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基于改进PCA-BP神经网络模型的海宁市需水预测

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水电能源科学 2024年第5期42卷 68-71,79页

作者：杨登元鞠茂森唐德善河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学河长制研究与培训中心江苏南京210098

需水预测是地区水资源规划中的重要部分,对于实现水资源合理有序开发,保障社会经济的可持续发展有重要的指导意义。采用改进PCA-BP神经网络模型对影响需水量的9个影响因子进行降维处理,并分别以海宁市2.01~2.14、2.15~2.2.年数据作为训... 详细信息

需水预测是地区水资源规划中的重要部分,对于实现水资源合理有序开发,保障社会经济的可持续发展有重要的指导意义。采用改进PCA-BP神经网络模型对影响需水量的9个影响因子进行降维处理,并分别以海宁市2.01~2.14、2.15~2.2.年数据作为训练样本和检验样本完成模型训练,其中,综合灰色预测模型GM(1,1)对降维后的影响因子独立预测,从而预测海宁市规划年需水量,并与传统定额法的需水预测结果进行对比分析。结果表明,人口、GDP、居民生活用水量、城镇公共用水量为影响海宁市需水量的主要因子;通过构建改进PCA-BP神经网络模型得到的2.2.、2.30、2.35年需水结果,比传统定额法更为真实、合理,进一步证实了预测模型的合理性,可为海宁市未来水资源规划提供指导。

关键词：需水预测主成分分析法改进PCA-BP神经网络灰色预测模型

抽蓄系统抽水快转发电过渡过程的水力不稳定性

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南水北调与水利科技（中英文） 2024年第4期22卷 821-832页

作者：汤国和闫晓彤何腾张志兵郑源阚阚华电福新周宁抽水蓄能有限公司福建宁德355400 河海大学水利水电学院南京210098 河海大学电气与动力工程学院南京211100

为满足电力系统动态服务需求,要求抽蓄系统快速完成工况转换,抽水快转发电过渡过程是抽蓄系统在工况转换过程中最为复杂和危险的工况之一,但目前相关研究较少。为明确该过程的水力不稳定性,建立抽蓄电站全过流系统三维模型,开展抽蓄系... 详细信息

为满足电力系统动态服务需求,要求抽蓄系统快速完成工况转换,抽水快转发电过渡过程是抽蓄系统在工况转换过程中最为复杂和危险的工况之一,但目前相关研究较少。为明确该过程的水力不稳定性,建立抽蓄电站全过流系统三维模型,开展抽蓄系统抽水快转发电过渡过程的数值模拟计算,探究水泵水轮机组的外特性参数变化、压力脉动特性和内部流态演变。研究表明:抽蓄机组抽水快转发电过程中,流量、力矩及受力的变化皆随着活动导叶动作呈现出阶梯式变化;水泵制动运行工况及转轮转速发生转向期间为机组易产生较大摆动、力矩易发生剧烈波动的时段,且尤以无叶区的压力波动最为剧烈;导叶开度的快速变化以及流量和转速的变向成为机组内部危险流动的主要来源。研究结果可为提高抽水快转发电过渡过程中的稳定性和优化控制策略提供理论支撑。

关键词：抽蓄全过流系统水泵水轮机抽水快转发电过渡过程水力不稳定性

Experimental study of the settling of twin spherical particles released side by side: The impact of particle size, fluid viscosity, initial spacing,and particle density

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International Journal of Sediment Research 2023年第1期38卷 83-96页

作者： Yang Xiao Jieqing Liu Pei Zhang Jian Zhou Dongfang Liang Zhihao Wang Taotao Zhang Saiyu yuan Hongwu tang State Key Laboratory of Hydrology-water Resources and Hydraulic engineering Hohai University Yangtze Institute for Conservation and Development Hohai University College of water conservancy and {{2. engineering Hohai University Institute of water Science and Technology Hohai University School of engineering Westlake University Department of engineering University of Cambridge

The settling of solid particles in a fluid is an important process that needs to be considered in many fields of research. For example, the interactions among particles and between particles and the surrounding fluid are important topics in studying suspended sediment transport and water clarification. In this paper, the settling processes and interactions of twin spherical particles released side by side were experimentally studied. The Reynolds number varied in the range of 1-300, which is within the transition zone. Particle Tracking Velocimetry(PTV) and Particle Image Velocimetry(PIV) were utilized to capture the settlement trajectory, and provide insight into the flow fields around the particles. The influences of particle size, fluid viscosity, initial spacing, and particle density on the settling process were systematically investigated. The experimental results reveal that the initial spacing between the twin particles(l0*) and the Reynolds number(Re) are the two most important factors affecting particle settling. The interaction between particles comprises only repulsion when the initial spacing is small, while the density of particles has little effect on the final settling state when the initial spacing is not very small. The flow fields around different particles are similar for the same Re, leading to similar final settlement behaviors, except for the case of l0* = 0, when the influence of particle rotation cannot be ignored. Except for the case of l0* = 0, although the particle density has little effect on the final settling behavior, it affects the repulsive process during settling. The final repulsive distance between the twin particles is highly dependent on Re and l0*. Two critical Re values exist(～10 and ～100), where the repulsive distance is negatively correlated with Re when Re 10, but it is positively correlated with Re when Re > 100. However, the repulsive distance is always negatively correlated with l0*. These findings can improve understa

关键词： Particle settlement Repulsion of particles Particle tracking velocimetry (PTV) Particle image velocimetry (PIV) Particle density

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双向轴伸泵装置反向运行流动及振动特性研究

工程热物理学报 2020年第10期41卷 2452-2459页

作者：张付林郑源李城易唐肖阳高成昊河海大学水利水电学院南京210098 河海大学能源与电气学院南京211100

为分析双向轴伸泵装置反向运行时的流动特性,对泵装置进行数值模拟计算,结果表明:泵装置反向运行时,前置导叶引起的正向预旋使叶轮进口处的轴向流速分布均匀性降低,当流量小于0.8Q0时,轴向流速分布均匀性呈现出近乎指数的下降趋势;叶轮... 详细信息

为分析双向轴伸泵装置反向运行时的流动特性,对泵装置进行数值模拟计算,结果表明:泵装置反向运行时,前置导叶引起的正向预旋使叶轮进口处的轴向流速分布均匀性降低,当流量小于0.8Q0时,轴向流速分布均匀性呈现出近乎指数的下降趋势;叶轮出口环量越大,出水流道性能的提高越明显,但是当流量大于1.1Q0时,环量对流道性能的影响消失。通过模型试验验证外特性,然后对试验装置不同叶片安放角、不同工况下的振动结果进行分析,得到其振动特性,结果表明:泵装置反向运行时,振动加速度峰峰值随着流量的减小先减小后增大,在小流量工况0.8Q0时最大;振动主频集中在1倍、3倍、4倍和14倍转频的位置,且主频位置随工况的改变而改变.研究结果为泵站工程的安全稳定运行提供参考。

关键词：双向轴伸泵装置反向运行流动特性振动特性

雅江河谷防沙治沙生态工程实施年限对沙地持水性能的影响

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水土保持学报 2021年第4期35卷 55-63页

作者：唐永发张宝军熊东红刘琳唐科明袁勇中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所山地灾害与地表过程重点实验室成都610041 四川农业大学水利水电学院四川雅安625014 中国科学院大学北京100049

为探究雅鲁藏布江(下称“雅江”)河谷阶地2.类型防沙治沙生态工程(砂生槐灌木林、杨树人工林)实施对沙地持水性能的影响,测定了该区6,12.30年生态工程样地0—30 cm土层沙地持水性能和土壤理化性质,采用模糊数学法计算了土壤质量指数,... 详细信息

为探究雅鲁藏布江(下称“雅江”)河谷阶地2.类型防沙治沙生态工程(砂生槐灌木林、杨树人工林)实施对沙地持水性能的影响,测定了该区6,12.30年生态工程样地0—30 cm土层沙地持水性能和土壤理化性质,采用模糊数学法计算了土壤质量指数,分析了沙地持水性能的影响因素,并采用多元逐步回归法确定了主要影响因素。结果表明:(1)研究区0—10 cm土层砂生槐和杨树人工林土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量指标从6~30年增幅分别为5.81%~9.19%和51.47%~71.48%,杨树人工林上述持水量指标是砂生槐的1.02.1.60倍。(2.杨树人工林促进沙地0—10 cm土层机械组成、容重、孔隙度等结构变化和有机质、全氮等养分含量提高均优于砂生槐。随实施年限变化,砂生槐上述土壤指标变化整体为12.最好,杨树人工林则依次为30年>10年>6年。(3)2.生态工程0—30 cm土层土壤综合质量指数平均值随年限的增加呈增加趋势。相关分析和多元逐步回归分析结果表明,沙地持水性能与沙地机械组成、容重、孔隙度、有机质、全氮和全磷均呈极显著相关,其主要影响因素为毛管孔隙度、全氮和极细砂。综合可知,杨树人工林作为当地引进乔木种,其对沙地持水性能提升效果及持续作用均优于乡土种灌木砂生槐,能够很好地促进沙地恢复。研究结果可为认识区域沙地生态水文功能变化和生态工程建设提供数据参考。

关键词：生态工程持水性能理化性质实施年限雅江河谷

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半圆弯拉下岩石内裂纹扩展规律数值模拟研究

水利水电技术 2020年第4期51卷 193-202页

作者：张志韬顾浩王海军汤雷刘鑫娜戚海棠南京水利科学研究院水文水资源与水利工程国家重点实验室江苏南京210029 河海大学水利水电学院江苏南京210098

岩石内部固有缺陷的存在和扩展是导致其断裂的重要因素,半圆弯拉试验是该领域的重要实验。为研究半圆弯拉下含三维内裂纹试件扩展路径及断裂特性,基于Franc3D有限元自适应网格划分技术开展含三维内裂纹SCB试样数值模拟,结果表明:(1)基于... 详细信息

岩石内部固有缺陷的存在和扩展是导致其断裂的重要因素,半圆弯拉试验是该领域的重要实验。为研究半圆弯拉下含三维内裂纹试件扩展路径及断裂特性,基于Franc3D有限元自适应网格划分技术开展含三维内裂纹SCB试样数值模拟,结果表明:(1)基于Franc3D软件的三维裂纹扩展与室内试验具有较好的一致性,该软件是三维裂纹数值模拟的重要工具。(2.通过M积分得到裂纹尖端应力强度因子,分析得出对称加载模型为KⅠ与底部加载跨距呈正相关的Ⅰ型断裂模式;非对称加载模型中出现复合断裂模式,随着右侧加载跨距的增加,KⅠ先降低再升高,KⅡ及KⅢ先变化至0,再逐渐升高。(3)基于最大拉应力准则得到裂纹扩展路径,对称加载模型在I型断裂模式下进行平面扩展后破坏,非对称加载模型出现复合断裂模式,伴随翼型起裂并扩展至破坏。(4)定量分析对称加载模型裂纹内部扩展规律得出,裂纹下端扩展速率最大,上端扩展速率最小。

关键词：岩石断裂半圆弯拉 Franc3D 扩展路径三维裂纹

水氮耦合对无芒雀麦产量及氮磷钾化学计量特征的影响

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植物营养与肥料学报 2022年第3期28卷 532-545页

作者：唐仲霞银敏华齐广平康燕霞马彦麟汪精海贾琼汪爱霞姜渊博甘肃农业大学水利水电工程学院甘肃兰州730070

【目的】合理的水分和养分供给是保障人工草地高效可持续生产的有效措施。探究不同灌溉量和施氮量及其交互作用对牧草产量及养分含量的影响,有助于深入了解牧草生长对草地生态系统的响应。【方法】以人工种植无芒雀麦(Bromus inermis)... 详细信息

【目的】合理的水分和养分供给是保障人工草地高效可持续生产的有效措施。探究不同灌溉量和施氮量及其交互作用对牧草产量及养分含量的影响,有助于深入了解牧草生长对草地生态系统的响应。【方法】以人工种植无芒雀麦(Bromus inermis)为研究对象进行田间试验。采用喷灌方法,在无芒雀麦拔节期按照田间持水量(θ_(f))范围设置4个灌溉水平:75%~85%θ_(f)(W_(0))、45%~85%θ_(f)(W_(1))、55%~85%θ_(f)(W_(2.)、65%~85%θ_(f)(W_(3));每个灌溉水平下分别设置0、60、12.和180 kg/hm^(2.4个施氮水平,依次记为N_(0)、N_(1)、N_(2.和N_(3),共16个水氮组合。作物共刈割3次,调查每次刈割的干物质量和氮(N)、磷(P)、钾(K)含量及其化学计量特征。【结果】水分补偿和施用氮肥分别提高了无芒雀麦总产量2..0%~58.1%和31.1%~88.9%,两者对无芒雀麦总产量的交互作用也达到极显著水平(P1)。16个水氮组合中,N_(1)W_(2.、N_(2.W_(3)和N_(3)W_(0)较N_(0)W_(1)组合的产量分别提高66.6%、158.0%和144.7%,以N_(2.W_(3)的产量最高(12.60 kg/hm^(2.),其余的组合处理产量显著低于N_(2.W_(3)。回归分析表明,施氮和灌水分别为152.3 kg/hm^(2.和552.1 mm时,产量达到峰值13308 kg/hm^(2.。水分补偿显著提高无芒雀麦N、P、K含量,施用氮肥显著增加无芒雀麦N、K含量,却降低P含量(P1)。无芒雀麦N/P、K/P总体表现为随灌水量的增加先增加后减少(W_(0)水平最低)、随施氮量的增加而显著增加(N_(3)水平最高)的趋势(P1),水分补偿和施用氮肥对N/K均无显著影响。水氮互作对无芒雀麦N、P、K含量、N/P、K/P及N/K等指标均无显著效应;回归分析发现,无芒雀麦N和K含量在施氮、灌水分别为136.8 kg/hm^(2.、546.3 mm和139.3 kg/hm^(2.、552.5 mm时达到最高,分别为2..6和2..1 mg/g;对于P含量,在现有试验范围内,无法寻求其阈值。【结论】水分补偿和施用氮肥对无芒雀麦提产增养效果明显,且后者较前者增产幅度大;水氮交互在短期内对无芒雀麦产量有显著耦合效应,而对氮磷钾化学计量特征无显著影响;水氮耦合效应可能与土壤干旱程度、施氮量及牧草生长时期有关;通过回归预测得出,河西走廊地区无芒雀麦适宜的水氮范围为灌水546.3~552.5 mm、施氮136.8~152.3 kg/hm^(2.。

关键词：无芒雀麦水分补偿氮素添加产量化学计量特征

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基于云模型的长株潭幸福河评价

三峡大学学报（自然科学版） 2021年第4期43卷 1-6页

作者：黄垣森唐德善唐彦河海大学水利水电学院南京210098 河海大学计算机与信息学院南京210098

为满足人们对美好生活的向往,幸福河建设已成为衡量地区发展水平的标准之一.为评价长株潭地区居民对河流的幸福感受程度,同时给湘江幸福河建设提供参考,本文从防洪保安全、健康水生态、优质水资源、绿色水产业、宜居水环境5个方面选取1... 详细信息

为满足人们对美好生活的向往,幸福河建设已成为衡量地区发展水平的标准之一.为评价长株潭地区居民对河流的幸福感受程度,同时给湘江幸福河建设提供参考,本文从防洪保安全、健康水生态、优质水资源、绿色水产业、宜居水环境5个方面选取15个指标构建幸福河评价体系,采用G1-CRITIC确定组合权重,充分考虑了数据的变异性和冲突性,最后利用正态云模型综合概率论和模糊集理论确定隶属度,得到最终得分;以万丰河、涟水河、浏阳河为例进行评价,结果表明:浏阳河幸福度优,万丰河、涟水河幸福度良好;万丰河幸福度限制因素为防洪标准达标率、新型施肥技术覆盖程度;涟水河幸福度限制因素为万元工业增加值用水量、污水集中处理率、规模化畜禽养殖污染处理率;浏阳河幸福度限制因素为防洪达标率.

关键词： G1 CRITIC 云模型幸福河评价体系