新型高阶Boussinesq水波方程

从经典的Boussinesq方程出发，引入两个参数并对方程中的部分项进行替换，通过严格的数学推导给出量级为O(εμ2)的高阶非线性项，得到一种新型的高阶Boussinesq方程。该方程的色散关系比经典Boussinesq方程提高了一阶，变浅作用性能也得到了改善，方程的适用范围由浅水达到中等水深。利用Crank-Nicloson格式的有限差分法对方程进行数值模型在一维方向上进行离散计算，建立了高阶Boussinesq方程的数值模型。为验证数值模型的正确性，将数值计算结果与Zou等(2001)的物模试验结果以及Beji与Nadaoka方程的数值结果进行对比，本文的数值结果与试验结果吻合程度较好，表明本文方程可适于模拟变水深下的波浪场数值模拟。     

基于贝叶斯平均法的洪水分类组合预报研究

以实测样本隶属于某一模型的后验概率为权重,对各模型预报变量的后验分布进行加权平均,获得综合预报变量的概率密度函数,进而推导出均值、方差公式和置信区间。将“基于BP神经网络和遗传算法的分类洪水预报”与“基于贝叶斯模型平均法的多模型组合预报”相结合,实现“洪水分类多模型加权组合预报”。该方法综合考虑了各模型对不同类型洪水的适应条件及多个模型的优势,可同步降低模型参数与模型结构不确定性对预报结果的影响。以大伙房水库为研究区域,采用大伙房水库1960年~2016年的25场历史典型洪水作为本研究的基础资料,分别完成实例验证与分析,效果整体上优于单个模型。     

确定性地震动空间差异对重力坝地震响应影响研究

针对高坝-地基体系地震响应分析对空间差异地震动场的需求,在波动输入模型基础上引入地震波组合效应提出确定非一致地震动场模型。该模型从地震动场形成的物理机制出发,以模拟确定性地震动空间差异为目标构建非一致地震动场。随后以确定非一致地震动场和波动输入对应地震动场为基础,采用重力坝算例研究确定性地震动空间差异对结构地震响应的影响。结果显示,相对于波动输入模型,确定非一致地震动场模型可在内蕴多点多维地震动相关性基础上模拟地震动的时间滞后、复杂幅值变化、时程形状差异等宏观空间差异特征。与波动输入地震动场相比,确定非一致地震动场引起重力坝坝踵主拉应力峰值增加的算例占比66.4%,引起下游折坡主拉应力峰值增加的算例占比76.7%。在主拉应力峰值平均值方面,确定非一致地震动场引起坝踵和下游折坡处的最大增幅分别为25.3%和46.4%。考虑工程安全,高坝-地基体系的非一致地震响应分析须全面考虑确定性地震动空间差异的影响。     

生产用水和工业用水影子价格计算模型和应用

在中国九大流域片水利投入占用产出表的基础上,利用投入产出和线性规划相结合的方法,计算中国九大流域片生产用水和工业用水的影子价格.对所得结果作相关因素分析,建立求解生产用水和工业用水影子价格的两个非线性模型.计算了全国各省生产用水和工业用水的影子价格,并给出了小于省级行政区域生产用水和工业用水影子价格的计算模型.     

邯郸邢台地X矿山排水与利用

邯郸邢台地区煤、铁资源丰富,矿山排水量大,大量矿坑排水不仅造成地下水资源的严重浪费,而且污染环境,另一方面,该区工农业用水又十分紧缺,大量的矿山排水使排供矛盾更加突出,加剧了水资源的危机。邯郸邢台地区煤矿、铁矿年总排水量为24933.15×104m3/a,利用水量为8357.70×104m3/a,占年总排水量的34%;剩余水量为16575.45×104m3/a,占年总排水量的66%。该区矿坑排水量大,剩余水量较多,因此进一步开发利用的潜力较大。从水质上看,邯郸邢台地区的矿坑排水大多属于含悬浮物矿井水,需要进行净化处理才能利用。处理后的矿坑水可用于工业、农业、生活以及景观绿化用水等。     

悬链线形断面渠道临界水深的简化计算

悬链线形断面渠道临界水深计算涉及超越方程求解,用解析法不能直接获解。由于传统解法(试算法及图表法)计算过程繁琐且精度不易保证,利用计算机求解又需编程不便实际应用。为了获得简便实用的计算方法,经对该种断面临界水深计算公式的变形整理,通过引入无量纲水深参数,采用优化拟合的方法,以标准剩余差最小为目标函数,在工程适用参数范围内,经逐次逼近拟合计算获得了表达形式简单、求解成果精度高的近似计算公式(最大拟合相对误差仅为0.515%),具有一定的实用意义。     

邯郸地区年降水量统计特性

运用线性回归分析与Mann-Kendall趋势检验法对邯郸地区及各水资源分区的降雨资料进行分析,揭示了该地区及各水资源分区年降水量不断减少的变化趋势及显著性水平,并得出如下结论:各水资源分区年降水量变化规律不一致;随着海拔高度的降低,区域年降水量变化趋势越明显;低海拔区域年平均降水量减少是海河流域年径流量减少的重要原因。     

基于熵权法的流域水资源脆弱性评价——以淮河流域为例

流域水资源脆弱性评价可以量化表现出水资源的脆弱性程度,客观地反映研究区的水安全状况。根据水资源脆弱性的表现形式及成因,设置了水量、水质、洪涝灾害、旱灾4个一级指标,自然因素、人为因素、承载因素3个二级指标,分级构建了水资源脆弱性评价指标体系,在线性加权法的基础上采用熵权法构建了水资源脆弱性评价模型。以淮河流域为例进行实证分析,从时间、空间2个维度上对2003—2012年淮河流域整体及流域内的4个省份进行水资源脆弱性评价。结果表明时间上,10 a间淮河流域整体水资源脆弱度数值逐年减小,水资源脆弱性呈现好转趋势,流域内河南、安徽、江苏、山东4省的水资源脆弱性在10 a间均有所缓解;空间上,淮河流域水资源自西向东越来越脆弱。研究结果表明目前淮河流域水资源脆弱性状况呈现好转趋势,但仍然存在一些问题,有待进一步管理和调控。     

基于GM和BP网络的年均流量组合预测模型

以岷江紫坪铺测站1937～2004年的实测流量资料为依据,运用灰色拓扑预测方法,在建模过程中将GM(1,1)模型、无偏GM(1,1)模型以及GM(1,1)改进模型与BP神经网络进行优化组合,建立年均流量组合预测模型.本文采用1995～2004年的年均流量资料对模型进行检验,结果表明,预测相对误差值较为合理,可以作为年均流量预测的有效方法.     

MATLAB在反向地球化学模拟中的应用

为了研究地下水的地球化学演化,根据能量最低原则和化学热力学的基本原理建立了数学模型,利用MATLAB优化工具箱提供的函数linprog对模型进行了求解。MATLAB优化工具箱输入简单,可以准确、快速地求解线性规划问题的最优解和目标函数。