水利水电技术(中英文)

“雄安新区多水源调配与地下水保护”专栏

  • 雄安新区水资源承载力分析及提升途径研究

    杨瑞祥;侯保灯;鲁帆;梁川;赵勇;肖伟华;

    雄安新区的规划建设面临着前所未有的水资源承载力挑战,亟需对其进行分析并提出相应的提升途径。通过对现状和未来规划条件下新区可供水量的分析,针对未来需水量,分别进行了初步配置。以人-水关系为核心,考虑再生水和生态用水是否计入的不同情况,分析了现状和未来新区水资源承载力和承载指数。结果表明,在再生水和生态用水均计入的情况下,现状和未来水平年新区总缺水量分别为6.81亿m~3和2.08亿m~3,承载力分别为162.01万人和418.29万人,承载指数分别为3.28(人口超载)和1.27(人水均衡),但未来新区生活缺水率仍高达59.41%。考虑到新区发展中可能遇到各种风险,需通过从工程和非工程措施增加4.50亿m~3的水来缓解超载问题,即增加跨流域调水量和上游水调节的潜力,以及开展新区及周边地区的节水活动。

    2019年10期 v.50;No.552 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1045K]
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  • 社会水循环通量演变及驱动力分析——以保定市为例

    朱丽姗;肖伟华;侯保灯;鲁帆;王建华;马静;

    社会水循环是自然-人工二元水循环的重要环节,社会水循环通量作为社会水循环的基本研究内容之一,在水资源短缺的背景下,把握其演变规律,揭示使其演变的驱动因子,对水资源的规划、利用和管理具有重要意义。基于2000—2015年保定市的气象数据和社会经济数据,采用信息熵法对保定市的用水结构进行分析,结果表明保定市的用水结构趋向均衡的方向发展;有效降水的演变没有明显规律,随降水的丰枯变化。从自然环境和社会经济两方面选取了20个驱动因子,采用灰色关联分析法定量分析,结果显示:第一产业产值比重和有效降水与社会水循环通量的灰色关联度分别为0.748和0.705,表明这两个因子对社会水循环通量演变的驱动力最大;自然环境因子和农业用水因子与社会水循环通量的关联度数值均处于较高水平,表明这两类因子对社会水循环通量演变的驱动力较强。

    2019年10期 v.50;No.552 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1323K]
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  • 基于CLDAS数据和机器算法模型的大清河流域地表土壤湿度降尺度研究

    吴颖菊;朱奎;鲁帆;岳小雨;

    土壤水分是"四水"转换的纽带,农业生产的基础,传统的野外定点测量土壤水分的方法难以实现空间上的展布,现代微波遥感数据可以得到大尺度的土壤水分,但分辨率低。本文利用CLDAS数据,将机器算法应用到遥感影像指数运算中,开展土壤水分的降尺度研究。论文分别采用OLS算法、Bagging算法、BRT算法和随机森林算法模型建立MODIS光学遥感数据(LST、Albedo、NDVI、ET)与土壤水分的关系模型。研究结果表明:四种算法中随机森林算法的拟合效果更优(R~2=0.961 28,RMSE=0.006 99)。利用该算法算出降尺度后的土壤体积水分,可以得到大尺度且空间分辨率更高的土壤水分数据。大清河流域西北部土壤含水量高于东南部,土壤含水量差异可达0.2 mm~3/mm~3,在流域土壤含水量空间分布的季节变化显著,3月土壤水分低至0.16 mm~3/mm~3,9月土壤水分高达0.33 mm~3/mm~3。

    2019年10期 v.50;No.552 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 2479K]
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  • 不同浓度悬浮物颗粒在多孔介质中迁移特性研究

    赵婧彤;冶雪艳;杜新强;张晓婉;崔瑞娟;

    多孔介质中悬浮物迁移特性的研究,有利于减缓实际回灌工程中的堵塞问题,对地下水人工回灌技术的推广具有重要理论意义。采用室内砂柱试验,研究不同悬浮物浓度条件下多孔介质渗透性的变化、悬浮物颗粒在饱和多孔介质中的运移-沉积规律,并分析堵塞发生的机理。本次试验以中位粒径224.2μm的石英砂作为入渗介质并在砂柱中分别连续注入由中位粒径3.24μm的悬浮物颗粒配制而成的三组不同浓度溶液(100 mg·L~(-1)、300 mg·L~(-1)、500 mg·L~(-1))。研究结果表明,在不同的回灌浓度条件下,砂柱内均发生了表面-内部双重堵塞;且随着悬浮物溶液浓度的增加,悬浮颗粒在多孔介质内的迁移量减少,而滞留量却明显增多,但悬浮物浓度对沉积量的影响随着入渗深度的增加而减小;堵塞速率也会随着回灌液浓度的增加而加快;在回灌的初始阶段,多孔介质的渗透性随时间下降幅度很大,随着试验的进行,最终会趋于稳定状态,且越靠近砂柱表层,悬浮物堵塞的程度越为严重。在实际的人工回灌工程中,要尽可能降低回灌液中悬浮物颗粒的浓度,以降低堵塞的风险,保证回灌工程更为长久地运行。

    2019年10期 v.50;No.552 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1876K]
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水文水资源

  • 城市河道防汛特征水位划定方法研究

    邸苏闯;李尤;潘兴瑶;朱永华;张岑;卢丽;

    河道防汛特征水位是洪水预警和科学调度的基础,但是城市河道受人类干扰大,功能复杂,防洪隐患多样等因素影响,目前在城市河道防汛特征水位划定方面没有统一的划定原则和方法。针对该问题,本文以北京市清河为例,开展城市河道防汛特征水位划定研究,统筹考虑河道功能、洪水预警、防汛预案、防护对象等要素,提出了防汛特征水位划定原则,还建立了基于数值模拟技术和数理统计技术的划定方法,并对清河沿线9个代表断面进行防汛特征水位划定。结果表明警戒水位为45.14~24.98 m,保证水位为45.47~26.39 m,两者之差为0.33~1.41 m,平均值为0.75 m。计算结果与"2012-07-21"和"2016-07-20"典型场次暴雨洪水测量最高水位数据一致性较好,表明成果能直观快速地揭示清河的汛情和险情。本成果可为河道汛期预警、水位站网完善和防汛应急管理提供重要的技术支撑。

    2019年10期 v.50;No.552 32-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2695K]
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  • 透视变化环境下的中国城市暴雨内涝灾害:形势、原因与政策建议

    孔锋;

    城市暴雨内涝已成为当前中国城市发展面临的重要难题之一,是"大城市病"的综合体现。首先分析了当前中国城市暴雨内涝灾害严峻的形势特征,然后从自然和人为因素两维角度,综合全球气候变暖背景下暴雨增多、城市规划和快速城镇化、排水管网与设防标准、城市应急预案、城市发展与管理制度等八个方面的问题,分析了中国城市暴雨内涝频现的深层次原因;再次总结分析国内外应对城市内涝的策略,提出当前我国海绵城市建设面临的问题并展望其发展方向。最后从提高设防标准、鼓励社会参与、推广海绵城市建设、完善监测预警体系、强化城市科学规划、加强大都市巨灾应对能力和跨区域应对统筹、提升决策者意识、加强全民全域全时风险防范意识等八个方面给出应对城市暴雨内涝的政策建议。研究成果对全面科学理解中国城市暴雨内涝灾害具有参考意义,对未来安全城市的长远规划和高质量建设具有重要的支撑。

    2019年10期 v.50;No.552 42-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 2731K]
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  • 缺水型大城市多水源调配管理技术体系与方法研究

    杨芬;王萍;王俊文;黄敬梅;游进军;马真臻;

    针对缺水型大城市多水源供水系统日益庞杂带来的规范化和精细化调配管理问题,通过强化最严格水资源管理制度对城市多水源统一调配和管理的指导作用,从前期调配评估、调配系统构建、调度规程制定、调配方案编制四方面,探讨了缺水型大城市多水源调配管理技术体系,提出了城市水源-工程-单位-用户四层供水系统网络拓扑结构、城市供用耗排水量流转关系、水资源调配工程与管理体系、水资源日常调度规程、多水源联合调度模型等关键技术问题的解决思路与方法。将该技术体系应用于北京市水资源统一调配管理,结果表明:北京市供水系统可划分为4类水源-11类供水工程-4大水管系统-5大用户的网络拓扑结构。在此基础上,可构建由36家机关单位组成的水资源三级调度管理体系,按照调度会商-决策-实施-调整为核心的调度流程,依据统筹用水管控、水源配置、水量调度原则编制的水量调配方案开展日常水量调度工作。研究成果可为水行政主管部门推进水资源精细化调配管理工作提供技术支撑。

    2019年10期 v.50;No.552 53-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 2722K]
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  • 流域水权制度体系框架及其在东江的分析应用

    郑航;刘悦忆;冯景泽;谢观体;游进军;马真臻;

    针对流域水权制度建设的系统性问题,从宏观层面分析水权制度的完备性,基于我国现有的水权制度安排和实践经验,将水权制度分解为三个层次和三个维度,提出了流域水权制度的体系框架。三个层次的内容包括:初始水权分配、水权调度实现和水权交易。初始水权给出了用户的长期水权指标,水权调度实现明晰了用户当年的用水指标,水权市场允许用户对长期水权和当年水权进行交易。三个维度包括:量质、时间和空间,要求明晰水权在各个空间点和时间段的数量和质量,以确保水权体系的水文完整性。将框架应用于广东省东江流域,分析了东江流域水权制度中适用于丰水且水质性缺水地区的典型特征,结果表明:东江的水权制度建设需进一步完善用水总量指标的水文封闭性、水权与水量调度规则的衔接性以及水权市场规则的完整性。研究成果对流域水权制度研究与实践具有一定参考价值。

    2019年10期 v.50;No.552 60-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1789K]
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  • 复杂干扰环境下抽水试验参数分析

    侯树楷;张永祥;辛小春;刘培斌;姚旭初;袁鸿鹄;

    针对复杂干扰环境下,为了准确获取场区水文地质参数,开展了2个降深的抽水试验,第一个降深抽水试验流量为173 m~3/h,抽水75h 30 min(4 530 min),停抽后立即进行恢复试验,共恢复88 h(5 280 min),整个试验过程共计163 h 30 min(9 810 min);第二个降深抽水试验流量为84 m~3/h,抽水99 h(5 940 min),停抽后立即进行恢复试验,共恢复163 h 30 min(9 810 min),整个试验过程共计262 h 30 min(15 750 min)。参数求解时,首先通过对抽水试验数据应用多种解析法求参数,计算出场区潜水含水层渗透系数为21~24 m/d,然后采用数值法反演求参数,求得渗透系数为24 m/d,反演结果与多种解析法计算的结果相互对比验证,计算结果接近,结合场区水文地质条件及工程经验,综合分析确定场区潜水含水层的水文地质参数为23 m/d,计算结果合理可信,并已应用于工程设计,同时为在复杂环境下抽水试验求参提供了参考与借鉴。

    2019年10期 v.50;No.552 68-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 3379K]
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  • 基于无人机正射影像的河道水域动态监测模型的研究——以浙江省宁波市鄞州区为例

    赵克华;郑朝晖;李金宵;翁东波;刘杰;

    利用卫星影像开展河道水域非法占用监测,存在后期数据处理周期长、实时性弱等不足。为此,基于无人机正射影像图提出一种集Mask RCNN网络与图像差值计算的河道水域动态监测模型,通过机器识别改善现存问题。首先对正射影像进行拼接、矫正与分割,获取原始数据集后利用有监督学习方式训练Mask RCNN模型。最后获取河道轮廓图并计算两期同一位置正射影像的差值与阈值对比,来判定河道水域是否发生变化。试验结果表明,在机器识别与人工处理对比中本方法具有平均90%左右的准确率。本模型准确性较高,可辅助作为小型河道水域非法占用的实时动态监测工具。

    2019年10期 v.50;No.552 77-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 4661K]
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  • 城市雨水管网排水能力模型评估分析方法探究——以深圳市龙华区为例

    李杨杨;郭赟;邓佑锋;苏琼婵;何昭菊;赵诗琦;

    针对目前通过模型对整体排水管网进行评估时,上游管线溢流后会导致下游管道进水量减少等情况,使得下游管线评估结果出错的问题,本研究在MIKE URBAN模型基础上,结合ARCGIS软件中的拓扑生成及检查、栅格计算、统计分析等功能,用分级法对深圳市龙华区进行模型评估,弥补传统整体管网模型评估法的不足。经统计分析分级法评估的结果,研究区内排水管网排水能力小于1a一遇的比例为9.0%,1a到2a一遇占比35.9%,2a到3a一遇占33.9%,3a到5a一遇占11.4%,满足5a一遇的占9.8%。经研究表明,传统的模型评估方法存在较大的问题,分级评估法能解决传统评估方法出现的问题,使得评估结果更合理。结合实际水安全问题进行不同方案措施的综合分析,从内涝的原因入手进行改造措施,效果较好。

    2019年10期 v.50;No.552 84-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 2911K]
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水工建筑

  • 统计预测模型在汉江孤山水电站水库诱发地震中的应用

    余松;吴建超;蔡永建;

    为了研究汉江孤山水电站水库诱发地震的可能性,收集了国内外309座已建大型水库资料,应用统计预测模型对孤山水电站水库诱发地震进行了预测分析。针对水库具体地质条件,选用库水深度、区域构造应力状态、断层活动性等8个诱震因子,将诱震因子划分为5种不同状态,在此基础上建立了水库诱发地震统计预测模型。计算结果表明:孤山水电站第一库段(孤山水电站坝址—胡家村)发生微震(震级<3.0)概率为0.017,不发震概率为0.983;第二库段(胡家村—白河电站)发生4.5—6.0级、3.0—4.5级地震概率较小,发生微震概率为0.234,不发震概率为0.741。结合类比法、灰色聚类分析法以及其他预测方法综合评价,认为孤山水电站存在水库诱发地震的可能,最大震级在3.0左右,震中烈度为Ⅴ度。建议水库建成后加强地震监测和抗震措施的落实工作,把可能的地震损失降到最低,充分发挥水库的最大综合效益。

    2019年10期 v.50;No.552 91-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 2379K]
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  • 丰满重建工程过鱼设施方案设计优化

    苏加林;

    丰满重建工程过鱼道原设计存在以下问题:(1)集鱼口少、集鱼范围窄、效率低、机组运行不灵活等;(2)鱼过坝过程周转环节较多,组成复杂;(3)出口区域缺乏鱼类上溯的水动力学条件以及旅游码头对过鱼存在干扰等。为此,通过鱼道、进出口流场数值模拟计算及物理模型试验研究,同时借鉴近期国内工程过鱼设施成功运行经验,将永庆右岸竖缝鱼道方案优化为"左岸生态泄流闸+左岸岸边仿生态鱼道"方案;将丰满大坝过鱼设施优化为"集鱼系统+升鱼机+放流系统"方案。此优化方案更符合工程实际和特点,有利于诱鱼、过鱼、放流,满足环境要求,为梯级水库高坝过鱼提供一个切实可行的解决方案。

    2019年10期 v.50;No.552 98-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1843K]
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  • 基于D-S理论的输水建筑物安全多准则模糊综合评价

    张亚琳;刘东海;胡东婕;

    为了对输水建筑物运行状态进行全面和客观的评价,构建了输水建筑物运行安全评价指标体系,介绍了多种评价准则,并结合D-S证据理论,提出了融合多个评价指标和多种评价准则的输水建筑物安全模糊综合评价方法。以天津市南水北调工程为例进行评价分析,结果表明:采用基于D-S证据理论的综合评价方法可以避免单一方法评价的片面性,提高评价结果的准确性。研究成果为客观评价输水建筑物运行状态提供了新的途径,为输水建筑物安全运行提供了决策支持和科学依据。

    2019年10期 v.50;No.552 104-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 2170K]
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  • 水电工程反恐风险评估指标体系及风险分级方法

    朱哲;张晓光;贾超;杨志刚;潘建;

    为了确定水电工程防御潜在恐怖袭击风险评估指标和分级标准,为水电工程反恐怖防范风险评估与防控提供理论依据,对水电工程反恐风险评估指标体系及风险分级方法开展研究。基于水电工程特点和恐怖袭击风险评估过程模型与相关标准,运用系统安全分析与评估方法,构建水电工程反恐怖风险评估指标体系,确定各指标量化分级区间及权重,并建立水电工程防御潜在恐怖袭击风险分级标准。研究结果表明:水电工程潜在恐怖袭击风险指标主要有生命损失、风险人口、被袭击可能性等;按照风险评估指数P,可将水电工程潜在恐怖袭击风险等级分为Ⅰ~Ⅳ级。

    2019年10期 v.50;No.552 110-118页 [查看摘要][在线阅读][下载 2143K]
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  • 强震作用下特高拱坝非线性地震反应分析

    程恒;张国新;廖建新;周秋景;杨波;邱永荣;

    研究采用等效一致黏弹性边界单元模拟拱坝无限地基辐射阻尼效应,给出了人工边界节点上等效地震荷载的计算公式,实现了拱坝-地基系统的地震动输入。以我国某特高拱坝为例,建立了拱坝-地基三维有限元分析模型,精细模拟了坝体体型、横缝、河谷形状、各类岩体以及主要地质构造。采用时程分析方法,综合考虑无限地基辐射阻尼效应、拱坝-库水动力相互作用、拱坝横缝动力接触非线性效应等因素,分析了拱坝-地基系统在强震作用下的动力响应,对拱坝抗震安全性进行了评价。研究成果为高拱坝设计提供了参考。

    2019年10期 v.50;No.552 119-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 3681K]
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  • 考虑典型破坏模式的深埋隧洞安全监测布置方法研究

    徐俊豪;李宏恩;刘晓青;

    在对深埋隧洞破坏模式进行分析的基础上,基于分析结果针对性建立其安全监测系统的布置方法,可以有效维护隧洞施工期和运行期的长效安全。以滇中引水工程某深埋隧洞为例,在综合考虑工程地质条件、围岩状态、开挖形式的基础上,首先选取典型隧洞断面进行数值模拟,采用有限元强度折减法进行深埋隧洞典型破坏模式分析,获得了隧洞围岩应力与塑性区分布,得到了深埋隧洞潜在破坏面的分布情况。结合数值模拟分析结果,确定了安全监测原则及安全监测重点防控点。针对深埋隧洞潜在破坏面进行了两类围岩的安全监测测点布置。研究成果可为深埋隧洞工程安全监测系统优化设计提供依据。

    2019年10期 v.50;No.552 125-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 2313K]
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机电技术

  • 基于MATLAB快速确定水轮发电机组最大轴线摆度方位的研究

    汤荣才;鞠小明;

    为提高水轮发电机组的盘车效率,减少传统八点盘车的带来的误差,快速的确定机组轴线最大摆度值及方位,根据最小二乘原理提出了一种基于MATLAB命令lsqcurvefit的算法。根据采取的目标函数自动的选取摆度曲线的3个最优参数,进行正弦摆度曲线拟合。介绍了传统盘车过程计算最大摆度值和方位的两个公式,结合两个实际工程机组盘车数据与本文提出的算法进行对比研究。结果显示,算例1中本文算法得出的结果与两个传统公式计算的结果最大摆度值分别相差0.009 53 mm和0.006 40 mm,方位分别相差0.491°和2.995°,盘车质量较好。算例2中本文算法与两个传统计算公式结果基本一致,出现的偏差可能是由于原始盘车数据存在误差造成的。研究结果表明,采用本文提出的自适应算法能够快速直接的计算出最大摆度值及方位,并且适用于轴线多点任意转角的盘车,计算结果与传统公式相差不大,验证了算法的合理性。研究结果可供水电站机组安装检修参考。

    2019年10期 v.50;No.552 131-137页 [查看摘要][在线阅读][下载 2221K]
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  • 基于LOADEST和卡尔曼滤波的河流污染通量过程估算

    陈炼钢;陈俊鸿;陈黎明;徐祎凡;施勇;

    针对当前国内水质低频监测的现状以及河流污染通量计算方法的缺陷,为了提高河流污染通量估算成果的合理性与可信度,将LOADEST污染通量估算模型与卡尔曼滤波校正算法相结合提出一种新的河流污染通量估算方法。基于LOADEST模型的污染通量过程预估,通过建立污染物通量与流量之间的回归方程,利用逐日高频流量数据预估出波动变化的逐日污染通量过程;基于卡尔曼滤波的污染通量过程校正,对通量实测值与基于LOADEST模型的通量预估值进行同化,减小最终估算值与实测值之间的误差。新方法应用于淮河干流蚌埠闸断面2012年污染通量的估算,氨氮和高锰酸盐指数通量过程的估算值与高频水污染联防监测值吻合较好,判定系数R~2分别为0.78和0.99,累计通量相对偏差分别为1.71%和5.57%。研究结果表明,新方法在不增加数据需求的同时能合理可信的估算河流污染通量的变化过程,可弥补月单值法、线性插值法、污染负荷过程模型法估算河流污染通量的不足与缺陷。

    2019年10期 v.50;No.552 138-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 2213K]
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工程地质

  • 基于离心试验的衡重式桩板挡墙受力特性研究

    张明;胡荣华;刘国楠;王威;潘效鸿;

    衡重式桩板挡墙是由桩板挡墙与衡重式挡墙发展而来的一种新型支挡结构,鉴于该结构的复杂性,受力特性尚不明确,为此设计了比例尺为1∶50的挡墙离心模型试验,分析了衡重式桩板挡墙的土压力分布模式、桩身受力特性。结果表明:(1)填料为全砂时上墙主动土压力按公式γhk_aξ计算,建议正常使用状态下桩前抗力上部采用C法、下部采用m法计算。(2)填料上层为砂土、下层为粉土或饱和粉土时,挡墙主动土压力已不适合采用朗肯土压力理论计算,桩前抗力分布模式与模型试验一致,随深度呈抛物线分布,不适于采用m法或C法及朗肯被动土压力理论计算。(3)挡墙桩身弯矩在桩顶下某处出现反弯点,反弯点以上桩身左侧受拉,反弯点以下桩身右侧受拉,随着离心加速度的增加反弯点逐渐下移。

    2019年10期 v.50;No.552 145-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 3169K]
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  • 基于MEMS传感器的边坡滑动特征研究

    高燕;李文龙;袁泉;

    针对目前边坡工程监测手段成本高、大规模监测困难以及智能化监测困难等问题,利用MEMS传感器造价低、精度高、体积小等优势,探讨基于MEMS传感器的新型智能监测方法的可行性,采用天然河砂(粗砂)高空撒砂法堆坡设计了模型试验。在边坡内潜在滑体中埋置MEMS传感器,通过监测加速度、角度、角速度等指标,实现对边坡稳定性的多点位无线实时连续监测。试验模拟连续降雨为滑坡诱发机制。通过分析边坡滑动前、滑动时、滑动后边坡各部位传感器监测指标的变化,获得滑体各部分的运动情况,结合试验宏观观测现象,进而探讨边坡的滑动特征。探讨了坡角为45°、50°时边坡各部位的运动情况。通过两组试验的对比分析表明:初始坡角越小,降雨诱发边坡滑动所需时间越长,滑动的次数越少,最终稳定坡角越小;初始坡角越大,滑动常会阶段性间歇性发生,最终稳定坡角越大;试验过程中砂土坡滑动时,坡体内部与坡脚处先破坏,边坡表面中部与后缘随后破坏,为典型的推移式滑坡。试验证明MEMS传感器能够成功捕捉到边坡的滑动特征,也实现了滑坡预警效果。

    2019年10期 v.50;No.552 153-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 3258K]
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  • 长期浸水作用下重塑黄土渗透特性变化规律分析

    邹锡云;许强;赵宽耀;杜鹏川;袁爽;

    为探究长期浸水作用下黄土渗透性变化特性,针对黑方台因长期灌溉作用导致台塬整体不断产生沉陷,下部黄土处于长期浸水状态,浸水作用下黄土性质也随之变化等问题,采用室内变水头试验和电镜扫描试验对浸水与未浸水黄土进行对比,研究两种工况下黄土渗透性变化规律。结果表明:长期浸水作用使黄土渗透性降低;浸水与未浸水两种工况黄土渗透性均随干密度和初始含水率增大而减小,黄土渗透性与干密度拟合曲线符合指数函数关系,相关系数大于0.963;相同干密度与初始含水率条件时,浸水工况相较未浸水工况黄土渗透性低10%;浸水工况黄土渗透性降低主要是由于黄土颗粒间胶结物质溶解导致黄土内部结构变化引起。浸水作用下黄土渗透性研究对预测台塬地下水位变化以及滑坡防治具有积极意义。

    2019年10期 v.50;No.552 162-168页 [查看摘要][在线阅读][下载 3235K]
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  • 荒漠植被根系增强土体抗剪强度性能研究

    宗全利;冯博;袁寄望;王建新;唐建;

    为研究塔里木河干流上游岸坡荒漠植被根系对土体抗剪强度的增强作用,在初步分析流域植被覆盖现状基础上,对上游6个典型河岸进行了现场勘查,对骆驼刺(Alhagi sparsifolia.)、红柳(Tamarix ramosissima.)和芦苇(Phragmites australias.)三种典型植被覆盖的根-土复合体和无植被覆盖原状土体分别进行了12组和11组的对比取样,并进行了室内土工试验。试验结果表明:根-土复合体与原状素土相比平均黏聚力由8.04 kPa增加到16.86 kPa,增加了110%,平均内摩擦角由32.59°增加到33.76°,增加了3.6%。结合摩擦加筋原理,建立了植被根系增加土体抗剪强度的力学计算模型,通过模型计算了骆驼刺、红柳和芦苇三种植被不同根体积密度对应的根-土复合体抗剪强度,并与实测结果进行对比。结果表明:16组实测值中只有一组数据小于其相应的理论值范围(2.47<2.6 kPa),其余实测值全部大于理论计算最小值,充分说明建立的力学计算模型完全可以用于上述三种典型荒漠植被根系影响下的土体抗剪强度计算,为定量评价荒漠植被根系的固土能力提供一定的参考。

    2019年10期 v.50;No.552 169-177页 [查看摘要][在线阅读][下载 3065K]
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新能源

  • 基于云计算和智能优化SVR的光伏发电功率预测

    黄桂春;何柏娜;孟繁玉;

    为提高光伏发电功率的预测精度,针对支持向量机回归(Support Vector Regression,SVR)模型的预测结果易受其惩罚系数C、敏感损失函数的最大误差系数ε和核函数g影响的问题,提出一种基于新型智能算法-蝗虫算法优化SVR模型参数的光伏发电功率预测模型。由于光伏发电功率数据存在随机性和间隙性的特征,Multi-Agent和分布式思想被引入蝗虫算法优化SVR模型,通过将云计算的MapReduce框架和GOA-SVR结合,提出一种基于MapReduce和GOA-SVR并行化的光伏发电功率预测模型(MapReduce and GOA-SVR,MR-GOA-SVR),从而提高海量高维光伏发电数据的处理能力。将影响光伏输出功率的11个气象因素作为GOA-SVR的输入向量,光伏输出功率作为GOA-SVR的输出向量,建立GOA-SVR的光伏发电功率预测模型。研究结果表明:MR-GOA-SVR可以有效提高不同天气类型下的光伏发电功率的预测精度,具有很强的现实性和指导意义。与PSO-SVR、GA-SVR、GOA-SVR和SVR相比,MR-GOA-SVR在晴天、阴天和雨天均可以提高预测精度,且具有优异的并行性能。

    2019年10期 v.50;No.552 178-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 2878K]
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