水电工程主厂房防火防烟分区划分的探讨

鉴于《水电工程设计防火规范》修编过程中,对主厂房防火分区、防烟分区和疏散距离存在不同认识,本文从防火设计的基本理念出发,分析了水电工程的特殊性,同时采用性能化设计数模理论,确定了规范中防火分区、防烟分区面积,以及疏散通道长度的依据,探讨了水电工程的特点,为特殊工程防火设计规范编制提供参考。

基于地貌分区的湖北省粮食生产格局与耕地资源匹配关系研究

【目的】研究不同地貌区粮食生产格局与区域耕地资源的匹配关系,为粮食生产布局和耕地资源保护提供决策依据。【方法】采用集中度、变异系数、重心模型、匹配度和LMDI模型等研究湖北省1990—2020年不同地貌区粮食生产格局变化与耕地资源的匹配关系。【结果】1990—2020年鄂西山地、鄂中岗地、鄂东丘陵、江汉平原粮食产量占湖北省粮食总产量的比重逐步调整为11.2%、30.6%、26.2%、32.0%。近30年湖北省各地貌区粮食作物生产集中度及变化趋势存在显著差异,粮食生产向鄂中岗地集中的趋势明显,以小麦和玉米为主,大豆生产则向江汉平原集中。湖北省粮食播种面积重心和粮食产量重心向西北方向移动了5.37和14.63 km,但鄂中岗地粮食生产重心向东北方向移动,江汉平原和鄂西山地则向西南移动。近30年来,鄂西山地、鄂中岗地、鄂东丘陵、江汉平原粮食生产与耕地资源重心的平均空间距离为6.20、3.35、10.57、6.82 km,变动一致性平均指数分别为0.49、0.44、0.40、0.27。湖北省粮食生产与耕地资源的基尼系数均大于0.5,且有增加趋势,鄂西山地和江汉平原不平衡指数为正,鄂中岗地与鄂东丘陵不平衡指数为负。近30年各地貌区粮食产量变化的耕地数量效应与结构效应为负,耕地集约效应和质量效应为正,其中耕地种植结构变化对鄂东丘陵粮食生产的减量作用达到309.70万t,而复种指数变化对鄂中岗地粮食生产的增量作用达到300.46万t。【结论】近30年湖北省各地貌区耕地质量效应和耕地结构效应的增量作用正在减弱,数量效应的减量作用在增强,湖北省面临优质耕地减少的种植风险和粮食种植结构调整带来的产量风险。湖北省粮食生产与耕地资源长期处于不匹配状态,且表现出明显的区域地理特征。粮食生产空间布局和种植结构调整应充分考虑不同地貌区自然地理和耕地资源禀赋特征,推动粮食生产与耕地利用协调发展。

电气化铁路分区所再生制动能量利用系统及其控制策略

电气化铁路发展迅速,其牵引能耗高、再生制动能量利用率低等问题日益突出。为有效提高电气化铁路再生制动能量利用效率,实现电气化铁路节能减排,该文研究一种分区所再生制动能量利用系统及其控制策略。首先,基于典型重载和高速铁路实测负荷数据分析,提出基于功率融通和储能的分区所再生制动能量利用系统,并分析其运行原理。为保证再生制动能量利用系统在电气化铁路复杂负荷工况下实现再生制动能量的高效利用,提出一种含能量管理层与变流器控制层的双层控制策略。其中,能量管理层接收来自相邻变电所的实时测量信息,基于变电所工况及系统模式管理,执行能量管理策略计算得到系统运行参考功率。变流器控制层跟踪能量管理层给出的参考功率协调控制变流器,实现电气化铁路的潮流管理。最后,通过仿真验证所提分区所再生制动能量利用系统及其控制策略的正确性与有效性。结果表明,所提出的分区所再生制动能量利用系统及控制策略能够有效实现电气化铁路再生制动能量的转移利用与储能利用,提高再生制动能量利用率,有助于电气化铁路节能高效运行。

SSP-RCP耦合情景的城市局地气候分区模拟--以南京市为例

基于情景的土地利用变化模拟能够展现未来城市的多种可能性,是当前土地覆被变化领域的热点。现有研究地表分类体系中的建设用地无法精确刻画城市内部空间形态,且土地模拟研究中不统一的模拟情景将影响土地模拟结果的可比性,因此,本文采用了国际耦合模式比较计划(CoupledModelIntercomparisonProject,CMIP)最新提出的三种典型SSP-RCP耦合情景,以南京市为研究区,开展了未来近期(2030年)、中期(2060年)和远期(2090年)的局地气候分区(local climate zones,LCZ)时空模拟。结合马尔可夫模型和多目标规划预测未来耦合情景下各LCZ类型的数量需求,并通过未来土地利用变化模拟模型实现LCZ的空间分布模拟。结果表明:①SSP126情景下生态用地(LCZA/B/D/G)得到了有效保护,且建筑用地(LCZ1~6、LCZ8~10)在主城区的扩张得到有效控制。②SSP245情景中,经济发展的同时也顾及了生态环境保护,尽管建筑用地扩张明显,但生态用地(LCZA/B/D/G)的面积仅出现了轻微下降。③SSP585情景建筑用地(LCZ1~6、LCZ8~10)和耕地(LCZ D)扩张态势十分显著;21世纪中、后期的林地(LCZ A、LCZ B)和水体(LCZ G)将遭到严重破坏。本文首次开展了自然与人文双重驱动下的城市LCZ时空模拟,研究成果能够直接应用于城市气候与规划领域。

新时代生态环境分区管控成果应用体系建设的思考

生态环境分区管控是实施生态环境分区域差异化精准管控的环境管理制度。建立和完善成果应用体系,推动成果广泛应用、落地见效,是保持制度生命力的根本所在。在系统辨识成果体系特征的基础上,立足制度建设新阶段应用要求,提出了应用体系框架,全面分析了成果应用前景;结合地方应用实践,分析了应用范围有待拓展、应用机制有待完善、成果本身有待优化、智能应用有待挖掘等不足,并提出了扩大引导宣传、完善制度保障、优化成果内容、强化平台支撑等方面的对策建议。

“三水”统筹的流域水生态环境分区管控技术与实践

基于“三水”(水生态、水环境、水资源)统筹,开展流域空间精细化管控对推进新时代流域协同保护与治理具有重要意义。按照“‘三水’问题识别—‘三水’分区划定—质量目标确定—管控单元集成”的思路,构建了流域水生态环境分区管控技术方法。以白洋淀流域为实践对象,识别出流域性突出生态环境问题;衔接现有水生态环境管理分区与政策要求,划定生态保护红线、环境质量底线及资源利用上线;明确“三水”分区域差异化生态环境管理目标与资源环境承载约束,聚类叠“三水”分区并综合划定水生态环境综合管控单元、制定结构化生态环境准入清单。

分区参数对超声速湍流燃烧动态分区火焰面模拟的影响

文章基于动态分区火焰面模型(DZFM)和改进延迟分离涡(IDDES)湍流模型对DLR中心支板稳焰的超声速燃烧室进行数值模拟.对无反应状态燃烧室的模拟准备复现了燃烧室内复杂的波系结构以及中心射流失稳发展过程,燃烧状态下的模拟结果较好地捕捉了火焰推举、OH基团以及平均温度等火焰结构特征,由此验证了所采用数值模拟方法的适用性.此外,由反应状态标量(OH基)在混合分数空间中的分布可知,反应标量与混合分数在全场内不满足强相关性.通过增加流向坐标、马赫数以及燃烧热释放速率作分区参数可显著抑制反应状态标量在混合分数空间内的条件脉动,其中热释放速率的作用最显著.进一步对比采用不同多参数分区的DZFM模型所得火焰结构,发现对于处于预混燃烧状态的支板尾迹区以及高雷诺数剪切层区域火焰,采用包含燃烧热释放速率、流向坐标以及混合分数作为分区指标的三参数分区DZFM模型可显著提高模型的准确性.

基于社区生活圈的中心城区防灾分区划定研究——以湖南省花垣县为例

结合居民日常生活范围、政府行政管理单元、避难行为与需求进行防灾分区的划定是未来趋势。首先,从出行需求、层级划分及设施配套3个方面对社区生活圈与防灾分区进行对比,梳理出符合我国规划体系的防灾分区等级划分,并明确各级防灾分区的服务规模与设施配套;其次,提出一套考虑居民防灾避难行为和避难时间,以避难场所和应急救援防灾设施的服务范围分析为基础,结合社区生活圈空间范围的防灾分区定量划定方法;最后,将该方法应用于湖南省花垣县中心城区的防灾分区划定实践,提出相关防灾设施用地的优化调整建议。研究成果可为国土空间规划综合防灾专项规划编制中的防灾分区划定提供技术和方法参考。

县域数字乡村水平分异特征、影响因素与分区优化

县域数字乡村是赋能城乡融合和全面乡村振兴的题中之义,但县域数字乡村的影响因素及优化方向并不明晰。该文利用泰尔指数、耦合协调度和地理探测器等方法分析2020年长江经济带县域数字乡村水平差异性、协调性等分异特征,基于数字乡村建设水平和数字乡村协调水平的组合分析构建分区格局,并探究其影响因素与分区优化策略。研究发现:长江经济带县域数字乡村建设水平和协调水平具有明显的东高西低分布格局,县域单元间的差异是区域不平衡性的主因;数字乡村建设水平和协调水平的影响因素基本一致,城乡收入差距均具有主导作用,居民生活、金融发展以及自然条件的影响则具有显著区域差异;通过识别数字乡村水平分异特征和影响因素构建分区格局,明确不同类型区域的建设重点,有助于县域单元数字乡村的均衡发展。

考虑模糊多目标优化的风电场无功电压分区控制

为提升双馈风电场的无功功率补偿和电压稳定能力,提出了一种考虑模糊多目标优化的风电场无功电压分区控制方法。基于有功功率数据对风电场进行分区降维,并计算获得了各分区的无功优化限值;定义了分区无功裕度指标用以描述风电场电压运行的安全裕度,综合考虑运行安全性和稳定性,建立了风电场无功电压的模糊多目标优化模型;提出了一种可大范围全局快速寻优的自适应遗传禁忌算法,通过重新定义交叉与变异概率提升了寻优的全局时效性,通过引入禁忌算法改善了寻优准确性。最后,以某双馈风电场为例进行了仿真验证。结果表明:所提方法能够为风电场预留充足的无功裕度,显著降低系统内部的电压波动。

考虑恐慌行人和多救援人员分区引导的疏散研究

为了探究紧急情况下多救援人员对恐慌行人疏散的影响,建立了一个考虑恐慌行人和多救援人员分区引导的元胞自动机扩展模型。首先,在模型中引入了恐慌因子Pm(t)定量反应恐慌情绪对行人疏散的影响;然后,考虑当多个救援人员存在时,协作开展分区救援的行为;最后,通过仿真重点分析了恐慌情绪阈值、救援人员数量及危险源位置对疏散动力学的影响。结果表明:恐慌情绪阈值和危险源位置显著影响人群的恐慌传播过程和疏散过程;救援人员的引导提高了疏散效率;当多名救援人员存在时,实行分区引导更有利于疏散;出现救援人数不足时,根据危险源的位置和恐慌传播过程对疏散的影响合理地分配救援人员能够提高疏散效率。

生态环境分区管控的基本逻辑、运行样态与法治进路

生态环境分区管控作为中国生态文明建设领域的特色制度创新,不仅是优化国土空间保护利用新格局的战略部署,也是习近平生态文明思想引领下的实践范例。对生态环境分区管控的逻辑论证和运行观察,发现:作为生态环境源头预防的基本性制度,生态环境分区管控根植于空间转向理论,蕴含着深厚的空间治理逻辑;生态环境分区管控以实现空间正义为价值目标,法治化是其制度发展的应然理路;法制供给滞后、法律内容残缺、配套机制缺失是掣肘生态环境分区管控战略实施和制度转型的主要动因。因此,提出要在明确立法策略的基础之上,按照内外在机理构筑生态环境分区管控的法治体系。

极近距离煤层下伏回采巷道分区支护技术及应用

针对极近距离煤层下伏回采巷道距上覆采空区间距不等的特点,采用统一性的支护方案易造成支护稀疏或支护过度的问题。基于有效锚固层“叠加梁”理论,根据极近距离煤层层间距变化将实验地段风巷划分为“大于6.0m、4.0~6.0m和小于4.0m”三个区域,针对性提出极近距离煤层回采巷道顶板分区域支护方案,通过数值模拟计算论证了方案的可行性,并在任楼煤矿工作面回采巷道进行工业性试验。结果表明:不同区域采用针对性支护后围岩均较稳定,巷道围岩变形得到了合理的控制,巷道总体变形量较小,分区域式支护技术有效控制下伏巷道围岩变形,保证了矿井安全生产,降低了企业成本。

基于CatBoost算法的配电网分区拓扑辨识

含多分布式电源配电网的拓扑结构具有多样性与多变性,影响拓扑辨识的实时性和准确性。提出一种基于CatBoost算法的配电网分区拓扑辨识方法。构建结合拓扑分区的配电网拓扑辨识框架,采用区域开关状态矩阵描述拓扑结构,以进行物理上的辨识降维;提出基于CatBoost算法的特征选择与拓扑辨识方法,通过分区并行离线训练得到历史拓扑和未知拓扑的区域拓扑辨识CatBoost模型,通过在线应用得到实时的区域开关状态矩阵标签,形成配电网开关状态矩阵,实现系统拓扑辨识。配电网算例系统测试结果验证了所提方法的有效性。

基于背部受压分区的小学生书包背板设计研究

针对小学生书包背板设计不合理引起的背部疼痛和脊柱侧弯的问题,提出了基于背部受压分区的小学生书包背板三维造型设计。首先,通过对人体背部主要受压区域进行分区,记录受试者背部各区域肌肉群在受压前后完成相应动作的表面肌电信号,分析目标肌肉群的适能性;然后,运用人体测量学方法采集用户的标准背部数据(n=240),结合背部各区域肌肉群的适能性设计书包背板的三维造型并制作样机;最后,召集受试者通过体压分布实验及主观评价对样机与竞品进行验证。实验结果表明:斜方肌和背阔肌区域受压能力较好,竖脊肌区域受压能力较差。样机书包能够把背负压力合理分配到背部分区上,有效避免因压力集中引起的不适和肌肉损伤等危害。

暂态电压稳定薄弱区域辨识的Louvain分区算法

针对大电网暂态电压稳定整体研究过于复杂的问题,提出一种暂态电压稳定薄弱区域辨识方法。首先,引入节点间电气距离计算模块度,运用Louvain算法对电网进行分区;然后,考虑线路负载率与线路开断对节点电压的影响,利用熵值法构建关键线路辨识指标筛选出关键线路,将关键线路三相短路故障作为预想故障集;最后,利用基于暂态电压稳定判据构建的节点暂态电压稳定评价指标,评价出暂态电压薄弱的区域。通过广东电网仿真结果验证所提方法的有效性。

基于REOF的两种卫星降水产品(IMERG和MSWEP)在金沙江流域降水分区尺度精度评估

高时空分辨率降水产品的精度评估是卫星降水用于水文气象干旱等研究的前提。本研究提出在降水分区尺度下评估IMERG和MSWEP两种卫星降水产品的精度,并与不分区尺度(即流域尺度)进行比较。首先采用旋转经验正交函数(REOF)对金沙江流域(JSB)进行降水分区,通过贡献率得出8个分区较为适合。然后识别降水的空间分布特征,发现2种降水产品都可以很好地捕捉降水呈现出的从上游到下游逐渐增加的趋势。最后在日尺度、降水发生概率和极端降水探测能力3个方面对降水产品在分区尺度和不分区尺度的性能进行评估。结果表明,在日尺度上,MSWEP的精度在多数降水分区优于IMERG,被推荐5次(1、3、6、7和8区),集中在流域的中游。同时流域尺度也推荐MSWEP。在降水事件发生概率方面,MSWEP能再现不同等级降水强度的概率密度分布,但过高估计0.1~1 mm/d降水事件的发生概率;而IMERG过高估计小于0.1 mm/d降水事件的概率。在极端降水探测能力方面,流域尺度的KGE值都是正值,且IMERG优于MSWEP,但分区尺度上,KGE值在部分降水分区中存在负值,表明IMERG和MSWEP均不能很好地探测出该区的极端降水事件。本研究成果表明降水分区尺度是必需的,能够更加精细地评估降水产品。研究结果可为具有类似气候条件的卫星降水评估提供参考。

基于生态系统脆弱性评价的典型岩溶区生态治理分区

文章以广西平果果化石漠化生态修复示范区为研究对象,基于“成因-结果”模型选取7个指标建立生态系统脆弱性评价指标体系,利用GIS技术和层次分析法进行生态系统脆弱性评价,通过单参数分析法计算各评价指标对生态系统脆弱性的贡献率,分析造成研究区生态系统脆弱性的主要影响因素。结果表明:研究区微度、轻度、中度、重度和极度脆弱生态系统脆弱性等级面积占比分别为36.43%、33.90%、18.91%、9.34%和1.43%,造成研究区生态系统轻度、中度脆弱的主要因素是岩性和土地利用方式,造成研究区生态系统重度、极度脆弱的主要因素是生态环境退化。依据评价结果,基于土地利用现状,结合坡度、地块面积等条件,划定生态治理分区并制订相应治理措施。其中,封山育林区应禁止一切人为破坏活动;人工造林区可在植被盖度较低的地块种植阳性树种,在植被群落高度较高、盖度适中的地块种植中性和阴性树种;林下种植区可引进赤苍藤、金银花等特色经济植物;草地改良区可引进桂牧一号、菊苣草、甜象草等优质牧草;园地改造区可在现有经果林下套种赤苍藤、金银花等矮杆经济作物;特色经济植物种植区可引进赤苍藤、树仔菜等常绿经济植物;退耕还林区因地制宜造林种草;矿山修复区采用多种技术手段复垦复绿;非治理区保持现状。

软土地区大型基坑平行分区研究

为了给软土地区大型基坑平行分区的设计和施工提供理论依据,结合软土地区大型基坑平行分区典型分区参数,建立数值计算模型,对分区后邻近被保护建/构筑物一侧围护墙的水平位移、地表沉降以及坑外土体沉降和水平位移进行分析,在此基础上研究大型基坑平行分区控制变形的机理。研究结果表明:分区后的围护墙顶部的水平位移比未分区的稍大,围护墙最大水平位移深度与未分区相近,但围护墙最大水平位移比未分区时减小31.1%;分区后最大地表沉降位置比未分区时更接近基坑,最大地表沉降比未分区时减小35.1%;围护墙的水平位移、地表沉降和坑外土体变形主要由邻近狭窄基坑开挖引起;分区后土体内部沉降、水平位移和坑底隆起影响深度均小于未分区时的值。分区后,在远处大面积基坑开挖过程中,基坑外侧围护墙凭借其较大的刚度,对土体变形具有较强的遮拦效应;近处小面积基坑开挖时,可以充分利用基坑宽度较小时开挖引起的变形也较小的规律;大面积基坑分区开挖符合基坑变形时空效应理论的要求。平行分区可以充分利用基坑外侧围护墙对变形的遮拦、基坑宽度对基坑变形的影响以及基坑变形的时空效应,从而使得平行于分隔墙一侧的围护结构变形和地表沉降大幅减小。

岩性分区异常下限衬值法圈定化探异常的优劣:以江苏金山地区为例

笔者以金山地区1∶10000土壤地球化学调查数据为例,利用岩性分区异常下限衬值法圈定异常,通过与传统方法对比,发现岩性分区异常下限衬值法可以有效避免岩性对异常的控制作用,消除背景的影响,圈定的化探异常能提供更有效的找矿信息。通过野外踏勘和异常查证,并对有找矿意义的重点异常进行槽探、钻探验证,发现具工业价值钨矿体和铅锌矿脉。研究表明,利用岩性分区异常下限衬值法在岩性较复杂区确定异常下限的有效性,该方法可以推广使用。