江苏省海堤工程不同重现期风潮组合优化设计

为了实现海堤工程中风速和潮位参数组合的优化设计,提出了独立性风险和关联性风险的概念,并基于概率理论,定义了2种风险的计算模型,分析了2种风险之间的关系,以此提出风速和潮位组合的优化设计方法．利用江苏省沿海典型站(连云港站、射阳闸站、天生港站)多年实测风速资料和潮位资料,对提出的优化设计方法展开实例分析．结果表明:各站点风速和潮位变化趋势的差异性导致风速和潮位同频率设计存在较大的安全性;各站点风速和潮位遭遇特征的差异性导致风速和潮位区域优化组合形式存在一定的差异性;从优化组合的角度考虑,江苏省现行海堤设计组合标准“50 a一遇防潮标准加10级风”,尚有待进一步论证其合理性和安全性;海堤设计应充分考虑风速和潮位的独立性风险与关联性风险之间的协调性,以确保海堤设计的安全性和经济性;这种优化设计方法也可应用到其他类似水利工程设计中．     

南通沿海潮位资料插值方法研究

南通滨海平原地处黄海之滨,流域内河网水流运动受潮位影响明显.本文针对沿海潮位实测资料中低潮潮位缺失的问题,提出一种采用具有完整潮位过程的临近站点资料对潮位缺测站点进行潮位插值的方法,从而为南通平原河网水文水动力模型的计算提供潮位边界条件.该方法结合典型潮位站的潮位单位线形状,对南通沿海边界潮位过程进行补充插值.通过流域内实测水位过程验证,表明该方法可以有效对潮位缺测站点进行潮位插补.     

沿海地区年最高潮位频率分析研究

在资料的一致性检验的基础上，采用P-III型分布及极值I型分布，研究了沿海地区年最高潮位频率分析计算方法。结合连云港站历年潮位资料，对比了两种方法的计算效果。计算结果表明，两种方法对不同重现期设计值的估计结果接近。由于年潮位系列CV较小，采用P-III型分布计算时，参数CS/CV的比值较大，远远超出水文设计习惯采用的值，加大了经验适线的难度。因此，在工程设计时，建议采用极值I型分布进行设计潮位计算。     

基于Copula函数的甬江流域设计潮位过程研究

以甬江流域镇海站1971-2015年逐时潮位资料为基础,选用适当的Copula函数建立镇海站年最高潮位与同期潮差的二维联合分布模型,通过组合风险分析法研究了镇海站设计高潮位和设计潮差的组合风险率,采用条件最可能组合法计算设计高潮位条件下机率最大潮差,通过最高潮位和潮差双重控制,同倍比缩放典型潮型,得到镇海站设计潮位过程线。结果表明:镇海站高潮位与潮差不具有同频率性,低频高潮位和低频潮差遭遇概率很小;各重现期设计高潮位对应的最可能潮差频率均为20%~50%。高潮位与条件最可能潮差双重控制的设计潮位过程使工程设计更偏安全,为设计潮位过程的推求提供一种新方法。     

长江澄通河段汊道分流比变化规律

为探究感潮型分汊河道水动力变化规律，以长江澄通河段为对象，利用2004年洪季和2005年枯季实测水文、地形资料，分析内部各水道两汊落、涨潮分流比随径潮强度的变化特征和机制。结果表明：同一径流流量下各水道两汊落、涨潮分流比随相对潮位的变化取决于潮流流速在两汊间的消长速度，同一相对潮位下各水道两汊落、涨潮分流比随径流流量的变化取决于不同径潮强度对比下落潮主流流路、沿岸节点挑流作用、涨潮水位和涨潮流速。     

495G型汽油机进排气歧管的设计

利用进排气系统的波动效应理论,对495G型汽油机的进排气歧管进行了设计计算,所设计的进排气系统消除了各缸之间的进气干涉、排气干扰,有利于提高充气效率。发动机台架试验结果表明：采用改进后的进排气歧管,495G型汽油机的动力性与经济性均有较大的改善。     

基于指标洪水法的淮河流域洪水频率分析研究

基于指标洪水法,收集了淮河流域中淮河、洪河、大运河等水系27个水文测站的多年最大洪峰序列,使用"水文相似性"聚类分析方法把淮河流域划分为4个水文分区,通过了分区合理性检验。采用P?Ⅲ型分布作为水文相似性分区的统一分布线型,并利用线性矩法估算出了区域洪水频率曲线的分布参数,最终得到淮河流域内27个水文站点的洪水频率曲线和设计洪水。     

苹果采摘机器人目标果实快速跟踪识别方法

为了减少苹果采摘机器人采摘过程处理时间,对苹果采摘机器人目标果实的快速跟踪识别方法进行了研究。对基于R-G颜色特征的OTSU动态阈值分割方法进行首帧采集图像分割,采用图像中心原则确定要采摘的目标果实;利用所采集图像之间的信息关联性,在不断缩小图像处理区域的同时,采用经过加速优化改进的去均值归一化积相关模板匹配算法来跟踪识别后帧图像的目标果实,并进行不同阈值分割方法实现效果,不同灰度、亮度和对比度的匹配识别以及新旧方法识别时间对比试验,从而验证了所采用和设计方法的有效性;其中所设计跟踪识别方法的识别时间相比于原方法,减少36%。     

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。     

上游来水与下游潮位对河口含氯度的影响——以磨刀门河口为例

分析咸潮上溯的规律以及对河口含氯度的模拟预测对河口地区供水安全具有重要的意义。以珠江三角洲磨刀门河口为例,上游流量和下游潮位作为边界条件,建立基于BP神经网络的含氯度变化模拟模型,通过对模型参数进行率定与验证,最终得出模拟结果与实测含氯度数据较为一致,河口含氯度与上游径流量和下游潮位之间的映射关系良好。基于此,研究上游径流量变化对含氯度的影响及不同来水频率和潮位设计方案下的含氯度变化。结果表明:当上游水电站采用降序泄水时可有效地抑制河口咸潮上溯;同一设计潮位方案下,特枯来水年份(97%来水频率)平岗泵站日平均含氯度较正常来水年份(90%来水频率)平均增幅达到3.3倍。     

新型双向潮汐发电水轮机组性能优化设计

根据江厦潮汐试验电站多年运行数据,分析了潮位与运行参数的关系及其变化规律.通过数值模拟分析了双向灯泡贯流式水轮机多工况运行的水力特性,并对原始设计水轮机的灯泡比、导叶安放角、导叶及转轮叶片翼型等进行了优化设计,综合多个设计方案确定了优化后的水轮机整体流道尺寸.对优化设计的机组还进行了模型机组模型验收试验.研究成果直接应用于江厦潮汐试验电站6号机组中,真机的实际运行表明新型水轮机组可实现正反向发电、抽水和泄水等6种工况下的安全稳定运行,正、反向发电效率较潮汐电站中运行的其他机组均提高了6%以上,综合性能得到了提高.     

布吉河流域防洪调度的潮水补偿研

潮汐是影响沿海城市防洪调度的一个重要因素。沿海城市的河流大多属于感潮河段，受潮水顶托影响，感潮河段的水位变化是潮水和洪水共同作用的结果，水位流量关系复杂。以深圳市布吉河流域的防洪调度为背景，在各种水文资料严重不足的情况下，研究了感潮河段的潮汐一般规律，通过对布吉河口的水位进行潮水和洪水的分离，用一种分段线性拟合的方法，对洪水波产生的增水进行了定量的分析，并且提出了根据潮水预报和增水关系进行潮水补偿调度的具体计算方法和过程。     

黄河河龙区间洪水泥沙关系分析

【目的】深入了解近年来黄河泥沙变化规律,保障引黄工程的安全运行。【方法】对2006—2015年黄河吴堡、龙门水文站洪水特征资料进行了分析研究,【结果】月最大含沙量大于10 kg/m~3时段集中在3月桃花汛和汛期(6—9月),汛期泥沙量远大于3月水平,同期龙门站最大含沙量水平高于吴堡站;洪水过程径流总量与含沙量相关性并不显著;河龙区间上下游泥沙输移过程存在一定相关性,但龙门站较吴堡站更多呈现自然河道属性。【结论】黄河突发增沙原因不只局限于洪水激增,黄河调水调沙等人类活动对水流携沙突增影响不容忽视。不同水文站局部性暴雨所形成的短历时增沙现象的水文系列过程呈现随机性。     

基于二层规划理论的水文模型参数识别研究

流域水文模型有效应用的关键之一是参数识别,但由于水文模型存在高度敏感性参数以及参数之间的高度相关性增加了模型参数识别难度。本文以新安江模型为例,在分析参数敏感性和相关性的基础上,建立了基于二层规划理论的参数识别模型,研究了二层规划问题的求解算法,并进行了天福庙水库径流模拟的实例研究。通过与SCE-UA、PSO、PMSE-PSO和SMSE-PSO优化单目标函数的结果比较,可以看出,基于二层规划理论的新安江模型参数优选方法具有较高的预报精度,是一种有效可行的水文模型参数优选方法。     

平行轴少齿差环式减速器动平衡研究

以N型内齿行星齿轮传动的基本结构形式－环式减速器的传动机理进行了分析研究，建立了环式减速器系统受力分析模型，得出目前环式减速器存在惯性力或惯性矩不平衡的结论。提出了一种能实现惯性力和惯性力矩平衡的平衡环式减速器以及在工艺上具体实现的措施。试验证明，平衡式环式减速器与同功率其他环式减速器相比具有振动噪声小说的优点，同时降低了减速器制造成本和加工难度，具有重要的理论意义和工程实用价值。     

土壤特性与Philip入渗公式标定因子的空间变异性关系

以在杨凌地区的土壤野外垂直入渗试验为基础,利用标定理论对Philip入渗方程进行标定,用多重分形法和联合多重分形法定量分析了标定因子和土壤物理特性多尺度下的空间变异性及空间相关性,并构建了标定因子的土壤转换函数.研究表明：算数标定因子的标定效果最优;研究区域内的标定因子和各土壤物理特性具有多重分形特征,在单一尺度上和多尺度上,标定因子和沙粒质量分数的空间变异性较强,不同尺度区间上的高值信息对其空间分布影响较大,而粗粉粒质量分数的空间变异性由不同尺度区间上的低值造成;单一尺度上,标定因子与有机质质量分数和黏粒质量分数的相关性具有统计学意义,在多尺度上,标定因子与土壤容重、黏粒质量分数和有机质质量分数的相关性具有统计学意义;基于联合多重分形建立的标定因子的土壤转换函数的预测效果比较理想,具有较强的理论基础和理论价值.     

The impact of controlled tidal exchange on drainage water quality in acid sulphate soil backswamps

Periodic opening of one-way tidal floodgates was undertaken on two coastal flood mitigation drains to promote exchange with estuarine water and improve drain water quality. The drains were located in areas with acid sulphate soils and their drainage water frequently had high acidity and low dissolved oxygen (DO). Tidal exchange via floodgate opening generally raised drain water pH levels through dilution and/or neutralisation of acidity. Increases in DO and moderation of extreme diurnal DO fluctuations were also observed. The magnitude and stability of the improved physico-chemical conditions was highly dependant on the volume and quality of tidal ingress water. Relatively rapid reversion (hours to days) in drain water pH and DO was observed once floodgates were closed again. The rate of reversion following floodgate closure was strongly related to outflow volumes, antecedent drain water quality conditions and groundwater levels. Floodgate opening caused changes in longitudinal drain water gradients and has potential to slow net drainage rates during non-flood periods. However, complex site specific interactions between drain water and adjacent groundwater can also occur. At one location, a 4-day floodgate opening event caused recharge of adjacent acid groundwater during the opening phase, raising the potentiometric groundwater level above local low tide minima. This was followed by tidally modulated draw down of acid groundwater and enhanced acid export in the period immediately following floodgate closure. There are also practical considerations, which limit the efficacy of floodgate opening as an acid management strategy. The low elevation (close to mean sea level) of some acid sulphate soil backswamps, combined with seasonal migration of the estuarine salt wedge, means there is considerable potential for saline overtopping of what is currently agricultural land. This constrains the magnitude and duration of controlled tidal exchange. Also, it is during wet periods that acid drainage outflow to the estuary is greatest. At such times the salinity and acid buffering capacity of estuarine water is often low, thus reducing the capacity of tidal exchange waters to neutralise acidity.     

潮州三百门电厂冷却水排放的数值模拟研究

海湾及潮汐河口的冷却水工程研究近年来受到人们的重视，由于受到潮汐的影响，其冷却水布置及热污染特性比河道及水库型更为复杂。采用数值模拟的方法，首先对电厂附近的潮流特性及冷却水输移扩散进行模拟计算，研究了电厂近海水域的水动力结构及其对冷却水排放的影响，给出电厂取水温升及热污染范围，为电厂取水设计工作提供依据。     

水文尺度与水文模拟关系研究

水文系统是由各种不同级别子系统组成的复杂系统，作为描述各种尺度中水文特征的空间数据与模型自然也有尺度特征，探讨水文尺度与水文模型的关系，对认识与解决水文尺度问题有重要的意义。从水文尺度与水文模型的原理、结构、复杂度、资料的角度分析二者之间的相互联系；提出了水文多尺度模拟的概念和必要性，并对水文多尺度模拟的方法与转换等问题进行了阐述。构建了从系统和多尺度水文模拟角度研究水文尺度问题的框架，对于深入了解水文尺度在不同时空尺度上的变化规律和过程；为科研和解决实践问题提供了一个有效的科研思路。