基于Leaderrank的高拱坝场内施工道路复杂网络重要节点挖掘与分析

高拱坝施工道路是保证高拱坝工程顺利实施的重要条件之一,由于其所处的环境较为复杂,不确定性因素很多,使得施工道路经常受到损坏。为使施工道路受到损坏后尽快恢复其应有的功能和运输强度,应用复杂网络理论,根据高拱坝施工场地特征,建立了高拱坝场内施工道路网络模型,并采用Leaderrank算法对道路网络的重要节点进行挖掘和验证。最后,运用工程实例,建立了一个具有23个节点的施工道路网络模型,通过对网络模型特征进行分析,并经节点失效验证,发现重要节点排序结果符合高拱坝施工道路实际情况。研究结果可以为高拱坝施工道路管理、抢修提供理论依据。     

基于有权网络模型的电力网节点重要度评估

电力网络中的某些重要节点对连锁故障的发生有着重要的影响。文中应用复杂网络理论,综合考虑节点在网络拓扑结构中的分布特性以及电网的电气特性,选取输电线路的电抗值作为权值参数,建立了电力网络的有权网络模型;提出了基于有权网络模型的电力网带权重的网络凝聚度及节点重要度评估指标;并以EPRI 36节点系统为例进行了暂态稳定时域仿真实验,仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于复杂网络方法的既有雨水管段脆弱性判定

为减轻城市暴雨造成的洪涝灾害,找出影响既有雨水管段脆弱性的薄弱环节,介绍了城市雨水管网系统脆弱性及雨水管段脆弱性的概念,总结了既有雨水管段脆弱性所涉及的影响因素,综合分析了各功能模块之间的相关程度,并且在此基础上结合复杂网络拓扑模型,提出了一种利用节点的重要度来确定既有雨水管段脆弱性判定的方法。结果表明,该方法能够体现节点之间的重要性差异,使节点脆弱性的判定更加准确,为后续进行城市雨水管网改造、修建提供理论依据,为将来建设海绵城市建设重要分支之一的智慧排水管网系统提供事故管段预警,提高事故抢修和维修服务的效率。     

基于加权复杂网络模型的恢复路径优化方法

输电网络重构是电力系统大停电或部分停电后进行恢复的第2个阶段,如何确定恢复的目标骨架网络及其恢复路径序列是该阶段的主要任务。文中提出了一种新的基于加权复杂网络模型的输电网络重构优化算法,考虑了节点有功发电出力和有功负荷（特别是重要负荷）的大小以及各节点在网络中的分布情况和重要性程度,并利用了加权复杂网络模型中衡量网络枢纽性的介数指标来优化恢复路径。该算法可以得到最优的恢复路径序列和目标骨架网络,克服了现有方法在确定目标骨架网络和优化恢复路径序列这2个输电网络重构环节严重脱离的缺点,并在一定程度上解决了现有的恢复路径优化方法采用专家经验或分段寻优策略而无法得到最优解的问题。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所提出的方法的基本特征。     

基于复杂网络理论的输电线路脆弱度评估方法

为快速评估线路故障对系统静态安全的影响,基于复杂网络脆弱度理论,构建了互补性脆弱度指标集和综合脆弱度指标,进而提出一种输电线路脆弱度评估方法。该方法可从全局和局部、有功和无功两方面综合衡量输电线路的脆弱度。根据电力网络有功功率传输的特点构建了平均传输距离指标,从全局的角度衡量输电线路故障对有功功率全网传输效率的影响;其次,提出了局部变化量指标,从负荷节点和发电机节点的角度有效评估局部无功平衡受影响的程度。上述两类指标构成了互补性脆弱度指标集。对互补性指标集进行了归一化处理,得到综合脆弱度指标。通过对IEEE 30节点系统的仿真分析,验证了所提出的互补性指标集和评估方法的有效性。     

基于模糊数学模型的大型河流萎缩度定量分析

从河流水生态、水文特征和形态特征的角度选择萎缩度评价指标,定量分析英那河、绕阳河、柳河、六股河、大凌河等大型河流萎缩度,并对各河流萎缩度利用Spear man秩次相关检验,揭示河流萎缩度演变趋势。研究表明：大凌河、六股河、太子萎缩度呈递增的变化趋势,总体达到中度-高度萎缩状况,绕阳河、英那河萎缩度有所下降,现状属于低度萎缩,对于恢复河流生态服务提供了科学依据。     

基于复杂网络社团结构理论的同调等值算法

基于复杂网络社团结构理论，提出了一种同调等值的新算法。首先构造动态电力网络的加权Laplace矩阵，在此基础上利用谱平分法分析系统故障后的Laplace矩阵，将系统划分为2个区域，其中同步能力弱化系数最小的机组所在的区域被选为研究区域，另一个则为外部区域。然后基于模块度的概念构建分区评价指标，并利用凝聚算法分析故障前的Laplace矩阵，将外部区域划分为多个等值分区。对IEEE 39节点系统的仿真分析表明，所提出的同调等值算法能够自动确定研究区域和外部区域，自动确定外部区域中等值分区的数目，而且计算量小，迅速准确。     

基于协调发展度的冲积河流的河型判别式

借鉴社会与经济或环境与经济的协调发展理念,利用长江、黄河等12个河段的实测资料,研究了河型的影响因子对河型的影响权重,建立了河流系统的协调发展度判别式,用来判断冲积河流的河型.研究认为:河流边界条件对河型的影响大于来水来沙条件;弯曲河流的协调发展度大于游荡河流和过渡河流.根据协调发展度大的河流比协调发展度小的河流稳定有序,可以为冲积河流的河型分类与判别提供有力的理论依据和具体的计算方法.     

基于复杂网络社团结构的恢复子系统划分算法

并行恢复对加快大停电后系统的恢复具有十分重要的意义,而恢复子系统的合理划分是并行恢复的基础,但到目前为止在理论上还没有成熟的方法来指导恢复子系统的划分。在此背景下,提出了一种新的基于复杂网络社团结构理论的恢复子系统划分算法。该算法根据黑启动机组在电网中的分布情况以及电网自身特点来划分子系统,利用模块度指标来衡量划分结果的合理性,并根据各个子系统分裂出来的先后次序来确定子系统之间同步并列的先后次序。克服了传统方法无法衡量划分结果合理性、不能适当确定同步并联规则或策略的缺点。最后,以新英格兰10机39节点系统为例说明了所述方法的基本特征。     

基于复杂网络模型的广州市增城区洪涝灾害风险评估

在气候变化和城市化发展的双重影响下,城市洪涝灾害频发,洪涝引发的链生灾害使损失进一步加剧,严重威胁民众的生命安全与城市的健康发展。以暴雨为灾害源,基于广州市增城区1980—2020年灾害数据,构建灾害演化复杂网络模型,开展灾害风险分析：通过网络平均灾害路径、边介数和连通度评估灾害网络的脆弱性;通过灾害事件共现率分析灾害事件之间的相关性。研究结果表明：高强度、短历时的暴雨是广州增城洪涝灾害的源头,水利设施损坏是影响灾害网络脆弱度的关键节点,农田受浸是引发重大经济损失的主要原因,路面积水导致房屋受浸是风险最大的灾害问题。研究成果可为广州增城洪涝灾害链风险管控与相关应急管理决策提供参考。     

复杂河网地区气候-水文-水动力耦合模型模拟

以淮河流域中下游结合部的洪泽湖周边滞洪区为研究对象,基于紧耦合技术,将一维和二维水动力模型进行耦合,基于松耦合技术,将气候模型与水文模型、水文模型与水动力模型进行耦合,实现了流域、河网、蓄滞洪区和湖泊复杂系统气候-水文-水动力单向耦合,并对气候变化影响下的复杂河网地区水流演进进行了模拟。结果表明:构建的气候-水文-水动力耦合模型对洪泽湖周边滞洪区洪水演进具有较好的模拟能力和适应性;气候变化导致未来淮河流域洪水量级增加,加大了洪泽湖周边滞洪区的洪水风险。     

复杂河网地区航道整治工程对防洪的影响分析

为了研究芜申运河安徽段航道整治工程（包括青弋江线和水阳江两条线路）对流域河网水系防洪的影响,应用Mike11水动力学模型,模拟遇设计标准洪水和超标准洪水条件下,航道整治工程实施前后水阳江、青弋江、漳河流域关键控制站点的水位变化、水阳江干流中游分洪量变化以及航道整治对流场流态的影响情况。分析表明,航道整治工程实施后,控制站点水位降低或者保持不变,水阳江干流分洪量有所减少,并且航道整治工程对河道进行拓展底宽、疏浚挖深、撇弯切滩及局部河段裁弯、退堤等工程措施,扩大了河道行洪断面,增加了泄流能力,整体上有利于河道行洪,符合流域“上、中、下游兼顾,上游以蓄为主;中游蓄泄兼施;下游在充分利用湖泊调蓄作用的基础上,尽可能将洪水外排”的防洪治理原则,对水阳江、青弋江、漳河流域防洪是有利的。航道整治工程实施后,工程段内近岸流速普遍减小,对局部区域近岸流速增大的情况,建议加强观测,若影响堤防或岸坡稳定,应及时加强防护。     

太湖流域平原河网区水系连通性评价

河湖水系连通是流域及区域防洪、供水和水生态安全的重要基础。现有的基于水流阻力与图论的水系连通性评价方法并不适用于连通性受闸门工程调度影响较大的平原河网区,为此提出了改进的水系连通性评价方法,不仅考虑河网中不同类型河道的实际输水能力,还考虑了闸门启闭的开启度。以太湖流域平原河网区为例,运用太湖流域水量水质模型中的概化河网绘制河网图,结合模型计算出各河道水位及闸门开启度,构建出加权邻边矩阵,并利用MATLAB编程算出每个节点连通性,进行了平原河网区典型年时河网水系连通性评价。总体评价结论为太湖流域平原区总体水系连通性较高,但各水利分区的连通性有一定差异,其中阳澄淀泖区和太湖区水系连通性较高。评价结论符合太湖流域平原河网区的实际情况,和前期研究方法的结论基本一致。该方法实现了受闸门调度影响较大河网水系的连通性定量化评价,可用于河网水系连通性变化评估、改善水系连通工程设计等领域。     

尼尔基水利枢纽工程二期导截流施工

尼尔基水利枢纽二期导流设计标准为5年重现期洪水,流量为534 m3/s.文章介绍截流技术参数和导截流施工方法.     

典型约束型河网规划

以常熟市尚湖镇虞西片区的典型约束型河网为研究对象,采用河网水动力模型对约束型河网的结构连通性和河流水资源调配进行了规划研究。结果表明,控制条件下,采用空间结构连通和河网水流计算相结合的方法能充分满足尚湖镇虞西河网水资源分配需求,优化局部河系功能;通过多方案的河网水资源配置,望虞河多口门引水和锡北运河套闸联合调度方案能充分增强河网流动性,保证各水系功能区内水资源需求平衡和潜在的生态环境需水。该方法还能为水系调整提供合理的河道工程规模和设计参数,为保护约束型河网提供技术支持。     

珠江河口复杂河网的水资源调度方案评价EI北大核心CSCD

为评价珠江河口河网的水资源调度方案,以横琴中心沟水系为研究区域,针对原调度方案存在的调水规模问题,结合横琴中心沟水系、外江潮汐和水环境特征优化了调度方案,并提出以水体交换能力为评价指标,对原调度方案和优化方案进行了评价。结果表明:原调度方案水体交换能力不足,优化方案调水幅度增加后,半交换周期普遍缩短,水交换率提高,可以满足规划水质目标。     

水量调度对平原河网能量影响分析

平原河网水动力条件相对较差,水质问题较为突出,为改善平原河网地区水环境状况,选取江苏省无锡市滨湖河网2018年洪季和枯季19个断面水文水质监测数据,基于MIKE21滨湖河网水动力-水质模型及Python能量计算模型,探究能量耗散规律以及能量、水质间的关系,并确定最佳调水流量区间。结果表明：滨湖河网水质浓度与河流能量显著负相关;一定调水流量的增加使得河流总能量随之上升,能量到达阈值后,随调水流量的上升,河流总能量呈降低趋势;在能量目标层面上优选引调水方案,能有效协调引调水过程中存在的异质性因素,确定逐日最佳调水流量区间及河网总能量最佳区间,提供流量优化调控方案,保障平原河网水动力与水环境条件。     

苏州古城区水系演变规律及水动力改善研究

苏州古城区水系是历代人工开凿,并且保存较为完整的历史文化遗产。以苏州古城区水系的产生、发展、破坏和恢复为主线,探讨了其水系演变规律及结构特征。结果表明:(1)苏州古城区水系有别于天然河道,具有一定规整性;(2)其水系消亡破坏过程与天然河道相同;(3)具备平原城市河网特点,存在一定水环境问题。进一步通过采用时空对比的研究方式,分析了苏州古城区水源的演变和特点,得出以下结果:(1)苏州古城区水系通江达湖,连通性好;(2)水系水流路径由20世纪80年代的西进东出转变为北进南出;(3)长江大通站的水位、水质和水量特征显示,长江能为苏州古城区水系提供具有优质水势、水质和水量的高保障率水源。以上论证显示,苏州古城区水系具备潜在的水质提升基础。     

河湖关系与河湖水系连通研究

河湖水系连通作为国家新时期治水方略被提出,关于其内涵、理论的探讨成为科学界研究的热点。通过对河湖关系及河湖水系连通概念内涵的综述,以及对河湖连通关系演变关键影响因素的讨论,认为:河湖水系连通属于河湖关系的范畴,是河湖关系研究的重要内容;河湖水系连通的演化主要受地质地貌条件、气候变化、流域来水来沙条件、湖泊演化和人类活动的共同制约。此外,还提出正确认识河湖关系是设计河湖水系连通工程的前提和基础,河湖关系的相关理论是建造河湖水系连通工程的理论依据,直接指导河湖水系连通工程的建设。