汉江兴隆水利枢纽下游近坝河段枯水位下降及成因分析

汉江兴隆水利枢纽运行后,坝下游近坝段枯水位较建坝前下降明显,500~800 m^(3)/s流量下,2021年较运行前坝下水位累计下降2.47~2.55 m,对工程安全及效益发挥带来不利影响。基于水文、断面、水下地形等观测资料,对枯水位下降的原因进行深入剖析。结果表明,兴隆水利枢纽的拦沙作用有限,皇庄以上沙量减少是兴隆以下河床冲刷加剧的重要原因,高水调平导致的年内枯水上滩几率下降和航道整治护滩工程是强冲刷过程中“滩淤槽冲”的核心因素。坝下游河段枯水河槽冲刷及汉口最低水位下降是造成兴隆近坝段枯水位下降的直接原因。随机森林算法分析显示,对兴隆坝下水位变化影响最大的因素为兴隆站输沙率的锐减。此外,航道整治工程、河床边界条件对枯水位下降也有十分重要的驱动作用。兴隆坝址及下游河段的河床组成偏细,2012-2022年虽然河床剧烈冲刷,但床沙组成没有出现粗化的现象,预计河床仍将继续冲刷下切,枯水位尚未达到稳定状态。

基于图神经网络的水富—宜宾航道多站点水位预报模型

受到岷江、横江影响,向家坝下游水富—宜宾段水位变化特性复杂,干支流间水位、流量数据属于多维时空数据。研究选取spectral temporal graph neural network(StemGNN)时空图神经网络用于向家坝下游多站点水位预报,结果表明:该方法适用于研究区域的多站点水位预报,未来1、8 h模型预报性能较优,在向家坝站、宜宾站、李庄站3处的最大预报误差约为0.5 m。StemGNN特点是能够从输入数据中自动提取河网结构信息,体现研究区域的汇流特性。横江流量对于研究区域水位流量影响较小;向家坝水库水位、横江水位、高场水位代表研究区域前期的水位情况,高场流量作为较大的流量输入,对于研究区域水位流量影响较大。研究成果可为近坝段、支流入汇等水位变化特性复杂河段的多站点水位预报提供新思路。

长江干线中下游航道枯水位变异特性研究

为深入认识长江中下游枯水情势发生的复杂变化,采用水文变异诊断系统对宜昌、沙市、汉口、大通等重要控制站点的枯水位进行分月变异特性研究。结果表明:宜昌站枯水期发生中、强的变异;沙市站发生强、巨的变异,变异程度最强;汉口站发生纯随机(无变异)至强变异;大通站发生纯随机(无变异)至中变异;各站点10—11月均发生向下的变异,与2003年相比,2021年汛后宜昌、沙市、汉口站水位(流量)分别下降了0.76 m(6000 m^(3)/s)、2.82 m(7000 m^(3)/s)、1.66 m(1万m^(3)/s),大通站则未发生明显变化,其对航运的潜在影响需加强分析。

基于Azure AutoML的泥沙预报模型构建与应用

泥沙预报是开展水库泥沙实时调度的前提,而水沙作用机理和演进规律的复杂性又导致开展高效、精准的泥沙预报较为困难。基于微软在2018年发布的Azure AutoML自动化机器学习技术,进行了泥沙预报模型构建与应用的探索。选取三峡水库泥沙重要控制站——寸滩、清溪场、万县、黄陵庙站构建了含沙量预报模型,并从模型构建与评估、预报精度、输入因子重要性等角度开展了分析。研究结果表明:Azure AutoML技术可便捷地进行自动化机器学习模型的构建,基于该技术建立的预见期为1~3 d的模型针对沙峰消退阶段和含沙量较小阶段预报效果较好;预见期为1~2 d的模型可以对沙峰开展较为准确的预报;寸滩、清溪场站含沙量主要受到上游来沙的影响,而万县、黄陵庙站的含沙量自相关性较强。

金沙江下游梯级水库泥沙淤积和坝下河道冲刷规律

金沙江下游4个梯级水电站总装机容量相当于两座三峡水库,是“西电东送”中部地区的源头工程,工程效益发挥对经济社会发展意义重大。2012年以来,向家坝、溪洛渡、乌东德和白鹤滩电站等陆续蓄水运行,层层拦截金沙江的泥沙,20132020年向家坝出库年输沙量均值下降至152万t,减幅超过99%。大量泥沙淤积在梯级水库内,同时向家坝以下河道发生长距离冲刷。本文以自金沙江下游工程筹建以来的观测资料为基础,针对梯级水库的泥沙淤积和坝下游河道冲刷规律开展研究,结果表明:金沙江下游四个梯级电站自建成运行至2020年底,累计淤积泥沙约5.98亿m^(3),其中溪洛渡库区淤积量占比达92.5%,20132020年溪洛渡和向家坝水库排沙比分别为2.64%和22.2%,其水库泥沙主要淤积在常年回水区的干流河道内,以死库容内淤积为主,侵占有效库容的比例小于1.3%。金沙江下游库区干流河道的峡谷特征明显,淤积多表现为主河槽的平铺式淤高。溪洛渡和向家坝库区淤积的泥沙沿程分选特征明显,越靠近坝前,中数粒径减小、细颗粒泥沙沙量百分数增加,极细颗粒泥沙会在库区一定范围内大量沉积。向家坝下游河床普遍冲刷,但冲刷强度减弱明显,重要涉水工程局部冲刷并未超出预期范围。向家坝下游河道深泓高凸段相对稳定,使得坝下游枯水位未大幅下降,2000 m^(3)/s下枯水位累计降幅约0.43 m;坝下游河床粗化明显。

金沙江下游水库蓄水期生态流量研究

金沙江下游的乌东德、白鹤滩水库已于近年来投入运用,汛末蓄水期金沙江下游水库对坝下“长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区”生态流量的影响日益突出。为减轻可能存在的影响,需合理制定水库蓄水期最小下泄流量。本文从金沙江下游最小及适宜生态流量计算出发,系统归纳了屏山水文站生态流量的现有研究成果,结合溪洛渡、向家坝水库实际运行数据,得到了具有实际可操作性的金沙江下游水库蓄水期生态流量,溪洛渡、向家坝水库8月、9月的合理生态流量分别为6080 m^(3)/s、6098 m^(3)/s。研究结果可为金沙江下游水库生态监测及管理工作提供参考。

基于AutoML的长江下游周旬尺度枯水位及潮位预报

基于微软在2018年发布的自动化机器学习建模平台Azure AutoML,探索长江下游水位及潮位预报模型构建与应用。以大通枯水期周旬尺度最低水位、南京未来14与20次低潮中最低潮位的预报为例,开展研究并从模型构建与评估、预报精度、输入因子重要性等角度进行分析。研究结论表明:微软Azure AutoML平台可便捷地进行自动化机器学习模型的构建;两站点的预报模型在2014—2020年模型构建过程、2021年模型精度分析过程中均取得较高的精度指标,但在最低水位(潮位)波动变幅较大的阶段,预报模型的性能有待进一步提高;大通站不同预见期预报模型的重要输入因子较为一致,排名前三的重要变量依次为八里江、大通、安庆水位;南京潮位预报规律较为复杂,应尽量纳入更长时段的前期潮位信息。

趋势变异条件下非一致性洪水频率计算方法的择优比较分析——以洞庭湖区弥陀寺站为例

受到全球气候变化和大规模人类活动等变化环境的影响,特别是长江三峡水库、葛洲坝电站等大型水电工程的兴建,洞庭湖区各站点的洪水序列发生了变异,并引发了洪水频率分布的非一致性问题。以洞庭湖区内弥陀寺站为例,采用线性趋势、非线性趋势、小波分析及希尔伯特-黄变换四种考虑趋势变异的非一致性洪水频率计算方法推求了年最大洪峰流量的频率分布,并进行了四种方法的择优比较分析。结果显示弥陀寺站年最大洪峰流量序列的均值存在显著下降趋势变异,四种方法推求的过去和现状条件下频率曲线的差异较小,而对未来时期的预测差异较大;经择优度计算与比较分析,基于非线性趋势方法所得结果为最优,且进一步得出年最大洪峰流量的频率分布在过去、现状和未来三个时期存在显著的差异,将直接影响洞庭湖区内弥陀寺站附近堤防的安全评价和区域防洪规划。

长江上游巨型水库群联合蓄水调度研究

以长江上游30座水库巨型水库群为研究对象,建立提前蓄水多目标联合优化调度模型,采用分区策略、大系统聚合分解、参数模拟优化方法和并行逐次逼近寻优算法求解。研究结果表明:所提模型框架可较好地解决巨型水库群联合蓄水优化调度问题;智能算法对于复杂约束的多目标优化问题可产生大量非劣解;Pareto前沿分布范围均匀且广泛,可供决策者灵活调度。与原设计方案相比,在防洪风险得到控制的前提下,通过水库群提前蓄水联合优化调度,水库总蓄满率由90.40%增加到94.42%,年均增发电量76.5亿kW·h(+3.76%),经济社会效益显著。

金沙江下游梯级水库运行期设计洪水及汛控水位

研究探讨梯级水库运行期设计洪水计算理论和方法,实现防洪和发电效益最大化。采用t-Copula函数建立各分区洪水的联合分布,通过蒙特卡罗法和遗传算法(GA)推求金沙江下游梯级水库的最可能地区组成;分析计算各水库运行期的设计洪水及汛控水位。结果表明:①最可能地区组成结果合理可靠,可为梯级水库运行期设计洪水的分析计算提供依据;②金沙江下游梯级水库受上游水库调蓄影响显著,向家坝水库1000年一遇设计洪峰15400m^3/s(35%),3d、7d和30d洪量的削减量(削减率)分别为35.6亿m^3(33%)、70.2亿m^3(30%)和85.0亿m^3(11%);③在不降低防洪标准的前提下,下游各水库在运行期汛控水位相比汛限水位可适当抬高,白鹤滩、溪洛渡和向家坝水库的汛控水位(汛限水位)分别为788.82m(785m)、570.67m(560m)和371.36m(370m),汛期年均发电量分别增加2.1%、6.1%和1.4%,年增发电量17.1亿kW·h。

长江上游ECMWF降水和径流预报产品评估

欧洲中期天气预报中心近年发布了季节性的GloFAS Seasonal径流和SEAS5降水集合预报产品。选取长江上游6个控制站的径流预报及4个分区的面雨量预报为研究对象,通过计算分析AUC、ROCSS和可靠性等指标,评估了这2种产品对于长江上游水库群蓄水期的枯水情景的预报能力。结果表明:2种产品提前一个月判断枯水雨情的效果较好,但产品倾向过度预测枯水事件发生的可能性,在实际生产运用中需得到重视。研究成果可为基于中长期预报的长江上游水库群提前蓄水调度提供科学依据与技术支撑。

黄土高原南部地区人工模拟暴雨条件下不同坡度谷子坡耕地产流产沙过程

以谷子坡耕地为研究对象,通过人工模拟降雨试验,探究不同生育期谷子在不同坡度下对坡耕地坡面侵蚀过程的影响,揭示黄土高原地区坡耕地侵蚀过程特征和机理。根据试验区现行退耕还林(草)政策、降雨特点及谷子生长特性,在80 mm/h降雨强度和4个坡度(3°,5°,10°,15°)条件下分别对4个生育期(幼苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期)的谷子种植坡面进行人工模拟降雨。结果表明:种植谷子对坡耕地坡面侵蚀过程有明显影响,随着谷子的生长,坡面初始产流时间不断延长,坡面产流曲线更快趋于平稳,坡面平均产流产沙强度逐渐降低,谷子的减流效应和减沙效益逐渐提高。3°与15°坡面初始产流时间由裸地5.25,1.40 min分别延长至灌浆期12.70,7.63 min;3°与15°坡面平均产流强度在灌浆期分别降低至0.52,0.78 L/(m^(2)·min),平均产沙强度在灌浆期分别降低至0.83,2.07 g/(m^(2)·min);与裸地相比,谷子由幼苗期生长至灌浆期,坡面径流量减少12.27%~48.24%,产沙量减少19.90%~84.00%。研究结果为揭示黄土高原谷子坡耕地侵蚀机理提供参考,并为区域高质量发展供科学依据。

基于大气环流和海温场的降水组合预报模型

针对降水具有混沌性和随机性,准确进行长期降水预报难度高的问题,提出时变海温多极指数和因子预报意见指数,基于大气环流和海温场构建长期降水组合预报模型,以三峡水库流域为例进行了验证。结果表明:组合预报模型在三峡水库流域1961—2020年汛期的月降水预报中有较好的适用性,特别在6月和9月降水预报上表现优异;与多因子回归、随机森林数理统计模型和CFSv2、ECMWF system 4动力数值模型相比,该模型更为稳健、预报精度提高显著。

质构仪在烟叶力学特性检测中的应用进展

对质构仪在烟叶力学特性(柔软性、黏附力、穿透力、拉力、剪切力、质构和脆性)检测中的应用研究进行了综述,指出:利用质构仪检测烟叶力学特性客观、灵敏,可较全面地反映烟叶在储藏、运输、工业加工过程中的受力情况,且检测结果与烟叶品质密切相关;然而,质构仪在烟叶力学特性检测中还存在对样品的一致性要求较高、缺乏标准的检测参数和方法、检测的准确性有待提高等不足.今后的研究应着力于调整、优化质构仪实验参数,建立规范化、标准化的烟叶样品预处理方法和检测流程,并针对烟梗回透率、烟丝柔软性等建立标准检测方法,以进一步推进质构仪在烟草研究领域的应用.

脊柱结核术后复治的危险因素Logistic回归分析

目的探讨脊柱结核术后复治的危险因素,为临床防治措施的制定提供理论依据。方法回顾性分析自2011年1月—2014年6月期间收治的114例脊柱结核手术患者的各项临床资料,将其中术后复治的13例分为A组,术后未复发的101例分为B组。比较两组患者的各项临床资料,采用多因素Logistic回归分析脊柱结核术后复治的危险因素。结果 A组术前白蛋白水平、术后规范抗结核治疗率、彻底清除病灶率显著低于B组,而合并其他部位结核率、出现耐药菌株率、出现不利条件率均显著高于B组(P<0.05)。多因素Logistic回归分析结果显示,术前白蛋白<35 g/L、未行植骨融合、术后未接受规范抗结核治疗、病灶清除不彻底、合并其他部位结核、出现耐药菌株以及出现不利条件均是脊柱结核术后复治的危险因素(P<0.05)。结论多种因素均可影响脊柱结核术后复治的发生率,临床应有针对性地实施干预,以降低脊柱结核术后复治的发生风险。

Revenue-sharing contract to coordinate independent participants within the supply chain

To improve the performance of the supply chain with one supplier and multiple retailers under deterministic price-sensitive customer demand, an optimal strategy is proposed based on knowledge discovery. First the decentralized system in which the supplier and the retailers are independent, profit-maximizing participants with the supplier acting as a Stackelberg game leader is studied. Numerical examples illustrate the importance of the coordination. The conventional quantity discount mechanism needs to be modified to coordinate the supply chain, so a revenue-sharing contract is proposed to coordinate such supply chain. Lastly, a special decision under certain demand rates is studied. The pricing and replenishment policies can be decided sequentially, which yields much less loss comparing with optimal decision when the demand rates are sufficiently large.

LSD1体外促进子宫内膜癌细胞的增殖、迁移和侵袭

目的赖氨酸特异性去甲基化酶1(LSD1)已被报道在多种恶性肿瘤中发挥作用,但其在子宫内膜癌中的作用少有报道。本研究旨在探讨LSD1在子宫内膜癌中的作用及其可能的机制。方法在子宫内膜癌细胞系Ishikawa和HEC1A中分别使用慢病毒和质粒对LSD1进行敲除和过表达。通过定量逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR)和蛋白质印迹法(WB)验证转染结果。采用CCK-8实验、集落形成实验、伤口愈合实验和transwell侵袭实验分别检测LSD1对子宫内膜癌细胞体外增殖、克隆、迁移和侵袭的影响。通过肿瘤异种移植实验验证LSD1对子宫内膜癌细胞增殖的影响。结果与正常子宫内膜组织相比,LSD1在子宫内膜癌中表达水平升高,与肿瘤的分期及分级有关,并影响患者的预后。下调LSD1后,CCK-8实验和集落形成实验显示子宫内膜癌细胞的增殖能力明显下降,伤口愈合实验显示细胞的迁移能力减弱,transwell侵袭实验则证实了细胞的侵袭能力随之降低,而上调LSD1后结果则相反。通过WB和免疫组化法发现CD9的表达水平随着LSD1的降低而升高。此外,下调LSD1可抑制Ishikawa和HEC1A细胞在体内的肿瘤发生。结论LSD1是一种致癌因子,能显著促进子宫内膜癌细胞的增殖、迁移和侵袭,并反向调控下游因子CD9,为其作为子宫内膜癌的治疗靶点提供了更多依据。

Z型混凝土复合空心砌块抗压强度试验及其有限元分析

通过对Z型混凝土复合空心砌块进行抗压性能试验,观察并记录其裂缝的开展状况与破坏规律,绘制出砌块在持续竖向荷载作用下相应的应力应变关系曲线。同时运用ANSYS软件进行非线性模拟分析,更深层次地研究影响砌块抗压强度的因素,如孔型、侧壁和横肋的厚度、孔洞的排列分布状况等,提出了不同类型的砌块优化设计模型,并针对砌块的受力特点提出相应的改善建议,为Z形混凝土复合空心砌块的优化设计与实际生产应用提供参考依据。

1959-2020年洞庭湖四水洪水情势变异特性及归因分析

近几十年来,湖南四水(湘江、资水、沅江、澧水)的水文情势发生了显著改变,对湖区调洪与区域防洪产生了一定的影响。为深入认识四水洪水情势发生的复杂变化,采用水文变异诊断系统对近60 a(1959-2020年)来洞庭湖四水出口控制水文站点的年最大洪峰流量序列、年最高洪峰水位序列进行了变异特性及归因分析。结果表明:湘潭站洪峰、水位序列未发生变异;受降水突变式跃升的影响,桃江站洪峰流量、洪峰水位序列在1987年发生向上的跳跃变异;因站点断面的水位流量关系发生了变化,桃源站年最高洪峰水位序列在1989年发生向上的跳跃变异;因江垭、皂市水库联合调度的影响,石门水文站年最大洪峰流量序列在2003年发生向下的跳跃变异。

关键水文信息对三峡水库调度决策的重要性分析

城陵矶(莲花塘)水位为三峡水库调度决策的重要指标,采用随机森林算法建立三峡水库出库决策模拟模型,分析三峡水库历史运行数据,从多角度对三峡水库调度所采用的水文信息,如月份、水库水位、城陵矶水位、预报入库流量等,进行排名与判断其价值,并重点分析城陵矶水位对三峡水库调度决策的影响。研究表明,所采用的随机森林模型能够合理地模拟三峡水库的出库决策,汛期的模拟效果要好于非汛期,可能是汛期调度决策受到预报入库流量、城陵矶水位的影响更加直接;无论是全年、汛期还是非汛期,水文信息的重要性排名均为预报入库流量、城陵矶水位、水库水位、月份;预报入库流量在汛期的重要性高于非汛期。