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基于平抑风光波动的矿坑抽水蓄能电站出力与机组特性研究

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华北水利水电大学学报(自然科学版) 2025年第1期46卷 20-31页

作者：任岩侯尚辰韩宇平张浩男孙克涛邢新阳华北水利水电大学河南郑州450046

由于我国能源结构的调整,现有抽水蓄能电站装机规模无法满足黄河流域的能源结构转型以及风、光资源大规模消纳的需求,同时由于采矿工作的结束,产生了大量废弃矿坑。以鄂尔多斯附近的废弃矿坑为研究对象,借助鄂尔多斯域内的黄河水资源,... 详细信息

由于我国能源结构的调整,现有抽水蓄能电站装机规模无法满足黄河流域的能源结构转型以及风、光资源大规模消纳的需求,同时由于采矿工作的结束,产生了大量废弃矿坑。以鄂尔多斯附近的废弃矿坑为研究对象,借助鄂尔多斯域内的黄河水资源,结合抽水蓄能电站的建设条件,选出4对符合抽水蓄能电站建设要求的矿坑。对待建抽水蓄能电站附近的风光资源数据进行采集,借助Meteonorm、Matlab以及Simulink等软件进行出力模拟,并对出力特性进行分析,证实抽水蓄能电站是风电、光伏发电的良好补充资源。由于水泵水轮机的国内外制造商没有成形的型谱系列,所以分别从抽水蓄能电站水轮机选型要点、抽水蓄能电站水轮机主要特征参数的选择、矿坑抽水蓄能电站水轮机选型实例3个角度对不同矿坑特性下的抽水蓄能机组进行合理选型。该研究对我国黄河流域抽水蓄能电站的建设、后续废弃矿坑的利用以及矿坑抽水蓄能机组的选型具有指导意义。

关键词：抽水蓄能电站废弃矿坑风光出力特性水库建设资源利用

阶梯水价框架下黄河流域城市居民用水权交易策略研究

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人民黄河 2025年第2期47卷 74-80,94页

作者：王延荣任苏明华北水利水电大学管理与经济学院河南郑州450046 华北水利水电大学公民水素养研究中心河南郑州450046

为了解决黄河流域生产、生活、生态用水矛盾突出问题,缓解水资源对经济社会发展和生态环境的约束,构建了城市居民用水权交易博弈模型,分类分析了缺水居民在用水权交易中的策略选择,探究了余水居民策略选择的稳定性以及策略改变的速度,... 详细信息

为了解决黄河流域生产、生活、生态用水矛盾突出问题,缓解水资源对经济社会发展和生态环境的约束,构建了城市居民用水权交易博弈模型,分类分析了缺水居民在用水权交易中的策略选择,探究了余水居民策略选择的稳定性以及策略改变的速度,最后以河南省郑州市为例,运用Matlab软件进行数值仿真。结果表明:1)余水居民A与缺水居民B_(1)、缺水居民B_(2)均可达成用水权交易。2)随着时间衰减因子的增加,余水居民A和缺水居民B_(1)的策略变化速度先减小后增大。3)缺水居民B_(2)的策略选择与余水居民A和缺水居民B_(1)有关。制定合理的用水权交易机制有助于激励居民节约用水。

关键词：用水权交易阶梯水价演化博弈城市居民黄河流域

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GIS与IFMS模型耦合在大通江洪水风险分析中的应用

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水电能源科学 2025年第1期43卷 20-24页

作者：张运凤牟小龙张泽中王飞华北水利水电大学水利学院河南郑州450046

大通江流域地形地貌复杂,易发生山洪灾害。精确模拟该区域径流过程和地表淹没范围,对于区域防洪管理和决策有重要意义。通过IFMS洪水分析软件构建大通江计算片区水动力学模型,并结合GIS软件分析洪水淹没区域。结果表明,10年一遇洪水时... 详细信息

大通江流域地形地貌复杂,易发生山洪灾害。精确模拟该区域径流过程和地表淹没范围,对于区域防洪管理和决策有重要意义。通过IFMS洪水分析软件构建大通江计算片区水动力学模型,并结合GIS软件分析洪水淹没区域。结果表明,10年一遇洪水时大通江干流洪水未出堤防,20年一遇洪水时大通县城城区上下游局部发生漫溢,50年一遇洪水时漫溢更为严重,洪水淹没范围进一步扩大;除两河口镇堤防尚不满足防洪标准外,其余堤防皆满足其相应防洪标准。研究结果可为该河段防洪工程规划、防汛抢险指挥等提供参考。

关键词： IFMS GIS 风险分析洪水淹没大通江

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基于污泥的多元固废体系混凝土性能研究

土木工程学报 2025年第1期58卷 12-21页

作者：郭磊张忆庆田文峰华北水利水电大学水利学院河南郑州450045 河南水利投资集团有限公司河南郑州450002 华北水利水电大学河南省水环境模拟与治理重点实验室河南郑州450002 林州豫能抽水蓄能有限公司河南林州456500

为缓解水泥生产和污泥等固废处理带来的环境退化和资源浪费问题,该文以硅灰、粉煤灰、矿渣和玻璃粉4种固废为研究对象,与污泥构成二元、三元胶凝材料替代体系,通过改变体系内固废种类及掺加比例,共替代20%的水泥,设计12个配合比。从抗... 详细信息

为缓解水泥生产和污泥等固废处理带来的环境退化和资源浪费问题,该文以硅灰、粉煤灰、矿渣和玻璃粉4种固废为研究对象,与污泥构成二元、三元胶凝材料替代体系,通过改变体系内固废种类及掺加比例,共替代20%的水泥,设计12个配合比。从抗压强度、表观密度和吸水率3个方面进行宏观分析,利用核磁共振显微检测、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射法(XRD)三种方式进行微观结构分析,探究二元、三元胶凝材料替代体系的力学性能。试验结果表明:三元胶凝材料替代体系的力学性能远优于二元胶凝材料替代体系。污泥-硅灰-粉煤灰替代体系替代效果最优,抗压强度相较于对照组A1和A2分别提高4.2%和12.5%,这是因为硅灰和粉煤灰混合对污泥有更好的激发作用使其参与水化反应,生成较多钙矾石(AFt)和C-S-H凝胶体等水化产物,使微观物相和孔隙结构均得到提升。研究可为污泥等固废的资源化利用提供参考。

关键词：污泥多元胶凝体系力学性能微观结构

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中国水库生态调度研究的知识图谱分析

海河水利 2025年

作者：李雯邱昊杰华北水利水电大学

水库调度引发的河流生态环境问题不断涌出，水库生态调度研究领域逐渐成为当下的热点话题。为了厘清中国水库生态调度领域的研究进展与阶段性前沿热点，以中国知网数据库1984—2024年相关文献为数据源，基于VOSviewer和CiteSpace可视化... 详细信息

水库调度引发的河流生态环境问题不断涌出，水库生态调度研究领域逐渐成为当下的热点话题。为了厘清中国水库生态调度领域的研究进展与阶段性前沿热点，以中国知网数据库1984—2024年相关文献为数据源，基于VOSviewer和CiteSpace可视化功能，通过文献计量法，揭示和分析该领域科学知识图谱。结果表明：（1）中国水库生态调度研究领域历年发文量总体呈增长趋势；（2）各发文机构之间合作关系较密切，但核心的作者群暂未形成；（3）生态流量的研究、生态调度模型及求解算法的优化、三峡水库调度相关问题研究等是本领域的热点研究方向；（4）我国水库生态调度的发展历程大致可分为3个阶段。

关键词：水库生态调度 VOSviewer CiteSpace 文献计量

组分可调的PdRh双金属纳米酶用于亚硝酸盐精准高效比色传感

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高等学校化学学报 2025年第1期46卷 243-251页

作者：唐玉玺杨启直鑫鹏陈梦媛刘思源李嘉昌刘梓洋贾会敏仝玉萍何伟伟华北水利水电大学材料学院郑州450045 河南省微纳米能量储存与转换材料重点实验室许昌学院化工与材料学院表面微纳米材料研究所许昌461000

采用无模板一锅水热法,通过调控钯(Pd)与铑(Rh)摩尔比,制备了系列PdRh双金属纳米酶(Pd_(3)Rh,PdRh和PdRh_(3)),并研究了其类过氧化物酶(POD-like)及类氧化酶(OXD-like)活性.结果表明,双金属纳米酶的催化活性比单金属纳米酶(Pd和Rh)更高... 详细信息

采用无模板一锅水热法,通过调控钯(Pd)与铑(Rh)摩尔比,制备了系列PdRh双金属纳米酶(Pd_(3)Rh,PdRh和PdRh_(3)),并研究了其类过氧化物酶(POD-like)及类氧化酶(OXD-like)活性.结果表明,双金属纳米酶的催化活性比单金属纳米酶(Pd和Rh)更高,且表现出明显的组分依赖性.其中,PdRh_(3)和PdRh分别表现出最强的POD-like和OXD-like活性.酶促动力学分析表明,PdRh_(3)纳米酶以3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)和H_(2)O_(2)为底物的米氏常数(K_(m))分别为15.65和381.99μmol/L,对应的最大反应速率(v_(max))分别为8.40×10^(-8)和11.01×10^(-8) mol/(L·s).此外,PdRh_(3)纳米酶的POD-like活性表现出pH依赖性,在pH=5时活性最佳.在此条件下,开发了基于PdRh_(3)纳米酶的比色传感体系,根据445和652 nm处吸光度比值(A_(445nm)/A_(652nm))与亚硝酸根离子(NO_(2)^(-))浓度的线性关系,实现了对溶液中亚硝酸盐浓度的快速定量检测.结果表明,在pH=5的缓冲溶液和纯水中,该体系检出限分别为0.467和30.523μmol/L,且在多种盐离子干扰下特异性良好,在生物传感中具有较大应用潜力.

关键词：纳米酶组分调控类酶活性亚硝酸盐检测

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基于分子动力学模拟的钢筋阻锈剂研究进展

硅酸盐学报 2025年第1期53卷 225-240页

作者：李伟华陈铎文付泉铭陈记豪郑海兵陈爱玖华北水利水电大学土木与交通学院郑州 450045 河南省科学院化学研究所郑州 450046 河南省科学院郑州 450046 华北水利水电大学土木与交通学院郑州 450045 河南省科学院化学研究所郑州 450046 河南省科学院郑州 450046

钢筋阻锈剂因施工方便、经济有效等优势成为人们控制钢筋腐蚀,延长钢筋混凝土结构使用寿命的主要手段之一.深入研究阻锈剂作用机理,开发新型腐蚀防护材料对于钢筋混凝土结构耐久性提升和节约资源具有重要的实际意义.随着计算机技术不断... 详细信息

钢筋阻锈剂因施工方便、经济有效等优势成为人们控制钢筋腐蚀,延长钢筋混凝土结构使用寿命的主要手段之一.深入研究阻锈剂作用机理,开发新型腐蚀防护材料对于钢筋混凝土结构耐久性提升和节约资源具有重要的实际意义.随着计算机技术不断进步,分子动力学模拟在阻锈剂研究中被广泛应用,可以从原子层面阐述阻锈剂作用机理,实现材料调控和试验设计.本综述概述了分子动力学模拟基本原理、常用公式和应用流程,重点综述了近年来分子动力学模拟在钢筋阻锈剂机理研究和性能筛选中的应用研究现状.最后,对分子动力学模拟在钢筋阻锈剂中的研究及应用进行展望,以期为模拟技术在钢筋阻锈剂发展进步中提供理论支撑.

关键词：分子动力学模拟钢筋混凝土钢筋阻锈剂阻锈机理

基于深度学习的山丘区中小河流洪水预报误差校正方法

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水文 2025年第1期45卷 37-44页

作者：白云鹏郑爱民王文川赵延伟徐冬梅杜昀宸河北省水文勘测研究中心河北石家庄050023 华北水利水电大学水资源学院河南郑州450046

中小河流产汇流情况复杂,洪水预报难度很大。为了提高中小河流洪水预报的精度,以河北省邢台市坡底流域为研究对象,分别基于蓄满产流和混合产流模式构建分布式模型进行降雨径流模拟。分别采用LSTM、Transformer、Transformer+LSTM叠加模... 详细信息

中小河流产汇流情况复杂,洪水预报难度很大。为了提高中小河流洪水预报的精度,以河北省邢台市坡底流域为研究对象,分别基于蓄满产流和混合产流模式构建分布式模型进行降雨径流模拟。分别采用LSTM、Transformer、Transformer+LSTM叠加模型(TFLS)构建校正模型,采用差分进化算法对超参数进行优化。以实测降雨和分布式模型模拟结果为输入,对各时段的残差进行拟合,进而对径流模拟结果进行校正。研究结果表明,在17场洪水模拟结果中,混合产流模型表现优于蓄满产流。与混合产流模型相比,经TFLS校正后的模型洪峰误差不超过20%的场次从9场增加至12场,占全部场次的70.6%,确定性系数不低于0.8的场次从5场增加到9场,占比为52.9%。TFLS模型在流量不超过500m³/s时的校正效果优于LSTM和Transformer模型,LSTM模型对流量在500m³/s及以上的校正效果略优于其它模型。

关键词：分布式模型洪水预报误差校正 LSTM Transformer

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斜拉索非线性静动力特性及索力识别研究综述

土木工程 2025年第1期14卷 48-55页

作者：郑义华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州

斜拉索作为斜拉桥的关键部件之一,其索力分布和动态响应直接影响到桥体结构的安全性、稳定性和使用寿命。斜拉索的力学特性具有复杂的非线性特征,而大跨度桥梁的增加使得拉索长度增加,极易发生大幅非线性振动。随着对结构健康监测需求... 详细信息

斜拉索作为斜拉桥的关键部件之一,其索力分布和动态响应直接影响到桥体结构的安全性、稳定性和使用寿命。斜拉索的力学特性具有复杂的非线性特征,而大跨度桥梁的增加使得拉索长度增加,极易发生大幅非线性振动。随着对结构健康监测需求的增加,如何准确识别和监测斜拉索的索力成为了斜拉桥健康监测和性能评估中的重要问题。As one of the critical components of cable-stayed bridges, the cable force distribution and dynamic response of stay cables directly affect the safety, stability, and service life of the bridge structure. The mechanical characteristics of stay cables exhibit complex nonlinear features, and the increase in the length of stay cables due to the rise in large-span bridges makes them highly susceptible to significant nonlinear vibrations. With the growing demand for structural health monitoring, accurately identifying and monitoring the cable force of stay cables has become a significant issue in the health monitoring and performance evaluation of cable-stayed bridges.

关键词：斜拉桥非线性动力特性索力识别