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基于不同ELM的西北旱区参考作物蒸散量模拟模型 预览
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作者 徐颖 张皓杰 +3 位作者 崔宁博 冯禹 胡笑涛 龚道枝 《中国农村水利水电》 北大核心 2019年第1期6-12,共7页
参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的精准模拟是智慧灌溉、农田水分高效利用及水资源优化调度的重要依据。为有效提高气象资料缺乏情况下对西北旱区ET0的模拟精度,在西北旱区选取4个代表性站点,并以FAO 56 Penman-... 参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的精准模拟是智慧灌溉、农田水分高效利用及水资源优化调度的重要依据。为有效提高气象资料缺乏情况下对西北旱区ET0的模拟精度,在西北旱区选取4个代表性站点,并以FAO 56 Penman-Monteith(P-M)模型的ET0计算结果为标准值,基于"sin"、"radbas"和"hardlim"3种激活函数构建27种极限学习机模型(extreme learning machine,ELM,分别记为ELM-sini、ELM-radj、ELM-hardk),并将其模拟结果与Hargreaves-Samani(H-S)、Makkink(MK)、Irmark-Allen(I-A)模型进行比较。结果表明:ELM-sin7(输入u2、Tmax和Tmin)的R2和NSE均大于0.96,RMSE小于0.35 mm/d,其GPI排名第4,模型模拟精度较高;ELM-rad5(输入Tmax、Tmin和n)和ELM-sin8(输入Tmax和Tmin)的R2和NSE分别大于0.78和0.76,RMSE小于0.93 mm/d;H-S、MK和I-A模型的R2和NSE分别小于0.77和0.63,RMSE大于1.00 mm/d,可见ELM-rad5和ELM-sin8模型精度明显高于相同输入下的其他物理模型;基于ELM-sin7探究隐含层节点数对模型精度的影响发现隐含层节点数为60~100时模型精度最高;基于ELMsin7模型进行可移植性分析发现,ELM-sin7在西北旱区内各训练站点和模拟站点组合下模拟精度较高。因此,在相同气象因子组合输入下,ELM-sini和ELM-radj模型模拟精度明显高于ELM-hardk,其中ELM-sin7模拟精度较高适用于西北旱区气象因子较少时的ET0模拟;而较传统物理模型,仅有温度和日照时数时ELM-rad5模型在西北旱区适用性更好,仅有温度时ELM-sin8模型在西北旱区适用性更强。 展开更多
关键词 ET0 ELM 激活函数 隐含层节点数 中国西北旱区
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不同灌水量对滴灌猕猴桃光合、产量与水分利用效率的影响 预览
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作者 张效星 樊毅 +3 位作者 崔宁博 李晨 胡笑涛 龚道枝 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期1-7,共7页
【目的】揭示不同灌水量对滴灌猕猴桃生长、产量及水分利用效率的调控效应。【方法】以7 a生'金艳'猕猴桃为试材,在果实膨大期(Ⅲ期)、果实成熟期(Ⅳ期)各设置1个对照(CK)和4个灌水处理,即高水(HW)、中水(MW-1)、偏低水(MW-2)... 【目的】揭示不同灌水量对滴灌猕猴桃生长、产量及水分利用效率的调控效应。【方法】以7 a生'金艳'猕猴桃为试材,在果实膨大期(Ⅲ期)、果实成熟期(Ⅳ期)各设置1个对照(CK)和4个灌水处理,即高水(HW)、中水(MW-1)、偏低水(MW-2)和低水处理(LW),灌水量分别为CK的55%、65%、75%和85%。【结果】猕猴桃叶片光合特性因生育期和灌水量的不同而呈现明显差异,其光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(gs)均随灌水量的减小而减小,但Ⅲ-HW、Ⅳ-HW处理的Pn与CK差异不显著(P>0.05),Ⅲ-HW和Ⅳ-MW-2处理的瞬时水分利用效率较CK分别显著提高了2.70%、5.41%(P<0.05);各处理猕猴桃产量较CK仅下降0.09%~6.24%,产量水分利用效率(WUEy)则提高了2.82%~23.16%,其中Ⅲ-HW、Ⅳ-MW-1处理产量仅下降了0.09%、2.45%,而WUEy提高了2.82%、10.73%。【结论】滴灌猕猴桃果实膨大期高水处理、果实成熟期中水处理保持产量无明显下降,有效提高WUEy,并节水2.50%、11.62%(分别节水156、726 m3/hm~2),具有较好的节水稳产效果。 展开更多
关键词 滴灌 不同灌水量 猕猴桃 光合特性 产量 产量水分利用效率
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基于PSO-ELM的温室梨枣树液流量模拟 预览
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作者 张念 崔宁博 +4 位作者 赵璐 肖璐 张福娟 麻泽龙 乐进华 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2019年第8期1-8,共8页
【目的】精准模拟温室梨枣树液流量。【方法】基于粒子群算法(PSO)优化的极限学习机(ELM)模型,选取了西北旱区的温室梨枣树逐日气象资料和梨枣树生理指标作为输入参数,构建了16种不同参数组合的PSO-ELM模型对梨枣树各生育期的液流量进... 【目的】精准模拟温室梨枣树液流量。【方法】基于粒子群算法(PSO)优化的极限学习机(ELM)模型,选取了西北旱区的温室梨枣树逐日气象资料和梨枣树生理指标作为输入参数,构建了16种不同参数组合的PSO-ELM模型对梨枣树各生育期的液流量进行模拟,并与实测液流值进行对比。【结果】PSO-ELM模型能通过较少的输入参数实现梨枣树液流量的高精度模拟:全生育期液流量模拟中M2模型(输入参数为叶面积指数、平均气温、实际水汽压、平均相对湿度、净辐射和风速)、M4模型(输入参数为叶面积指数、平均气温、实际水汽压、平均相对湿度、风速和土壤含水率)及M12模型(输入参数为叶面积指数、实际水汽压和平均相对湿度)的MAE、MBE、R2、MRE及RRMSE范围分别为1.467 6~1.598 6 mm/d、-0.000 9~0 mm/d、0.370 6~0.435 4、0.177 2~0.185 5及0.202 6~0.214 0,GPI排名分别1、2和5,其中M12的输入参数较少且模拟精度较高,其MAE、MBE、R2、MRE、RRMSE分别为1.598 6 mm/d、0、0.370 6、0.185 5、0.214 0;萌芽展叶期、开花坐果期、果实膨大期和果实成熟期液流量模拟结果分别以MⅠ-11模型(输入参数为净辐射、叶面积指数和实际水汽压)、MⅡ-15模型(输入参数为实际水汽压和平均气温)、MⅢ-11模型(输入参数为平均相对湿度、叶面积指数和土壤含水率)和MⅣ-12模型(输入参数为叶面积指数、净辐射和平均气温)模拟精度较高,GPI排名分别为8、2、4和5。【结论】PSO-ELM模型模拟温室梨枣树不同生育期液流量均具有较高的精度,可作为温室梨枣树液流量估算的新方法。 展开更多
关键词 液流量 粒子群优化算法 极限学习机 温室 梨枣树
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数值法与解析法在地下水环境影响评价中的应用研究 预览
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作者 梅杰 刘国东 +2 位作者 夏成城 胡月 刘稳 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2019年第8期107-112,共6页
【目的】探究数值法与解析法在进行地下水环境影响评价时的差异,以及在进行地下水环境评价时,选择更为合适的计算方法。【方法】以四川省宜宾市某氯化法钛白粉项目为例,利用瞬时点源一维对流扩散模型、瞬时点源二维扩散模型和GMS数值模... 【目的】探究数值法与解析法在进行地下水环境影响评价时的差异,以及在进行地下水环境评价时,选择更为合适的计算方法。【方法】以四川省宜宾市某氯化法钛白粉项目为例,利用瞬时点源一维对流扩散模型、瞬时点源二维扩散模型和GMS数值模型研究非正常工况下苯储罐泄漏时污染物对地下水的影响,预测了污染物在潜水含水层中的中心运移距离、最大浓度和污染范围,并对3种方法的计算结果进行比较分析。【结果】一维对流模型只考虑地下水流向方向上的运移情况,计算结果最大,方法简单方便,参数要求较少,但精度较低,无法预测污染面积;二维扩散模型考虑了平面上的污染物分布情况,可以预测污染物范围及浓度变化,但预测运移距离较大,与实际的边界条件矛盾;GMS数值模型是三维模拟,计算精度高,更符合实际情况,但建模过程复杂,水文地质条件限制较多,所需水文地质参数较多,耗时较长。【结论】综上考虑,水文地质条件简单、地下水环境评价等级不高的工程项目使用解析法预测较为方便;在水文地质资料充足、评价等级高的区域使用数值法预测精度更高。 展开更多
关键词 地下水 模型 环境影响评价 解析法 数值法
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基于MEA-BP模型的西北地区参考作物腾发量模拟 预览
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作者 余婷 崔宁博 +3 位作者 张青雯 冯禹 龚道枝 胡笑涛 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2018年第S2期107-115,共9页
【目的】实现较少气象资料输入下参考作物腾发量(ET0)的精准模拟。【方法】选取西北地区5个代表性气象站点1967—2016年逐日气象数据作为输入参数,以FAO-56 Penman-Monteith(PM)模型计算的ET0作为标准值,基于思维进化算法(mind evolutio... 【目的】实现较少气象资料输入下参考作物腾发量(ET0)的精准模拟。【方法】选取西北地区5个代表性气象站点1967—2016年逐日气象数据作为输入参数,以FAO-56 Penman-Monteith(PM)模型计算的ET0作为标准值,基于思维进化算法(mind evolutionary algorithm,MEA)优化BP神经网络,构建了不同气象因子输入组合的12种MEABP模型,并将模拟结果与Penman-Monteith 24(PM 24)、Hargreaves-Samani(H-S)和Irmark-Allen(I-A)3种在西北地区ET0模拟精度较高的经验模型进行了比较。【结果】MEA-BP模型能很好地反映气象因子与ET0间复杂的非线性映射关系;MEA-BP11模型(输入气温、日照时间和风速)、MEA-BP10模型(输入气温、相对湿度和风速)和MEA-BP7模型(输入气温和风速)的R2、NSE、MAE、RMSE和nRMSE范围分别为0.978 9~0.986 5、0.977 7~0.985 6、0.172 2~0.216 6 mm/d、0.229 9~0.285 9 mm/d和3.96%~8.64%,GPI排名分别为2、3、4,精度均明显高于3种经验模型;与H-S、I-A和PM 24模型有相同气象因子输入的MEA-BP1模型(仅输入气温)的R2、NSE、MAE、RMSE和nRMSE分别为0.770 6、0.644 3、0.772 8 mm/d、1.037 2 mm/d和31.48%,MEA-BP8模型(输入气温和日照时间)的分别为0.782 4、0.669 0、0.745 2 mm/d、1.004 6 mm/d和30.47%,MEA-BP12模型(输入气温、相对湿度、日照时间和风速)的分别为0.987 5、0.986 6、0.164 8 mm/d、0.222 0 mm/d和6.71%,其GPI排名分别为8、7和1,以上3种MEA-BP模型模拟精度均明显高于相同气象因子输入下H-S、I-A及PM 24模型。【结论】在中国西北地区应用MEA-BP模型可实现较少气象参数输入下ET0精准模拟,当仅输入气温时推荐使用MEA-BP1模型,当输气温和风速时推荐使用MEA-BP7模型,当输入气温、日照时间和风速时推荐使用MEA-BP11模型。 展开更多
关键词 参考作物腾发量 MEA-BP神经网络 中国西北地区 模型模拟
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中国粮食主产区参考作物蒸散量演变特征与成因分析 预览 被引量:3
6
作者 杨永刚 崔宁博 +1 位作者 胡笑涛 龚道枝 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2018年第4期245-255,共11页
在全球变暖的背景下,参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的改变及其空间分布势必对中国粮食主产区农业水资源规划、农业用水管理等产生重要影响。本文将中国粮食主产区划分为温带湿润半湿润地区(I区)、温带干旱半... 在全球变暖的背景下,参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的改变及其空间分布势必对中国粮食主产区农业水资源规划、农业用水管理等产生重要影响。本文将中国粮食主产区划分为温带湿润半湿润地区(I区)、温带干旱半干旱地区(II区)、暖温带半湿润地区(III区)和亚热带湿润地区(IV区)4个子区域,基于粮食主产区265个站点1961-2013年53a气象数据,采用FAO-56Penman-Monteith公式计算各站点逐日ET0,利用ArcGIS空间插值、Mann-Kendall趋势检验、敏感性分析和贡献率分析等方法,对该区域ET0的时空分布规律及其成因进行分析。结果表明:(1)近53a来,中国粮食主产区年均ET0为878.9mm,整体呈显著下降趋势,速率为0.47mm·a.1(P<0.05),I、II区和IV区年均ET0分别为741.8、1079.8和924.2mm且均有所减小,但变化趋势并不明显,III区年均ET0为940.2mm,呈极显著下降趋势,速率为1.21mm·a.1(P<0.01)。(2)全区及I-IV区ET0最敏感气象因子均为相对湿度,其敏感系数分别为.1.060、.1.232、.0.784、.1.114和.1.009。(3)全区及I-III区对ET0变化贡献最大的气象因子为风速,IV区为相对湿度。(4)风速的减小是造成粮食主产区全区及I-III区ET0减小的首要原因,风速减小和日照时数缩短是造成IV区ET0减小的主要原因。 展开更多
关键词 粮食主产区 参考作物蒸散量 时空分布 成因分析 敏感性分析
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基于MODIS-NDVI与EVI数据的若尔盖区域植被生育期分析 预览
7
作者 李丹利 苟思 +4 位作者 赵娜娜 李龙国 李欣怡 张泽宇 刘挺 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2018年第S1期162-166,174共6页
【目的】比较若尔盖地区遥感NDVI和EVI数据在植被生育期分析中的差异。【方法】基于2001─2015年MODIS-NDVI和EVI数据,通过TIMESAT软件提取出若尔盖区域植被三个关键生育期信息:生育期起始时间、生育期长度和生育期NDVI、EVI峰值。【结... 【目的】比较若尔盖地区遥感NDVI和EVI数据在植被生育期分析中的差异。【方法】基于2001─2015年MODIS-NDVI和EVI数据,通过TIMESAT软件提取出若尔盖区域植被三个关键生育期信息:生育期起始时间、生育期长度和生育期NDVI、EVI峰值。【结果】NDVI和EVI数据空间分布特征相似,在植被生长旺盛的8月EVI数据比NDVI数据更灵敏。2001─2015年,NDVI和EVI提取的植被生育期结果显示,若尔盖地区植被生育期起始时间、生育期长度和生育期植被指数峰值年际变化趋势相似。NDVI提取的生育期起始时间比EVI的结果更早、生育期长度更长。若尔盖地区植被生育期空间分布上受到海拔的影响,高海拔地区植被生育期起始时间较晚,生长期更短。【结论】NDVI和EVI数据反映的植被生长动态大体相似,在生长旺季EVI较NDVI更敏感。 展开更多
关键词 若尔盖 遥感 NDVI EVI 植被生育期
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桉树水分利用原理研究 预览
8
作者 刘挺 贺宇欣 +2 位作者 刘超 庄文化 刘铁刚 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2018年第S2期18-22,共5页
【目的】桉树对水资源的影响是研究热点,其水分利用存在诸多争议。通过模型对桉树水分利用进行探究,为相关研究提供理论帮助。【方法】模型包括生长模拟部分和水分利用模拟部分。生长模拟部分根据3-PG模型原理搭建,水分利用模拟部分根... 【目的】桉树对水资源的影响是研究热点,其水分利用存在诸多争议。通过模型对桉树水分利用进行探究,为相关研究提供理论帮助。【方法】模型包括生长模拟部分和水分利用模拟部分。生长模拟部分根据3-PG模型原理搭建,水分利用模拟部分根据已有生态水文模型进行搭建。选取国内雷州半岛桉树人工林和国外澳大利亚Tumbarumba桉树自然林作为模拟对象,探究了各自水分利用情况。【结果】在Tumbarumba站点,蒸散速率受降雨的影响较为明显,降雨增多,蒸散速率增大。年内桉树林蒸散速率随着旱季和雨季的更替产生周期性变化。年际间蒸散速率则较为稳定,受降雨影响较小。在降雨较充足时,Tumbarumb站点的桉树倾于利用浅层土壤水,而在降雨较少浅层土壤水不足以维持桉树生存需要时,较深层土壤水便成为其可靠的水分来源。在纪家站点,年内桉树林蒸散随着旱季和雨季的更替产生周期性变化。年际间蒸散不仅受到降雨影响,还受到桉树生长状况的影响。桉树林主要使用浅层土壤水,几乎不使用深层土壤水和地下水。【结论】桉树林在年内蒸散主要受到降雨影响,会随着旱季和雨季交替产生周期性变化。年际间蒸散和桉树林生长状况有关:成熟桉树林年际间蒸散较为稳定,正在快速生长阶段的桉树林年际间蒸散会有很大波动。桉树对于土壤水使用和当地降雨情况密切相关,在降雨充足的情况下,桉树多倾向于使用浅层土壤水。 展开更多
关键词 桉树 水分利用 模型
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考虑动态临界加速度的地震边坡永久位移研究 预览 被引量:1
9
作者 刘爱娟 郑路 +1 位作者 刘铁新 杨磊 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期876-882,共7页
Newmark永久位移是评价边坡在地震时稳定性的一个重要指标,近年来广泛应用于地震边坡危险性评价中。传统Newmark永久位移法在计算临界加速度时假定其为常数,未考虑滑动面上抗剪强度参数的变化,过低估计了边坡的永久位移。为了解决这... Newmark永久位移是评价边坡在地震时稳定性的一个重要指标,近年来广泛应用于地震边坡危险性评价中。传统Newmark永久位移法在计算临界加速度时假定其为常数,未考虑滑动面上抗剪强度参数的变化,过低估计了边坡的永久位移。为了解决这一问题,本文从岩土结构理论获得思路,详细分析滑块底面抗剪强度参数在地震中的变化过程,以边坡震动过程中黏聚力逐步丧失为基本思路,在黏聚力符合一定概率分布的基础上,提出了一种利用蒙特卡罗法模拟其动态减小过程从而实现临界加速度动态变化的计算方法。经过算例计算,黏聚力和临界加速度体现了地震过程中边坡滑块黏聚力和临界加速度的动态变化,位移大小符合地震边坡实际位移的常规数值。本文提出的蒙特卡罗法实现动态黏聚力和动态临界加速度的计算过程与地震时程相对应,不仅在一定程度上解决了抗剪强度参数的动态变化问题,还解决了传统Newmark位移计算中永久位移比实际位移偏小的问题。 展开更多
关键词 Newmark永久位移 动态黏聚力 动态临界加速度 岩土结构理论
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高拱坝坝肩软弱结构面HM耦合效应试验研究 被引量:2
10
作者 杨宝全 张林 +3 位作者 陈媛 陈建叶 董建华 刘恩龙 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期636-643,共8页
为定量揭示高拱坝工程蓄水运行后,坝肩岩体中软弱结构面在HM(Hydro-Mechanical)耦合作用下的弱化效应,结合锦屏一级高拱坝工程,现场采集该拱坝坝肩主要断层的原样,用重塑试样方法制备试件,在MTS岩石力学试验系统上开展不同水压(0,1,2... 为定量揭示高拱坝工程蓄水运行后,坝肩岩体中软弱结构面在HM(Hydro-Mechanical)耦合作用下的弱化效应,结合锦屏一级高拱坝工程,现场采集该拱坝坝肩主要断层的原样,用重塑试样方法制备试件,在MTS岩石力学试验系统上开展不同水压(0,1,2,3,4 MPa)情况下的系列三轴压缩试验。结果表明:断层物质的强度参数具有显著的水压弱化效应,其中强度参数f随水压的升高弱化不大,各断层的平均弱化率不超过7%;强度参数c随水压的升高急剧减小,最大弱化率可达100%;考虑两者的综合效应抗剪强度τ,在3 MPa水压与10MPa正应力的工程条件下,各断层抗剪强度的平均弱化率约为25%。同时,建立了不同渗透水压力条件下结构面强度参数预测模型,并采用有效应力原理对结构面抗剪强度的弱化规律和机理进行初步分析。试验成果已应用于锦屏一级拱坝坝肩稳定性研究,研究方法可供多场耦合作用下软弱结构面的力学性能研究参考。 展开更多
关键词 高拱坝工程 坝肩软弱结构面 HM耦合作用 强度弱化效应 试验研究
基于双作物系数的旱作玉米田蒸散估算与验证 预览 被引量:4
11
作者 冯禹 龚道枝 +3 位作者 王罕博 郝卫平 梅旭荣 崔宁博 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2017年第3期141-149,共9页
农田蒸散(ET)准确估算与区分对理解土壤-植物-大气连续系统水分传输动力学过程和调控机制具有重要意义。本研究基于FAO-56 Penman-Monteith(PM)模型计算参考作物蒸散量(ET0),运用双作物系数法计算黄土高原东部地区旱作玉米田2011-... 农田蒸散(ET)准确估算与区分对理解土壤-植物-大气连续系统水分传输动力学过程和调控机制具有重要意义。本研究基于FAO-56 Penman-Monteith(PM)模型计算参考作物蒸散量(ET0),运用双作物系数法计算黄土高原东部地区旱作玉米田2011-2012年蒸散(ETFAO),以同期涡度相关系统实测值(ETEC)作为标准值对双作物系数法计算结果进行评价,并将玉米田ET区分为土壤蒸发和作物蒸腾。结果表明:2011年春玉米生长季ET0、ETEC和ETFAO分别为628、400.3和492.7mm,双作物系数法RMSE、AAE和R2分别为0.864mm·d-1、0.678mm·d-1和0.755,且R2达极显著水平(P〈0.01);2012年三者分别为553、372.6和441.4mm,RMSE、AAE和R2分别为0.676mm·d-1、0.693mm·d-1和0.781,R2亦达极显著水平(P〈0.01),说明双作物系数法在该地区模拟旱作春玉米ET有较高的精度。基于双作物系数法对ET进行区分表明,2011年全生育期土壤蒸发和作物蒸腾分别占ET的36.4%和63.6%;2012年分别占ET的31.7%和68.3%,说明旱作春玉米田ET主要来自春玉米蒸腾。 展开更多
关键词 玉米 双作物系数法 蒸散 涡度相关系统
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过水围堰挑压坎楔形护板水力特性
12
作者 陈云良 杨秀玲 +3 位作者 徐永 王波 赵琼 冉鲁光 《水动力学研究与进展:A辑》 CSCD 北大核心 2017年第3期351-357,共7页
该文基于过水围堰混凝土楔形护板溢洪分析,提出在尾部设置平台形成挑压坎楔形护板。采用紊流数值模拟方法,对挑压坎楔形护板水力特性进行了研究,并与一般楔形护板对比分析。研究表明:挑射流可以提高堰面的消能效果,特别在小洪水工况时... 该文基于过水围堰混凝土楔形护板溢洪分析,提出在尾部设置平台形成挑压坎楔形护板。采用紊流数值模拟方法,对挑压坎楔形护板水力特性进行了研究,并与一般楔形护板对比分析。研究表明:挑射流可以提高堰面的消能效果,特别在小洪水工况时改善较为明显;冲入消能平台的流速有所降低,可减小水流对堰脚的冲刷;水流经挑压坎以平抛射流的形式向下弯曲,能增加水体作用于下一级护板的稳定力。一般楔形护板只在首部附近出现一个压力最大值,挑压坎楔形护板首、尾各有一个压力峰值,可以改善护板的受力条件,有利于过水围堰的整体稳定。 展开更多
关键词 过水围堰 挑压坎楔形护板 水力特性 数值模拟
基于蝙蝠算法的适线法求解水动力弥散系数 预览
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作者 李世钰 刘国东 +3 位作者 王亮 邢冰 任玉峰 李昕妍 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期81-85,93共6页
利用弥散资料确定含水层弥散系数的标准曲线法在具体应用中存在较大的随意性,用一种基于蝙蝠算法的适线法进行一维流动二维水动力弥散模型中弥散系数的识别,在一定程度上解决了传统的标准曲线法求解含水层弥散系数中主观因素造成较大... 利用弥散资料确定含水层弥散系数的标准曲线法在具体应用中存在较大的随意性,用一种基于蝙蝠算法的适线法进行一维流动二维水动力弥散模型中弥散系数的识别,在一定程度上解决了传统的标准曲线法求解含水层弥散系数中主观因素造成较大误差的现象,并能直接得出地下水流速。实例计算结果表明,基于蝙蝠算法的适线法是求解水动力弥散系数的一种高效方法,可广泛用于求解其他水文地质问题。 展开更多
关键词 蝙蝠算法 标准曲线法 弥散系数 弥散试验
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基于反距离权重法的长江流域参考作物蒸散量算法适用性评价 预览 被引量:15
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作者 贾悦 崔宁博 +2 位作者 魏新平 龚道枝 胡笑涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期130-138,共9页
为实现大区域尺度参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)资料缺失情况下的准确计算,该文将长江流域划分为上、中、下游3个子区域,基于反距离权重法的新型空间展布方法得到3个虚拟站点分别代表每个子区域,利用长江流... 为实现大区域尺度参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)资料缺失情况下的准确计算,该文将长江流域划分为上、中、下游3个子区域,基于反距离权重法的新型空间展布方法得到3个虚拟站点分别代表每个子区域,利用长江流域102个站点1964-2013年近50a的逐日气象数据,根据FAO-56 Penman-Monteith(P-M)法、Hargreaves-Samani(HS)法、Irmark-Allen(I-A)法、Priestley-Taylor(P-T)法、Makkink(M-K)法、Penman-Van Bavel(PVB)法、1948年Penman(48-PM)法分别计算每个站点逐日ET0,并以P-M法为标准,利用Nash-Sutcliffe系数(CD)、逐日相对均方根误差(RMSE)、Kendall一致性系数(K)对其适用性进行评价,结果表明:在3个子区域6种ET0计算方法的日值与P-M法拟合方程确定系数R2均通过了极显著水平检验(α=0.01),长江上游P-T法ET0日值计算精度最高(ET0日值拟合方程斜率为1.030,RMSE=0.341 mm/d,CD=0.886,K=0.829),H-S法、I-A计算精度较低(ET0日值拟合方程斜率分别为1.427、1.308,RMSE=0.909、0.829 mm/d,CD=0.581、0.523,K=0.792、0.742),长江中、下游PVB法计算精度最高,P-T法计算精度次之,H-S法与I-A法计算精度较低;长江上游6种算法ET0月值的计算精度由高到低依次为P-T法、PVB法、M-K法、48-PM法、H-S法、I-A法,与P-M法的平均误差分别为0.27、0.35、0.51、0.48、0.74、0.78 mm/d;长江中、下游6种算法计算精度由高到低为PVB法、P-T法、M-K法、48-PM法、H-S法、I-A法;整个长江流域P-T法、PVB法与P-M法ET0计算结果相对误差均在35%以下,H-S法、I-A法计算精度较低,其相对误差基本高于40%;因此,PVB法与P-T法在整个长江流域的计算精度较高,可作为长江流域ET0简化计算推荐方法。 展开更多
关键词 气候变化 蒸散 模型 长江流域 参考作物蒸散量 反距离权重 空间展布 适用性评价
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中国西南五省参考作物蒸散量时空变化分析 预览 被引量:6
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作者 张青雯 崔宁博 +2 位作者 冯禹 龚道枝 胡笑涛 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2016年第11期80-87,共8页
为深入了解中国西南5省ET0演变规律,利用1954—2013年广西、重庆、云南、贵州、四川5个省市119个站点逐日地面气象资料,采用FAO-56推荐的Penman-Monteith公式计算各站点逐日ET0,并使用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和GIS反距离加权... 为深入了解中国西南5省ET0演变规律,利用1954—2013年广西、重庆、云南、贵州、四川5个省市119个站点逐日地面气象资料,采用FAO-56推荐的Penman-Monteith公式计算各站点逐日ET0,并使用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和GIS反距离加权插值定量分析ET0时空变化特征。结果表明,1954—2013年西南5省ET0多年平均值为855 mm,波动范围为819~901 mm,年均ET0总体呈下降趋势(倾向率为-1.5 mm/10 a),在春、夏、秋、冬季也均呈下降趋势(倾向率分别为-0.4、-0.7、-0.3、-0.1 mm/10a),分别占全年的26.7%、46.7%、20%、6.6%;西南5省ET0多年平均值分别以26 a、12 a、5 a为第1、第2、第3周期进行“增大-减小”交替变化;1954—2013年,西南5省年均ET0空间分布总体表现为南部大于北部,云贵高原西部和广西地区明显大于四川盆地和云贵高原东部,四川盆地相对最小,川西高原南部和云贵高原东部地区相对最大;西南5省ET0在春、夏、秋、冬季空间分布较高值区分别为云贵高原西部、四川盆地和云贵高原东部、广西地区、云贵高原西部,较低值区分别为四川盆地、云贵高原西部、四川盆地和川西高原东北部、四川盆地和广西地区。 展开更多
关键词 西南5省 参考作物蒸散量 时空变化 MANN-KENDALL检验 MORLET小波分析 GIS
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考虑辐射改进Hargreaves模型计算川中丘陵区参考作物蒸散量 预览 被引量:3
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作者 贾悦 崔宁博 +2 位作者 魏新平 龚道枝 胡笑涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第21期152-160,共9页
为提高Hargreaves-Samani(H-S)模型对参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的计算精度,利用川中丘陵区13个代表站点1954-2013年近60 a逐日数据,依据贝叶斯原理并考虑辐射的影响对H-S模型进行改进,并以Penman-Mont... 为提高Hargreaves-Samani(H-S)模型对参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的计算精度,利用川中丘陵区13个代表站点1954-2013年近60 a逐日数据,依据贝叶斯原理并考虑辐射的影响对H-S模型进行改进,并以Penman-Monteith(P-M)模型为标准,对其在川中丘陵区的适用性进行评价。结果表明:1)H-S改进模型与P-M模型ET0计算结果变化趋势基本一致;2)与H-S模型相比,在3个区域H-S改进模型计算的ET0旬值平均绝对误差分别由0.93、0.95、0.93 mm/d下降到0.15、0.19、0.28 mm/d,且3个区域ET0旬值拟合方程斜率分别由1.45、1.39、1.45变为0.89、0.94、0.90,Kendall一致系数由0.70、0.80、0.82提高到0.88、0.92、0.94,拟合效果与计算精度均明显提高;3)在3-10月的作物主要生长期,3个区域ET0月值平均绝对误差分别由0.89、1.14、1.28 mm/d下降到0.46、0.29、0.21 mm/d,ET0月值回归拟合方程斜率及一致性均明显提高;4)H-S改进模型随海拔升高计算精度有所降低,H-S改进模型全年内计算精度最大可提高47%,尤其在作物主要生长期,精度最大提高了48%。因此,H-S改进模型可显著提高ET0计算精度,在海拔较低的区域尤为明显,可作为川中丘陵区ET0计算的简化推荐模型。 展开更多
关键词 蒸散 模型 作物 辐射 参考作物蒸散量 Hargreaves-Samani模型 贝叶斯原理 适用性评价
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川中丘陵区近60 a主要气象因子变化趋势研究 预览 被引量:1
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作者 李华丽 崔宁博 +2 位作者 李晨 胡笑涛 龚道枝 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2016年第12期80-87,共8页
为深入了解川中丘陵区近60 a气候变化规律,基于川中丘陵区13个站点1954—2013年逐日气象资料,使用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和相关性分析,定量研究了气象因子的变化趋势及变化周期。结果表明,近60 a来川中丘陵区辐射、降水、风... 为深入了解川中丘陵区近60 a气候变化规律,基于川中丘陵区13个站点1954—2013年逐日气象资料,使用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和相关性分析,定量研究了气象因子的变化趋势及变化周期。结果表明,近60 a来川中丘陵区辐射、降水、风速及相对湿度均呈整体下降趋势(降幅分别为0.242 3 MJ/(m~2·d·10 a)、0.050 0 mm/10 a、0.025 7 m/(s·10 a)和0.137 2%/10 a),温度呈上升趋势(增幅为0.031 6℃/10 a);气温、辐射、降水、风速及相对湿度等气象因子60 a来均呈现“增大-减小”的周期性变化规律,变化主周期分别为6、12、13、21、24 a,且其局部突变分别发生在1964年和1996年、1986年、1957—1985年、1958—1963年和2008年;各气象因子相关性较为明显且交互影响关系复杂,其中风速与辐射显著正相关(P〈0.05),与湿度极显著负相关(P〈0.01),而辐射与气温极显著正相关(P〈0.01),与湿度显著负相关(P〈0.05)。 展开更多
关键词 川中丘陵区 气象因子 变化趋势 MANN-KENDALL检验 MORLET小波分析 相关性分析
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机器学习算法和Hargreaves模型在四川盆地ET_0计算中的比较 预览 被引量:6
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作者 冯禹 崔宁博 龚道枝 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2016年第4期415-421,共7页
以四川盆地中部遂宁气象站2001-2010年逐日温度资料和大气顶层辐射(Ra)为输入参数,以FAO-56Penman-Monteith(PM)模型计算的参考作物蒸散量(ET0)为标准,分别利用广义回归神经网络(GRNN)和小波神经网络(WNN)两种机器学习算法建... 以四川盆地中部遂宁气象站2001-2010年逐日温度资料和大气顶层辐射(Ra)为输入参数,以FAO-56Penman-Monteith(PM)模型计算的参考作物蒸散量(ET0)为标准,分别利用广义回归神经网络(GRNN)和小波神经网络(WNN)两种机器学习算法建立ET0模拟模型,并对GRNN、WNN和Hargreaves(HS1)与两种改进的Hargreaves(HS2和HS3)模型的ET0模拟效果进行对比分析,利用2011-2014年数据对各模型模拟精度进行验证,分析仅有温度资料时不同模型在四川盆地的适用性。结果表明:GRNN模型和WNN模型均具有较强的适用性,GRNN模型均方根误差(RMSE)、模型效率系数(Ens)和决定系数(R2)分别为0.395mm?d~(-1)、0.924和0.902,WNN模型分别为0.401mm?d~(-1)、0.911和0.901,且两种模型计算精度均高于HS1(1.05mm?d~(-1)、0.885和0.334)、HS2(0.652mm?d~(-1)、0.892和0.736)和HS3(0.550mm?d~(-1)、0.881和0.812)模型。模型适用性验证进一步表明,GRNN和WNN模型在四川盆地西部和东部也具有较好的适用性,在输入参数中引入Ra能提高模型的模拟精度。因此,GRNN和WNN可以作为气象资料缺失条件下四川盆地ET0计算的推荐模型,且GRNN计算精度高于WNN,可优先选用。 展开更多
关键词 参考作物蒸散量 温度资料 FAO-56 Penman-Monteith模型 机器学习算法 Hargreaves模型
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基于改进密切值法的灌区运行水平综合评价 预览 被引量:6
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作者 张振平 崔宁博 +1 位作者 楼豫红 周芸 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2016年第10期90-96,共7页
为了给灌区节水改造及续建配套建设提供一定的科学依据,根据四川省灌区运行实际情况,建立了包括灌区生产效率等5个一级指标及设计灌溉面积等28个二级指标在内的四川省灌区运行水平综合评价体系,利用主成分分析法将其简化为15项主成分因... 为了给灌区节水改造及续建配套建设提供一定的科学依据,根据四川省灌区运行实际情况,建立了包括灌区生产效率等5个一级指标及设计灌溉面积等28个二级指标在内的四川省灌区运行水平综合评价体系,利用主成分分析法将其简化为15项主成分因子;运用G1法及熵权法确定各指标综合权重,基于密切值法构建了四川省灌区运行水平综合评价模型,并应用其对四川省4个典型大型灌区运行水平进行综合评价。结果表明。四川省4个典型灌区运行水平(密切值)由高到低依次为升钟灌区(0.000 4)?武引灌区(0.287 9)?玉溪河灌区(1.795 7)和隆昌沱江石盘滩提水灌区(1.886 5),模型评价结果与四川省典型灌区实际运行水平较为一致? 展开更多
关键词 综合评价 运行水平 综合权重 密切值法 灌区
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含复杂结构面RCC高拱坝坝肩抗滑稳定研究 预览
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作者 肖珍珍 张林 +2 位作者 陈媛 李征 黄刚海 《中国农村水利水电》 北大核心 2016年第5期121-125,共5页
复杂地质条件对坝体抗滑稳定极为不利,尤其是存在结构面相互切割成岩块,削弱岩体完整性,对坝肩抗滑稳定影响较大。某RCC高拱坝最大坝高132m,坝址区地质条件复杂,断层和长大裂隙密集带纵横交错,层间剪切带横切山谷,坝肩抗滑稳定问题突出... 复杂地质条件对坝体抗滑稳定极为不利,尤其是存在结构面相互切割成岩块,削弱岩体完整性,对坝肩抗滑稳定影响较大。某RCC高拱坝最大坝高132m,坝址区地质条件复杂,断层和长大裂隙密集带纵横交错,层间剪切带横切山谷,坝肩抗滑稳定问题突出。为了探讨复杂地质条件下结构面对坝肩稳定和变形的影响,采用三维地质力学模型超载法破坏试验并结合有限元计算,对各结构面变位进行分析,揭示了影响左坝肩稳定的结构面是f5、f4、Lp285、L2、fj2、fj3、fj4,影响右坝肩稳定的结构面是f4及Lp4-x、fj3、fj4;模型试验求得坝肩整体稳定非线性变形超载安全系数K_2=3.4~4.3,有限元计算K_2=3.0~4.0,坝肩整体稳定满足要求;在此基础上,基于块体理论,根据坝肩结构面产状及组合,开展了典型滑移块体的失稳研究,并总结滑裂面失稳判定区间,分析得出两岸坝肩3种典型块体中"关键块体"位于左岸,试验得到"关键块体"安全系数为2.4~3.0,说明复杂结构面削弱坝肩稳定,需进一步进行处理,以提高坝肩抗滑稳定性。 展开更多
关键词 RCC高拱坝 地质力学模型试验 有限元计算 结构面 抗滑稳定 滑移块体
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