冲积河流枢纽上下游冲淤问题的二维数值模拟

采用有限体积法／Osher格式，通过对冲积河流平原河段枢纽上下游水沙二相流的特点和边界条件的分析，建立二维水沙数值模型。对塔里木河乌斯满水利枢纽上下游进行模拟运算，其结果与物理模型实测数据相吻合，证明了有限体积法Osher格式模型的模拟的可行性和合理性。     

二维水沙数据的管理——以黄河下游为例

以黄河下游河段为例,介绍了二维水沙数据预处理的方法,提出了基于GIS的面向对象的数据管理模型,最后通过一些基于空间数据的核心操作介绍了模型管理的主要功能。     

北京山区泥石流运动数值模拟及危险区制图

北京山区泥石流经常给当地造成财产损失与人员伤亡,因此研究该地区的泥石流运动规律并进行危险区制图,具有重要实际意义.该文通过简化平面二维非恒定流的基本方程,采用LagrangeEuler型的数值计算模型(流团模型),对门头沟区几条典型泥石流沟道的泥石流运动堆积过程进行了数值模拟,并在此基础上利用绘图软件Graphtool3.3对危险区进行了绘制.经过与实地调查方法的结果对比表明,两者符合较好,验证了该文数值方法的可靠性.     

基于空间映射的山地移动机器人环境建模方法

针对山地环境的特殊性,提出了一种基于空间映射的环境建模方法.通过离散化和空间映射,将三维曲面模型转化为由点集和点距集构成的二维平面模型,从而使三维路径规划问题降维成二维平面路径规划问题;同时,在点距集的生成过程中,利用目标函数来构造相应的点距函数,以使所建环境模型可适用于不同目标下的路径规划任务;最后,在MATLAB中利用蚁群算法对所建环境模型进行路径规划仿真实验,验证了该方法的可行性与通用性,同时将该方法与传统的栅格法和高程建模法进行对比,验证了该方法的优越性.     

贴体网格的生成与平面二维泥沙运动方程在贴体坐标区域中的变换

针对用平面二维泥沙模型求解不规则区域泥沙运动规律时常遇到的边界复杂问题,引入了贴体坐标的基本原理,推导并离散了贴体网格的生成方程,将泥沙运动方程及边界条件从物理区域向计算区域进行了一一对应转换,最后给出了平面二维泥沙运动方程在贴体坐标下的变换形式。     

计算机视觉摄影测量的数学模型

计算机视觉摄影测量模型是通过计算机视觉进行事故现场测量系统设计的基础,根据摄像机成像基本关系,建立了描述空间点及其二维成像间的摄影测量数据模型考虑了成像系统的对称性镜头畸变误差,建立了线性摄测数学模型,通过试验分析了模型的理论精度和标定精度。     

有限体积法在二维稳态对流扩散方程中的稳定性分析

基于非饱和土壤水盐运移模型属于对流扩散方程,将有限体积法应用到求解二维稳态对流扩散问题中。模拟结果表明,采用该数值方法在细密网格下可计算得到高精度的数值解,在稀疏网格条件下数值解与精确值吻合较好且稳定性强。这说明采用有限体积法模拟计算二维对流扩散方程是可行的,并且可将该方法应用到求解非饱和土壤水盐运移模型中。     

多集团聚集生长的模拟研究

以二维DLA模型为基础,发展了一个多集团聚集生长模型,并且利用该模型模拟研究了在二维欧氏平面内多个凝聚集团同时聚集生长的情况。模拟结果显示:集团与集团间存在不可忽略的影响,使得不同区域内集团形态各异;集团间存在生长概率几乎为零的区域;这种相互作用并不影响集团的分形维数。     

基于有限元的辊式制粉磨辊温度场分析及试验验证

[目的]研究小麦制粉生产中的磨辊温度场分布和变化的规律.[方法]试验以制粉中的磨辊为研究对象,建立磨辊二维瞬态温度场数值模型,利用有限元分析软件ANSYS对磨辊瞬态温度场进行求解分析,并通过磨辊表面温度实测数据与模拟结果的对比,验证数值模型和模拟结果的可靠性.[结果]在制粉开始阶段,辊体表面温度由25℃迅速升高至60℃...     

基于WASP5总磷反应原理的非恒定流二维水量水质耦合模型的建立及应用

为解决现状水体二维水质模型污染因子反应原理单一,将WASP5水质模型总磷循环的基本方程作为源项,建立采用有限体积法（FVM）配合通量向量分裂格式（FVS）水体二维水量水质耦合的数学模型,并应用于某湖区水体二维水域的水量水质数值模拟,模拟成果验证了该耦合模型具有较高的可靠性与实用性。     

非参数投影寻踪回归在坡面土壤侵蚀产沙量预测中的应用

根据土壤侵蚀机理,采用投影寻踪回归分析的方法,对坡面侵蚀产沙过程进行了预测。以四川某水土保持实验站观测数据为实例,以最大30 min降水量、最大1 h降水量、径流量等因素作为坡面产沙量预测的投影指标,采用可变阶的正交Hermite多项式拟合岭函数,并用单纯形算法优化投影指标函数,进而构建基于投影寻踪回归分析的坡面产沙量预测模型,通过MATLAB语言编制程序进行了仿真试验。结果表明,该模型具有较高的拟合度和良好的预测精度,为坡面产沙模拟预测模型的建立提供参考。     

间隔覆盖条件下坡面产流产沙状况的BP神经网络模拟

本文以塿土和黄绵土作为实验材料,尝试使用BP神经网络方法(Back-Propagation neural network)模拟人工降雨条件下,间隔覆盖坡面的产流产沙状况。通过设置不同坡度、降雨强度、面积比,获得各种因素不同水平组合下的实测数据;以实际降雨强度、坡度、面积比、径流起始时间和初始含水率5个因子为输入变量、坡面产流量和产沙量为输出变量,利用BP神经网络模型与多元线性回归模型对数据进行模拟分析,并检验其模拟效果。研究结果表明:训练样本集平均相对误差为18.23%,预测样本集平均相对误差为5.21%;与多元线性回归模型相比,BP神经网络模型拟合精度较高,拟合效果更理想,表现出更强的预测能力。另外,比较不同土质坡面产流量与产沙量模拟效果,塿土优于黄绵土。从本研究的结果看,BP神经网络模型应用于坡面产流产沙模拟预测,省时省力,方便快捷,具有一定的应用潜力,但其实际的模拟预测能力尚需进一步探索。     

紫色土集流桶(池)搅拌取样测量含沙量误差试验

为实现径流小区泥沙监测中集流桶(池)中含沙量的测量的准确计算,采用室内模拟试验,研究搅拌取样测量紫色土含沙量的误差及影响因素。含沙量水平均匀设计为:1、2、5、8、10、20、50、80、100、200、500、800和1 000kg/m~3共13个水平。泥沙水样总体积分别为50和100L,按照设计的含沙量水平制备泥沙水样,进行搅拌取样试验,将测量含沙量与设计含沙量进行对比,分析测量误差。试验结果表明,紫色土用搅拌取样法测得含沙量均小于实际值。当设计含沙量为1~200kg/m~3时,测量含沙量的相对误差在-30%~-50%;当设计含沙量为500、800和1 000kg/m~3时,测量含沙量的相对误差下降到-20%以下,但此时绝对误差最高达-110kg/m~3。泥沙含量和水体体积对含沙量测量结果均有影响。可以通过类似试验方法,建立不同工况下传统取样方法测量的含沙量与实际含沙量的关系,用于校正传统测量方法得到的含沙量。     

天山北坡河流的数学地貌特征及河流产沙分析初探

本文应用数学地貌方法对天山北坡五条河流建立了流域地貌数学模型。通过区域地质地貌及河流水文资料的分析,确立了它们之间的内在联系,并对人们关心的河流产沙问题进行分析。本方法对于干旱内陆区地形变化大,岩性复杂的天山地区是适用的。河流的产沙与河流流域地貌数学特征及发育阶段相对应,又与地层岩性、降水量、植被等有关。穿过有大面积中生界和第三系地层出露地区的河流,其含沙量高,侵蚀模数大。另外在新构造运动强烈地区的流域地貌数学特征值:河流比降,地形高程曲线积分值大,河流侵蚀搬运力强。     

Transport capacity models for unsteady and non-equilibrium sediment transport in alluvial channels

This study investigates transport capacity models based on different dominant variables-shear stress, stream power, unit stream power, flow discharge, flow velocity, and energy slope – in a model of unsteady and non-equilibrium sediment transport in alluvial channels. The model simulates fully coupled system of water flow, suspended sediment, and bed load sediment transport processes in two-layer system of water flow phase and movable bed. The model employs conservation of mass equation for the water in both the layers; suspended sediment in the water flow phase; sediment in the movable bed layer; and the momentum equation for the water flow in the flow phase. The system is closed by relating the sediment flux in the movable bed layer to the sediment concentration in the same layer by employing the kinematic wave theory. Using the sediment transport capacity expression with different dominant variables, a series of numerical experiments are carried out for unsteady and non-equilibrium sediment transport. The results seem theoretically reasonable for hypothetical cases. The model is calibrated and validated using different experimental data sets. The calibrated value for the transport capacity model’s exponent (k_i) is found to be 1.50, 1.65, 0.24, 0.56, 4.80, and 0.22 for shear stress, stream power, unit stream power, discharge, velocity, and slope approaches, respectively. The numerical investigation results show that transport capacity model based on any dominant variable can be employed for modelling unsteady and non-equilibrium sediment transport.     

基于相思树NIR数据理论模型的软件设计

根据朗伯—比尔定律所建立的近红外光谱数据相思树综纤维素含量的预测模型公式,采用Java语言开发了利用近红外光谱数据来预测木材化学成分含量的web版软件V1.0。首先对近红外光谱数据进行预处理和分组,然后使用拟合方法建立了许多非线性子模型,列出每个吸光值及其所对应的子模型当中的系数参数,采用Java5.0语言将以上数据和模型公式编译成软件。该软件使用方便,操作简单,预测结果准确度高(如综纤维素测量值与预测值之间的相关系数为0.935 2),为木材纸浆性能分析提供了可靠的依据和可操作的方法,并有望用于其他树种的化学成分预测。     

养殖环境对小龙虾体内的重金属水平及其分布的影响研究

本实验研究小龙虾各部位重金属的分布规律以及环境对小龙虾影响,并探索小龙虾在富集和去除重金属方面的潜在价值。选择泰州与连云港的小龙虾及养殖底泥和水体进行取样,利用AAS和ICP-AES检测了样品中Zn、Cu、Pb、Cr、Ni和Cd的浓度。实验表明：小龙虾肉可以放心食用,但虾头(含虾黄)与虾壳中重金属均严重超标;龙虾按不同周期检测出来的重金属数据相差不大,按雄雌来分也无明显变化规律。Pearson 相关性分析表明小龙虾体内重金属与底泥高度相关(r>0.8)。人工饲养小龙虾实验结果显示小龙虾体内重金属和水体内的浓度总体上具一定的相关性。     

大汶河河流生态系统服务功能价值评估

对河流生态系统服务功能的定量评估,有助于全面认识河流的价值,并且为合理利用水资源和科学管理整个流域提供决策依据。文章在对河流生态系统服务功能分类的基础上,结合数据的可获得性,对大汶河河流生态系统服务功能进行了初步评估,研究结果表明,2010年大汶河河流生态系统服务功能总价值为581 727.06万元,各项服务功能价值量由高到低排序为调蓄洪水、贮水、水产品生产、水供给、休闲娱乐、净化环境、提供生境、河流输沙和水力发电。     

孔雀石绿在养殖水和底泥中的残留消除规律

【目的】掌握养殖水体和底泥中孔雀石绿残留的消除规律,为其环境污染治理提供参考依据。【方法】通过人工模拟养殖生态系统,采用正交试验设计探讨不同光照强度（1025、5320、12000 lx）、扰动强度（50、100、200 r/min）和p H（6.0、8.0、10.0）对孔雀石绿在养殖水体和底泥中残留与消除规律的影响。【结果】随着时间的推移,养殖水体中孔雀石绿残留量呈逐渐减少的变化趋势,而底泥吸附的孔雀石绿残留量呈降低—回升—降低的变化趋势。孔雀石绿在养殖水体和底泥中的残留量均是在光照强度12000 lx、扰动强度200 r/min、pH 8.0的条件下消除最快。方差分析结果显示,光照强度是影响孔雀石绿在养殖水体中残留消除的主效环境因子,光照强度与扰动强度是影响孔雀石绿在底泥中残留量消除的主效环境因子,p H变化对孔雀石绿在养殖水体和底泥中的残留量均无显著影响（P〉0.05）。【结论】不同环境因子对养殖水体和底泥中孔雀石绿残留消除的影响作用表现为：光照强度〉扰动强度〉p H,因此清除水产养殖环境中的孔雀石绿残留应从底泥入手,通过暴晒和翻耕等方法制造高光照强度、高扰动强度条件以加速底泥中孔雀石绿的降解。     

沉积时间和温度对底泥间隙水有机污染物的影响

通过底泥培养试验，研究了沉积时间和温度对底泥间隙水相有机污染物的影响。结果表明，环境温度对于底泥间隙水中有机污染物浓度影响很大，一是体现在污染物浓度增加的速率，二是体现在平衡浓度的大小。较高的环境温度对应更高的间隙水相污染物浓度。从沉积开始，底泥系统的pH呈逐渐下降的趋势，在起始的2d中下降显著，而后逐渐达到平衡；环境温度的影响明显，较低的温度对应较高的pH值。底泥Eh也呈逐渐下降，但主要下降段集中在起始的24h以内，在大约48h后基本达到平衡状态；环境温度对底泥系统的Eh变化影响很大，但对底泥系统的氧化还原电位测量影响小。针对底泥间隙水有机污染物的特点，首次提出原始底泥的概念，这将有利于考虑污染底泥的水质模型的建立。