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基于改进优化算法的WELM月径流预测模型研究

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人民长江 2025年第2期56卷 82-90页

作者：王应武华春莉茶建帮云南省水利水电勘测设计研究院云南昆明650021 云南省临沧市临翔区水务局云南临沧677000

针对在月径流预测中将传统数据分解技术直接应用于整个时间序列时,在模型训练过程中会提前使用“未来信息”从而导致预测结果“不可信”的问题,提出两种不引入“未来信息”的小波包变换(WPT)-改进蝴蝶优化算法(IBOA)/改进海马优化(ISHO... 详细信息

针对在月径流预测中将传统数据分解技术直接应用于整个时间序列时,在模型训练过程中会提前使用“未来信息”从而导致预测结果“不可信”的问题,提出两种不引入“未来信息”的小波包变换(WPT)-改进蝴蝶优化算法(IBOA)/改进海马优化(ISHO)算法-加权极限学习机(WELM)月径流时间序列预测模型。首先,将月径流时间序列划分为训练集和预测集,利用WPT分别对训练集和预测集进行分解处理,避免在训练过程中提前使用“预测集信息”;其次,通过6个典型函数验证IBOA/ISHO的寻优能力,利用IBOA/ISHO优化WELM输入层权值和隐含层偏差(简称“超参数”),建立WPT-IBOA/ISHO-WELM模型对各分解分量进行预测和重构;同时构建基于整个时间序列分解的WPT-IBOA/ISHO-WELM(全)模型,与其他4种优化算法和未经分解、未经优化的IBOA/ISHO-WELM、WPT-WELM模型作对比分析;最后,通过云南省李仙江流域把边、景东水文站月径流时间序列预测实例对各模型进行检验。结果表明:①WPT-IBOA-WELM、WPT-ISHO-WELM模型对把边、景东站月径流预测的平均绝对百分比误差(MAPE)为1.649%~1.897%,预测精度优于其他对比模型,具有更好的预测效果。②WPT-IBOA-WELM、WPT-ISHO-WELM模型的预测精度基本不受“未来信息”的影响,能客观真实反映出月径流预测效果,具有较好的实用意义。③IBOA/ISHO仿真精度和WELM超参数优化效果均优于其他优化算法,表明通过logistic映射等策略可以显著提升IBOA/ISHO优化性能。

关键词：月径流预测小波包变换改进蝴蝶优化算法改进海马优化算法加权极限学习机超参数优化把边水文站景东水文站李仙江流域

航空摄影与机载激光雷达集成技术在水利测量中的应用

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中国科技期刊数据库工业A 2025年第1期 134-137页

作者：赵占恒邯郸市水利水电勘测设计研究院河北邯郸056001

本文研究了无人机航空摄影与机载激光雷达集成技术在水利测量中的应用,结合河北省马会河测量项目,对该集成系统的组成、数据采集流程、数据处理流程进行了深入分析。项目中采用了Riegl VUX-1LR激光扫描仪和Phase One高分辨率数码相机,... 详细信息

本文研究了无人机航空摄影与机载激光雷达集成技术在水利测量中的应用,结合河北省马会河测量项目,对该集成系统的组成、数据采集流程、数据处理流程进行了深入分析。项目中采用了Riegl VUX-1LR激光扫描仪和Phase One高分辨率数码相机,实现了影像数据与高密度点云的同步采集,并基于多种专业软件完成了DOM、DSM、DEM等测绘产品的生成。结果表明,该集成系统在复杂地形和植被覆盖区域能够实现高精度地形数据获取,平面精度达4.8厘米,高程精度为9.6厘米,满足水利工程测量的精度要求,为工程设计和规划提供了可靠的数据支持。

关键词：航空摄影机载激光雷达水利测量数据处理

稻蟹共生模式对稻田水分循环和养分淋失的影响

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生态与农村环境学报 2025年第1期41卷 114-127页

作者：李博昊李英豪朱淼淼张成哲林世巍陈涛涛沈阳农业大学水利学院辽宁沈阳110866 辽宁江河水利水电新技术设计研究院有限公司辽宁沈阳110003 营口市水利勘测建筑设计院辽宁营口115000

稻蟹共生种养是全面推进我国特别是东北地区乡村振兴的特色产业,但养蟹稻田和常规稻田水分循环和水土环境特征究竟有何差异尚不清楚。为定量表征稻蟹共生种养模式水分循环和水土环境特征,在辽河入海口两处大型养蟹灌区(营口灌区和大洼灌... 详细信息

稻蟹共生种养是全面推进我国特别是东北地区乡村振兴的特色产业,但养蟹稻田和常规稻田水分循环和水土环境特征究竟有何差异尚不清楚。为定量表征稻蟹共生种养模式水分循环和水土环境特征,在辽河入海口两处大型养蟹灌区(营口灌区和大洼灌区)布设12个典型田块,以常规稻田为对照,对养蟹稻田逐日蒸腾蒸发量、逐日渗漏量、灌溉定额、水体和表层土壤养分动态、养分淋失以及水稻和螃蟹产量等进行定量研究。结果表明:稻蟹共生模式对水稻产量无显著影响,但河蟹产值的增加,使得养蟹稻田综合经济效益比常规稻田显著提高38.89%~76.49%(P研究揭示了稻蟹共生系统具有提高单位用水综合产值、降低径流污染风险、提升地力和增加稻田综合经济效益等巨大潜力,但其促进稻田养分淋失的问题不容忽视。本研究可为养蟹灌区绿色可持续发展和农民增收致富提供理论依据和技术支撑。

关键词：稻蟹共生水分循环淋溶损失土壤养分水稻产量

基于下垫面智能识别和水动力仿真的LID城市降雨径流调控优化

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水电能源科学 2025年第1期43卷 6-9,88页

作者：侯剑王小飞谢友超向小雨马祖燕贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵州贵阳550001

区域径流削减和控制是海绵城市规划设计的重要目标之一。在城市尺度下,如何高效、准确地识别不同区域下垫面的用地类型和水文属性,依据海绵城市调控目标进行因地制宜的区域指标分解和布设优化,是海绵城市径流精细化调控的难点之一。以... 详细信息

区域径流削减和控制是海绵城市规划设计的重要目标之一。在城市尺度下,如何高效、准确地识别不同区域下垫面的用地类型和水文属性,依据海绵城市调控目标进行因地制宜的区域指标分解和布设优化,是海绵城市径流精细化调控的难点之一。以甘肃省兰州市中南部区域为例,首先基于深度学习语义分割模型对城市下垫面用地类型进行智能识别和分割,在此基础上构建三种LID措施的水动力仿真模型进行径流调控模拟,最后以径流总量削减率和建设成本为优化目标,采用贝叶斯优化算法,求解不同措施在研究区域的最佳布局方案(布设位置、面积和费用)。结果表明,该方法能为海绵措施模拟和空间布局提供一整套自动化和精细化方法,为海绵城市径流调控方案优化提供支持工具。

关键词：深度学习贝叶斯优化低影响开发海绵城市区域径流控制

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基于数字孪生技术的水利运输最优路径自动化规划系统

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电子设计工程 2025年第5期33卷 40-44,50页

作者：段吉鸿亓振涛云南省红河州水利水电勘察设计研究院云南红河661000 北京市安太通自动化技术有限公司北京100080

为了更高效地完成自动化运输航线规划,该文采用了一种基于数字孪生技术的方法,通过粒子探索分析了船只运输的最佳线路,采用免疫算法增加了粒子记忆库,避免了局部最优问题,结合数字孪生技术的关键方法构建了水域环境的仿真模型。通过应... 详细信息

为了更高效地完成自动化运输航线规划,该文采用了一种基于数字孪生技术的方法,通过粒子探索分析了船只运输的最佳线路,采用免疫算法增加了粒子记忆库,避免了局部最优问题,结合数字孪生技术的关键方法构建了水域环境的仿真模型。通过应用效果测试得出,该文方法相较其他方法航线平滑度提升了8.83%~30.79%,并且路径规划效率提高了36.34%~63.08%。说明该文方法能较为准确地检测水体环境,并且结合仿真模型数据实现了对更优航线的预测。

关键词：水利运输数字孪生技术粒子群算法航线规划

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极端条件下水闸闸室结构的长效安全特性研究

水利规划与设计 2025年第04期 105-109+130页

作者：徐小鹏房伟胡林生刘雨齐春舫浙江省乐清市水利局淮安市水利勘测设计研究院有限公司河海大学水利水电学院

特大暴雨和上游洪水造成的极端条件对水闸工程的安全影响很大，其中闸室段的安全性态是工程整体安全的关键。为研究极端工作条件对水闸长效安全运行的影响，文章通过三维有限元计算模拟了水闸各时段的位移、应力、应变等结构特性行为的... 详细信息

特大暴雨和上游洪水造成的极端条件对水闸工程的安全影响很大，其中闸室段的安全性态是工程整体安全的关键。为研究极端工作条件对水闸长效安全运行的影响，文章通过三维有限元计算模拟了水闸各时段的位移、应力、应变等结构特性行为的变化，评估了闸室段的位移和安全状态，比较了极端工况后水闸的运行情况。工程实例表明，在极端工况下，水闸的沉降变形较大，结构的拉应力大大增加，运行后期安全状态明显下降。该研究为评估极端条件下的水闸运行提供了一种新方法。

关键词：水闸工程极端工作条件结构特性长效安全接触单元

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龙潭嘴水电站水轮机调压阀应用分析

小水电 2025年第1期 30-34页

作者：张启强宜昌市水利水电勘察设计院有限公司湖北宜昌443000

为解决长距离引水式水电站难以修建调压井的问题,从作用原理安全性、产品质量安全性、控制系统安全性、已运用案例安全性等方面研究分析了水轮机调压阀的安全可靠性,尤其是研究改进了选配的调压阀控制系统,使其调节更加方便,进一步提高... 详细信息

为解决长距离引水式水电站难以修建调压井的问题,从作用原理安全性、产品质量安全性、控制系统安全性、已运用案例安全性等方面研究分析了水轮机调压阀的安全可靠性,尤其是研究改进了选配的调压阀控制系统,使其调节更加方便,进一步提高了安全可靠性。通过实例方案对比分析,研究了调压阀在技术和经济上的合理性。经过现场试验和长时间商业运行的检验,证明了水轮机调压阀在龙潭嘴水电站的应用是非常成功的。图1幅,表1个。

关键词：水电站水轮机调压阀应用分析

基于高精度有限元模型的水利水电金属结构应力分布研究

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2025年第1期 089-092页

作者：张浩陈昌龙段东旭宜昌市水利水电勘察设计院有限公司湖北宜昌443000

在水利水电工程迅速发展的时代背景下,准确分析金属结构中应力分布情况的要求也越来越高。研究目的在于探索将高精度有限元模型应用于水利水电金属结构受力分布规律的研究,促进工程设计与安全评估精度的提高。在案例分析的基础上,利用... 详细信息

在水利水电工程迅速发展的时代背景下,准确分析金属结构中应力分布情况的要求也越来越高。研究目的在于探索将高精度有限元模型应用于水利水电金属结构受力分布规律的研究,促进工程设计与安全评估精度的提高。在案例分析的基础上,利用多变量回归分析方法讨论了模型精度、结构尺寸及材料属性等自变量对模型应力分布的影响。结果表明,模型精度与结构尺寸对于应力分布有显著影响,相关系数达到0.9与0.7,决定系数R2达到0.85,说明该模型能够有效地解释应力分布的变异。同时发现完善应力监测技术可显著提升结构性能与安全评估精度。得出结论,高精度有限元模型在水利水电金属结构应力分析中有重要的价值,并为工程设计及安全评估提供了一个全新的角度。

关键词：水利水电金属结构应力分布高精度有限元模型多变量回归分析

垄沟秸秆覆盖对旱作马铃薯土壤水热特征及产量的影响

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作物杂志 2025年第01期 139-146页

作者：张楷楷赵德明马菊花白鹏军马鹏陈蕙徐文杰黄彩霞刘众宇甘肃农业大学水利水电工程学院甘肃省建筑设计研究院有限公司甘肃民族师范学院物理与水电工程系定西市水利科学研究所

为探明垄沟秸秆局部覆盖对土壤水热及马铃薯耗水、产量及水分利用效率的影响机理，进而寻求半干旱地区马铃薯提质增产的最优种植模式。2021年在黄土高原雨养条件下以垄作和覆盖为因子，设置高垄秸秆局部覆盖（SHL）、平作秸秆局部覆盖... 详细信息

为探明垄沟秸秆局部覆盖对土壤水热及马铃薯耗水、产量及水分利用效率的影响机理，进而寻求半干旱地区马铃薯提质增产的最优种植模式。2021年在黄土高原雨养条件下以垄作和覆盖为因子，设置高垄秸秆局部覆盖（SHL）、平作秸秆局部覆盖（PL）、地膜局部覆盖（PSM）及不覆盖露地平作（CK）4个处理进行大田试验。结果表明，与CK相比，垄沟秸秆覆盖处理显著提高土壤贮水量7.84～15.34%，显著降低苗期―块茎形成期、块茎膨大―淀粉积累期阶段耗水量及耗水强度；降低土壤温度2.45～17.37%；产量及干薯产量分别显著提高2.93%～18.67%和2.50%～25.84%，大薯率及商品薯率分别显著提高4.29%～57.70%和11.86%～27.50%，块茎含水率显著提高2.84%～2.86%。秸秆局部覆盖处理间，PL较SHL提高土壤贮水量6.95%;SHL处理较PL在苗期―块茎形成期、淀粉积累期―收获期显著降低耗水量14.23%和39.98%；在块茎膨大期―淀粉积累期、淀粉积累期―收获期分别降低耗水强度12.17%和40.09%;SHL较PL处理产量显著提高15.30%。与CK相比，SHL、PL、PSM处理水分利用效率均显著提高；与PSM处理相比，SHL、PL处理分别提高6.17%、2.23%,SHL较PL处理提高3.85%。通过主成分分析，SHL处理对陇中旱作马铃薯田间土壤水热调节效果最优，其调温保墒、提质增产效果显著，是当地较为适宜的种植栽培模式。

关键词：马铃薯秸秆局部覆盖水分温度产量