南水北调东线里运河段典型涵闸流量率定分析

南水北调东线里运河段沿线大中型灌区通过运河上的涵闸自流引水灌溉,涵闸流量率定分析方法直接影响涵闸出流流量的计算精度。以沿运典型涵闸泾河洞为例,通过实测数据,对流量率定关系和流量率定成果应用的可行性分别进行分析,为沿运涵闸流量计算方法提供参考,为区域水量精准调度、合理监管沿运涵闸的用水情况提供可靠的依据。

明渠非标准断面法测流水位流量关系的率定及影响因素分析

为探究明渠非标准断面法测流的水位流量关系曲线的率定问题,以新疆第三师某团场25处渠道量水断面为研究对象,利用FlowTracker 2手持式声学多普勒流速仪进行了水位流量关系率定工作.根据实测结果,率定了各渠道量水断面的水位流量关系曲线,并对所率定出的曲线进行了符号检验、适线检验和偏离数值检验及误差分析,在此基础上,对流量拟合参数的影响因素进行了分析.结果表明:所率定的25处渠道量水断面中,14处具有稳定的水位流量关系,5处受回水影响、6处受渠道淤积影响为不稳定的水位流量关系;在渠道粗糙系数Ra、边坡系数m及坡降i相同的条件下,流量拟合参数与渠道底宽b总体上呈正相关;在渠道粗糙系数Ra、边坡系数m及底宽b相同的条件下,流量拟合参数与渠道坡降i总体上呈负相关.研究结果可以为灌区自动化量水设备测流准确性的校核提供参考依据.

基于不同算法的呼兰河流域SWAT模型参数率定及适用性分析

为讨论SWAT模型在高寒区流域的适用性,以松花江支流呼兰河流域为例,选取呼兰河兰西水文站2008—2018年的实测水文资料,以月为尺度构建SWAT模型,分别使用PSO算法和SUFI-2算法校准模型并进行径流模拟,采用决定系数(R^(2))和纳什效率系数(NSE)评价SWAT模型的适用性。结果表明:PSO算法在率定期及验证期的R^(2)和NSE分别为0.56、0.54和0.64、0.59,SUFI-2算法在率定期及验证期的R^(2)和NSE分别为0.74、0.74和0.71、0.70,两种优化算法都满足R^(2)与NSE均大于0.5的精度要求。SUFI-2算法更适用于研究区域,能更好地模拟呼兰河流域径流过程。

H-ADCP在沿海川东港闸水文站的比测率定研究

通过分析率定H-ADCP与流速仪及移动ADCP之间的关系,分析确定H-ADCP在沿海挡潮闸川东港闸水文站的应用范围,以实现范围内的流量报汛和整编应用,达到流量实时在线的目的。经过比测率定,得到代表流速V_(cp)和断面平均流速V的关系公式:V=1.050Vcp,同时根据规范进行高水上延及低水下延,最终确定H-ADCP代表流速应用范围为0.10~1.61m/s。

石羊河流域太阳辐射总模型适用性评价及基于天气类型的模型率定研究

石羊河流域光照资源充足,太阳辐射强,准确估算其太阳总辐射对石羊河流域农业生产具有重要意义。为了对常见太阳辐射总模型在石羊河流域的模拟精度进行评价,确定适合石羊河流域太阳总辐射估算的模型,本研究基于中国农业大学石羊河实验站2014-2018年的气象数据资料,选取5种太阳总辐射模型,采用决定系数R2、平均绝对误差MAE、均方根误差RMSE、一致性指数d以及整体评价指标GPI共5个指标进行适用性评价,并进行了基于不同天气类型的太阳总辐射模型模拟与评价。结果表明:基于日照百分率、日平均温度、相对湿度的综合模型具有最佳的模拟效果;晴天天气下,三次函数型A-P模型具有最佳模拟效果;多云天气下,综合模型模拟效果最佳,提出了基于天气组合的石羊河流域太阳总辐射估算模型,为石羊河流域太阳总辐射估算提供了进一步的模型支持。

无人船在金汇港南闸流量率定中的应用

为了解决传统河道流量测验方法精度低、成本高、存在安全隐患等问题,提高河道断面流量采集效率、水文流量在线监测系统的率定精度,提出采用无人船搭载声学测流设备的方法开展走航测验。测验地点位于上海市奉贤区金汇港南闸,根据要求在2种不同排水工况下分别完成1次大、中、小潮测验,每次观测时间包含1个完整的排水期,外业完成后根据相关规范要求完成数据资料的计算、处理和相关检验。测验中结合传统测船走航进行同步对比,结果表明:无人船走航能够顺利完成全部测验工作,且精度优于传统的测船走航。

TES-71泥沙监测系统在高州水文站的率定分析

河流悬移质泥沙含沙量是重要的水文参数,含沙量的实时监测是水文监测的薄弱环节。为提升水文测报的智能化、自动化水平,茂名水文分局引进TES-71泥沙监测仪。实测数据分析发现含沙量0.167kg/m^(3)为关系曲线的分界点。对数据进行分段率定,高含沙量时泥沙监测仪显示值与实测含沙量具有良好的相关关系,随机不确定度为17.4%,系统误差为-1.2%,满足二类精度水文站单一线法的定线精度,TES-71泥沙监测仪适用于高州水文站泥沙的高沙监测。低含沙量时段的输沙量占年输沙量的比重平均值为22.3%;虽然未满足规范要求但关系较为清晰,通过低含沙量时段关系线反推输沙量,数据平均相对误差为±5%以内;总体误差较小,有继续比测的价值。

沮河柳林水文站量水槽水位流量关系曲线率定分析

柳林水文站修建量水堰后,将量水堰堰内的实测流量数据率定为一条水位流量关系曲线,并对关系曲线进行定线精度和关系曲线检验后,在不影响测验质量的情况下,通过看水位进行流量测量,大大减轻测站职工的工作强度,提高工作效率,并为巡测奠定基础。

简单线性回归法在花凉亭水库(西灌渠)站仪器系数率定的应用

通过在花凉亭水库(西灌渠)站的走航式ADCP与WP20型闸门开度仪的流量分析数据,应用简单线性回归法,研究两种仪器在同一断面的应用情况,并对其中的一些问题进行探讨,以便更好地为基层水文测验服务,促进安庆水文事业发展。

郎溪水文站流量在线监测系统率定分析

为了使郎溪水文站流量在线监测系统获取的流量数据更加符合实际情况,对流量在线监测系统进行率定分析,为下一步工作积累数据。通过收集实测数据与在线数据,实测断面平均流速V与在线流速Vcp之间的相关关系为V=0.727*Vcp,各项检验数据均满足要求,系统误差仅0.06%。建议加快进行正式率定工作,提高在线监测数据精度,提高工作效率。

祯埠水文站H-ADCP流速关系率定分析

H-ADCP测流系统是一种先进的流量测量设备,它利用声学多普勒效应和剖面技术相结合,实现对流体流速的高精度、实时监测,应用领域广泛。其技术应用的关键是指标流速与断面平均流速关系的率定。以祯埠水文站的应用情况为例,论述指标流速与断面平均流速关系率定的实质与内容,以H-ADCP监测指标流速,以常规转子流速仪测定断面平均流速(或走航式ADCP测定断面平均流速),在收集一定资料成果后,率定出最佳相关方程,可为祯埠水文站及类似水文站开展H-ADCP在线流量监测资料整编等提供经验和技术依据。

河口(三)水文站自动雷达波缆道测流系统流量关系率定分析

河口(三)水文站作为重庆、四川省界河流州河的省界断面控制站,中高水测流难度大风险高。为探究非接触式的自动雷达波在线缆道测流系统在河口(三)水文站的适用性,通过将全自动雷达波在线缆道测流系统流量与三年综合水位流量关系线流量进行关系率定分析,分析结果表明两者相关关系良好,率定流量定线的精度满足相关规范要求。全自动雷达波在线缆道测流系统能有校解决河口(三)水文站的诸多测流难题,可为相似情况的省界水文站提供参考。

提升螺纹钢定尺率的实际应用

螺纹钢是建筑工程中常用的一种钢材,其定尺率是制造过程中的一个重要指标。提高螺纹钢的定尺率可以降低制造成本,提高生产效率和产品质量。然而,在实际生产中,螺纹钢的定尺率受到多种因素的影响,包括来料支重、飞剪剪切长度、轧机设备等。因此,如何提高螺纹钢的定尺率是一个重要的问题,需要通过实际应用探索有效的解决方案。文章简要介绍了南钢棒材厂近年螺纹定尺率情况以及提升定尺率的实际措施,通过研究分析,以期为相关行业的生产提供参考。

系统微分响应参数率定方法在建阳流域SWAT模型中的应用

利用基于系统微分响应理论的参数率定方法率定闽江建阳流域SWAT模型,通过流域1992—2000年日资料验证了该方法的实际应用效果,采用纳什效率系数(NSE)、偏差百分比(PBIAS)和相关系数r作为评价指标对率定后的SWAT模型模拟精度进行评价,并与传统利用SUFI-2方法率定得到的SWAT模型模拟结果进行对比分析。结果表明:系统微分响应方法率定的参数在建阳流域的日径流模拟中表现较好,率定期和检验期NSE均为0.65以上,径流量PBIAS在5%以内,r在0.65以上;利用系统微分响应率定参数方法率定SWAT模型参数在实际应用中可行,且效率与精度均高于传统的SUFI-2方法。

不同优化算法在新安江模型参数率定中的效果评估

针对水文模拟预报中需要寻求实用、稳健、高效的优化算法并据此确定参数的全局最优解的问题,以綦江流域典型控制断面五岔断面为研究对象,分别选取GA、SCE-UA、CMA-ES、PSO等4种优化算法进行分布式新安江模型汇流参数率定,并从有效性、稳定性、耗时和效率4个方面评估算法的参数率定性能。结果表明:CMA-ES算法优化效果最佳,相同迭代次数下耗时最少;SCE-UA算法稳定性和效率最高,但耗时随着迭代次数增大而显著增加;PSO算法有效性和效率相对较优,但稳定性最差;GA算法耗时相对较少,优化效果和效率最差;综合性能从优到劣依次为CMA-ES算法、SCE-UA算法、PSO算法、GA算法。

基于HYDRUS-1D生物滞留设施模型的参数敏感性分析及率定

为验证HYDRUS-1D模拟生物滞留设施水文调控效应的可靠性,通过物模试验,采用修正Morris法对模型主要参数的敏感性进行分析筛选,结合模拟值和实测值对筛选后的参数进行率定验证。结果表明:径流总量、径流峰值及其各削减率输出结果的敏感参数不尽相同,其中降雨量均为高敏感参数;利用变异系数法,判断参数的综合敏感程度,其主要敏感参数包括降雨量,蓄水层高度,种植土层和基质层的饱和含水率、饱和导水率和孔径分布参数;验证期内模型模拟和物模实测结果的均方根误差(root mean square error,RMSE)最高为0.131、相对误差(relative error,RE)均低于6.92%、纳什效率系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient,NSE)和决定系数R2均为0.9以上,匹配度高,模拟结果可靠,为利用HYDRUS-1D改进生物滞留设施规划设计方法提供理论支撑。

不同目标函数对新安江模型参数的敏感性和不确定性影响分析

目标函数的选择影响流域水文模型的参数率定结果。为深入探究不同目标函数对水文模型参数的敏感性和不确定性及径流模拟结果的影响,本文以福建省金溪池潭流域日径流模拟为例,采用SCEM-UA优化算法率定三水源新安江模型,选择纳什效率系数f_(1)、均方根误差f_(2)和Kling-Gupta效率系数f_(3)作为参数率定的目标函数,同时构建分别偏好f_(1)、f_(2)、f_(3)三者的组合多目标函数F_(1)、F_(2)和F_(3)共6个率定目标,比较不同率定目标下的径流模拟精度差异,采用Sobol全局敏感性分析方法定量对比分析不同目标函数下的新安江模型参数敏感性,最后基于GLUE方法分析丰枯水期和不同流量级别下的径流模拟不确定性。结果表明:(1)6个目标函数下,新安江模型的主要敏感参数识别结果一致;(2)F_(1),F_(2),F_(3)较单目标函数展现出更高的径流模拟精度;(3)在不同水文时期和不同流量级别下,f_(1)表现出较其他目标函数更高的覆盖率和较小的不确定性区间。不同目标函数下均呈现枯水期参数不确定性最小,且随流量级别的增大而径流模拟不确定性增加的规律。

基于雨水截流率的合流制改造措施研究

合流制溢流污染控制是中国当前城市排水系统(尤其是在密度大和改造难的老城区)所面临的一项急迫且艰巨的重要任务。为削减溢流污染且充分发挥原有设施的调控能力,建立一套经济可行的合流制改造措施至关重要。基于水环境容量,以雨水截流率作为污染控制指标,联合当量降雨强度确定截流调蓄总量,利用MIKE Urban的时间—面积模型构建某大城市老城区排水系统的水力水质模型,通过对截流、调蓄改造进行可行性与经济性分析,制定原有截流设施保持不变、增设水泵限流装置、新建4 mm降雨量调蓄池的改造方案。模拟改造后,雨水截流率由58.9%提高到85.3%,不仅简化了截流调蓄改造的计算,增强其普适性,还进一步提高了截蓄两者的联动性,在满足污染控制要求的同时更直观地体现溢流污染控制效果,对老城区更合理高效地开展合流制改造具有指导意义。

基于径流-蒸散发-蓄水量协同率定的平原区水文模拟研究

平原区无统一流域出口断面,相关模型参数率定与水文模拟是水文学研究的薄弱环节和难点问题。以黄淮海平原为研究对象,基于实测数据、遥感反演结果及同化的区域水循环通量和储量等多源要素数据集,利用可变下渗容量(VIC)模型,构建了基于径流、蒸散发和蓄水量协同率定的模型参数率定方法,评估了其在黄淮海平原水文模拟中的适用性,并利用机器学习、广义似然不确定性估计等方法分析了该模型对水文模拟精度、模型参数异参同效性和径流模拟不确定性等方面的改进效果。得到的主要结论为:①VIC模型在黄淮海平原具有较好的适用性,与实测值相比,模拟径流和蒸散发量在率定期的相关系数大于0.9,蓄水量的相关系数大于0.6;②对于VIC模型的6个参数,第2层土壤厚度d 2最敏感,其次是可变下渗曲线指数B,其余参数敏感性较弱;③与传统的单一径流率定方法相比,参数协同率定方法提高了蒸散发量和蓄水量的模拟精度,减小了模型参数的优选空间与不确定性置信区间,模拟径流的90%置信区间约缩小26%,降低了水文模拟的不确定性。研究成果对水文模拟技术进步具有重要的支撑作用。

单目标和多目标优化在SWAT模型率定中的对比

为评估不同优化方法在分布式水文模型参数率定中的效率和效果,分别使用基于代理模型的多目标优化方法(multi-objective adaptive surrogate modeling-based optimization,MO-ASMO)、NSGA-Ⅱ和SCE-UA对SWAT模型进行参数率定。基于四湖流域2008—2021年的实测流量数据以及高程、土地利用、土壤类型等数据,构建SWAT模型,并针对3种不同优化方法的参数率定结果,采用相对误差百分比(P_(BIAS))、Nash-Sutcliffe效率系数(E_(NS))、均方根误差(E_(RMS))和Kling-Gupta效率指标(E_(KG))4种评价指标对比不同优化算法的优化效果,此外还创新性地量化不同统计指标的不确定性,以更全面地评估不同算法优化结果的稳健性与可靠性。结果表明,与单目标优化方法SCE-UA相比,多目标优化方法的参数率定结果表现出更好的可靠性和稳健性,在多目标优化方法中,MO-ASMO方法能以显著更少的模型运行次数达到与NSGA-Ⅱ相似的优化效果。