检索结果-南通市图书馆

基于BIC-KMeans和SWMM的城市雨洪快速模拟方法

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水资源保护 2023年第5期39卷 79-87页

作者：刘成帅韩臻悦李想孙悦汤业海侯东儒胡彩虹郑州大学黄河实验室河南郑州450001

针对城市雨洪模型率定过程过于烦琐复杂的问题,耦合贝叶斯信息准则(BIC)和K均值聚类机器学习算法(KMeans)构建了BIC-KMeans算法。根据样本参数在不同城市功能区的分布规律,结合暴雨洪水管理模型(SWMM)提出了城市雨洪快速模拟方法。分别... 详细信息

针对城市雨洪模型率定过程过于烦琐复杂的问题,耦合贝叶斯信息准则(BIC)和K均值聚类机器学习算法(KMeans)构建了BIC-KMeans算法。根据样本参数在不同城市功能区的分布规律,结合暴雨洪水管理模型(SWMM)提出了城市雨洪快速模拟方法。分别在郑州大学主校区、郑州市金水区南部、郑州市中心城区3个集水区选取了6、3、4场历史观测洪水事件进行了验证。结果表明:提出的城市雨洪快速模拟方法适用性较好;洼蓄量、地表曼宁系数、入渗率和衰减系数等不确定性参数在不同城市功能区的取值由小到大依次为工商业区、居民区、公共用地区;3个集水区雨洪模拟洪水流量相对误差均小于12%、纳什效率系数均大于0.75、决定系数均大于0.80,各项指标均优于传统调参法;SWMM模拟精度会随着集水区空间尺度增大而变小,峰现时间误差在较小尺度集水区雨洪模拟中是分钟级,在较大尺度为小时级。

关键词：城市雨洪快速模拟 BIC-KMeans算法 SWMM 不确定性参数城市功能区集水区

剪切破坏模式下考虑楼板作用的钢骨混凝土柱-钢梁节点恢复力模型

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工业建筑 2023年第1期53卷 175-181,90页

作者：楚留声闫增辉田野元成方郑州大学黄河实验室郑州450001

对剪切破坏模式下考虑楼板作用的钢管混凝土(SRC)柱-钢梁节点展开试验研究,共设计了6个不同轴压比和楼板厚度的节点,对拟静力试验结构进行分析。通过对比分析剪切破坏模式下带楼板和不带楼板的SRC柱-钢梁节点试验骨架曲线的规律,选取三... 详细信息

对剪切破坏模式下考虑楼板作用的钢管混凝土(SRC)柱-钢梁节点展开试验研究,共设计了6个不同轴压比和楼板厚度的节点,对拟静力试验结构进行分析。通过对比分析剪切破坏模式下带楼板和不带楼板的SRC柱-钢梁节点试验骨架曲线的规律,选取三折线模型建立剪切破坏模式下考虑楼板作用的SRC柱-钢梁节点的无量纲化骨架曲线,并通过ORIGIN软件进行线性拟合得出方程表达式。再分析6个节点在加载过程中不同阶段的刚度退化规律,建立其恢复力模型。将试验中相同阶段的刚度利用ORIGIN进行非线性回归,得出各个阶段的刚度退化曲线方程,并依照所提出的剪切破坏模式下考虑楼板作用的SRC柱-钢梁节点的恢复力模型进行计算,试验结果与模拟结果契合度较高,说明此模式下建立的恢复力模型是有效的。

关键词： SRC柱钢梁轴压比楼板剪切破坏无量纲化骨架曲线恢复力模型

流域水生态环境补偿研究进展与评述：机制、阈值与标准

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水资源保护 2023年

作者：孟钰魏剑林管新建王慧亮吕翠美王田野严登华郑州大学水利与交通学院黄河实验室(郑州大学)

流域水生态环境补偿是生态补偿领域的重要研究方向之一，是流域生态保护和高质量发展等国家战略的重大需求，其理论与技术体系研究对落实河流保护权责、促进上下游协调发展、推动流域生态文明建设具有重要意义。本文围绕流域水生态环境... 详细信息

流域水生态环境补偿是生态补偿领域的重要研究方向之一，是流域生态保护和高质量发展等国家战略的重大需求，其理论与技术体系研究对落实河流保护权责、促进上下游协调发展、推动流域生态文明建设具有重要意义。本文围绕流域水生态环境补偿的机制、控制阈值、标准与价值三个维度梳理了国内外研究成果。流域补偿问题需兼顾水污染与水生态两方面，需要突破单一水量或水质控制因素的限制，建立水质水量联合控制的机制架构，此外，补偿标准也需要实现实际意义、经济价值与生态效益的属性叠加与内涵拓展。皆在通过对流域水生态环境补偿相关研究的梳理，指出未来在多源污染损害阈值、河流功能保障阈值、水质水量博弈补偿策略等方面的研究展望。

关键词：水生态环境补偿补偿机制补偿控制阈值补偿标准补偿价值

GRU-Transformer洪水预报模型构建与应用

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中国农村水利水电 2023年第11期 35-44页

作者：李文忠刘成帅邬强胡彩虹解添宁田露郑州大学黄河实验室河南郑州450001

洪水预报是黄河中游地区防洪减灾重要的非工程措施之一。研究通过耦合门控制循环单元(Gate Recurrent Unit,GRU)和Transformer机器学习模型,构建GRU-Transformer洪水预报模型,对黄河中游地区典型流域进行降雨径流模拟预测。同时将预报... 详细信息

洪水预报是黄河中游地区防洪减灾重要的非工程措施之一。研究通过耦合门控制循环单元(Gate Recurrent Unit,GRU)和Transformer机器学习模型,构建GRU-Transformer洪水预报模型,对黄河中游地区典型流域进行降雨径流模拟预测。同时将预报结果与ANN(Artificial Neural Network)、WOA-GRU(Whale Optimization Algorithm Gate Recurrent Unit)神经网络洪水预报模型的预报结果对比分析,着重探索如何将Transformer模型更好地应用于洪水预报领域,旨在提高黄河中游地区洪水预报精度。采用故县水库控制流域1990-2016年49场历史观测洪水数据,以24个站点实测降雨量及出口断面流量作为输入,不同预见期下的洪水过程作为输出,率定期为39场次,验证期为10场次。研究结果表明:GRU-Transformer模型在洪水预报种具有较好的适用性,在预见期1~6 h洪水预报中,GRU-Transformer预报精度较高,校准期和验证期的NSE均大于0.85,且预报精度在相同预见期下优于WOA-GRU和ANN模型,但预报精度会随着预见期增大而出现一定程度的下降;GRU-Transformer模型较稳定地更好预测洪峰,且在较小流量洪水过程预报时及洪水退水阶段模拟效果表现出优异效果,但随预见期增加出现低估洪峰现象;GRU-Transformer模型比WOA-GRU和ANN模型具有更好的鲁棒性,随洪水预见期增大,其预报精度呈缓慢下降,降低的最慢。因此,GRU-Transformer模型可以作为较好的洪水预报方法之一,相关成果为流域防洪安全提供了新的预报方法及科学决策依据。

关键词：降雨径流模拟洪水预报神经网络 GRU-Transformer 黄河中游

基于水足迹的区域水资源利用与经济发展脱钩关系研究

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人民黄河 2023年第11期45卷 75-80,85页

作者：韦侦明吴泽宁郭溪王慧亮郑州大学黄河实验室河南郑州450001

为了全面探究区域水资源利用与经济发展脱钩关系,从水足迹视角出发,结合脱钩理论和对数平均迪氏指数法,构建了TAPIO-LMDI模型,并以洛阳市为例进行分析。结果表明:洛阳市总水足迹整体有增大趋势,农业水足迹相对较大,水资源利用基本源于... 详细信息

为了全面探究区域水资源利用与经济发展脱钩关系,从水足迹视角出发,结合脱钩理论和对数平均迪氏指数法,构建了TAPIO-LMDI模型,并以洛阳市为例进行分析。结果表明:洛阳市总水足迹整体有增大趋势,农业水足迹相对较大,水资源利用基本源于内部供应,水资源安全面临较大风险和压力;水资源利用与经济发展整体处于脱钩状态,脱钩率达86.67%,经济发展对水资源的依赖性越来越低,但农业发展对水资源的依赖性依旧明显;用水效率是主要的脱钩驱动因素,而经济收入则是主要的脱钩抑制因素,用水效率产生的效应值绝对值越大、经济收入产生的效应值绝对值越小,区域水资源利用与经济发展越容易脱钩。

关键词：水足迹水资源利用经济发展脱钩关系 TAPIO-LMDI模型洛阳市

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考虑泄洪设施闸门控制的水库防洪调度方法

水利水电技术(中英文) 2024年

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黄河实验室(郑州大学)

【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。【方法】本文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。【方法】本文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 m3/s减少到10611 m3/s，从5003 m3/s减少到3351 m3/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】本文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

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移动荷载下道路病害的弯沉盆特性

中外公路 2023年

作者：蔡迎春谢申健郑州大学黄河实验室

移动荷载作用下道路弯沉盆蕴含路基、路面的病害信息，充分利用移动弯沉盆信息开展道路病害快速无损检测受到行业重要关注。该文首先建立半刚性基层沥青路面有限元模型，通过设置不同类型和程度的病害有限元模型，分析在移动荷载作用下... 详细信息

移动荷载作用下道路弯沉盆蕴含路基、路面的病害信息，充分利用移动弯沉盆信息开展道路病害快速无损检测受到行业重要关注。该文首先建立半刚性基层沥青路面有限元模型，通过设置不同类型和程度的病害有限元模型，分析在移动荷载作用下路表弯沉盆的连续变化情况。结果表明：荷载移动到病害区域时，各病害模型中路表弯沉盆的中心弯沉值均会变大；路面结构层出现横向裂缝时，弯沉盆的形状会发生明显变化，贯通性横向裂缝对弯沉盆形状的影响最明显；基层与底基层局部松散对弯沉盆形状的影响比面层松散对弯沉盆的影响更明显；土基顶部出现空洞时，弯沉盆形状变化不明显；路基唧泥病害会严重影响路表弯沉盆形状与大小。

关键词：半刚性基层沥青路面病害移动荷载有限元弯沉盆特性

淮河上游径流变化多元影响因子敏感性及贡献率分析

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应用基础与工程科学学报 2024年第3期32卷 801-812页

作者：孟钰徐文静管新建严登华郑州大学水利与交通学院黄河实验室(郑州大学)

解析径流变化与自然、人为因素的响应关系，对流域水资源安全及管理具有重要意义.构建了一个以多元影响因素为输入、以径流为输出的长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)模型，以建立包括气候变化与人类活动在内的多元影响因... 详细信息

解析径流变化与自然、人为因素的响应关系，对流域水资源安全及管理具有重要意义.构建了一个以多元影响因素为输入、以径流为输出的长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)模型，以建立包括气候变化与人类活动在内的多元影响因子与径流的响应关系，进而分析多元影响因子与径流之间的敏感性与贡献率.以淮河上游为研究区进行实例研究，结果表明：径流对人类影响因素敏感性高于气象因素，对水库塘坝库容具有最高敏感性；突变后各因素平均敏感性增大.气象与人类活动对径流的贡献率分别为55%、45%.其中，水库塘坝库容、降水量、净辐射的变化为径流减少的主导因素.合理的水利工程建设与生态修复布局，对径流调节起到有益作用.研究成果为径流变化规律与成因辨识、流域下垫面保护及水安全保障提供科学参考与决策辅助.

关键词：径流变化贡献率敏感性 LSTM模型突变检验淮河上游

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考虑溃坝后果的水库工程等级划分方法

水科学进展 2023年第5期34卷 753-765页

作者：李宗坤王特葛巍景来红崔秋晶焦余铁郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 郑州大学黄河实验室河南郑州450001 黄河勘测规划设计研究院有限公司河南郑州450003

针对中国现行水利水电工程等级划分标准对水库大坝失事后果考虑不充分的问题,在现行标准的基础上引入了“溃坝后果”指标,构建了考虑溃坝后果的水库工程等级划分体系。通过比较国内外水库大坝分类和工程等级划分方法,对水库工程等级划... 详细信息

针对中国现行水利水电工程等级划分标准对水库大坝失事后果考虑不充分的问题,在现行标准的基础上引入了“溃坝后果”指标,构建了考虑溃坝后果的水库工程等级划分体系。通过比较国内外水库大坝分类和工程等级划分方法,对水库工程等级划分指标进行了分析和论证。基于中国水库大坝社会风险标准和大坝安全标准,建立了“工程等级-失效概率-溃坝损失”之间的联系,拟定了不同工程等级所允许的生命损失和经济损失阈值。最后,提出了基于规模、效益和溃坝后果的水库工程等级划分标准,并阐述了在水库运行阶段进行工程等级复核与风险管控的相关理念和措施。将该方法应用于常庄、尖岗和郭家咀3座水库的等级划分,结果表明3座水库工程等别和洪水标准均应在现有基础上有所提高。研究成果对于补充和完善水利水电工程等级划分标准具有重要意义,并可进一步推动风险管理理念及技术在水库工程中的实际应用。

关键词：水库大坝工程等级风险管理溃坝损失死亡率