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地震波斜入射时不同水深超高水头船闸地震反应分析

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地震工程与工程振动 2024年第2期44卷 194-207页

作者：刘力侨曹周红李贤苏颖谭芝兰长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室湖南长沙410114

基于黏弹性边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波和P波不同角度入射情况,采用声固耦合法模拟闸室内动水压力,研究超高水头船闸闸室在不同水深下闸顶位移、加速度和塑性损伤等地震反应。研究表明:地震波斜入射时,超高水头船闸的地震反应... 详细信息

基于黏弹性边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波和P波不同角度入射情况,采用声固耦合法模拟闸室内动水压力,研究超高水头船闸闸室在不同水深下闸顶位移、加速度和塑性损伤等地震反应。研究表明:地震波斜入射时,超高水头船闸的地震反应随水深变化的规律较垂直入射时明显不同,地震反应的程度一般较垂直入射时更大;相同水深条件下,闸顶水平相对位移峰值、水平加速度峰值多数情况下随入射角增大而增大。超高水头船闸闸室结构地震反应结果受水深变幅影响显著。一般闸墙相对高度为0.2附近的区域更易出现严重受拉损伤,相对水深为0.97时,闸墙临水侧达到严重破坏程度的受拉损伤范围最大。对综合考虑斜入射地震波和闸室内不同水深共同作用有一定的影响。

关键词：超高水头船闸斜入射地震波相对水深黏弹性边界声固耦合地震反应

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锆基金属有机框架复合膜在水处理中的应用

高校化学工程学报 2024年第1期38卷 14-23页

作者：史丽秀许亚晴史亚慧张植翔陈宏长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室湖南长沙410114 河南工业大学环境工程学院河南郑州450001

锆基金属有机框架(Zr-MOFs)复合膜具有良好的渗透性和抗污染性,被广泛应用于水处理领域。了解Zr-MOFs复合膜在水处理应用中的研究现状,对拓展Zr-MOFs膜的实际应用具有重要意义。鉴此,总结了Zr-MOFs的类型,复合膜的成膜方法、表面特性和... 详细信息

锆基金属有机框架(Zr-MOFs)复合膜具有良好的渗透性和抗污染性,被广泛应用于水处理领域。了解Zr-MOFs复合膜在水处理应用中的研究现状,对拓展Zr-MOFs膜的实际应用具有重要意义。鉴此,总结了Zr-MOFs的类型,复合膜的成膜方法、表面特性和过滤性能及其对水中污染物的去除效能方面的最新研究进展,重点讨论了Zr-MOFs复合膜制备方法存在的问题和优化策略以及污染物的去除机制。最后,提出优化Zr-MOFs复合膜制备方法、提升选择分离性及推进水处理中的实际应用等重要研究方向。

关键词：锆基金属有机框架膜分离水处理

S-BiOI/BiOBr吸附型光催化剂的制备及其对2，4-二氯苯氧乙酸的去除性能

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复合材料学报 2024年

作者：姚丹阳艺郑安妮王绍兵余关龙湖南省水资源中心长沙理工大学水利与环境工程学院洞庭湖水环境治理与生态修复湖南重点实验室

水体的农药污染对人体健康构成潜在威胁。采用一步溶剂热法合成了一种新型S0.1-(3/7)BiOI/BiOBr(S0.1BBI0.3)光催化剂。通过XRD、SEM、XPS、UV-Vis DRS、EIS等手段表征其结构、形貌和光学性能等理化性质。S0.1BBI0.3呈二维纳米片堆积而... 详细信息

水体的农药污染对人体健康构成潜在威胁。采用一步溶剂热法合成了一种新型S0.1-(3/7)BiOI/BiOBr(S0.1BBI0.3)光催化剂。通过XRD、SEM、XPS、UV-Vis DRS、EIS等手段表征其结构、形貌和光学性能等理化性质。S0.1BBI0.3呈二维纳米片堆积而成的花状微球结构，Z型异质结和S掺杂双策略共修饰拓宽了BiOBr的光响应范围，有效防止光生电子-空穴对在S0.1BBI0.3内部复合，提高光生载流子的氧化还原能力，同时能够提高比表面积，提供更丰富的介孔结构，显著提升吸附性能，并为光催化反应提供了更多的活性位点。光催化实验结果表明，合成的S0.1BBI0.3在可见光下对2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-D)具有最佳的吸附和光催化性能，在45 min黑暗和120 min光照条件下，2，4-D去除率最高可达91.8%。ESR技术证实·O2-是S0.1BBI0.3的光催化活性物质。

关键词： BiOBr S掺杂异质结 2，4-二氯苯氧乙酸农药光催化

基于IPSO-EGA-LSTM模型的洞庭湖水位预测方案研究

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长江流域资源与环境 2024年第6期33卷 1262-1272页

作者：隆院男潘鹤鸣盛东黄春福宋昕熠刘易庄长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室湖南长沙410114 湖南省水利水电科学研究院湖南长沙410000

准确的水位预测能够为湖区防洪减灾及水资源管理提供科学依据。通过引入IPSO改进粒子群算法及EGA精英遗传算法,优化LSTM长短期记忆神经网络结构,应用改进的IPSO-EGA-LSTM模型开展洞庭湖区各水位站1d预见期下的水位预测,与LSTM、GRU和BP... 详细信息

准确的水位预测能够为湖区防洪减灾及水资源管理提供科学依据。通过引入IPSO改进粒子群算法及EGA精英遗传算法,优化LSTM长短期记忆神经网络结构,应用改进的IPSO-EGA-LSTM模型开展洞庭湖区各水位站1d预见期下的水位预测,与LSTM、GRU和BP神经网络模型进行精度对比,并评估该模型在更长预见期下(3d、5d、7d)的预测精度;进一步设置3种模型输入条件,提出相应水位预测方案(直接预测、同步预测、滚动预测),探究各预报方案在不同预见期下的水位预测精度。结果表明,IPSO-EGA-LSTM模型对洞庭湖水位的预测效果优于传统神经网络模型,能够有效捕捉到不同预见期下洞庭湖水位变化趋势,1d预见期纳什效率系数(NSE)大于0.998,长预见期下NSE大于0.9;不同输入条件下的3种预报方案对洞庭湖水位均有较好预测效果,其中,同步预测方案在长预见期条件下比直接预测和滚动预测表现出更好的性能。

关键词：深度学习 LSTM 优化算法洞庭湖水位预测预见期

SV波斜入射时不同水体模拟方法下超高水头船闸地震反应分析

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地震工程学报 2024年第2期46卷 399-409,448页

作者：刘力侨曹周红苏颖李贤袁澳长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室湖南长沙410114

基于黏弹性人工边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波不同角度入射情况,分别采用声固耦合法和附加质量法模拟闸室内水体,研究超高水头船闸闸室位移、应力和塑性损伤等地震反应,对比两种水体模拟方法计算结果的异同。结果表明:(1)整体上,... 详细信息

基于黏弹性人工边界的地震动斜入射方法模拟平面SV波不同角度入射情况,分别采用声固耦合法和附加质量法模拟闸室内水体,研究超高水头船闸闸室位移、应力和塑性损伤等地震反应,对比两种水体模拟方法计算结果的异同。结果表明:(1)整体上,两种方法计算得出的左、右闸墙地震反应结果随入射角度变化的规律基本一致;左闸墙受拉损伤的最大值均出现在入射角15°时,右闸墙受拉损伤的最大值均出现在入射角35°时;地震波入射角度对超高水头船闸动力响应影响较大,设计时应考虑地震波斜入射的影响。(2)当入射角较大时,采用声固耦合法计算的闸墙相对位移极值、主应力极值和受拉损伤结果偏保守的概率更大,对超高水头船闸结构设计来说更为安全。(3)建议两种计算方法相互参考和校核,推荐采用偏安全的结果进行超高水头船闸结构设计。

关键词：超高水头船闸黏弹性边界平面SV波声固耦合附加质量地震反应

压气储能地下储气库衬砌裂缝分布特征及演化规律研究

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岩土工程学报 2024年第1期46卷 110-119页

作者：蒋中明甘露张登祥肖喆臻廖峻慧长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 长沙理工大学水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室湖南长沙410114 长沙理工大学洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室湖南长沙410114

地下储气库衬砌的主要作用是将内压传递给围岩,且同时作为柔性密封层的附着基层。高内压作用下衬砌开裂可导致密封层出现反射型裂缝,进而引起高压气体的泄漏。为深入认识地下储气库衬砌的开裂特征,开发了基于FLAC3D平台的衬砌裂缝分析程... 详细信息

地下储气库衬砌的主要作用是将内压传递给围岩,且同时作为柔性密封层的附着基层。高内压作用下衬砌开裂可导致密封层出现反射型裂缝,进而引起高压气体的泄漏。为深入认识地下储气库衬砌的开裂特征,开发了基于FLAC3D平台的衬砌裂缝分析程序,研究了衬砌配筋方式、配筋率、钢筋保护层厚度、围岩类别和温压循环荷载作用等因素对衬砌开裂演化特征的影响。研究成果表明:对衬砌采取合理的配筋方式和改善围岩质量的措施可有效控制衬砌裂缝的宽度;采用分区配筋的方式可有效控制圆形断面隧洞式储气库衬砌中的最大裂缝宽度,同时降低衬砌的配筋量。空气压力和温度同步变化引起的热力耦合效应还有助于减小衬砌中出现的裂缝宽度。

关键词：压气储能地下储气库钢筋混凝土衬砌衬砌开裂特征裂缝宽度

基于Sentinel-1A SAR的洞庭湖汛期水体面积动态变化监测研究

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遥感技术与应用 2024年第3期 741-752页

作者：张雨林蒋昌波隆院男闫世雄长沙理工大学水利与环境工程学院洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室湖南工业大学

洞庭湖水体面积动态变化监测对防洪、维系生态系统的稳定及生物多样性具有重要意义。以经典Unet网络模型和创新性HRNet网络模型为代表的深度学习技术已成为遥感图像信息获取的高效途径，实验以Sentinel-1A SAR影像为主要数据源，定性、... 详细信息

洞庭湖水体面积动态变化监测对防洪、维系生态系统的稳定及生物多样性具有重要意义。以经典Unet网络模型和创新性HRNet网络模型为代表的深度学习技术已成为遥感图像信息获取的高效途径，实验以Sentinel-1A SAR影像为主要数据源，定性、定量地分析了Sentinel-1双极化水体指数法（Sentinel-1 Dual-Polarized Water Index,SDWI）、面向对象分类法、UNet网络模型和HRNet网络模型4种方法的水体提取效果，并基于最佳水体提取方法对洞庭湖2016～2021年汛期（4～10月）水体面积进行时空变化特征分析。结果表明：（1）HRNet和Unet网络模型较传统方法具有更优的水体提取效果，其中，HRNet网络模型在抑噪、抗阴影等方面表现更佳，F1分数、误判率和平均交并比分别为0.961 6、0.007 8和0.958 6;（2）汛期洞庭湖水体面积在月际变化上呈现出“涨—丰—退”的变化特征，湖面从4～5月份开始扩张，6～8月份水域面积维持在较高水平，此后由于来水减少，9～10月的水体面积逐步减小。研究期间所监测到的最大水体面积为2020年7月30日的2263.90 km2;（3）洞庭湖汛期的水体淹没频率从湖体中心和干流向外逐渐降低，不同湖区的淹没频率分布格局不同，东洞庭湖“湖心高四周低”，南洞庭湖和西洞庭湖“南高北低”。综上所述，Sentinel-1A SAR影像与深度学习技术的结合应用可以实现洞庭湖水体信息高效获取与水面面积高频监测，为高动态湖泊水域监测提供了一种新思路。

关键词：洞庭湖水体面积 Sentinel-1A 深度学习 HRNet

拉萨河流域梯级电站水光互补调度对水文情势的影响分析

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水资源与水工程学报 2024年第3期35卷 40-50页

作者：黄草王乐灵刘思思姚雨洁胡国华长沙理工大学水利与环境工程学院湖南长沙410114 洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室湖南长沙410114

梯级电站水光互补调度能提高光伏消纳能力和系统总发电量,但也要求调整梯级电站的调度规则,进而会加剧梯级电站下游的水文情势改变。为定量评价水光互补调度对水文情势的影响,以系统总发电量和总保证出力最大为目标,构建了拉萨河流域梯... 详细信息

梯级电站水光互补调度能提高光伏消纳能力和系统总发电量,但也要求调整梯级电站的调度规则,进而会加剧梯级电站下游的水文情势改变。为定量评价水光互补调度对水文情势的影响,以系统总发电量和总保证出力最大为目标,构建了拉萨河流域梯级电站水光互补优化调度模型,提出了基于水光互补的梯级电站优化调度方案,分析评价了不同优化调度方案的水文情势改变度。结果表明:梯级电站的水光互补优化调度能有效提升电力系统的总发电量和总保证出力;水光互补后拉萨河水文情势的综合改变度略大于水光互补之前,处于轻度至中度改变的临界值附近。研究成果可为拉萨河的水光互补调度及流域综合管理提供科学方法和依据。

关键词：梯级电站水光互补调度水文情势综合改变度拉萨河流域

粉煤灰、腐植酸和秸秆复合改良红壤初期的水盐运动特征

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农业资源与环境学报 2024年

作者：覃超建盛丰长沙理工大学水利与环境工程学院洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室

为探究粉煤灰、腐植酸和秸秆复合改良红壤初期的水盐运动的特征，该研究采用一维垂直入渗试验研究了粉煤灰(A：7、14、21 kg·m-2)、生化黄腐酸(B：3、6、9 g·kg-1)和秸秆(C：0.37、0.56、0.75 kg·m-2)不同配施方案对复合改良初期土... 详细信息

为探究粉煤灰、腐植酸和秸秆复合改良红壤初期的水盐运动的特征，该研究采用一维垂直入渗试验研究了粉煤灰(A：7、14、21 kg·m-2)、生化黄腐酸(B：3、6、9 g·kg-1)和秸秆(C：0.37、0.56、0.75 kg·m-2)不同配施方案对复合改良初期土壤中湿润锋运移、地表入渗和盐分分布的影响。研究结果显示：在复合改良初期，复合改良剂明显降低了湿润锋的迁移速率、地表初始入渗速率和稳定入渗速率，三个指标较空白处理分别降低了12.56%～54.33%、23.63%～79.03%、27.82%～82.19%，粉煤灰是引起上述入渗特征指标降低的主导因素（P环境水体污染的风险。因此，尽管复合改良从长期来看对土壤质量提升有益，但应重视复合改良初期改良剂对土壤的不利影响并调整农田管理方式。

关键词：土壤改良初期复合改良剂一维垂直入渗水盐运动 Horton入渗模型