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MARS模型在渭河流域参考作物蒸散量计算中的适应性研究

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节水灌溉 2024年第2期 17-24页

作者：葛杰周晓平王晶曹绮欣曹钧恒陈至立冯家豪中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065 咸阳市水利水电规划勘测设计研究院陕西咸阳712000

为有效提高气象资料缺失时渭河流域参考作物蒸散量(ET_(0))计算精度,选取流域及附近20个气象站58 a(1960-2017年)逐日气象资料,基于不同气象要素组合,构建16种基于多元自适应回归样条(MARS)的ET_(0)计算模型,并将计算结果与Hargreaves-S... 详细信息

为有效提高气象资料缺失时渭河流域参考作物蒸散量(ET_(0))计算精度,选取流域及附近20个气象站58 a(1960-2017年)逐日气象资料,基于不同气象要素组合,构建16种基于多元自适应回归样条(MARS)的ET_(0)计算模型,并将计算结果与Hargreaves-Samani、Makkink和Irmark-Allen模型进行对比,评价MARS模型在渭河流域的适应性及可移植性。结果表明:MARS模型能很好地甄别ET_(0)与各输入因子间的非线性关系,MARS2(T_(max)、T_(min)、R_(a))计算精度(平均MAE为0.225 mm/d,平均RMSE为0.327 mm/d,平均R2为0.897)能满足应用要求,模型精度随输入气象要素数量的增加而升高;输入因子中引入地球外辐射R_(a),可明显提高MARS模型精度;在输入因子相同时,MARS模型精度高于Hargreaves-Samani、Irmark-Allen和Makkink模型;MARS模型在渭河流域具有很强的泛化能力和可移植性。因此,气象资料缺失时基于MARS建立的ET_(0)计算模型可作为渭河流域ET_(0)计算的推荐模型。

关键词：渭河流域参考作物蒸散量多元自适应回归样条可移植性 ET_(0)模型地球外辐射R_(a)

基于时序运行模拟的水火风光储互补系统电源优化配置

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水力发电学报 2024年第3期43卷 71-83页

作者：姜梦妍王筱董闯王社亮周恒高洁中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司博士后科研工作站西安710065 水电水利规划设计总院北京100120

系统时序运行模拟是水火风光储互补系统电源规模优化配置的关键环节。对于水火风光储多能互补系统8760逐小时运行模拟,按照小时尺度构建的模型规模很大,直接求解困难。本文提出按时间尺度逐层分解、递进优化的高效求解算法,精确模拟系... 详细信息

系统时序运行模拟是水火风光储互补系统电源规模优化配置的关键环节。对于水火风光储多能互补系统8760逐小时运行模拟,按照小时尺度构建的模型规模很大,直接求解困难。本文提出按时间尺度逐层分解、递进优化的高效求解算法,精确模拟系统全年逐小时调度运行过程。在此基础上,构建双层规划模型对由风电、光伏、水电、火电、抽水蓄能、梯级水电站混合式抽水蓄能和电化学储能等电源组成的并网多能互补系统的电源容量进行优化配置。将模型应用在青海省电网系统中,对风电、光伏、抽水蓄能电站和基于水电站的可逆机组容量进行优化,得到电源最佳配置方案。

关键词：水火风光储多能互补容量配置时序运行模拟双层优化电力系统优化调度

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水文地质条件对岩溶地下暗河污染的影响

中国岩溶 2024年第2期43卷 314-325页

作者：刘浩田茂中陈再谦中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院岩土工程有限公司贵州贵阳550081 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081

通过收集基础资料、岩溶水文地质调查、水体污染指标分析等多种手段,分析了水文地质条件对贵州西南部某岩溶暗河地下水污染的影响。认为:(1)暗河出口所包含的六处泉点、两处溶洞,平面分布位置集中,但其水质污染情况各异,表明其分属于不... 详细信息

通过收集基础资料、岩溶水文地质调查、水体污染指标分析等多种手段,分析了水文地质条件对贵州西南部某岩溶暗河地下水污染的影响。认为:(1)暗河出口所包含的六处泉点、两处溶洞,平面分布位置集中,但其水质污染情况各异,表明其分属于不同的地下岩溶水系统,暗河岩溶地下水系统极为复杂。岩溶暗河出口在空间平面上呈多股、条带状泉眼展布出露,主要受地质相变带附近构造及岩体本身异质性控制。(2)调查区受新构造运动的强烈抬升和河流快速下切的影响,形成了发达的地下岩溶水系统和岩溶洞穴系统,存在多股明流与伏流组成的水文地质单元体,客观上为暗河污染创造了条件。(3)暗河污染物来源为秧家坝岩溶洼地内某养猪场养殖废水,且是集中式、间断性通过落水洞进入地下岩溶管道。建议该岩溶暗河补给区应当控制发展大型养殖业及大中型集镇建设,污废水应当加强回收利用和减少外排,加强区内水源地建设与保护工作。

关键词：水文地质条件岩溶暗河染源示踪试验岩溶泉保护

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骨料母岩中绿泥石含量对水工混凝土性能影响研究

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水电能源科学 2024年 88-92+79页

作者：曹郎郎闵永涛贺晶晶赵坤龙樊李浩袁晓波中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

骨料母岩中粘土矿物绿泥石对混凝土性能影响不可忽视,采用5种不同绿泥石含量的母岩破碎制成骨料拌制混凝土,研究绿泥石含量对混凝土工作性能、力学性能、耐久性能、体积变形的影响规律及作用机理。结果表明,随绿泥石含量增高,混凝土坍... 详细信息

骨料母岩中粘土矿物绿泥石对混凝土性能影响不可忽视,采用5种不同绿泥石含量的母岩破碎制成骨料拌制混凝土,研究绿泥石含量对混凝土工作性能、力学性能、耐久性能、体积变形的影响规律及作用机理。结果表明,随绿泥石含量增高,混凝土坍落度减小,经时损失增大,绿泥石对聚羧酸减水剂掺量有明显影响,当含量超过6.3%后减水剂掺量大幅提高;混凝土抗压强度、轴拉强度及静压弹模随绿泥石含量增高均呈下降趋势,且绿泥石含量越高降低幅度越大,同组混凝土轴拉强度降低幅度大于抗压强度,早期强度降低幅度大于后期强度;混凝土抗冻、抗渗性能均随绿泥石含量增高而降低,当含量超过9.8%后混凝土抗冻性能明显劣化;随绿泥石含量增高,混凝土干缩/湿胀变形及压缩徐变均增大,且含量越高增大幅度越大。研究结果可为水工混凝土配合比的设计提供参考。

关键词：绿泥石含量水工混凝土力学性能耐久性能体积变形

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人工砂游离云母含量对混凝土性能的影响

长江科学院院报 2024年第3期41卷 148-152页

作者：吴文博贺晶晶王海婷赵坤龙樊李浩中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710199

云母含量影响着许多地区机制砂应用,由于目前云母含量对混凝土性能的影响研究不够完善,考虑到工程安全问题,国内标准对机制砂中云母含量的限制过于保守,导致许多水电工程中高云母含量人工骨料无法使用。为了使高云母含量的机制砂得到广... 详细信息

云母含量影响着许多地区机制砂应用,由于目前云母含量对混凝土性能的影响研究不够完善,考虑到工程安全问题,国内标准对机制砂中云母含量的限制过于保守,导致许多水电工程中高云母含量人工骨料无法使用。为了使高云母含量的机制砂得到广泛应用,使用高云母含量原岩轧制的人工砂,通过外掺游离云母的方式,研究人工砂中不同游离云母含量对混凝土力学性能、拉伸性能、抗冻性能、抗渗性能的影响。由试验结果可以得出:云母含量对混凝土抗压强度、劈拉强度、抗渗性能影响较小,随着云母含量增加,混凝土单位用水量增加,轴拉强度和极限拉伸值略有降低,抗冻性能变差。

关键词：混凝土力学性能拉伸性能抗冻性能抗渗性能云母含量人工砂

LSTM模型在嘉陵江流域参考作物蒸散量计算中的适用性研究

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中国农村水利水电 2024年

作者：葛杰康秀白钰张晓鹏董超超王晶咸阳市水利水电规划勘测设计研究院河北天和咨询有限公司中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

为有效提高缺乏气象数据时嘉陵江流域参考作物蒸散量(ET0)计算精度，选取流域及周边20个气象站58a(1960—2017年)逐日气象数据，基于不同气象要素组合，构建16种基于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory，LSTM)的ET0计算模型，并将其... 详细信息

为有效提高缺乏气象数据时嘉陵江流域参考作物蒸散量(ET0)计算精度，选取流域及周边20个气象站58a(1960—2017年)逐日气象数据，基于不同气象要素组合，构建16种基于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory，LSTM)的ET0计算模型，并将其与Hargreaves-Samani、Makkink和Irmark-Allend等3种在嘉陵江流域计算精度较高的模型进行对比，研究LSTM模型在嘉陵江流域的适用性。结果表明：(1)LSTM模型能精准地捕捉输入参数与ET0之间复杂的非线性关系，基于最高气温(Tmax)、最低气温(Tmin)和地球外辐射(Ra)建立的LSTM2模型计算精度能达到应用要求(MAPE平均为14.6%，RMSE平均为0.476 mm/d，NSE平均为0.891，R2平均为0.903)，模型计算精度随输入气象要素数量的增加而升高。(2)模型输入参数中增加Ra，可有效提高模型计算精度(MAPE平均降低17.3%，RMSE平均降低11.1%，NSE平均升高0.779%，R2平均升高0.715%)。(3)基于最高气温(Tmax)、最低气温(Tmin)、地球外辐射(Ra)和日照时间(n)构建的LSTM12模型是嘉陵江流域缺乏气象数据时最适宜的ET0计算模型。(4)LSTM模型的计算精度均优于相同输入参数依赖下的Hargreaves-Samani、Makkink和Irmark-Allen模型。(5)LSTM模型在嘉陵江流域具有很强的可移植性，不同气象站点建立的LSTM相互移植时，能保持较高精度(MAPE低于7.42%，RMSE低于0.242mm/d，NSE高于0.972，R2高于0.980)。因此，基于长短期记忆网络(LSTM)建立的ET0模型在嘉陵江流域具有很好的适用性，可作为气象数据缺乏时嘉陵江流域ET0计算的推荐模型。

关键词：嘉陵江参考作物蒸散量缺乏资料 LSTM 适用性

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基于面板数据模型的拱坝缺失数据填补方法

水力发电学报 2024年第3期43卷 94-107页

作者：崔欣然石立陆希顾昊吴艳朱明远河海大学水利水电学院南京210098 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065 新疆水利水电科学研究院乌鲁木齐830049

混凝土拱坝作为重要的水工建筑物,由于监测设备故障、人为因素等影响,导致其监测数据频繁出现缺失的现象,降低了大坝安全评估与预测的有效性与准确性。传统方法多仅依赖单测点测值进行插补,忽略了测点之间的相关性与异质性。本文提出了... 详细信息

混凝土拱坝作为重要的水工建筑物,由于监测设备故障、人为因素等影响,导致其监测数据频繁出现缺失的现象,降低了大坝安全评估与预测的有效性与准确性。传统方法多仅依赖单测点测值进行插补,忽略了测点之间的相关性与异质性。本文提出了一种基于面板数据模型的变形缺失数据插补方法。首先,改进传统变形相似性增量速度指标,解决了其分母可能等于零的问题。其次,提出了一种组合加权方法以计算变形相似性综合指标,并采用改进的基于密度聚类方法对变形监测点进行分类。随后,建立了面板模型,以填补不同区域内的缺失数据。本文提出的方法可以更准确地填补混凝土拱坝变形数据的缺失,从而能够有效地解决变形监测数据缺失的问题。

关键词：缺失数据填补变形相似性指标聚类方法面板数据模型混凝土拱坝

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高边坡开挖变形多目标全过程反分析方法

武汉大学学报(工学版) 2024年

作者：杨朝晖姜清辉薛利军刘钰武汉大学土木建筑工程学院中国水电工程顾问集团成都勘测设计研究院

边坡工程通过预测开挖后的位移变化来评估开挖风险，岩体工程参数值直接关系到最终结果。为了获取准确合理的岩体工程参数，采用了边坡变形的多目标反分析方法。该方法基于非劣排序遗传算法，使用经过训练的BPNN代替数值计算，采用NSGA-... 详细信息

边坡工程通过预测开挖后的位移变化来评估开挖风险，岩体工程参数值直接关系到最终结果。为了获取准确合理的岩体工程参数，采用了边坡变形的多目标反分析方法。该方法基于非劣排序遗传算法，使用经过训练的BPNN代替数值计算，采用NSGA-III用于搜索多目标方程的Pareto解集。以锦屏一级水电站左岸坝肩边坡为依托验证所提方法，考虑外观测点的水平位移及竖直位移、坡表浅部位移、深部裂缝变形共四种现场数据，选择对位移变化有较大敏感性的5类岩体材料参数作为反演参数，在不同目标函数组合下进行参数反演。结果表明，采用NSGA-III的反分析方法能够综合利用多种监测数据，提高反演结果的可靠性和计算效率，利用反演获取的材料参数正向计算后，所得变形与实际观测结果匹配良好，验证了该方法在边坡开挖工程中预测的准确性和可靠性。

关键词：岩土工程遗传算法位移反分析多目标优化

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大渡河上游某河段鱼类栖息地适宜性研究

河海大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李美萍段斌王海胜覃事河万帆中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司国能大渡河金川水电建设有限公司

以大渡河上游某水电站坝下13km大渡河干流河段和坝下支流入大渡河汇合口以上4km支流河段鱼类栖息地为研究对象，从栖息地数学模拟与水力适应性评价、支流河底连通性模拟计算两个方面开展栖息地适宜性研究，重点研究产卵时期齐口裂腹鱼（... 详细信息

以大渡河上游某水电站坝下13km大渡河干流河段和坝下支流入大渡河汇合口以上4km支流河段鱼类栖息地为研究对象，从栖息地数学模拟与水力适应性评价、支流河底连通性模拟计算两个方面开展栖息地适宜性研究，重点研究产卵时期齐口裂腹鱼（Schizothorax prenanti）和重口裂腹鱼（Schizothorax davidi）两种目标鱼类对流速与水深的适宜性指标，得出研究河段鱼类栖息地适宜性指数和等级。研究结果表明：坝下干流鱼类栖息地适宜性指数为0.68，适宜性等级为“适宜”；支流河口以上4km河段鱼类栖息地适宜性指数为0.58，适宜性等级为“一般适宜”。研究结果为大渡河上游某河段鱼类栖息地保护和生境修复方案设计提供了支撑。

关键词：大渡河上游鱼类栖息地数学模拟河底连通性适宜性