基于BP神经网络与GIS可视化的作物需水量预测

作物需水量是农田水利工程规划、设计与灌溉用水管理的重要参数。基于BP神经网络与GIS可视化作物需水量预测,以河南省冬小麦的作物需水量为例,利用实测站点的地理坐标以及高程,通过BP神经网络对分析数据进行加密插值,并采用GIS里的协克里金法结合高程作为一个协变量进行作物需水量的空间插值,实现GIS可视化,从而得到准确度较高的作物需水量空间分布图。结果表明,该方法对于河南省冬小麦作物需水量预测具有较好的预测精度,方法有一定的参考价值。

矩形无喉段量水槽水力特性数值模拟研究

利用Fluent软件,采用VOF法和k-ε紊流模型对矩形无吼段量水槽水力特征进行三维数值模拟,得到沿程水面线及其流速分布规律,并将模拟结果与实测结果以及公式计算结果进行对比验证,结果显示,模拟结果与二者的吻合度较好。在确定模拟准确性的前提下,对其水力特性进行分析,为矩形无喉段量水槽的设计和优化提供一定依据。

基于SRTM_DEM的泾河流域特征信息提取研究

流域特征信息的提取对于水文地理信息分析、模拟技术和水文模型建立具有重要意义。基于STRM_DEM数据,在ArcGIS 9.3环境下,提取泾河流域坡度、坡向等地形特征,以及河网、流域边界和面积等水文要素,并划分子流域。分析表明,当阈值取5 000(40.5km2)时,生成的流域河网能够较好地反映该地区水系。根据河网分级、低级集水区域生成结果和流域地形特征,可划分为32个子流域,为流域分布式水文模型的构建提供了基础地理信息。SRTM_DEM提取泾河和部分支流流域面积误差均较小,说明提取结果与实际非常接近。结果表明,SRTM_DEM数据和ArcGIS 9.3提取流域特征信息方便快捷,具有较高的精度和准确性,应用前景广阔。

泾河年径流量BP神经网络模型研究

以1957—2000年的实测降水序列和泾河年径流量序列为研究对象,利用EMD法和GA建立了泾河年径流量的BP神经网络模型。分析结果表明:泾河流域年降水量变化可能存在准2～3、5～7、10～13、18～22 a的周期;基于EMD的年径流量BP神经网络模型预测值的相对误差为-4.71%～8.21%,基于GA的年径流量BP神经网络模型预测值的相对误差为2.25%～12.22%。

基于最小生成树模型的树状灌溉管网的优化设计

针对灌溉管网优化中的管网布置和管径选择问题,以追求管网投资最小为目标,采用结合设计者工程经验的Kruskal算法生成符合工程要求的灌溉管网最小生成树。将管网中的线路根据节点之间的距离进行边权赋值,参与最小生成树求解,保证算法的可用性,并与相关生成树算法进行比较。实例研究表明,该方法能克服局部最优解的缺陷,能快速求解符合工程实际的树状管网布置和管径。

低压微灌多孔软管水力特性试验研究

为了进一步探索低压微灌多孔软管的水力性能,采用室内试验方法,研究了低压(1～5m)条件下多孔软管的出流规律、沿程压力分布规律以及水头损失分布规律,结果表明,在低压条件下,多孔软管的水力特性受进口压力、出流孔孔距、铺设长度等因素影响,且受到管壁塑性变形的影响;沿程出流表现出单峰性,随管长及孔距增大,最大值点前移,随压力增大,沿程出流更为均匀;沿程压力一直减少,前半段减幅约为后半段的4倍,且随孔距增大,递减幅度变小;水头损失随孔距减小和压力增大而减小,且进口压力为1～3m时的减幅与4～5m时的比值在管长为40m时,其值约为管长为30m时的2倍。研究结果可为低压微灌技术的完善和发展提供理论依据。

河南省冬小麦年均需水量空间插值研究

解决冬小麦的需水信息通常采用水量的空间插值方法,而在众多空间插值方法中,没有绝对最优的空间插值方法,只有特定条件下的最优方法。对河南省的25个灌溉站点的冬小麦年均需水量数据,采用4种空间插值方法对各站点冬小麦年均需水量进行研究,综合分析得到,4种插值方法都能很好地反映25个站点的冬小麦年均需水量,无明显的系统误差,比较而言,整体多项式插值法最优。

基于MIKE11可控建筑物的泄洪闸方案比选分析

传统水力计算方法通常难以模拟复杂条件下的洪水情况,而在特定调度规则下的洪水演进更加难以计算,给防洪方案优化设计造成困难。本文以霍山县淠源渠城区段防洪方案为例,基于MIKE11可控建筑物分析研究复杂条件下且具有一定调度规则的多泄洪闸联合泄洪。通过对不同闸宽方案组合的对比分析,为防洪方案优化设计提供依据,同时为类似水利工程规划设计提供借鉴和参考。

商合杭铁路水阳江大桥水流影响分析

防洪影响处理工程专项设计效果评估通常以定性分析为主。为准确评估防洪措施效果,进一步验证措施合理性,本文基于MIKE21软件建立商合杭铁路水阳江大桥河段二维水动力学模型,研究工程实施前后河段水动力学特性变化情况,为优化设计提供依据。研究结果表明,采取一定的工程措施可有效改善筑桥河段水流条件,降低桥梁建设对河道行洪影响。