半立方抛物线形渠道正常水深算法

为了给半立方抛物线形渠道断面正常水深的计算提供一种简捷、通用、精度较高的显函数计算公式,根据迭代理论并采用优化计算确定初值函数的方法进行分析研究.通过引入断面特征水深的概念,对半立方抛物线形渠道正常水深的基本方程进行变换处理,推导出收敛速度较快的迭代公式,并证明了公式的收敛性;在断面特征水深范围即无量纲正常水深H∈[0.025,40]范围内,对迭代公式进行优化计算,取得合理的迭代初值函数;合理初值与迭代公式的配合使用,得到半立方抛物线形渠道断面正常水深的显函数直接计算公式,并对公式进行了误差分析以及用工程实例进行了验证.结果表明：在工程常用的断面特征水深范围内,正常水深的最大相对误差小于0.3%,计算公式具有形式简单、精度高、适用范围广的优点,该研究为排灌渠道的断面设计以及渠道流量控制时求解均匀流水深提供了简捷方法.     

半立方抛物线形渠道正常水深算法

为了给半立方抛物线形渠道断面正常水深的计算提供一种简捷、通用、精度较高的显函数计算公式,根据迭代理论并采用优化计算确定初值函数的方法进行分析研究.通过引入断面特征水深的概念,对半立方抛物线形渠道正常水深的基本方程进行变换处理,推导出收敛速度较快的迭代公式,并证明了公式的收敛性;在断面特征水深范围即无量纲正常水深H∈[0.025,40]范围内,对迭代公式进行优化计算,取得合理的迭代初值函数;合理初值与迭代公式的配合使用,得到半立方抛物线形渠道断面正常水深的显函数直接计算公式,并对公式进行了误差分析以及用工程实例进行了验证.结果表明：在工程常用的断面特征水深范围内,正常水深的最大相对误差小于0.3%,计算公式具有形式简单、精度高、适用范围广的优点,该研究为排灌渠道的断面设计以及渠道流量控制时求解均匀流水深提供了简捷方法.     

典型断面渠道正常水深计算

明渠正常水深的计算是排灌渠道设计中的一项重要工作.通过对典型渠道断面引入包含渠道糙率、底坡、断面几何要素和流量的一组量纲为一的参数,将目前文献中正常水深的显式计算公式进行量纲为一化的统一表达,使其更具有通用性并且方便进行相对误差评价;指出每种典型渠道断面量纲为一的参数在实际工程中的常用取值范围,在此范围内对各量纲为一的显式计算公式进行相对误差评价,作出相对误差全局分布图,比较各显式公式的最大相对误差和全局相对误差,并比较公式的简捷性,据此优选出梯形、圆形、弧底梯形、普通城门洞形、马蹄形等5种断面正常水深简捷、精度高、适用范围广的显式计算公式;应用最优一致逼近原理,提出标准城门洞形断面正常水深分段表示的显式计算公式.相对误差分析表明：推荐出的6种典型渠道断面正常水深的显式计算公式的最大相对误差均小于1%,可为典型断面排灌渠道的设计及水力计算提供有效的计算方法.     

悬链线形断面正常水深与临界水深的直接计算

近年来,悬链线形断面渠道得到越来越广泛的应用。悬链线形断面的临界水深和正常水深的计算需求解超越方程,无解析解。首先,结合悬链线形断面的几何特征、水力要素、均匀流与临界流的基本方程,引入合适的无量纲参数,导出悬链线形断面的均匀流和临界流方程;经数学变换后得到悬链线形断面正常水深和临界水深的牛顿迭代式,并利用优化拟合原理求出二者的初值计算公式,一次迭代后得到正常水深和临界水深的直接计算公式。最后对公式进行误差分析及比较,表明在工程适用范围内,正常水深和临界水深直接计算公式的最大相对误差绝对值分别为5.33×10^-5%和5.05×10^-5%,二次迭代后精度可分别提升10^8和10^6倍。     

马蹄形过水断面正常水深计算的遗传算法

马蹄形过水断面是无压输水隧洞中常采用的断面形式之一，其其几何形状复杂，水力计算困难。目前常采用的方法有试算法、图解法和迭代法，这些方法由于计算量大且精度不易保证，不便于在生产实践中应用推广。将马蹄形过水断面正常水深计算转化为非线性优化问题，采用实数编码的遗传算法进行求解，实例计算表明该方法精度高、通用性强、操作简便，便于在生产实践中应用。     

马蹄形过水断面正常水深计算的遗传算法

马蹄形过水断面是无压输水隧洞中常采用的断面形式之一 ,因其几何形状复杂 ,水力计算困难。目前常采用的方法有试算法、图解法和迭代法 ,这些方法由于计算量大且精度不易保证 ,不便于在生产实践中应用推广。将马蹄形过水断面正常水深计算转化为非线性优化问题 ,采用实数编码的遗传算法进行求解 ,实例计算表明该方法精度高、通用性强、操作简便 ,便于在生产实践中应用。     

排灌输水隧洞正常水深的简捷算法

为了使标准城门洞形断面正常水深的求解具有简单的显函数计算公式,对标准城门洞形断面正常水深的基本方程进行恒等变形,将水面位于底角圆弧段和顶弧段正常水深的超越方程以及水面位于侧边直线段正常水深的高次方程,变成无量纲化正常水深与已知量综合参数的单变量函数方程.引入准线性函数的概念并将准线性函数作为标准模板,再对正常水深的单变量函数方程应用准线性函数标准模板,在工程常用范围即无量纲化正常水深y∈[0.051,.80]范围内进行优化计算及准线性函数逼近,得到了超越方程和高次方程的替代函数方程,替代函数具有类似于线性函数形式,即正常水深的准线性显函数表达式,并进行误差分析.结果表明,在隧洞底部圆弧段正常水深的最大相对误差小于0.36%,侧边直线段正常水深的最大相对误差小于0.31%,顶弧段正常水深的最大相对误差小于0.39%,说明准线性公式在隧洞有效水深范围内计算的水深准确度较高,可为排灌输水隧洞的断面设计及实现渠道水位控制时确定均匀流水深提供参考.     

基于改进粒子群算法求解马蹄形断面正常水深

为了解决马蹄形断面正常水深无显函数计算方法的现状,通过对明渠恒定均匀流方程进行数学变挟,得到了标准Ⅰ,Ⅱ型马蹄形过水断面正常水深求解的分段非线性约束优化问题．将粒子群算法中的权重函数随着迭代次数和不同粒子与最优粒子之间的距离大小进行调整,用以加速算法的收敛速度和提高粒子的搜索能力,并将调整惯性权重模型的粒子群优化算法运用到马蹄形断面正常水深的求解中．通过实例计算及误差分析表明：分段优化模型在水深特征点连续,且该法能100％收敛到全局最优解,故该方法求解马蹄形断面正常水深适用性强、计算精度高、算法实现简单,为马蹄形过水断面水力计算提供了一条新途径．     

典型断面渠道临界水深计算

系统总结了明渠特征水深研究领域的计算方法,评价了各方法的特点;为了优选出典型断面渠道临界水深简捷、通用、精度高、适用范围广的显式计算公式,通过定义包含典型断面几何要素及流量的量纲为一的参数,将目前成果中临界水深的显式计算公式用定义量纲为一的参数进行统一表达,并对其进行简捷性、精度及适用范围的综合评价比较,优选出梯形、圆形、弧底梯形、普通城门洞形、马蹄形等5种典型断面渠道临界水深的显式计算公式;对标准城门洞形断面的临界水深应用最优一致逼近原理,提出以幂函数形式分段表达的新显式计算公式．误差分析表明,在工程常用范围内,由推荐的显式公式所计算的6种典型断面的临界水深,其最大相对误差均小于1％,满足工程设计对精度的要求．该研究可为典型断面排灌渠道的设计及水力计算提供参考．     

梯形明渠临界水深的计算解法

1 梯形断面渠道临界水深计算方法 梯形断面渠道临界水深hk的计算是水力计算中的一个基本问题,设梯形断面渠道底宽为b,边坡系数分别为m1、m2,设计流量为Q,水深为h,见图1.     

河网水流模拟编程计算研究

以扩展的圣维南方程组和有限差分方程组为基础，对河网进行合理的编码，采用Preissmann法对圣维南方程组进行离散，采用河网矩阵标识法的三级解法编制河网非恒定流的计算程序求解各断面的水位Z和流量Q。     

基于GS的二维水质网格计算

以数字西江水质预警预报系统为研究背景，对西江干道进行了数字化、河道贴体网格生成，以GIS数据为基础,进行一维恒定流方程组和二维水质模型计算，并且实现浓度场在GIS平台上的可视化。这种基于GIS的二维水质模型网格计算为水质的时空模拟和预测提供了一条新的途径；同时，也可以为水环境保护者在管理和决策时提供有利的支持。     

供水管网平差的VB程序设计

为了降低管网建成后的漏损及运行费用,需要在管网设计阶段对管网进行水力平差计算。手工平差工作量大、计算精度不高,一般应用计算机进行计算。计算程序采用VB语言编程,具有直观、语言简单、易懂的特点。详细介绍了平差程序、编程过程,并提出了应用注意事项。     

基于VB的KISSsoft软件二次开发及其在齿轮强度计算中的应用

介绍了一种通过VB对KISSsoft软件进行二次开发的方法和过程。开发了C/S架构的齿轮强度计算程序,降低了KISSsoft软件的使用难度,简化输入参数,同时可以根据公司的实际使用需求对软件进行定制,提取计算结果,生成相应的计算报告。     

基于二层规划模型水库有序供水调度规则研究

针对具有多个用水部门的供水水库,提出了一种有序的供水调度规则,在该规则中水库按照用水部门的优先级确定供水的顺序,并根据水库相应的蓄水状态与用水部门限制供水线之间的关系,共同判定是否对其限制供水.基于供水过程动态博弈的特征,建立了水库对多个用水部门有序供水的二层规划模型.模型由上层水库对高优先级用水部门的供水模型以及下层对低优先级用水部门的供水模型构成,并采用粒子群算法对二层规划模型分层求解.在实例研究中,通过与不同调度模型与供水规则进行比较,检验了提出的供水规则与二层调度模型的合理性和有效性.     

基于区域回归水重复利用的理论灌溉水利用系数研究

灌溉水有效利用系数作为国民经济发展的一项重要的资源利用效率指标,也是实行最严格的水资源管理制度中用水效率控制红线的三项主要指标之一,国家提出了明确的阶段目标。通过以水量平衡法为主线,采用根据年度区域作物结构变化修正的"浮动定额"法计算了广东省1997-2011年间理论灌溉水利用系数,并以全省6个地理分区为单元,采用彭曼公式计算了历年灌溉需水量,并计算得到各年度灌溉回归水量。结果表明,期间广东省多年平均灌溉回归水利用系数为0.27,考虑灌溉回归水基础上的年度理论灌溉水利用系数值多年均值为0.56,年际间变化总体表现出灌溉水利用系数上升而回归水利用系数下降的趋势。比2005-2011年度的实测值年均高0.16,说明灌溉回归水的影响客观存在。研究对于计算区域理论灌溉水利用系数和灌溉回归水利用系数提供了新的途径。     

基于Matlab平台求解水资源多目标规划问题——以瓜州县为例

水资源的短缺问题已日益受到关注,如何在有限水资源的前提下满足日益增长的用水需求成为一个热点问题.对区域水资源进行优化配置,无疑为解决此类问题提供了参考.以甘肃省酒泉市瓜州县为例,基于水资源多用户问题,采用工业、农业、生活多目标规划法,以实现区域水资源效益最大化为目标函数,按照约束条件的客观性与主观性,给出相应的非劣解;通过调用Matlab优化工具箱的优化函数,得到瓜州县的合理配置有限水资源方案,最后得到的配置方案中,2010规划年各行业用水总效益达15 712.4万元,2015年各行业用水总效益达48 451.7万元.     

基于正态云模型的区域水资源承载力评价

针对水资源承载力评价指标模糊性与随机性的问题,将正态云模型应用于其评价当中。基于正态云模型,以浙江省为例,对区域水资源承载力状况进行评价。结果表明:2006-2009年间,浙江省水资源承载力状态始终处于Ⅱ级(一般)状态,较为平稳,水资源承载力综合值从1.960 3上升为2.052 2,区域水资源承载力水平有增加趋势,但个别评价指标仍处于危险状态,其单因子指标值1.5,有待于进一步提高与改善;正态云模型使水资源承载力的定量评价兼顾随机性和模糊性,研究结果可为区域水资源可持续发展提供一定的参考借鉴。