基于VMD-GRU的大型灌区干旱预测模型研究

灌区干旱灾害的频繁发生严重制约了当地经济的发展，为了实现灌区内水资源的合理调配和利用，需对灌区未来的干旱情况进行有效预测，从而有针对性的采取预防措施降低干旱事件所造成的影响。基于“先分解，后重构”的思想，将能够对非线性、非平稳时间序列进行预处理的变分模态分解VMD(Variational Mode Decomposition)与门控循环单元网络GRU(Gated Recurrent Unit)相结合，建立VMD-GRU干旱预测模型，针对赵口大型灌区4个气象站点1981-2017年的逐月降水数据构建标准化降水指数SPI时间序列并采用所建干旱预测模型和3个单一预测模型对SPI值进行预测，研究采用3个月的时间尺度计算标准化降水指数SPI进行干旱事件识别和等级划分。结果表明：4个气象站点VMD-GRU干旱预测模型SPI值预测结果的平均相对误差在18.7%～20.6%之间，预测误差较为稳定。VMD-GRU干旱预测模型的平均绝对误差MAE、均方误差MSE、均方根误差RMSE均为4种模型中最小，不同气象站点的3个评价指标值均分别接近，所建模型不存在过拟合或者欠拟合问题。利用游程理论识别干旱历时和干旱...     

基于蚁群算法的灌溉管网布置与管径优化设计研究

将蚁群算法引入到灌溉管网设计当中,综合考虑管网设计的经济性条件和运行性条件,通过MATLAB软件编程求解,研究了不规则树状管网的布置及管径同步优化设计。实例应用结果表明,该优化方法拥有较为广阔的应用空间,可以用于实际生产。     

基于MIKE11的引排水改善平原河网水环境质量模拟研究

调控河道边界出口流量的大小可改变河道内水体流速和流向，从而可有效改善水体水质，改善效果与引排水规模、排水口布局等有关。以宁波市江北镇海平原河网区为例，选取模拟时段2022年10月1日至11月1日，以主要污染物NH₃-N为指标，构建MIKE11水质水量耦合模型，考虑出流口泵站出流能力和维持流域最低用水量，通过3个出流口启、闭排列组合，设置出流口流量分别为9、18、24、36 m³/s的28种出流方案，利用构建的水质水量耦合模型模拟分析不同方案下边界出口流量对水体流速及污染物NH₃-N的影响，结果表明：(1)综合水动力水质因素，出流量为18 m³/s时能更好的改善河流水动力条件与水质状况，出流口为24、36 m³/s较大流量时，开放一或两个出流口，河道存在溢流风险，此时需多开启出流口，以保证防洪安全；(2)模拟后的最优方案可使平均流速达到0.056 m/s,NH₃-N平均浓度下降至1.660 mg/L，水质改善率达17.0%，河道水质可从劣Ⅴ类提升至Ⅳ类或Ⅴ类...     

基于PCA-PP模型的暗管布局综合效益评价

分析了设施盐渍土壤不同暗管布局方案对耕层土壤盐分质量分数、番茄产量、番茄品质及暗管建设成本的影响。结果表明,暗管布局越密,耕层土壤盐分降幅越大。在暗管间距6 m、埋设深度0.4 m方案下番茄的综合品质最佳。基于PCA-PP模型的评价结果显示,暗管间距6 m、埋深0.6 m为综合效益最优的暗管布局方案。     

长岭杉木树干材积连年生长量的模拟模型研究

为进一步探索长岭杉木树干材积连年生长量的变化规律,引入线性模型、指数模型和Logistic模型,并对不同立地杉木树干材积连年生长量进行了模型模拟。结果表明:不同立地杉木生长速率不同,山凹与东下坡杉木树干材积连年生长量率先越过高峰期并急剧下降;线性模型在模拟较为复杂的生长量变化规律(山凹与东下坡)时存在局限性,效果不太理想;而Logistic模型的相关系数为0.9706⁰.9933,模型精度最高,能够为决策者提供更多的信息,在模拟长岭杉木树干材积连年生长量过程中具有更强的适用性。     

基于PCA-GA-BP神经网络的水电机组状态异常辨别方法

为提高机组异常运行识别效率与精度,提出基于主成分分析法和遗传算法优化反向传播神经网络(BP neural network)的机组异常状态检测模型.以机组实时记录传感器数据为样本,利用主成分分析法对多维数据进行降维操作,处理后得到综合变量.随后在此基础上搭建BP神经网络并利用遗传算法优化神经网络随机初始权值与阈值,完成对机组不同运行状态检测模型仿真训练.最后以某电站连续时间段内机组正常与异常运行状态下各部件传感器实时监测数据为样本分析,并将所提PCA-GA-BP算法与其他优化算法、传统算法进行对比,通过不同样本比例下的仿真训练试验验证该方法可行性.仿真试验结果表明:模型相较于传统BP神经网络,平均状态检测时间相对缩短84%,平均检测正确率相对提高2.5%,能在均正确率接近99%的基础上实现0.7~1.0 s内对机组异常运行的有效辨别,做到机组异常运行的精确辨别与早期预警.     

政府购买中小型水利工程运维服务的承接方选择研究

为满足社会对公共服务的需要，政府积极探索向社会力量购买公共服务。随着政府不断推广、培育中小型水利工程运维服务市场，承接主体逐渐趋于多样化，而如何进行承接方的选择至关重要，然而目前并没有一套完整的政府购买中小型水利工程运维服务承接方选择方法。结合我国水利公共服务购买现状和中小型水利工程运维服务特点，提出两阶段的中小型水利工程运维服务承接方选择机制，分别构建承接方选择指标体系，建立VIKOR评价模型，最后结合实例证明承接方选择机制的科学性和合理性，为水利公共服务承接方选择提供借鉴。     

基过鱼对象多维量化体系在南渡江流域的应用

过鱼对象的确定对于过鱼设施建设至关重要。量化评定过鱼对象优先保护次序，为南渡江过鱼设施建设、鱼类保护提供决策依据。基于过鱼设施建设目的及过坝鱼类的生境适宜能力，从过坝需求度、生境适应度、资源丰富度、物种效用度、物种濒危度和遗传损失度等6个维度，建立多指标量化的过鱼对象选择体系。采用主客观结合的组合权重，构建基于逼近理想排序法的过坝鱼类优先等级评定模型。以南渡江流域为实例进行初步分析，结合南渡江流域梯级建设，运用过鱼对象评定体系确定花鳗鲡、鲢、鳙等洄游性鱼类为首要过鱼对象，?、月鳢、鲇、海南长臀鮠为主要过鱼对象；乌塘鳢、红鳍原鲌、赤眼鳟、蒙古鲌为次要过鱼对象；鲮、倒刺鲃、马口鱼、纹唇鱼、唇?、翘嘴鲌、东方墨头鱼等鱼类为兼顾过鱼对象。本研究通过构建科学合理的多指标体系对南渡江流域过鱼设施过鱼对象优先保护次序进行量化，有助于指导过鱼设施效果评价，对过鱼设施建设具有一定参考价值。