基于树木生长模型的输电线路通道灾害预警方法的研究

电力行业的发展,直接影响了国家的基础设施建设。随着当前电网输电等级和容量的大幅提升,保证高压输电线路的正常运行对于电网的安全稳定运行具有非常重要的意义。对于输电线路通道内树竹生长造成的线路故障,传统运维手段的效果一般,亟待改进。本文利用树木的生长模型结合监控设备,对树木生长高度进行预测,对输电线路可能造成的威胁进行预警,从而保证输电线路的正常运行。

Elman动态递归神经网络在树木生长预测中的应用

该文充分考虑树木生长所特有的动态性、随机性和非线性,以及Elman动态递归模型的结构特点,获取北京山区油松解析木生长数据,分别建立了Elman型树木胸径生长和树高生长的神经网络动态模型.研究表明,Elman动态递归模型对非线性问题建模具有很好的拟和性和仿真性,其中,用于胸径生长建模时,其拟和精度达到99.45%,仿真精度达到99.42%;用于树高生长建模时,拟和精度达到97.30%,仿真精度达到97.29%,而且其拟和和仿真曲线均为"S"形,符合树木生长规律.进一步对Elman动态模型和常规BP静态模型比较发现,Elman模型具有更好的拟和性、预测性和稳定性.

海南热带雨林树木生长空间测度的研究

针对海南热带雨林林分特征，提出了新的测度指标体系，对热带雨林树木生长及其竞争的关系进行了研究。结果表明，所提出的生长竞争测度指标能客观地反映林木生长势态，较大地提高了生长模型的估计精度。该研究为进一步揭示热带雨林生长规律，研究稳定、持续的生态系统提供了理论基础。

土壤养分因子对蒙古栎林优势木生长的影响

为研究土壤因子对优势木生长的影响,以60块蒙古栎林样地为研究对象,运用6种曲线模型和多元线性回归的方法建立了以表层土壤养分因子为自变量,以样地内优势木树高、胸径、材积为因变量的优势木生长模型。结果表明,优势木平均胸径和树高间相关关系不显著,而与土壤因子中的p H值、有效磷、全钾质量分数显著相关,并得到优势木平均胸径与土壤因子的3个曲线方程。运用多元逐步回归方法,仅土壤有效磷质量分数进入模型。综合曲线模型和线性回归模型发现,胸径生长与土壤养分质量分数相关关系呈现分段趋势;当胸径大于27cm时,土壤有效磷对胸径的影响明显减小。

木材快速生长期内早材与晚材密度分布的数学描述初探

对树木生长及早晚材密度的分布规律进行理论研究。首先,利用正弦波函数与分段线性函数分别模拟环境温度与降雨量随年份的周期性变化规律。其次,在分析环境温度与降雨量对树木生长速率影响的基础上,建立以生长时间为自变量、以树干半径为因变量的树木生长速率模型;在分析树木生长速率对木材早晚材的形成及其密度分布影响的基础上,构建早晚材密度分布模型。最后,以人工林杉木为例,一方面,利用有限差分法分别求解树木生长速率模型与早晚材密度分布模型;另一方面,采用软X射线密度分析仪测定木材径向的密度分布值,将密度的试验测量值与模型计算值进行比较,对早晚材密度分布模型进行验证。结果表明:1)可采用正弦波函数量化树木生长环境中温度的周期性变化,函数拟合的决定系数为0.907;树木生长环境中的降雨量周期性变化可用分段线性函数定量描述;2)树木生长速率模型可以定量分析温度与降雨量对树木生长的影响;3)早晚材密度分布模型可准确描述木材快速生长期内的早晚材密度沿径向的分布规律,为木材宏观密度与微观密度的内在联系给出定量的表述。

输电线路树木故障分析与研究

输电线路树闪故障是造成电网大面积停电的重要诱因。基于此,针对树闪故障形成过程以及机理进行分析,指出在特定条件下树木生长过高、导线弧垂下降幅度较大是树闪故障形成的最典型类型。然后对输电线路导线弧垂计算进行推导,并建立输电线路树木生长预测模型,最后给出输电线路树闪隐患预警等级标准。

从大停电观点分析一类输电线路树闪故障

从大停电观点考虑将输电线路的树闪故障按原因分为3类,并对容易诱发大停电的输电线路树闪故障进行了详细分析,得出结论:输电走廊内部的树木过高是引发此类树闪故障的根本原因。由此建立了考虑树龄、生长期降雨量、年降雨量等因素影响的树高生长模型,并据此提出灵活管理输电走廊植被的方法。

输电线路树闪故障分析及树线距离预测方法研究

为应对线下超高树木引发的树闪故障,通过分析树闪故障隐患,确立树线距离预测的要素,在此基础上,根据树种类型及立地条件,建立树木生长模型,并依据输电线路应力变化以及温度等条件,建立导线弧垂变化模型。利用上述两个模型预测树线间距,提高电网运行的安全性。

地形、邻株植物及自身大小对红楠幼树生长与存活的影响

在山地森林中,树木生长不仅受地形的影响,也与邻株植物存在各种相互作用,而且具有个体大小依赖性。然而这些影响都具有物种特异性,即不同物种即使在同类地形或与同种植物相邻也会受到不同乃至相反的影响。此外,不同物种个体生长的自身大小依赖性也存在差异。作者利用中欧合作项目"中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究(BEF)"实验样地,以渐危的常绿阔叶木本植物红楠(Machilus thunbergii)为研究对象,连续两年观测了存活的1,452株红楠幼树基径和树高,分析坡向和坡度等地形、邻株植物丰富度及其功能群组成、红楠自身大小对红楠幼树生长和存活率的影响。结果表明:(1)红楠幼树位于阴坡时比位于阳坡具有更高的生长速率和存活率,而坡度只对树高生长量有显著影响;(2)邻株植物物种丰富度对红楠幼树的基径、树高和存活率影响不显著;(3)邻株植物功能类型对红楠幼树生长具有极显著的影响,影响程度大小依次为落叶阔叶型>落叶阔叶与常绿阔叶的混交型>常绿阔叶型>常绿针叶型,而对存活率无显著影响;(4)红楠幼树的生长与自身大小呈正相关幂函数关系,即基径和树高的生长速率都会随着其自身大小的增加而增加。可见,构建树木生长模型,不仅要考虑地形等环境因子差异,而且要充分考虑邻株植物的功能类群差异、邻株植物相互作用的性质和程度,以及自身个体大小等因素,为渐危和濒危树种的保护提供更为可靠的理论依据。