设计暴雨雨型对高植被覆盖流域径流形成影响的数值模拟

为分析设计暴雨雨型对山区小流域山洪灾害的影响，应用时空变源混合产流模型，以四川省关口、汉王场为研究区域，分析高植被覆盖流域对不同重现期以及不同设计暴雨雨型条件下降水的响应规律，并对不同雨型及重现期条件下流域的洪峰流量、峰现时间、洪峰滞后时间等量值进行对比分析。结果表明：时空变源混合产流模型在高植被覆盖流域洪水模拟应用过程中能够取得较好的模拟精度，具有一定的适用性；关口、汉王场流域同一重现期条件下偏后型雨型相对于偏前和居中型条件下形成的洪峰流量更多，但偏前型雨型相对于居中型和偏后型雨型而言形成的洪水总量更大；在不同雨型条件下，随着重现期的增加，关口、汉王场流域的洪峰流量均是呈现增加的趋势；林草植被覆盖率为汉王场>关口流域，关口流域在不同重现期设计暴雨雨型条件下的峰现时间均是提前于汉王场流域，林草植被覆盖对于洪水的径流过程具有一定的调节作用；关口流域和汉王场流域洪峰出现时间相较于暴雨雨峰出现时间的滞后时间均为偏前型>居中型>偏后型；揭示西南山区高植被覆盖流域对于不同重现期设计暴雨雨型条件下的量化规律，在分析西南山区高植被覆盖流域暴雨洪水的形成过程、提高流域洪水预报精度与防...     

广州市移民新村内涝控制方案研究

遭受暴雨与内涝的侵袭和困扰,是我国城镇在经济发展过程中遇到的普遍问题,在广州地区表现尤为突出。基于暴雨强度公式,应用芝加哥降雨过程线对广州市在不同重现期暴雨进行时程分配,得到1~50a5种典型暴雨重现期的设计降雨过程。采用SWMM模型,选取广州市一典型移民新村作为研究对象,将其排水系统进行概化,模拟在实际暴雨情景下入水口流量、节点积水和管渠满载情况,并与实际监测数据对比,以验证模拟的准确性。模拟不同重现期设计暴雨过程研究区内涝情景,考察不同暴雨强度下内涝点数量、积水程度和管网负荷,以探寻研究区域内涝的限制性因素,并基于此提出内涝控制措施。     

武都区北峪河流域泥石流成灾前期有效降雨量研究

对武都区北峪河流域泥石流的形成条件进行详细阐述。调查了区域内历次山洪、泥石流灾害发生时间以及发生泥石流灾害前的相关降雨量数据,通过对该区域的气象水文资料研究和成灾降雨量规律的统计,发现泥石流发生时过程降雨量与时间呈对数关系的规律,并利用该规律对泥石流成灾过程降雨量进行了拟合,分析了拟合的精度,利用拟合的成灾过程降雨量计算出成灾前期有效降雨量。进一步对降雨规律和成灾前期有效降雨量分析得到,该区域雨水主要以暴雨方式进行降落,当前期有效降雨量超过20毫米时,发生泥石流灾害的概率比较大,应该进行泥石流灾害预警。     

基于SWMM模型的暴雨洪水模拟研究——以郑州大学新校区为例

随着气候变化和人类活动影响加剧,城市化水平进一步提高,城市区域面积急剧扩大,城市化所带来的水文效应使城市洪涝灾害出现频率不断增大。以郑州大学新校区为研究区域,应用SWMM模型对该区域在不同暴雨重现期、不同峰值比例、不同城市化程度和LID情境下进行暴雨洪水模拟。结果表明:暴雨雨型对模拟结果有重要的影响,该模型较好的预测了研究区域排水管网的排水能力,以及在不同情境下的模拟结果。     

城市化地区市政排水与区域排涝关系研究

城市化地区的排水系统不仅包括由市政雨水管网构成的市政排水系统,还包括原属农田排涝范畴的区域排涝系统。2种排水系统遵循不同行业规范,采用的暴雨选样方法、设计标准、频率分布模型、设计流量计算方法等各不相同。针对水利区域排涝和市政排水的特点,研究了不同暴雨选样导致的重现期的差别、频率分布模型异同,给出了采用不同暴雨选样方法重现期的衔接关系和频率分布模型的转换关系,并分析了2种排涝体系常用的推理公式法的异同性和适用性,为城市排水工程规划提供了指导。     

基于Copula函数的不同历时暴雨组合分析

城市的管道排水系统和区域排涝系统两者设计历时及设计标准存在差异,会造成管道排水与河道排涝工程运行不衔接,基于沭阳县1981-2015年的降雨数据,经过拟合精度分析选取合适的边际分布函数,采用Copula函数建立年最大2 h短历时管道排水暴雨和其对应时段的最大1 d长历时区域排涝暴雨的联合分布概率模型,计算超过某一设计值的短历时暴雨与超过某一设计值的长历时暴雨的同现重现期,在短历时暴雨不超过某一设计值的条件下长历时暴雨超过某一设计值条件重现期,研究结果可为城区排水防涝系统的建设提供科学依据,保障城区排水防涝安全。     

珠海市中珠联围降雨与潮位遭遇联合分布概率及内涝风险研究

采用AMH Copula函数建立中珠联围最大24 h降雨与相应潮位的联合分布函数,提出了不同雨潮组合条件下内涝风险及重现期的计算方法,并计算分析了雨潮同现概率。中珠联围发生20 a一遇暴雨遭遇20 a一遇、10 a一遇、5 a一遇、多年平均最高潮位的同现概率分别为0.02%、0.04%、0.06%和0.10%,发生内涝的概率分别为5.34%、5.61%、6.09%和6.82%。雨潮组合遭遇同现概率较小,发生内涝的频率高于设计暴雨频率。     

汶川震后降雨诱发型泥石流特征及成灾机理

"5·12"汶川地震发生后,震区内的泥石流诱发频率和降雨特征都发生了重大变化,而降雨诱发型泥石流又是震区内泥石流的主要类型,降雨是其主要诱发因素,因此正确认识和预防此类泥石流对灾害防治非常重要。通过调查2008年汶川大地震后的9个地区共37条典型泥石流沟降雨诱发型泥石流灾害事件及临近典型泥石流沟地区的13条非泥石流沟的地形资料,对比分析了汶川震后降雨诱发型泥石流地形资料和雨量特征,并且按照雨型特征将汶川震后降雨诱发型泥石流及其成灾机理分为3类:暴雨突发型泥石流爆发以侵蚀为主;大中雨激发型泥石流爆发以侵蚀和冲刷为主;连续阴雨诱发型泥石流爆发以下渗为主。对于汶川震后泥石流预警预报以及防灾减灾具有重要意义。     

SWMM在某市雨洪分析中的应用

本文利用SWMM模型,通过资料收集、划分汇水区、概化排水管网、模型参数设置等步骤建立了研究区域的降雨-径流模型,模拟了重现期为1年、5年、10年以及研究区域下垫面不同透水面积情况下的雨洪过程.模拟结果表明:提高城市下垫面透水率对于改善城市雨洪过程有一定的效果,可以减少溢流节点个数、降低溢流节点淹没时长以及出水口的峰值流量,这种作用在低重现期降雨时更为显著.     

秦岭北麓城市型河流LID建设模拟及其水文响应特征研究

为分析半干旱区低影响开发建设对城市河流水文系统的可能影响,应用暴雨洪水管理模型(SWMM)和河段水量平衡模型,以秦岭北麓灞河流域为例,对不同重现期及典型降雨过程的降雨径流过程进行模拟计算,并对不同LID措施的流域洪峰、洪量、河流水量、水流流速等量值变化及可能的水质环境影响进行分析。结果表明:考虑LID措施的流域暴雨洪水计算中,重现期越长,河道内洪峰、洪水总量消减比例越小。设计暴雨重现期小于10年的洪水消减比例最大;流域内城市区低影响开发建设后,滨河带地下水补给量减少;LID措施后径流量减少,可能加重下游水污染。研究揭示了半干旱地区低影响开发建设的河流水文系统变化特征及其可能引起的水环境问题,对更合理地开展城市雨洪管理工作具有指导意义。     

闸阀调节过程的三维模拟及其动态模型

为了研究泵系统调阀过程的瞬态特性和内流机理,在一维分析软件Flowmaster中建立了包含管路、阀门和泵在内的仿真模型,并以三维简化闸阀为模型,采用Fluent 6.2进行计算,对开启过程的非定常内部流动进行数值模拟研究.采用动网格的方法分析了阀门开启过程中阀芯运动引起的流场变形.结果表明:直线特性和对数特性的调节阀都具有快开特性,即流量变化对阀门的相对开度相当敏感,当阀门开度为10%～20%时,水击压力迅速下降;而通过内部流态分析可知,在阀门开度较小的工况下,阀后流场紊乱,造成较大的水力损失,使阻力系数值增加,当阀门开度小于50%时,稳态和瞬态工况下阀门的阻力系数值有较大的区别.由分析可知,研究阀门开启过程的瞬态特性,以及建立内部流态模型,都不能完全按照通常的稳态理论进行,尤其对阀门开度较小的工况,应对其进行一定程度的修正,以保证计算结果的正确性.     

基于Delft3D模拟的城市黑臭水体治理方案评估

随着工农业发展和城市化进程加速,城市水环境质量急剧下降,黑臭水体问题极为严重,已严重制约居民的生活。根据东营L河段的水流特性、水文、污染源的调查资料及水质实测资料,利用Delft3D软件进行模拟,得到水质时空分布,结合水体流动不畅的特征,提出在河段适当位置添加人工湿地,通过人工湿地生态修复黑臭水体,取得了较好的效果。     

山区河流阻力及推移质运动模拟方法研究进展

山区河流坡陡流急、泥沙级配宽、相对水深小、河床结构发育、水流流动在空间上变化剧烈,使得山区河流的水流阻力和推移质运动关系十分复杂.总结了山区河流阻力及推移质运动模拟方法的研究成果,对比分析了典型的山区河流阻力公式以及山区河流推移质模拟方法中遮蔽函数的研究成果.研究表明山区河流阻力及推移质运动的试验及理论研究均有了较大进...     

计算机在水泵设计和试验中的应用

系统地介绍了泵的CAD系统，包括水力设计、造型设计和三元流动计算等，对叶轮内轴面流动、回转面流动及边界层计算作了详细介绍。作者还讨论了CAD在京工程设计和测试系统中的应用情况。     

基于深度学习与复合字典的马铃薯病害识别方法

为解决自然环境下小样本病害叶片识别率低、鲁棒性不强的问题,以马铃薯病害叶片为研究对象,提出一种基于深度卷积神经网络与复合特征字典结合的病害叶片识别方法。首先,利用迁移学习技术对Faster R-CNN模型进行训练,检测出病害叶片的斑块区域;然后,采用高密度采样方法对整个斑块区域提取颜色特征和SIFT特征,建立颜色特征和SIFT特征词汇表,再由K-均值聚类算法对两类表观特征词汇表进行聚类,构造出复合特征字典;最后,将病害区域提取的特征在复合特征字典中映射后获得特征直方图,利用支持向量机训练出病害的识别模型。试验结果表明,复合特征字典中视觉单词数为50时,病害识别的鲁棒性和实时性最佳,平均识别准确率为90.83%,单帧图像耗时1.68 s;在颜色特征和SIFT特征组合下,本文方法在自然光照条件下对病害的平均识别准确率最高,达到84.16%;在相同数据集下,与传统词袋法相比,本文方法的平均识别准确率提高了25.45个百分点。     

液压制动管路中气液两相流流型聚类分析识别

利用汽车液压制动系统设计了一套用于检测液压制动管路中气液两相流的实验系统,提出了一种基于图像的灰度共生矩阵与系统聚类分析的气液两相流流型识别方法。该方法使用高速摄像机采集液压制动管路中的气液两相流流型图像,然后利用数字图像处理技术提取流型图像的灰度共生矩阵纹理特征参数,并将这些特征参数作为系统聚类分析的数据,进行系统聚类分析,最终实现流型的识别分类。实验结果表明,选用合适的样品间距和类间距的系统聚类分析模型,能够快速准确地对汽车液压制动系统管路中的4种典型流型进行识别分类,总体识别率达95.625%。该方法为液压制动管路中气液两相流流型参数的研究提供了一种新途径。     

黄河来水与渠首可引水量预测模型

近年来,黄河水资源日趋紧缺,断流天数不断增加,断流时间不断提前,断流距离不断上延;同时,灌区用水量逐渐增加,水的供需矛盾突出。因此,在引黄灌溉时,借助于微机技术,及时对黄河来水与渠首可引水量进行预测,成为灌区用水管理中亟待解决的问题。好位山灌区在这方面的经济及做法。     

基于计算机视觉系统的番茄特征提取

针对实际番茄特征提取环境复杂情况的问题,提出了针对不同环境应用不同颜色模型来进行阈值分割的方法。通过应用改进的n R-G、YUV两种颜色模型对不同实验环境采集的图像进行阈值分割,并结合canny边缘提取算法、fitzgibbon椭圆拟合算法提取得出番茄像素坐标与像素尺寸,以此完成番茄特征提取。为得出各种颜色模型适用环境等特点,对比各种颜色模型在光线充足果实未被遮挡、光线充足果实部分遮挡和光线较弱果实未被遮挡3种情况下特征提取成功率,并比较3种颜色模型在光线充足果实未被遮挡情况下对采集图像的降噪能力。实验结果表明:n R-G颜色模型适用于采集图像噪声较小的实验环境,对于光线较弱的实验环境该模型表现出较高且稳定的特征提取成功率;YUV颜色模型表现出对含噪图像具有较为稳定的降噪能力,且对光线较强的实验环境表现出较高的特征提取成功率。     

滴灌灌水器迷宫流道结构与水力性能实验研究

在对迷宫流道结构特征参数提取的基础上,应用快速成形制造技术制作一体化灌水器实验原型,进行了灌水器水力性能实验.应用多元线性回归拟合出了压力-流量关系式和回归曲线图,提出以梯形单元为主特征的流量与结构特征参数关系公式,通过实验验证了其可行性和准确性,建立了此种流道流量-压力-结构之间的关系,进一步分析了流道制造偏差对灌水器流量的影响,为迷宫型灌水器参数化结构设计和制造中的精度控制提供了理论依据.     

灌溉渠道分水IEI非等流量配水优化模型研究

灌溉配水优化模型旨在解决渠道各分水口运行时流量调度的最优组合方案，常规的轮灌分组模型只适用于分水口相同流量情况，且采用以小时为单位的各引水时段作为状态变量，变量多，求解不易。对于分水口的流量不相同的情况，提出了以引水开闸时刻和引水结束时刻作为优化变量，以灌溉期总流量保持恒定为目标函数的优化模型，该模型自然满足一次性引水约束条件。采用了多点交叉的改进遗传算法对该模型进行优化求解，提高了收敛速度，优化结果表明该优化模型及求解方法较好地解决了分水口非等流量的问题，具有普遍的适用意义。