资源型城市绿色技术创新的作用机制。研究发现:(1)低碳城市建设显著促进了资源型城市的绿色技术创新,尤其对城市绿色实用新型专利申请量的驱动效应更强。此结论经过一系列稳健性检验后依然成立。(2)低碳城市建设的政策效应存在“本地-邻地”的空间溢出,本城市的低碳治理将向空间相邻城市溢出“政策红利”,激励空间相邻城市的绿色技术创新,且“政策红利”主要提高了空间相邻城市的绿色专利申请量和绿色实用新型专利申请量。(3)时空异质性分析表明,低碳城市建设在资源型城市中的政策激励效应存在时滞性,在政策实施后的第5年开始逐步增强;该效应还存在城市发展阶段和初始绿色创新水平的异质性,其在成熟型城市、再生型城市以及绿色创新高水平城市中更显著,且政策激励效应的空间正向溢出在再生型城市和绿色创新高水平城市中更显著。(4)机制检验表明,低碳城市建设通过推动城市产业结构的转型升级,提高城市经济集聚程度,从而促进了资源型城市的绿色技术创新。(5)进一步分析发现,随着政策试点范围的扩大,低碳城市试点政策存在显著的推广效应。该研究拓宽了低碳城市建设的绿色创新效应的研究视角,为夯实低碳城市试点政策的现有成果、推动资源型城市绿色低碳转型发展提供了经验证据和有益启示。

关键词：资源型城市绿色技术创新低碳城市试点空间溢出效应空间双重差分模型

地铁上覆超高层建筑基础隔振措施应用及效果研究

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地铁上覆超高层建筑基础隔振措施应用及效果研究

作者：邓世邦广州大学

学位级别：硕士

本文以广州地铁3号线隧道某上覆结构高度为112.4 m的34层超高层住宅建筑项目为研究背景,围绕该建筑采用的隔振桩(所有工程桩外侧裹覆一层35 mm厚,自桩顶向下延伸18 m深的橡胶隔振层)和隔振支座(LNR800、LNR900、LRB80和LRB900,其中LNR... 详细信息

本文以广州地铁3号线隧道某上覆结构高度为112.4 m的34层超高层住宅建筑项目为研究背景,围绕该建筑采用的隔振桩(所有工程桩外侧裹覆一层35 mm厚,自桩顶向下延伸18 m深的橡胶隔振层)和隔振支座(LNR800、LNR900、LRB80和LRB900,其中LNR代表叠层天然橡胶支座,LRB代表叠层铅芯橡胶支座,800和900分别代表支座的有效直径)两道基础隔振措施,通过理论分析、现场试验、解析模型求解和数值模拟全面地研究了措施的隔振效果,主要的研究工作及成果如下:(1)通过理论分析,证明了在桩身外侧裹覆一层低阻抗隔振层可以有效减弱振动波的传播;对隔振桩的施工流程进行了详细的描述;通过地铁运营引起隔振桩桩顶振动现场试验,发现隔振桩桩顶的时域竖向加速度峰值与地面振动相比衰减了31.07%,同时但在频域中会存在两个加速度幅值明显高于地面振动的振动主频。裹覆橡胶层的隔振桩动刚度现场试验结果表明,该振动主频是由于隔振桩的共振现象而产生的,此外还证实了隔振桩的动刚度与桩顶动力响应之间的高度相关性。(2)通过建立裹覆橡胶层的隔振桩的解析模型和“隧道-土体-隔振桩”三维有限元模型,开展了有关橡胶隔振层厚度和深度变化对隔振桩动力特性和动力响应的影响的参数化分析。结果表明,橡胶隔振层厚度的变化(35 mm-105 mm)对隔振桩的动刚度和桩顶动力响应的影响较小,而增加橡胶隔振层的纵向深度(18 m-36 m)可以有效降低由地铁振动引起的桩顶竖向加速度峰值,衰减率最高可达83.06%,此外,增加橡胶隔振层的纵向深度对隔振桩的共振现象也有一定的缓解作用。(3)通过隔振支座的竖向隔振效果和动力特性现场试验,发现LNR800、LNR900、LRB800和LRB900四种隔振支座对50-80 Hz的高频振动分量均有较好的衰减效果,而对1-50 Hz频段内的部分低频振动分量则会造成较明显的放大,其中LNR900的整体隔振效果最佳。此外,随着上部建筑荷载压力的增加,4种隔振支座对低频振动的放大效应均有所改善,根据人工力锤敲击得到的隔振支座动力特性结果表明,该现象的产生是由于隔振支座的共振特征频率在上部建筑荷载压力增加的过程中向高频发生了偏移。(4)结合现行的国家规范指标,采用数值模拟的方式,研究分析了地铁上覆超高层建筑在采用不同基础隔振措施组合的情况下对地铁振动的隔振效果,并进一步证实了隔振桩和隔振支座两道基础隔振措施对隔离地铁振动的有效性。

关键词：地铁振动超高层建筑隔振桩隔振支座隔振效果

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乌江磷浓度与通量变化及来源解析

湖泊科学 2024年第1期36卷 64-76页

作者：娄保锋黄波黄小龙邓世江卓海华生态环境部长江流域生态环境监督管理局监测与科研中心武汉430010 四川省广元生态环境监测中心站广元628000

磷(P)是长江流域备受关注的污染物。乌江是长江八大支流之一,位于三峡水库近库尾江段。武隆断面是乌江入长江控制断面。对1998-2019时期武隆断面径流量、悬浮泥沙浓度(SS)与输沙量、磷浓度与通量(包括总磷(TP)、溶解态磷(DP)和颗粒态磷(... 详细信息

磷(P)是长江流域备受关注的污染物。乌江是长江八大支流之一,位于三峡水库近库尾江段。武隆断面是乌江入长江控制断面。对1998-2019时期武隆断面径流量、悬浮泥沙浓度(SS)与输沙量、磷浓度与通量(包括总磷(TP)、溶解态磷(DP)和颗粒态磷(PP))年际变化及季节特征进行研究,并基于河流基流分割原理对磷的来源进行了解析。结果表明,(1)1998-2019年,乌江武隆断面径流量在一定幅度内上下波动,而悬浮泥沙浓度和输沙量下降剧烈。(2)22年来,乌江TP和DP浓度与通量总体上呈先升高后下降的趋势,2009-2013年为磷污染峰值期,TP和DP浓度与通量远高于其它时期。(3)2007年是一个重要的时间节点,该节点前,TP的赋存形态以颗粒态为主,颗粒态磷在总磷中的占比均值为65%;该节点后,TP的赋存形态转变为以溶解态为主,颗粒态磷占比均值下降为16%,相应地,溶解态磷占比由35%上升为84%。水沙条件改变是磷形态发生显著变化的主要驱动力,磷污染程度亦是磷形态变化的重要影响因素。(4)磷通量在年内的季节分布发生了显著变化,丰水期磷通量减少,枯水期磷通量增加。(5)1998-2012、2009-2013和2014-2019年3个时期点源负荷占比分别为23.5%、36.8%和62.1%,呈增加趋势。(6)建议制定适宜的总磷控制目标,结合目前所存在的磷污染风险点,进一步强化监管,侧重源头治理。

关键词：乌江磷通量形态来源解析