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嘉兴海域主要污染物环境容量及总量控制研究

水利水运工程学报 2024年

作者：刘星璐郭江泓张亚力罗小峰路川藤南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司

嘉兴海域近年来海洋生态环境质量明显退化，实施污染物总量控制作为保证海域环境质量的根本措施之一，有助于嘉兴海域污染物的减排与治理工作，保障嘉兴海域可持续发展能力。基于嘉兴临近海域水动力-水质模型与现场监测结果，依据浙江... 详细信息

嘉兴海域近年来海洋生态环境质量明显退化，实施污染物总量控制作为保证海域环境质量的根本措施之一，有助于嘉兴海域污染物的减排与治理工作，保障嘉兴海域可持续发展能力。基于嘉兴临近海域水动力-水质模型与现场监测结果，依据浙江省近岸海域环境功能区划的水质要求，采用响应系数法与线性规划方法，计算了该海域重要排口的化学需氧量COD、无机氮与磷酸盐环境容量，并针对削减扩容影响的总量控制措施进行计算与评估。结果表明，研究海域COD总环境容量为2.97×105t/a，仍有较大富余，而无机氮与活性磷酸盐含量均超四类海水水质标准，超过海域无机氮与磷酸盐环境容量。对现有规划进行合理的量化数值模拟，削减措施尽管减少了一部分扩容引起的COD、无机氮与磷酸盐含量的增加，使其保持平稳，但仍需继续优化污水处理能力，减少氮磷营养盐的排放。研究结果可为沿海城市陆源污染物总量控制研究提供科学依据。

关键词：环境容量氮磷营养盐总量控制 CJK3D-WEM 嘉兴海域

基于泵阀联合调度的技术供水系统节能优化研究

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水利水电技术(中英文) 2024年

作者：张新陈致远袁静李成军郑晓楠杨杰中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司河海大学电气与动力工程学院

【目的】技术供水系统是保障水电机组安全、经济运行的重要环节。针对技术供水系统冬季或小流量工况下冷却水供需差异所造成的水资源与能源浪费问题，【方法】以某电站技术供水系统为研究对象，提出了一种泵阀优化控制方法。首先，建立... 详细信息

【目的】技术供水系统是保障水电机组安全、经济运行的重要环节。针对技术供水系统冬季或小流量工况下冷却水供需差异所造成的水资源与能源浪费问题，【方法】以某电站技术供水系统为研究对象，提出了一种泵阀优化控制方法。首先，建立符合工程实际的供水管网与变频泵数学模型。其次，在满足流量需求和压力约束的条件下，以水泵转速与阀门开度等参数为优化变量，建立小流量下泵阀联控及单调泵节能优化模型。最后，采用沙猫群优化算法（SCSO）对优化模型进行参数寻优，确定最小功耗下水泵转速及阀门开度，实现系统节能与水量的按需调配。同时根据电站实际情况对优化模型进行简化，得到单调泵优化模型。【结果】对所述节能方法进行试验，并计算优化前后供水流量与系统功耗。结果显示：相比传统调控方式，经泵阀联控、单调泵优化后系统在满足冷却需求的前提下可分别节省9.85%与6.4%的耗水量，同时节能率分别达到15.18%与12.75%，具有显著优势。【结论】结果表明：所述方法可以基本实现系统节能与供水量按需分配，可为水电站技术供水系统智能化、节能化改造提供参考。

关键词：技术供水系统节能沙猫群优化算法泵阀联合调节优化调度

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抽水蓄能电站技术供水系统智能调节方法研究

水利水电技术(中英文) 2024年

作者：袁静杭晨阳方杰张新郑晓楠杨杰河海大学电气与动力工程学院中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司

【目的】在抽水蓄能电站技术供水系统的实际运行过程中，对于冷却水量的调节较为粗放，其历史数据并不能直接用于研究，因此考虑将机组温度作为中间变量，通过研究工况-温度-流量的映射关系，实现技术供水系统的智能调控。【方法】针对... 详细信息

【目的】在抽水蓄能电站技术供水系统的实际运行过程中，对于冷却水量的调节较为粗放，其历史数据并不能直接用于研究，因此考虑将机组温度作为中间变量，通过研究工况-温度-流量的映射关系，实现技术供水系统的智能调控。【方法】针对该问题，首先通过建立改进的长短期神经网络（LSTM）技术供水系统温度预测模型，将负荷等工况参数作为输入量预测技术供水对象的温度，随后通过Fluent仿真建立温度与流量的映射关系，最后根据拉依达准则计算得到的温度阈值判断是否报警，并给出推荐流量。【结果】实例计算结果显示：所提改进LSTM方法相较于其他方法，预测精度至少提高58.45%，同时仿真所得推荐流量基本符合电站实际运行数据，在满足安全运行的前提下节水量至少达到2.33%。【结论】结果表明：所提方法可以对目标温度做到较为精准的预测，并在此基础上通过内置仿真模型，实现更合理地分配用水量，对抽水蓄能电站技术供水系统智能调节具有一定指导意义。

关键词：抽水蓄能电站技术供水系统改进长短期神经网络LSTM Fluent仿真阈值报警

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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计及煤耗率的尖峰电价优化模型及灵敏度分析

系统工程理论与实践 2024年

作者：喻小宝董真余郑丹丹邓思维中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司规划研究院上海电力大学经济与管理学院

尖峰电价(Critical peak pricing， CPP)是通过需求侧管理实现发电侧节能减排的重要手段. 现有主流电价优化模型忽略了CPP对发电供给侧的影响，对尖峰日与非尖峰日时终端用电行为的差异性分析也存在不足. 本文通过研究CPP对供电侧机组... 详细信息

尖峰电价(Critical peak pricing， CPP)是通过需求侧管理实现发电侧节能减排的重要手段. 现有主流电价优化模型忽略了CPP对发电供给侧的影响，对尖峰日与非尖峰日时终端用电行为的差异性分析也存在不足. 本文通过研究CPP对供电侧机组运行的影响机制，挖掘终端用电行为的差异性，设计了针对不同时期的用电需求响应模型，综合考虑发电侧供电煤耗和终端用户满意度，构建CPP多目标优化模型，采用NSGA-II遗传算法进行求解. 基于3类场景分析用户需求响应模型参数的取值、终端满意度约束、电价费率限制三类指标对CPP定价、负荷改善情况以及机组煤耗减少量的灵敏性，验证了模型的有效性. 结果显示: 所提电价优化模型效果较好，并且用户响应斜率、终端满意度、电价费率限制对CPP定价、负荷改善情况以及机组煤耗减少量的影响较大.

关键词：尖峰电价供电煤耗电价费率灵敏度分析

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固定式风机冰激频率锁定振动分析

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：尹昊阳王滨高山闯振菊屈衍郑仁杰华南理工大学中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司大连海事大学

冰激振动是结冰海域工程结构面临的一个严重问题。尤其在慢冰速下(波罗的海冰速为 0.04 m/s至 0.1 m/s)，海冰破碎过程与结构振动耦合会导致冰荷载与结构振动频率锁定，从而引发结构剧烈振动，是冰区海洋结构需要重点考虑的危险工况。... 详细信息

冰激振动是结冰海域工程结构面临的一个严重问题。尤其在慢冰速下(波罗的海冰速为 0.04 m/s至 0.1 m/s)，海冰破碎过程与结构振动耦合会导致冰荷载与结构振动频率锁定，从而引发结构剧烈振动，是冰区海洋结构需要重点考虑的危险工况。目前，在相关频率锁定机理解释和行业规范中均缺少有效的研究方法对这一现象进行解释。本文基于韧性损伤-破碎机理提出了一种海上风电基础频率锁定振动分析方法，并以5MW固定式单桩基础为例进行了示范应用。分析结果表明，与石油平台、灯塔等宽大结构不同，风机结构具有高耸、低频等特点使得频率锁定的发生概率较小；同时，频率锁定发生时结构响应幅值大于脆性挤压破碎导致的随机振动响应的幅值。

关键词：冰激振动频率锁定韧性损伤-破碎冰与结构相互作用冰区风电单桩式海上风机

考虑盾构机参数主动控制的隧道掘进地表沉降智能预测方法

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北京交通大学学报 2024年第3期 120-129页

作者：高修强彭达王国光李启明姚建强王赶中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司北京交通大学土木建筑工程学院

针对盾构工程中合理的盾构机参数需要依靠大量工程经验进行选取以满足地表沉降的问题，提出一种考虑盾构机参数主动控制的盾构隧道掘进地表沉降智能预测模型.首先，根据工程的实际特性与时空特征，将盾构掘进地表沉降的影响因素划分为... 详细信息

针对盾构工程中合理的盾构机参数需要依靠大量工程经验进行选取以满足地表沉降的问题，提出一种考虑盾构机参数主动控制的盾构隧道掘进地表沉降智能预测模型.首先，根据工程的实际特性与时空特征，将盾构掘进地表沉降的影响因素划分为几何参数、地质参数、掘进段盾构机参数以及未掘进段控制参数.然后，针对输入数据的不同结构特征，综合采用不同的神经网络模型分别提取不同输入参数的特征，从而构建符合现场盾构掘进数据特征的混合神经网络模型.最后，利用杭州地铁3号线3个区间盾构隧道工程的施工数据库对模型预测性能进行验证，同时将本文模型与其他传统机器学习算法进行对比.研究结果表明：相较于随机森林模型与长短时记忆神经网络模型，混合神经网络模型预测性能提升近50%与30%；多种输入参数中未掘进段盾构机主动控制参数对模型的重要性最高，对结果的影响最大.研究成果可为盾构隧道掘进中的沉降预测与盾构机参数决策提供参考.

关键词：盾构隧道地表沉降人工智能深度学习

考虑水力连通的羌塘内流区洼地单元提取与分类

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水科学进展 2024年第2期35卷 289-297页

作者：刘金涛倪飞宇马顺刚康有吴鹏飞冯美艳河海大学水灾害防御全国重点实验室江苏南京210098 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

羌塘内流区是青藏高原面积最大的内流区,气候变化正在加剧其湖泊水系结构与水量的演变,开展内流区流域调查并科学估算其水资源的变化具有重要意义。本文提出一种新型内流区流域划分方法,该方法通过引入高程-面积联合阈值,以解决由气候... 详细信息

羌塘内流区是青藏高原面积最大的内流区,气候变化正在加剧其湖泊水系结构与水量的演变,开展内流区流域调查并科学估算其水资源的变化具有重要意义。本文提出一种新型内流区流域划分方法,该方法通过引入高程-面积联合阈值,以解决由气候变化与数字高程模型分辨率等因素引起的洼地单元提取难题。基于已监测的羌塘内流区流域重组与湖泊水位的变动幅度,确定了高程-面积联合阈值分别为10 m和50 km^(2),并对洼地单元进行划分,共识别出163个具有合理集水面积、永久性分水岭的封闭内流区洼地单元。引入多个相关数据集及已有算法评估本方法,结果表明:该方法适用于大尺度内流区洼地单元提取,提取精度优于现有算法及数据产品;依据洼地单元间水力连通特征,将全区163个洼地单元划分为5种主要类型,其中以“上下游互通型”(Ⅱ型)、“高山型”(Ⅳ型)洼地单元为主,“凹陷型”(Ⅴ型)洼地单元则多与其他类型复合存在,受气候条件的影响更加显著。

关键词：洼地单元流域重组高程-面积联合阈值气候变化羌塘内流区青藏高原

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基于热流固耦合的单井增强地热系统数值模拟

哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1066-1075页

作者：郭志鹏卜宪标赵源李华山王令宝中国科学技术大学工程科学学院安徽合肥230026 中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122

为提高深井换热器的取热效率,借鉴干热岩的开发思路,本文提出了一种单井增强地热系统。对单井套管底部岩体进行小范围压裂改造,将单井套管由封闭式系统改为开式系统来提高单井系统的取热性能。建立了热-流-固耦合的三维非稳态数值模型,... 详细信息

为提高深井换热器的取热效率,借鉴干热岩的开发思路,本文提出了一种单井增强地热系统。对单井套管底部岩体进行小范围压裂改造,将单井套管由封闭式系统改为开式系统来提高单井系统的取热性能。建立了热-流-固耦合的三维非稳态数值模型,研究了单井增强地热系统的系统性能表现和各关键参数的影响。结果表明:与传统深井换热器相比,单井增强地热系统的取热性能有较大提升,相同注入工况下,生产温度和取热功率分别提高了62.21℃和2 612.99 kW;从地热工程周期和优化角度出发,单井增强地热系统流量控制在10 kg/s较为适宜,过小的单井增强地热系统流量导致取热效率较低,过大使得系统运行寿命较短;增大井筒封隔间距、减小内管导热系数是提高系统取热性能的有效方法。本文研究可为单井增强地热系统的理论分析和实际应用提供参考。

关键词：地热能深井换热器增强型地热系统单井多孔介质压裂储层渗透率热流固耦合