基于协同进化粒子群优化算法的水资源配置模型及应用

面向新发展阶段的城市水资源配置具有多目标、多变量、约束条件复杂、求解结果非线性、求解过程困难等特征。针对线性规划、动态规划、非线性规划等传统优化算法在解决水资源配置问题中求解结果不合理、计算效率低,求解多目标问题收敛慢等问题,提出了基于协同进化粒子群优化(CPSO)算法的多目标水资源优化配置模型。以郑州市为例,构建了以实现社会、经济和生态效益的最大化为目标,供水量、需水量、供水能力和水库库容为约束的水资源配置模型。通过输入郑州市各计算单元和用水部门的用水需求量和可用水量,该模型计算并输出郑州市9个区在2019年、2035年的缺水率。结果表明:郑州市供水的区域分布比较均衡,缺水率在可接受范围内;该模型算法进化速度较快,进化的稳定性较优,优化结果在种群中可以很好地保留且对进化方向的主导性很强,可以有效地应用于解决水资源配置问题,并提升模型计算效率,为水资源管理部门提供技术支持。

响应面法优化柞蚕蛋白粉的制备工艺及有效成分测定

以柞蚕粉为原料,脂肪得率和蛋白质得率为评价指标,在单因素试验基础上,响应面法优化柞蚕粉抽提脱脂工艺和脱脂柞蚕粉碱液溶解工艺。结果表明,柞蚕粉抽提脱脂工艺的最佳条件是抽提溶剂为甲醇与正己烷(1∶1,v/v)、料液比1∶14(g/mL)、抽提时间6 h、抽提温度75℃,在此条件下进行验证试验,脂肪得率为20.32%;脱脂柞蚕粉碱液溶解工艺的最佳条件是料液比1∶15(g/mL)、NaOH质量分数0.8%、搅拌时间2 h,在此条件下进行验证试验,蛋白质得率为3.42%。柞蚕蛋白粉中蛋白质含量为80.12%、水分含量为14.44%、灰分含量为2.09%,成品中蛋白质含量高,具有重要的应用价值。

不同微喷氮肥制度对冬小麦产量及水氮利用效率的影响

【目的】建立新乡地区微喷水肥一体化条件下冬小麦适宜的氮肥管理制度。【方法】通过田间试验,对比研究了传统灌溉施肥制度(畦灌,施氮量300 kg/hm^2,CK)以及微喷水肥一体化条件下不同氮肥施入量(180 kg/hm^2,N1;240 kg/hm^2,N2;300 kg/hm^2,N3)和不同追氮频率(1次,F1;2次,F2)对冬小麦产量、灌浆期旗叶净光合速率及水氮利用效率的影响。【结果】当施氮量>240 kg/hm^2,施氮频率为2次时,冬小麦产量不再显著增加,穗粒数和千粒质量随着施氮量和施氮频率的增大而增加,在开花期追氮能提高旗叶净光合速率,N3、N2和N1在F2施氮频率下比在F1施氮频率下平均千粒质量提高1.3%,平均产量增加3.0%;N2F2处理和N3F2处理下对应的水分利用效率和氮素利用效率最高,但N2F2处理要比N3F2处理节省60 kg/hm^2氮肥施用量。同时,相比于传统灌溉施肥管理制度而言,采用微喷水肥一体化技术能在保持产量不变的情况下,显著提高了氮素和水分利用效率。【结论】建议地区微喷水肥一体化技术条件下采用240 kg/hm^2的氮肥施用量,并且在拔节期和开花期分2次追施70 kg/hm^2氮肥。

分布式水文模型的构建与应用比较研究

为了给分布式水文模型在陕西省中小流域的进一步推广与应用提供参考,在板桥流域和马渡王流域分别应用TOPMODEL、TOPKAPI以及CASC2D等分布式水文模型对2000-2009年间的洪水进行模拟,从两流域的降雨径流关系、地形指数特征以及土壤植被分布等方面进行了分析。结果表明:在常发生超渗产流的板桥流域CASC2D模型的模拟效果较好,而在蓄满产流发生概率较高的马渡王流域采用蓄满产流模式的TOPKAPI模型表现更优。

引江济巢工程对改善巢湖水质的数值模拟分析

巢湖受周围城市工业化及农业生产迅速发展的影响,湖区及流域的生态环境发生了巨大变化,尤其是近几年巢湖水质达到重富营养化水平。引江济巢工程是改善巢湖水质的重要工程措施,采用EFDC生态动力学模型模拟了巢湖不同调水流量、调水线路、调水时间对水环境的影响。结果表明,引江济巢工程在一定程度、时间上使巢湖湖区水质发生一定程度的改善,但若入湖水质不达标,调水也增加了巢湖的富营养化风险。

“双高计划”背景下高水平教师队伍建设探索与实践

教师队伍建设水平直接关系着“双高”建设水平。针对高职教师队伍建设现状,从培养“四有”好教师,打造育训皆能“双师”队伍,建设高水平“多能”教师团队,推动“多能”教师高水平发展,保障高水平教师健康成长等五个方面,提出了建设高水平教师队伍的路径。以黄河水利职业技术学院水利水电建筑工程专业教师队伍建设为例,进行了实践探索,以期为中国特色高水平高职学校和专业建设提供参考借鉴。

构建开封市和谐水环境的策略分析

开封市水资源主要有水资源短缺、污染加重、水价不合理、浪费严重、法律意识不强、管理水平差和无序开采等问题,通过分析开封市和谐水环境的主要影响因素,提出利用雨洪、地下水补源、地表水与地下水联合调度、保护和改造水利设施、加强污水处理、进行排污控制及综合水务一体化管理等措施,构建和谐水环境。

基于递推最小二乘改进算法的洪水预报模型研究

由递推最小二乘算法估算出的自回归系数在一定条件下具有最佳的统计特性,但在实际应用中,这种方法往往难以动态地把握水文现象的动态特性.为提高自回归洪水预报模型的精度,分别用衰减记忆、有限记忆及2种算法相结合的方法对基本的递推最小二乘算法进行改进,并利用这几种改进算法对白马寺水文站的实测径流序列进行了模拟演算.结果表明,这3种改进的递推最小二乘算法,都可以使自回归洪水预报模型取得较好的预报效果,但实际应用时应根据不同预报的侧重点选择相应的算法.

WRF-Hydro模型在典型中小流域的日径流模拟研究

新一代蓄满超渗结合的水文气象模型WRF-Hydro可在陆面模式基础上进行精细的水文模拟。然而利用它进行日径流模拟的研究并不充足。将WRF-Hydro应用于半湿润的陈河流域和湿润的屯溪流域,并结合新安江模型以探索其在中小流域中的径流模拟能力,为流域的径流模拟和水资源管理提供参考。结果表明:WRF-Hydro在屯溪日径流模拟表现较好,在陈河表现一般。虽然高估屯溪2014的洪峰,但整体表现较好,NSE与新安江模型相当或稍弱;在陈河,WRF-Hydro只在降水或径流较大的年份中表现较好,此时NSE稍弱于新安江模型。WRF-Hydro的表现与降雨径流关系的非线性程度有关,当降水或径流较小时模型表现可能不理想,这说明其计算超渗径流的机制仍需改进。该模型在湿润地区有较好的应用潜力;而应用在半湿润地区,可能需要更高质量的输入数据。

分布式水文模型构建及在黄河区间流域的应用

选择位于黄河支流洛河中游的长水—宜阳区间流域作为研究对象,基于数字高程模型,计算栅格水流方向、集水面积和栅格演算次序,为产汇流计算打下基础。把1个栅格单元作为1个小子流域,基于栅格采用新安江模型进行产流计算,采用Muskingum-Cunge算法进行河道洪水演算。结果表明,基于DEM的分布式水文模型在洪峰误差控制和过程拟合等方面表现较好,洪水模拟具有较高的精度。

气候和下垫面要素对泾河流域径流变化的影响

定量评估河川径流的变异规律,开展其归因诊断分析是变化环境下制定应对策略与合理利用水资源的基础。以水资源匮乏的泾河流域为例,首先,采用3种潜在蒸发计算方法(Penman-Monteith方法、Priestley-Taylor方法和Hargreaves-Samani方法)评估径流对气象因素和下垫面因素的敏感性;其次,采用Bayesian突变检验方法识别径流序列的突变年份,以此将气候状态划分为天然期和变化期;最后,采用Budyko-Fu公式定量评估气候变化和人类活动在不同时段对径流改变量的贡献程度。结果表明:不同潜在蒸发计算方法得到的年潜在蒸发量之间差异显著,仅考虑气温和太阳辐射的Hargreaves-Samani方法不确定性影响最大;随着潜在蒸发量的增大,气象因子的弹性系数逐渐减小,而下垫面因子的弹性系数却显著增大;不同时段气候变化和人类活动对径流减小的贡献程度不同,气候变化和人类活动对径流减少的贡献分别为80%和20%左右。

黄河下游鱼类资源调查研究

为合理保护黄河下游鱼类资源,对黄河下游的鱼类组成及分布情况进行了调查。调查共发现鱼类27种,其中鲤形目19种,鲈形目4种,鲇形目2种,鲻形目和合鳃鱼目各1种。此次调查结果显示,黄河下游鱼类群落结构以小型化、低经济价值鱼类为主,而重要经济鱼类较少。郑州花园口段鲤在渔获物中比例较高,可能是近年来开展增殖放流的结果。造成鱼类资源下降的原因主要有水库调水调沙、水温偏低和酷渔滥捕。为合理开发利用黄河下游鱼类资源,应采取调水调沙对鱼类影响专题研究、全面调查鱼类资源现状、优化鱼类生境和放流技术、推广适度休渔等措施。

黄土高原清涧河流域水土保持的水文效应研究

介绍了"黄土高原典型支流生态环境建设的水文效应"的主要研究成果。综合评述了水土保持对流域水文影响研究成果的现状,分析了清涧河流域水文变化的阶段性和变化特点,研究了水利水保工程措施对暴雨洪水的影响,基于对不同阶段的水文模拟,初步探讨了水土保持措施对流域水文模型参数的影响以及水利水保工程措施对径流及其组成的影响。

城市中水利用的思考

水资源短缺是21世纪人类面临的最为严峻的资源问题之一。根据国外、国内城市中水使用的现状,分析了城市中水利用中存在的主要问题,提出大力发展中水,建设节水型城市,是保护和节约水资源的重要途径,也是实现水资源可持续发展的需要。

水文自动测流系统误差计算及比测成果分析

近年来水文缆道自动测流系统得到较快的普及应用。文中通过对白马寺水文站缆道自动测流系统比测试验资料的分析,根据误差传播理论,肯定了缆道自动测流系统的流量测验精度,为实现水文缆道自动测流提供了可靠依据。

高职能力本位水文专业课程改革探索

随着高职教育教学改革的不断深入,课程建设与改革已成为高职提高质量,体现特色的关键,而高职能力本位是高职课程改革乃至整个教学改革的方向。文章指出了传统的高职水文水资源专业课程模式存在的主要问题,并构建了职业能力本位的课程体系,旨在培养出社会需要的应用性人才。

黄河上游宁蒙河段造床流量分析

本文介绍了黄河宁蒙河段河道特征及其冲淤情况,阐述了造床流量的基本概念及其计算方法,利用宁蒙河段沿程几个水文站的实测资料分析计算了各断面的造床流量,初步分析了用造床流量冲刷宁蒙河道的可能性,研究宁蒙河段造床流量对于利用水库调节水沙过程塑造合理河床形态,进行河道防治具有一定的理论意义和应用价值。

开封市水资源问题及可持续开发利用对策

随着社会经济发展和城市化、现代化进程的推进,开封市水资源问题日益突出。文章分析了开封市水资源现状及所存在问题,从可持续发展角度论述了开封市水资源短缺、水资源利用率偏低、地表水和地下水污染严重、地下水资源超采、过境引黄河水量减少问题以及开封市水资源可持续开发利用对策,为开封市水资源管理提供科学依据。