人工智能在混凝土材料力学性能优化中的实践与应用

本研究聚焦于人工智能技术在混凝土材料力学性能预测中的应用。通过收集混凝土样品在不同条件下的实验数据,包括水胶比、砂石比、含水率、固化时间等关键因素,我们利用神经网络、支持向量机、决策树等多种人工智能算法对数据进行训练和学习。研究结果显示,所构建的人工智能模型能够精准预测混凝土的压强、弯曲强度及韧性等关键力学性能指标,预测结果与实际实验数据高度吻合。这一研究为混凝土材料力学性能的精准预测提供了新的方法,有助于优化混凝土材料设计,提升建筑质量。而在模型优化方面,通过正则化、参数调整等方式,进一步增强了模型的稳定性和准确性。本研究表明人工智能在混凝土的力学性能预测上有着广泛的应用前景和潜力,不仅能够提高预测精度,还能够为混凝土材料的优化设计提供有力的数据支持。

水库区域生态脆弱性评价研究

随着生态环境问题日益突出,生态脆弱性评价成为研究热点,但目前对水库区域生态脆弱性的研究较少。为了给水库区域生态环境保护规划提供依据,以出山店水库区域为例,以气象、社会经济等数据和压力-状态-响应评价模型为基础,构建生态脆弱性评价指标体系,将生态脆弱性划分为重度、中度、轻度、微度、潜在5个等级,运用空间主成分分析法对生态脆弱性进行定量评价。结果表明:出山店水库区域生态脆弱性驱动因子主要有土地垦殖率、森林覆盖率、坡度、土地利用程度、地形起伏度和人口密度等,以库区为中心靠近水库沿岸地区生态脆弱性高、远离库区生态脆弱性低,近库区域是生态环境的重点保护区域。

水库工程区水土保持生态服务价值估算

水土保持与生态环境关系密切,目前关于水库区域生态环境和水土保持生态服务价值定量评估的研究很少,为了给水库工程区水土保持治理与生态保护提供技术支撑,以出山店水库工程区为例,将水土保持生态系统分为林地、草地、耕地和水域,根据生态服务价值理论,从物质量与价值量两个角度定量估算水土保持生态服务价值,结果表明:出山店水库水土保持生态服务总价值为217013.72万元/a,其中林地、草地、耕地、水域生态服务价值分别为78808.63万、537.61万、32784.19万、104883.29万元/a,单位面积平均价值量分别为2.271万、0.304万、0.850万、8.365万元/(hm^2·a);水域生态服务单位面积价值量最大,其次为林地,草地最小,因此水土保持治理与生态保护应以增加林地面积、保护现有水域面积为主。

水库区域土地利用时空变化分析

水库工程建设必将对区域土地利用及生态系统稳定性产生重要影响,分析水库区域土地利用时空动态变化情况,可为水库区域土地资源与生态环境保护提供技术支撑。以出山店水库区域(大坝以上至水位为92 m库区尾水上游第一条流域面积大于100 km2的支流)为例,对不同时期卫星遥感影像进行解译、叠加计算和空间分析,生成土地利用转移矩阵,构建单一类型动态度、综合类型动态度模型,定量分析水库区域土地利用时空变化特征。结果表明:2000—2018年出山店水库区域土地利用结构发生了显著变化,不同时段不同土地利用类型空间动态度差异明显,但空间格局变化并不大。水库建设将对区域经济社会发展产生带动作用,应及时调整土地利用结构,加强水库区域土地资源及生态环境保护。

水土保持弹性景观功能指标体系构建

弹性概念近年来在景观规划设计中应用较多,但关于弹性景观功能的研究甚少,而关于水土保持弹性景观功能的研究则更少。为了给水土保持弹性景观功能评价与研究奠定基础,提出了水土保持弹性景观功能的基本概念,按照科学性、代表性、获得性、层次性原则,从防治水土流失、改善生态、生态生产功能三方面,按功能层、指标层、因子层构建水土保持弹性景观功能指标体系,以河南省出山店水库区域为例进行各指标因子的定量计算,结果表明所建立的指标体系中各指标因子均可定量化计算,能够满足水土保持弹性景观功能研究的需要。

水土保持弹性景观功能与生态脆弱性研究

水土保持弹性景观功能是水土保持与生态环境研究的新内容,为了给水土保持弹性景观功能研究提供案例,以河南省出山店水库为例,以大坝以上至水位为92 m库区尾水上游第一条流域面积大于100 km2的支流为研究区,以自然小流域或小流域片为单元,利用GF-2卫星2 m分辨率真彩色融合遥感影像、1∶5万DEM等基础数据,基于ArcGIS将研究区划分为33个景观单元,依据水土保持弹性景观功能ET、生态脆弱性标准化指数SEVI将生态脆弱性分为5级,进行水土保持弹性景观功能与生态脆弱性分析。结果表明:研究区整体上生态良好,但存在生态脆弱区域;水土保持弹性景观功能ET值与生态脆弱性等级呈负相关关系,ET值可作为生态脆弱性等级判定的参考指标。

水土保持弹性景观功能模型及应用

为了给水电工程建设水土保持弹性景观功能研究提供案例,运用景观生态学静态研究思想和中性模型建模方法,以土壤流失量、生态保护指标、净第一性生产力为参数,构建了水土保持弹性景观功能模型,用其计算的水土保持弹性景观功能ET值阈限为0~5,ET值越大表明土壤侵蚀越轻微、生态环境越优良、生态生产功能越强。以出山店水库大坝以上至92 m水位库区尾水上游第一条流域面积大于100 km2的支流为研究区进行实例计算,结果表明研究区水土保持弹性景观功能ET最大值、最小值、现状值分别为4.162、2.505、3.994,均超过ET值阈限平均值2.5,说明研究区水土流失相对轻微、生态环境良好、生态生产功能较强,但仍须进一步防治水土流失、保护生态环境。

豫西黄土区矿山人为坡沟水土流失特征研究

矿山开采形成的坡沟是矿区人为新增水土流失的重要部位和重点防治区域,为了给矿区水土保持综合治理提供科学依据,以豫西黄土区矿山人为坡沟为研究对象,利用概化的黄土区矿山人为坡沟模型,进行历时60 min,雨强分别为66、85、120 mm/h的人工模拟降雨试验,结果表明:同一雨强下产流量、产沙量、径流含沙量、土壤侵蚀模数、输沙率随降雨历时延长而增大,径流含沙量沿程呈逐渐增大趋势,沟坡径流含沙量整体上较坡面的大;雨强越大,产流量、产沙量、径流含沙量、土壤侵蚀模数、输沙率越大,径流含沙量沿程增速越快、增幅越大。应在坡面及其上游、沟道两侧采取截排水措施,将坡面径流有效导向下游,防止径流冲刷坡面和沟道。

水土保持弹性景观功能与景观异质性关系研究

异质性是景观生态系统的基本特征,是影响生态系统稳定与景观生态功能的重要因素。水土保持弹性景观功能是水土保持与景观生态研究的新领域,分析景观异质性与水土保持弹性景观功能之间的关系,可为景观生态保护与水土保持规划提供依据。以出山店水库大坝以上至92 m水位库区尾水上游第一条流域面积大于100 km^2的支流为研究区,基于3S技术进行人机交互解译并进行现场调查,获得研究区耕地、林地、草地、建设用地、水域和未利用地等6类景观要素图斑16686个,进而分析斑块平均面积Ai、景观优势度Di、景观要素斑块相对密度PDi与水土保持弹性景观功能ET之间的关系。结果表明:水土保持弹性景观功能ET与斑块平均面积Ai、景观优势度Di之间具有正相关关系,即斑块平均面积Ai、景观优势度Di越大水土保持弹性景观功能ET越大;水土保持弹性景观功能ET与景观要素斑块相对密度PDi具有负相关关系,即PDi值越大ET值越小。

水库水土保持弹性景观功能研究进展

水库工程在水资源分配、电力输出、防洪灌溉、生态景观等方面为促进现代化经济社会发展发挥了重要作用,通过对国内外水库工程关于水土保持、生态景观、弹性功能等方面的研究成果查阅和分析,发现针对水库工程水土保持弹性景观功能及其生态评价的研究成果较少,对其研究进展进行总结分析具有重要意义,为水库工程水土保持与弹性景观功能的研究提供参考。

水库水土保持弹性景观功能与结构文献综述

通过多渠道对国内外水库工程建设关于生态、景观、旅游、水土保持等方面成果文献查阅和分析,发现针对水库水土保持弹性景观功能与结构研究成果较少,开展水库水土保持弹性景观功能与结构研究具有重要的技术理论和工程实践意义,希望能为今后水库工程水土保持与弹性景观协调提供参考。