三峡梯级水库对长江中下游水文情势影响研究

以梯级水库下游宜昌水文站1882-2006年流量资料为研究对象，采用Mann-Kendall法对宜昌站流量变化进行了趋势性分析，并采用复Morlet小波周期性分析，在此分析基础上采用变动范围法（RVA）分析葛洲坝水库蓄水前后宜昌站水文情势变化，定量评价了水文情势改变程度，随后对三峡水库蓄水前后宜昌站水文情势变化进行了分析。结果表明，葛洲坝水库对水文情势改变程度为29%，影响程度相对较小，而三峡水库蓄水后，在较大程度上改变了河流水文情势，水文情势改变必将影响到长江中下游河流水生生物生态安全。     

基于盒维数的水系分维值估算

水系分维值反映河网的复杂程度。利用Arcgis平台及其ModelBuilder基于30和90 m精度DEM(Digital Elevation Model,数字高程模型)提取泗合水流域、韩江流域及子流域河网,采用盒维数法计算系列阈值下的可能水系分维值,并与实际河网计算的分维值比较。结果表明:①泗合水流域分维值相关系数R\+2大于0.98,韩江流域R\+2大于0.97,二者分别在无标度区间内统计自相似,表现出较好的分形特征;②DEM分辨率对盒维数法计算水系分维值影响小;③流域水系分维值随汇流阈值的初增而骤减,然后平缓减小至趋于1;④选择合适的汇流阈值使数字河网与实际河网吻合时,数字河网的分维值一定程度上可以代表实际河网的分维值;⑤流域水系发育均匀时,具有较强的统计自相似性,整个流域与各子流域分维值相近,水系分维值与流域面积不相关。     

基于分形理论的地下滴灌灌水器水力特性研究

为了研究滴头工作压力和土壤物理特性对地下滴灌灌水器流量的影响，采用分形理论分析各种级配土壤的分形特征；以土壤颗粒质量分形维数、灌水器工作压力、土壤容积密度、土壤初始含水率为试验因素，运用混合水平均匀设计方法进行试验。结果表明，粘粒含量大小是土壤分形维数的主要影响因素，土壤分形维数随着粘粒含量的增加而增大；PLASSIM公司地下滴灌灌水器流量随土壤分形维数的增大而减小，即土壤质地越细地下滴灌滴头流量就越小；通过试验所建立的包含有土壤分形维数因素的地下滴灌灌水器流量计算经验公式的普适性较高。     

土壤表面不平度分形特性的图像分析方法

研究了分形几何理论和图像处理技术在土壤表面不平度分形维数计算方法中的应用。利用分形几何的相关理论针对图像预处理后的表面形貌的图像数据建立数学模型,得到可以表征土壤表面不平度的分形参数。为此,共选择了3种不同耕作方式的土壤表面作为研究对象,运用自行设计的程序进行了表面分形维数的计算。结果表明:不同类型表面的分形维数相差较大,利用分形维数能够进行土壤表面不平度的有效表征,同时能对不同类型的土壤表面进行准确分类。     

土壤表面分形表征效果对比

分形是研究土壤表面不平度的有效方法,选择合适的分形维数计算方法是准确表征表面轮廓的关键。利用W〖CD*2〗M理论分形曲线对常用于计算表面轮廓分形维数的4种方法进行评价,结果显示均方根法在表征分形维数介于1.2~1.6的表面轮廓时精度最高;均方根法在表征实测土壤表面时的适应性强,无标度区间宽。根据表面轮廓的均方差与区间尺度呈比例的性质改进了均方根法,理论轮廓曲线的计算结果显示其精度明显提高,为准确描述土壤表面的复杂特性提供了一种有效的方法。     

路表不平的分形特征

介绍了分形及分形维数的基本概念,用分形方法对道路表面进行了分析,并提出了表观分形维数的概念。分析表明,道路表面具有不规则性和统计自相似性,即每一部分都可视为整体缩小尺度之后的相似形。以现有的道路表现功率谱数据为例,根据频谱方法对其分形进行计算,表明测度（功率谱）与尺度（频率）在双对数坐标上呈线性关系,即具有标度不变性,呈现明显的分形特征。道路表现越平坦,其分形维数值越高。表观分形维数结合分形维数的     

杨凌包气带深层黄土颗粒分形特性的实验研究

通过对包气带深层黄土土壤样品颗粒组成的分析,研究了土壤颗粒体积分形维数与土壤各粒级含量的关系.同时利用实测的土壤水分特征曲线,拟合得到其分形模型中的孔隙大小分形维数,最后对颗粒体积分形维数与拟合的孔隙大小分形维数的关系进行了对比研究.结果表明:体积分形维数介于2.577～2.748之间,且随包气带层深度的增加分形维数呈减小趋势;体积分形维数与0.5～0.25 mIn、0.02～0.002 mm颗粒含量呈显著负相关,与0.25～0.05 mm、＜0.002 mm颗粒含量呈显著正相关,所建立的多元回归方程拟合的体积分形维数相对误差限为0～0.42%,具有较高的精度;同一质地的颗粒体积分形维数与土壤水分特征曲线分形模型中的孔隙大小分形维数呈良好的线性关系.     

基于颜色分形的不同产地烟叶聚类分析

对较高精度的烟叶数字图像进行背景去除和分割预处理,计算烟叶颜色各分量(红色、绿色、蓝色、亮度)的计盒维数,绘制各颜色分量的计盒维数变化曲线,进行烟叶颜色系统聚类分析.结果发现不同产地烟叶的颜色各分量计盒维数变化曲线存在较明显差异;采用颜色分形维数作为聚类参数得到了最好的分类结果.这表明颜色分形维数可以作为按颜色分类的特征指标,能更准确地描述图像颜色的分形分布特征.     

安康水库对下游生态水文情势的影响研究

为研究安康水库对下游生态水文情势的影响,以安康水库1991-2011年入库流量数据和水库下泄径流数据为研究对象,采用变化范围法(RVA)分析了水库修建前后对天然水文情势的变化情况,定量评价了水文情势改变程度。结果表明：人类活动对河流水文情势影响较大,安康水库运行阶段的整体改变度为39.21%,属于中度改变。生态水文特征的中度改变将对汉江中的水生生物和整个河流生态系统造成深远的影响。     

滚动轴承故障诊断的分形特征研究

针对滚动轴承振动信号的特点,从分形原理出发,利用分形维数的理论,详细讨论了盒维数的计算方法,并对由滚动轴承故障产生的非平稳振动信号进行了分形维数的定量描述.实验结果表明,由于滚动轴承不同状态动力学机理不同,其分形维数明显不同.利用分形维数可以准确地诊断出滚动轴承的工作状态,为非平稳信号故障诊断提供了一种有效的新技术.     

广西电网源荷特性分析及水电优化调度建议

针对如何在广西现有源荷特性的基础上更好开展水电优化调度,以广西电网直接调度的五大流域主要水电站为研究对象,通过对广西水电站的调节能力、运行水头、气象因素、径流特性等分析,结合源荷关系中的水电预测难、负荷变化快、调度关系复杂、综合用水多等特点,提炼出流域电站特性差异和电源负荷变化差异的有效结合点,提出不同调节类型水电站在实时调度、短期调度、长期调度中非补偿性和补偿性的水电优化调度策略,以增发水电电量、提高水能利用率。     

电站尾水防洪特征水位探析

清河水库是一座以防洪、灌溉为主,兼顾工业供水、养鱼、旅游等综合利用的大型水利枢纽工程.肩负起辽河生态补水、高效农业供水等多项供水任务.清河水库水电站属清河水库水资源综合利用开发项目,该水电站的引用流量受清河水库水量调度的控制.为了充分利用当地水能资源,提高电站的利用率,对电站尾水的特征水位进行分析,有利于在保证水库补水任务的前提下,合理安排供水时段和放流量,以增加电站出力,提高电站发电效益.     

日调节水电站峰荷流量持续时间对鱼类栖息地的影响

日调节水电站调峰运行将产生河道非恒定流,造成河流下游水生生物栖息地质量和水生生态系统的生产力明显下降,水生生物尤其是鱼类的生存和繁衍受到严重影响。电站非恒定流在传播过程中具有衰减及坦化的特性,峰值流量沿程减小,其减小程度与峰荷流量持续时间有关。因此电站调峰运行峰荷流量的持续时间是影响鱼类栖息地的重要因素。提出了静水区和动水区的概念,并利用一维非恒定流数学模型,以西南山区某水电站为例,按照不同的峰荷流量持续时间设置四种调度方案,研究探讨了日调节水电站调峰运行峰荷流量的持续时间对下游鱼类栖息地的影响程度。分析表明,不同的峰荷流量持续时间对鱼类栖息地的影响程度不同,产卵场受非恒定流影响较大,在鱼类产卵时期下泄峰荷流量持续时间应尽量缩短。     

基于机组分类的梯级水电站短期经济运行

为了节约水资源,充分利用水能发电,在原有水电调度的基础上提出了将机组分类处理的梯级水电站联合优化调度的短期经济运行模型。为适应调度要求, “以电定水”模式的梯级水电站的短期经济运行,兼顾了上下游电站利益、水量平衡、生态平衡,做到梯级电站群水能利用率最大,且经济性最优。整个过程分为上下游电站负荷分配和站内机组优化分步进行的策略,在优化中首先对同一电站的机组进行分类,根据机组能量特性曲线的异同将同一能量特性的机组归为一个等效机组。另外在进行负荷分配时采用有效约束区间,有效避免了水电机组出力在汽蚀震动区内,带来机组损坏的问题。该方法的实现使得梯级电站之间的出力分配有了理论依据,便于调度人员根据优化结果下达发电任务。机组分类和模型分步优化的方法避免了整体优化时约束条件过多无可行解或进入死循环的问题。     

金溪流域梯级电站短期发电计划编制

为了更好地解决非线性、非凸、多约束、复杂时空耦合等导致的梯级水电站调度问题,降低耗水率,提高整个梯级水电站群的经济效益和运行水平,以金溪流域为研究对象,充分考虑了电网需求、机组安全等约束条件,融合逐步优化动态规划算法与智能算法,实现日发电计划的精细化编制,并与实际运行情况进行对比.分析结果可以看出,采用优化算法(POA)进行优化调度后,水电站发电量有了一定幅度的提高,电量增加幅度在2.7%~3.4%.研究了梯级电站的厂内负荷分配与机组组合的问题.基于系统工程理论与优化算法,建立了满足水电网电力输电安全约束、设备安全管理等多目标的机组开停机和负荷调节优化模型,以耗水率最小为目标将负荷分解到电站各机组,计算各时段机组出力过程.在实际运行中,电站超出日发电计划出力,在偏差考核范围内尽量满发,通过算例验证了模型的可行性和合理性.     

水电开发下的河流生态系统管理

水电开发对河流水质、水文情势、泥沙等物理化学状况有着较大的改变，从而引起其中的水生生物及整个河流生态系统的重新调整，影响河流生态系统服务功能的正常发挥。探讨这些影响并对河流生态系统进行正确的管理，关系到河流生态系统甚至整个流域的可持续发展。本文简述了河流生态系统管理的发展过程以及水电开发对河流的影响，并针对这些影响，总结了对应的河流生态系统管理方法，为水电开发下河流生态系统的科学管理和促进流域可持续发展提供参考。     

水电站厂内负荷最优分配规则图研究

水电站厂内负荷优化分配是实时经济运行的核心内容,其结果表达方式反应了水电站机组间负荷分配规律。现行对负荷分配的研究多集中在算法上,更注重负荷分配过程,很少涉及对分配结果表达方式的研究。以耗流量最小为目标,建立了负荷优化分配模型,利用动态规划法进行求解,得水电站机组间的最优动力特性曲线,提出负荷最优分配规则图的概念并对其绘制方法和应用做了详细介绍,该图使水电站短期优化调度和实时经济运行更加简便快捷。     

大型水电站厂房蜗壳结构型式研究

以某大型水电站厂房蜗壳结构型式研究为背景分别从静力、动力2个方面论述了不同型式的蜗壳结构对电站结构的影响。得出结论认为不同的蜗壳结构型式对电站厂房结构的影响差别主要集中在静力方面，垫层蜗壳方案下，蜗壳周边应力分布不均，对于蜗壳下部混凝土应力状况改变不大，打压蜗壳更有利于减小蜗壳周边混凝土应力，而各种蜗壳结构型式对厂房整体结构的自振特性与动力响应影响较小。     

农村小水电增效扩容装机复核及机组选型

为确保增效扩容改造后水电站的发电、生态和社会效益更稳定发挥,优化水力发电机组运行组合,根据电站现存问题,结合考虑“引红济石”调水量后的径流水能计算成果,合理确定与五里峡水电站工程实际相匹配的装机容量和机型。工程实践应用表明,比选获得的技改方案,能较好匹配电站日常运行水能指标。机组装机容量和台数能适应径流丰、平、谷年来水量的灵活调节,水能利用率及转换效率得到有效提高,弃水量减少,达到预期良好的技改增容和节能降耗效果。      

长江流域近期水沙变化趋势及成因分析

采用双累积曲线法分析了2000—2013年长江流域7大水文站水沙变化关系,基于Mann-kendall检验法和Yamamoto突变检验法研究水沙变化趋势和突变年份。结果表明,屏山、朱沱和寸滩站的双累积曲线较为顺直。宜昌、沙市、汉口和大通站则均在2005年发生转折,斜率减小,输沙量大幅减小;长江干流径流量的变化趋势较为平稳,发生突变的现象少,仅屏山站于2001—2002和2005—2006年发生突变,而输沙量的变化趋势则较为明显,常发生强突变现象,且宜昌、沙市、汉口和大通站均无虚假点出现;造成长江干流2000年以来输沙量显著减小的主要原因是三峡水库的蓄水运用和水土保持工作的持续开展,而降雨量下降是导致径流量减小的因素之一。