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水灾害和谐防控与智慧模拟研究框架与展望

水利水电科技进展 2024年第2期44卷 15-21页

作者：左其亭程琰马军霞郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 河南省水循环模拟与水环境保护国际联合实验室河南郑州450001 郑州大学黄河生态保护与区域协调发展研究院河南郑州450001

随着环境加剧变化与科技快速进步,我国水灾害防控事业面临着新的机遇与挑战。为深刻认识水灾害治理与防控,结合国家水灾害防御重大需求,对我国水灾害治理历程进行梳理与阶段划分,提出水灾害(包括干旱、洪涝、水环境污染)和谐防控与智慧... 详细信息

随着环境加剧变化与科技快速进步,我国水灾害防控事业面临着新的机遇与挑战。为深刻认识水灾害治理与防控,结合国家水灾害防御重大需求,对我国水灾害治理历程进行梳理与阶段划分,提出水灾害(包括干旱、洪涝、水环境污染)和谐防控与智慧模拟研究的必要性,从指导思想、理论基础、关键问题、研究内容、应用实践和发展战略研究六个方面提出水灾害和谐防控与智慧模拟研究框架,并从水灾害防控理论完善、水灾害和谐防控研究、智慧应用前景探索三个方面提出未来研究展望,以期为水灾害防控工作和高质量发展提供业务支撑。

关键词：和谐防控智慧模拟研究框架发展战略

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定性与定量信息相结合预测金品位的方法研究

湿法冶金 2024年第2期43卷 195-200页

作者：梁智霖郭攀河南卫生健康干部学院河南郑州450000 郑州大学水利与交通学院河南郑州450000

将改进云模型和改进RBF神经网络相结合,提出了一种预测矿石中金品位的模型。先利用DS证据理论和云模型将定性信息定量化,再采用量子粒子群算法和RBF神经网络完成矿石中金品位预测。结果表明:该模型的均方根误差为0.0092,最大误差为0.01... 详细信息

将改进云模型和改进RBF神经网络相结合,提出了一种预测矿石中金品位的模型。先利用DS证据理论和云模型将定性信息定量化,再采用量子粒子群算法和RBF神经网络完成矿石中金品位预测。结果表明:该模型的均方根误差为0.0092,最大误差为0.0161,相关系数为0.9402,可较好保留定性信息特性,金品位预测效果较好。

关键词：金品位预测模型定性信息定量信息云模型 RBF神经网络

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考虑径流过程矢量化的机器学习洪水预报模型

水科学进展 2024年第3期35卷 420-429页

作者：刘成帅解添宁李文忠胡彩虹徐源浩牛超杰余其鹰郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 中山大学土木工程学院广东广州510275

准确的超前洪水预报有利于开展防洪减灾工作和优化水资源调度。本文提出一种针对场次洪水的径流过程矢量化方法(Runoff Process Vectorization, RPV),并耦合3种机器学习(Machine Learning, ML)模型构建了RPV-ML洪水预报系列模型。以黄... 详细信息

准确的超前洪水预报有利于开展防洪减灾工作和优化水资源调度。本文提出一种针对场次洪水的径流过程矢量化方法(Runoff Process Vectorization, RPV),并耦合3种机器学习(Machine Learning, ML)模型构建了RPV-ML洪水预报系列模型。以黄河中上游孤山川、佳芦河和祖厉河3个典型流域为研究区,分别基于43、28、37场洪水的降雨径流数据,按照洪水场次7∶3的比例进行模型训练和验证。研究表明:(1)相同预见期条件下RPV-ML模型在孤山川、佳芦河和祖厉河流域洪水预报纳什效率系数更高、均方根误差和洪峰相对误差更低,RPV-ML模型比ML模型具有更好的预报性能,在预见期为4~6 h时优势更显著;(2) RPV-ML和ML模型预报精度会随着预见期增加逐渐下降,但RPV-ML预报精度呈现缓慢下降趋势,具有更好的鲁棒性;(3)基于RPV改进的时间卷积网络(Temporal Convolutional Network, TCN)可以更好地克服预报误差问题,RPV-TCN模型在3个流域预报性能最好。

关键词：洪水预报径流过程矢量化机器学习 RPV-ML模型黄河中上游

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智能化背景下饲料加工设备的发展研究

中国饲料 2024年第6期 145-148页

作者：尹作为河南省工业学校河南郑州450002

随着科技的快速发展,智能化技术正在逐渐渗透各个领域,饲料加工设备行业也不例外。在当前的背景下,我国饲料加工设备行业虽然基本普及了机械化生产,但自动控制技术水平普遍偏低,饲料加工智能化则正在快速崛起。基于此,本文首先概述了当... 详细信息

随着科技的快速发展,智能化技术正在逐渐渗透各个领域,饲料加工设备行业也不例外。在当前的背景下,我国饲料加工设备行业虽然基本普及了机械化生产,但自动控制技术水平普遍偏低,饲料加工智能化则正在快速崛起。基于此,本文首先概述了当前饲料加工设备行业的现状,指出其存在的问题和面临的挑战。然后探讨在智能化背景下我国饲料加工设备应如何发展,提出提高自动控制水平和建设智能化加工厂等发展方向。最后,讨论实现这些发展方向所需的具体措施,包括提升自动化水平、加强智能化饲料加工的认识理解和应用推广以及加大资源投入等。通过相关研究,希望为饲料加工设备行业的智能化发展提供有价值的参考和借鉴。

关键词：智能化饲料加工机械设备自动控制发展方向

大豆脲酶诱导碳酸钙固化黄河泥沙水稳定性试验研究

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水利学报 2024年第1期55卷 71-79页

作者：王钰轲陈浩宋迎宾王振海钟燕辉张蓓郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 重大基础设施检测修复技术国家地方联合工程实验室河南郑州450001 地下工程灾变防控省部共建协同创新中心河南郑州450001 黄河水利委员会黄河水利科学研究院河南郑州450003 水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心河南郑州450003

随着国家“交通强国”战略的提出,沿黄工程建设发展迅速,填筑用土需求剧增。黄河泥沙作为填筑材料的可行性已被证实,但其在多雨地区的服役性能需要改善,探索一种生态、高效的泥沙加固方法提高其水稳定性十分关键。本文基于酶诱导碳酸钙... 详细信息

随着国家“交通强国”战略的提出,沿黄工程建设发展迅速,填筑用土需求剧增。黄河泥沙作为填筑材料的可行性已被证实,但其在多雨地区的服役性能需要改善,探索一种生态、高效的泥沙加固方法提高其水稳定性十分关键。本文基于酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)技术固化黄河泥沙的方法,分别开展了常规浸水条件和干湿循环条件下固化黄河泥沙的水稳定性试验,研究了浸水后试样的质量损失及强度折损情况,分析了干湿循环对固化后黄河泥沙试样强度软化系数的影响规律。结果表明:采用EICP技术固化的黄河泥沙试样浸水崩解过程相比原状试样更加缓慢;胶结液浓度1.5 mol/L的黄河泥沙试样长期(56 d)浸水后,几乎保持完整,质量损失率仅为6.36%,强度折损率仅为6.21%;10次干湿循环后,不同胶结液浓度处理后的黄河泥沙试样均出现了不同程度的颗粒松散和脱落现象,胶结液浓度1.5 mol/L、灌浆10次的黄河泥沙试样的抗压强度损失仅为9.96%,抗干湿循环能力最强。利用EICP技术可以有效的固化黄河泥沙并提升其水稳定性,这对推进黄河泥沙的资源化利用进程十分重要。

关键词：黄河泥沙 EICP 干湿循环质量损失强度损失软化系数

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基于水足迹的黄河流域九省(区)水资源可持续利用评价

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人民黄河 2024年第2期46卷 93-99,106页

作者：甘容李旖旎郭林唐辉郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 河南省地下水污染防治与修复重点实验室河南郑州450001 河南省地质研究院河南郑州450001

为评估黄河流域九省(区)的水资源可持续利用水平,改善水资源状况,实现地区水资源可持续利用,基于水足迹模型提出适合黄河流域九省(区)的水资源可持续利用综合评价指标,并且使用Spearman相关分析法和多元线性回归分析法对黄河流域九省(区... 详细信息

为评估黄河流域九省(区)的水资源可持续利用水平,改善水资源状况,实现地区水资源可持续利用,基于水足迹模型提出适合黄河流域九省(区)的水资源可持续利用综合评价指标,并且使用Spearman相关分析法和多元线性回归分析法对黄河流域九省(区)水资源可持续利用水平的驱动因素进行了分析。研究结果表明:2010—2020年黄河流域九省(区)的水资源足迹呈现先增后减的小幅度变化,水环境足迹呈现减小的趋势,水资源足迹和水环境足迹空间分布极不均匀;黄河流域九省(区)整体的水资源可持续利用水平出现了不同程度的上升趋势,上游省(区)的水资源可持续利用水平较高,而中下游省份的水资源可持续利用水平较低。水资源可持续利用水平的主要驱动因素为人口密度和第二产业占比,其次为人均用水量、废水处理率和化肥施用强度。

关键词：水资源可持续利用水足迹 Spearman相关分析多元线性回归分析黄河流域

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人水关系学的基本方程及模型构建

河海大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 1-12页

作者：左其亭郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 河南省水循环模拟与水环境保护国际联合实验室河南郑州450001

人水关系是人类与自然界关系中最重要的关系之一,人水关系学是研究人水关系的一门新交叉学科,构建其基本方程和模型是深入研究人水关系的核心内容之一。基于前期研究工作和不同学科成果梳理,提出了人水系统“四大过程”(水循环过程、物... 详细信息

人水关系是人类与自然界关系中最重要的关系之一,人水关系学是研究人水关系的一门新交叉学科,构建其基本方程和模型是深入研究人水关系的核心内容之一。基于前期研究工作和不同学科成果梳理,提出了人水系统“四大过程”(水循环过程、物质循环过程、生物过程、人文过程),总结给出了“四大过程”的基本方程及其耦合与计算方法,提出了考虑“四大过程”的分布式人水关系模型构建框架与人水关系模拟器的构建设想,并介绍了沁河流域分布式人水关系模型应用研究实例。人水系统“四大过程”是表征人水关系的重要基础,其基本方程是研究人水关系学的基础方程,由基本方程耦合构建的模型是模拟人水关系问题的重要工具,可为进一步完善人水关系学奠定基础,为深入研究人水关系模型提供思路。

关键词：人水关系学人水系统基本方程 “四大过程” 分布式人水关系模型

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考虑泄洪设施闸门控制的水库防洪调度

水利水电技术（中英文） 2024年第8期55卷 104-115页

作者：王沛霖苏承国靳世鑫原文林吴泽宁郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 黄河实验室(郑州大学) 河南郑州450001

【目的】水库防洪调度在防汛工作中具有举足轻重的地位,而如何控制泄洪设施闸门是水库防洪调度方案实施的关键。为此,【方法】建立了考虑泄洪闸门调度的水库防洪优化调度模型以实现精细化调度,并提出一种两层嵌套算法对模型进行求解。... 详细信息

【目的】水库防洪调度在防汛工作中具有举足轻重的地位,而如何控制泄洪设施闸门是水库防洪调度方案实施的关键。为此,【方法】建立了考虑泄洪闸门调度的水库防洪优化调度模型以实现精细化调度,并提出一种两层嵌套算法对模型进行求解。在内层建立了包括所有泄洪闸门可行组合的泄洪闸门组合表,外层采用POA算法对水库坝前水位和总泄水量进行优化,并通过查询闸门组合表确定各泄洪闸门的运行状态。【结果】澜沧江漫湾水库防洪优化调度的实例分析结果表明:所提出的两层嵌套方法计算效率较高,对于100年一遇和10年一遇的洪水事件,洪峰分别从12010 m^(3)/s减少到10611 m^(3)/s和从5003 m^(3)/s减少到3351 m^(3)/s,分别减少了11.6%和33.0%,洪水波动幅度分别降低了94.5%和8.8%,极大地缓解了下游防洪压力。此外,与不考虑泄洪闸门调度的传统防洪调度模型相比,所提出的模型能生成更加符合实际、更易于执行的防洪调度方案。【结论】该方法能够实现水库防洪优化调度向泄洪设施运行控制的精细化转变,对于增强防洪优化调度成果的可操作性、提升水库防洪调度管理水平具有一定意义。

关键词：防洪调度泄洪设施闸门两层嵌套方法闸门组合表影响因素

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近临界水处理废次烟叶工艺条件及优化

化工进展 2024年第4期43卷 1720-1730页

作者：刘兆洋贾国涛朱治忠殷全玉付宏喆赵祥宇栗鼎钧杨欣玲张明月河南农业大学烟草学院河南郑州450002 河南中烟工业有限责任公司河南郑州450002

为了探究近临界水处理废次烟叶制备生物油的最佳工艺条件,本文采用单因素试验设计,考察反应温度、固液比、保温时间对烟叶生物油产率的影响,并通过正交试验,对近临界水处理废次烟叶的工艺条件进行优化。结果表明:近临界水液化烟叶的最... 详细信息

为了探究近临界水处理废次烟叶制备生物油的最佳工艺条件,本文采用单因素试验设计,考察反应温度、固液比、保温时间对烟叶生物油产率的影响,并通过正交试验,对近临界水处理废次烟叶的工艺条件进行优化。结果表明:近临界水液化烟叶的最佳处理组合为反应温度260℃,保温时间15min,固液比4∶50,此条件下烟叶生物油产率为57.68%。使用GC-MS(气相色谱-质谱联用仪)分析对水溶性油和残渣油的成分进行表征,结果显示,在最佳提取工艺条件下,从水溶性油中共分离出69种化学成分,以酚类为主,占总量的49.39%,其次为杂环类,占总量的25.69%;从残渣油中共分离出37种化学成分,以酯类、酮类为主,分别占总量的25.66%、20.21%。本方法遵循绿色提取理念,以水为溶剂,对环境友好,与传统提取方法相比,生物油产率高,致香成分丰富,为废次烟叶处理提供了新的途径。

关键词：近临界水废次烟叶生物油致香成分正交试验

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