基于粒子群算法优化极限学习机的区域地下水水质综合评价模型

地下水环境质量的准确评价可降低由水质不确定性导致的农业水管理决策风险,对于指导区域发展绿色农业、清洁生产等均具有重要的实践意义。针对ELM会随机产生输入层与隐含层的连接权值和隐含层阈值,导致网络泛化能力降低以及过度拟合引起的评价结果失真问题,提出一种基于粒子群算法优化极限学习机的地下水水质综合评价模型。选取黑龙江省建三江地区为研究区域,通过典型农业机井中地下水体的实地采样,利用构建的PSO-ELM模型对地下水水质进行综合评价。结果表明:PSO-ELM模型拟合性高于传统的ELM模型和RBF模型,并提高了区域地下水水质的模拟评价效果。建三江地区下辖的15个农场,整体地下水水质较好。研究区范围内地下水水质等级呈现出集中式分布特点,地下水综合水质较差的农场集中在研究区中东部,水质较好的农场集中在研究区的东西两侧。建三江地区地下水水质地域性规律主要与化肥施用量有关。为此,在保障粮食安全与用水安全的同时实现清洁生产应注意控制化肥的使用量,积极探索作物高产新举措。     

石漫滩水库坝基廊道析出物组成特征与成因分析

大坝廊道析出物是坝基水对基岩及混凝土等侵蚀作用的产物,其形成与演变可能对大坝运行安全产生不利影响。石漫滩水库除险加固前其廊道内广泛分布各类析出物,为探明其物质组成并分析来源,对析出物及其附近渗漏水进行了采样分析,对析出物分别采用X射线衍射和荧光光谱分析方法确定其矿物和化学组成,并通过水化学图示和模型计算等方法研究渗漏水的化学组成及演变。结果表明,分布最广泛的白色析出物主要化学组分为CaO和烧失量、矿物组分为方解石,其来自于坝体混凝土中水泥结石的溶解与再沉淀,而部分黑色析出物主要化学组分为MnO,来源于坝基水对基岩中锰质胶结物的化学侵蚀。分析结果结合扬压力等观测资料,可为除险加固工程中坝体及坝基对应补强提供科学依据。     

原状黄土增湿过程中的土水特征曲线模型

黄土增湿过程是黄土持水特性与增湿变形特性相互影响的过程。已有的土水特征曲线模型主要描述土体的含水状态与吸力的相关关系,无法全面反映增湿过程中黄土的持水特性与变形特性。因此在固结仪上开展了新疆原状黄土的分级增湿试验研究,试验中引入能够全面反映土体含水状态和变形情况的"增湿水平"这一变量,并用增湿水平和吸力表征黄土土水特征曲线模型。结果表明:各竖向压力作用下增湿过程中,半常用对数坐标系下原状黄土增湿水平与吸力关系曲线形状相似,均明显的分为初期平缓段和陡降段两个阶段;竖向压力对增湿水平与吸力关系曲线的影响主要体现在初始吸力与陡降段斜率的不同,可以归一化为幂函数形式;为此建立了以增湿水平和吸力表征的土水特征曲线模型。并将该模型用于其他地区黄土,验证了所建模型适用于原状黄土的初始含水率和吸力状态、不同初始含水率的压缩状态,以及重塑黄土在压力作用下的增湿变形状态。     

考虑生态流量需求的梯级水库汛末蓄水调度研究——以溪洛渡-向家坝水库为例

针对溪洛渡-向家坝梯级水电站在汛末期发电兴利、汛末蓄水、无效弃水、下游生态需水等多方面存在的水资源利用矛盾,开展了考虑生态流量需求的汛末蓄水调度研究。首先借助于逐月最小生态径流法,计算了两库水电站蓄水期下游的最小生态流量过程,进而提出了基于调度图的改进提前蓄水方案,并引入了生态流量满足度结合其他兴利指标对蓄水方案进行了评价。研究结果表明：考虑到生态流量需求的改进提前蓄水方案,在提高梯级汛末蓄满率、增大发电效益以及减少弃水量的同时,两座水电站的运行出力、下泄流量过程更加平稳,生态流量满足度也得到了明显提高。研究成果可为溪洛渡-向家坝梯级调度运行、提高蓄水兴利与生态效益提供科学的指导依据。     

水力条件对芦苇湿地系统DO质量浓度的影响

就水位及水力负荷对湿地系统中DO质量浓度的影响进行实验。结果表明：随着水位的不断提高,芦苇湿地系统中的DO质量浓度呈现出不断升高的趋势,且在300～550 mm水位区间增加趋势比较明显,随着水位的再度升高,在550～650 mm水位区间DO质量浓度增加趋势趋于平稳;随着水力负荷的不断增加,芦苇湿地系统中的DO质量浓度呈现先增加后减小的趋势,本实验中最适合的水力负荷在0.8968～1.2230 m3/（ m2＆#183; d）之间。     

绿水评估方法研究进展

在回顾绿水量计算方法的基础上,阐述了水分平衡法、植物生理学法、微气象学法、模型法、遥感法及仪器法的适用条件和特点,认为遥感信息支持下的微气象学法和模型法实际可操作性更大;提出了绿水计算面临的两个关键问题是时间和空间尺度、生产性绿水与非生产性绿水的分离,分析了气候变化和下垫面景观变化对绿水评估的影响,同时展望了绿水评估对水资源一体化管理的应用前景。     

长湖水质演变特征及水环境现状评价

利用湖北省长湖2001-2011年的水质监测资料,分析了长湖年际及月际的水质演变规律。结果表明,2005年长湖水质达到最差,然后呈逐渐好转趋势,至2011年,长湖水质已有明显改善。在1个水文年内,长湖的水质优劣顺序依次是：丰水期,平水期,枯水期。利用模糊综合评价方法对2011年长湖水质状况进行评价,结果表明,该年3个水期长湖水质状况的最大隶属等级为Ⅰ类,水质较好。利用卡尔森指数法对长湖2011年丰水期进行富营养化评价,结果表明,除习家口水域外,全湖水体基本上处于中度富营养化水平。对长湖水环境压力进行分析,结果表明,长湖的生态系统正面临衰退困境,而主要污染物的年入湖量已大大超出长湖的纳污能力。     

南京市月牙湖秋冬季节藻类的区系组成

于2012年10月—2013年1月对南京市月牙湖的藻类植物进行实地调查,通过对6个较典型的采样点进行取样,对160余份样品进行观察、鉴定、统计,分析该水域藻类植物的区系组成及藻类时空分布特点。结果表明,在月牙湖的藻类区系中藻类植物有57种及变种,分属57属、29科、8门;以绿藻门种类为最多(占总数的47.37％),其次是硅藻门和蓝藻门;优势种有12种,而优势种中有6种为水华种。在时间分布上,10月份物种丰度和藻类数量最大;随着温度的降低,藻类的种类及数量有明显的减少。对藻类分布规律及其指示的水华种藻类的分析表明,该水域的水体已经受到一定程度的污染。     

乌东德水电站导流隧洞施工期支护设计

乌东德水电站导流隧洞采用左2右3、4低1高、4大1小的布置格局。因右岸3、4号导流隧洞上游部分洞段位于裂隙发育、岩体破碎的因民组薄-极薄层大理岩化白云岩中,且岩层走向与洞轴线成小角度相交,致使导流隧洞第Ⅲ层开挖支护完成后,洞内各监测仪器监测量值较大,收敛缓慢,部分洞段出现左拱肩塌方,右边墙滑塌等现象。对此,采用有限差分法,开展了导流隧洞施工期动态反演分析,利用分析结果,确定了施工期钢拱架、预固结灌浆、预应力锚杆、锚筋桩和锚索加强支护的综合加固措施。导流隧洞全部开挖完成后的监测结果表明,各监测数据基本收敛,洞室基本稳定。     

基于AutoCAD平台的有限元后处理系统开发

有限元后处理是开展有限元分析的重要步骤,同时也是衡量一个有限元软件是否成功的重要因素。基于AutoCAD平台的DXF格式,对有限元后处理程序开发中的关键技术问题展开了研究,构建了基于AutoCAD平台的有限元后处理系统,并且结合面板堆石坝给出了应用实例。研究表明,基于AutoCAD平台的有限元后处理系统能直接与计算程序相连接,生成的DXF格式后处理文件可直接在AutoCAD平台下编辑,不需要额外编写程序代码来执行图形处理操作,可满足使用者个性化的显示要求,可为有限元计算分析提供便捷高效的后处理平台。