黄河流域生态敏感性评价研究

以黄河流域为研究对象,依据地形条件、自然环境和人类活动3个方面,选取了7个指标,构建了生态敏感性评价体系,采用AHP层次分析法确定各指标权重,运用GIS加权叠加法对黄河流域生态敏感性进行综合评价。结果表明:黄河流域生态敏感性的空间分布存在显著差异,呈现出中上游高、下游低的分布格局,整体上中敏感区占主导地位,面积达33.59万km^(2),占流域总面积的42.25%,高敏感区和极高敏感区面积17.37万km^(2),占流域总面积的21.85%。

抚仙湖禄充景区生态环境敏感性研究

本文以云南省玉溪市澄江县禄充景区为研究对象,选取坡度、高程、植被覆盖度、土地利用类型、水体范围、道路、居民点作为评价因子,利用地理信息系统(GIS)空间分析技术对禄充景区的生态环境敏感性进行单因子评价和综合评价,揭示了禄充景区生态环境敏感性程度及其主要分布。研究结果表明,禄充景区生态环境敏感性占比偏高,其中敏感区和高敏感区面积占比高达54.67%,主要分布在景区中部,生态风险较高。因此,合理开发土地资源,统筹规划,发挥自身优势成为禄充景区未来规划建设的关键。

长征国家文化公园红色景观微域识别及涵化解析——以红25军长征沿线为例

【目的】基于当前国家文化公园建设背景,面向红色文化密集区域的景观资源系统识别、协同演进与提质增效,深入开展长征沿线景观微域研判及其空间演进研究,已经成为当前长征国家文化公园空间建设发展的现实基础,相关方法与技术亟待挖掘。【方法】通过构建红色景观微域“识别-涵化”研究框架,以红25军长征沿线为例,建立红色景观微域解析要素体系,探析景观微域识别及微域涵化的关联方法与基础技术,并结合红25军长征典型区段分析研讨长征线路微域涵化效应与建设策略。【结果】研究发现在微域要素系统识别基础上,结合最小累积阻力模型、加权因子叠加法、微域涵化评估体系与三维矩阵模型可有效开展长征沿线红色景观微域识别与分类评估。【结论】研究为长征国家文化公园中红色景观的资源管控与传承发展提供分析途径,助力景观资源有序演进与高质量发展。

云南大围山国家级自然保护区生态敏感性评价及保护对策分析研究

生态敏感性评价为制定研究区域的生态环境综合整治政策提供科学依据。以云南大围山国家级自然保护区为研究区域,选取高程、坡度、坡向、水域缓冲区、道路缓冲区、植被覆盖度、土地利用类型7个生态敏感因子作为评价机制,通过层次分析法(AHP)确定各评价因子权重,运用ArcGIS加权叠加法进行生态敏感性评价,分析结果显示:云南大围山国家级自然保护区的总体敏感程度较高,极度敏感区、高度敏感区、中度敏感区、轻度敏感区、不敏感区面积分别占保护区总面积的5%、8%、10%、27%、50%。本研究可为保护区开展针对性保护与功能区划提供一定的参考依据。

江顺大桥风致抖振响应及斜拉索疲劳损伤分析

大跨度斜拉桥在脉动风荷载作用下拉索的疲劳损伤问题不容忽视。以江顺大桥为研究对象,进行了考虑静风平衡的抖振响应及拉索疲劳损伤分析。首先通过谐波合成法合成了桥址处的脉动风速,在综合考虑桥梁的几何非线性与风荷载非线性的基础上,运用ANSYS软件进行了桥梁结构的风致抖振响应分析;然后利用MATLAB软件编制的雨流计数法程序对拉索单元的应力时程进行数据统计,得到拉索单元的应力幅值及对应的循环次数;最后基于Miner线性累计损伤原理对关键位置拉索进行疲劳损伤研究,分析了风参数对拉索疲劳损伤的影响。研究结果表明,疲劳损伤最大的拉索为背风侧的跨中长拉索;风速与风攻角越大,拉索疲劳损伤也越大。

基于Pareto解的面板堆石坝施工工期-质量-成本均衡优化研究

大坝工程中能否对工期、质量、成本3大核心要素进行综合均衡优化,是评价工程项目的重要衡量标准.针对目前大坝工程施工缺少工期-质量-成本均衡优化研究,且多目标均衡优化最优解非唯一、存在一组Pareto解集的问题,建立了面板堆石坝施工工期-质量-成本均衡优化数学模型,并建立了Pareto叠加模型对组合解支配关系进行求解.结果表明:基于工序Pareto解的组合解大部分仍为Pareto解;通过对线性加权和法与TOPSIS法的比较分析,验证了耦合线性加权和法的可行性.基于Pareto叠加模型结论并结合多属性效用函数提出了改进的耦合线性加权和的带精英策略非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),降低了算法的计算复杂度且提高了计算效率和鲁棒性,克服了最优解非唯一的问题.同时,结合某面板堆石坝工程,运用改进算法提高了计算效率,并优选了符合工程实际的最优折衷方案.

高层建筑风场的脉动风速时程模拟

采用经过FFT算法改进的谐波叠加法(WAWS)及自回归(AR)模型的线性滤波法对实际工程进行脉动风速时程模拟.对2种算法所模拟的风速时程进行分析,结果显示了风速功率谱及相关函数的特性,分析结果说明AR模型中模型阶次及时间步长对风速时程产生较大影响.根据结构的有限元动力分析,采用能量相等的原则,即使结构固有频率段内的目标谱和模拟谱能量相等,对风速时程进行修正,使模拟风速时程更趋合理.

高层建筑结构随机风速场的数值模拟及风振控制

基于Davenport脉动风速谱,并考虑竖向相关性、平稳性的多变量随机过程,采用经过快速傅里叶变换算法改进的谐波叠加法对高层建筑结构进行脉动风速时程模拟,生成具有随机性的脉动风速时程曲线和风速功率谱密度函数。以76层306 m高钢筋混凝土结构风振Benchmark模型为研究对象,通过改进的谐波叠加法得出了结构在模拟脉动风荷载作用下的被动TMD控制和主动LQG控制的控制结果。研究结果表明:经过快速傅里叶变换算法改进的谐波叠加法具有很高的计算精度和效率。

EPS颗粒轻质混合土蠕变特性试验研究

利用双联高压固结仪,采用分级加载和分别加载方式,对新型填土材料EPS颗粒轻质混合土的蠕变性进行了对比试验研究,并基于试验结果建立了压缩蠕变本构关系式.试验结果表明:EPS颗粒轻质混合土呈现衰减蠕变特性,不出现急剧流动阶段;压力越大,达到蠕变稳定的时间越长.由蠕变本构关系式计算的蠕变变形与试验数据对比表明,这种蠕变本构关系式总体上能够反映这种新型填土材料的蠕变特性,可应用于工程实践.

改进归一化方法对ECT重建图像质量的影响

为了提高电容层析成像(ECT)系统重建图像的质量,提出一种改进的电容测量值归一化方法.在典型流型分布下,对使用不同归一化方法情况下的正则化迭代算法和Landweber迭代算法的重建结果进行比较,分析了不同归一化方法对这两种常用迭代算法重建图像质量的影响.实验结果表明:对于三种典型流型的多数相含率分布情况,采用改进的归一化方法能够减小系统线性近似求解的偏差,提高两种迭代重建算法的重建图像质量.

谐波合成法脉动风模拟时间步长的取值

为明确基于FFT技术的谐波合成法(WAWS)中各参数的取值原则,尤其关注时间步长Δt以及对后续动力计算结果的影响,针对单自由度弹簧振子模型和某变电站避雷针高耸结构,采用多种参数进行脉动风时程模拟和时程动力计算,经结果对比和WAWS原理分析,并结合风谱和模态力谱特征,给出WAWS的参数,包括截止频率f u、周期T 0、频率点N时频点比值M/N和时间步长Δt的取值原则。研究结果表明:基于单索引频率的WAWS进行随机场模拟时,如果时频点比值取常用值M/N=2,最大频率f u对应谐波的每个周期里只有两个时间点,得到的折线无法准确再现原余弦曲线的模拟目标,并且对应的Δt可能在动力时程计算无法准确计入结构的共振效应;为使动力计算准确计入共振效应,可通过增加截止频率f u和M/N来减小Δt,并且增加f u或增加M/N的效果一致;弹簧振子模型对Δt的要求最为苛刻,其Δt可作为普通结构的上限,普通结构对Δt的具体取值,可以上限值为指导再通过试算合理确定。

京张地区区域地壳稳定性评价

在野外调查和广泛收集资料的基础上,分析了控制和影响京张地区区域地壳稳定性的主要因素及内外动力地质的耦合作用。选取活动断裂、地震活动性和深部地球物理等因素,同时选取工程岩组、地形地貌与地表地质灾害等11个因素作为评价因子,并对评价因子进行了分类赋值。采用多因素加权叠加分析方法,建立了区域地壳稳定性评价模型,基于GIS平台对京张地区的区域地壳稳定性进行了定量化评价,将研究区划分为稳定区、次稳定区、次不稳定区和不稳定区4个等级。依据区域地壳稳定性评价结果,为京张高速铁路、云顶滑雪场、石京龙滑雪场的建设和运营提出相关建议,为京张地区国土规划提供了基础依据。

智慧城市内涝灾害评估体系构建

近年强降雨频发,城市内涝灾害屡见不鲜。面对突如其来的内涝灾害,能准确、快速地预测评估灾害等级,为智慧政务决策、应急救援反应提供可靠的理论依据意义重大。以合肥市智慧城市防涝建设为例,利用条件函数方法融合年降雨量,模拟受灾城市积水范围,采用加权叠加指标体系法和层次分析法构建涵盖致灾因子、孕灾环境、承灾体的智慧城市内涝灾害评估体系,通过重分类和标准化处理,依据加权叠加分析生成城市内涝积水危险等级划分模型。为智慧城市建设中内涝灾害的智慧决策和评估提供了理论依据。

基于GIS平台的太原南部区域地壳稳定性评价

为了开展山西太原南部(清徐县、榆次区、太谷县)地区的区域地壳稳定性评价工作,在野外调查和广泛收集资料的基础上,分析了控制和影响区域地壳稳定性的影响因素和特征,选取了地震峰值加速度、地震活动性、断裂的活动性、地块特征、重力布格异常、地热流、工程岩土组、地质灾害、构造地貌等10个评价指标,并对指标进行了分类赋值。基于GIS平台,采用多因素加权叠加分析方法,通过构造稳定性评价和地表稳定性评价,建立了区域地壳稳定性评价模型和定量化评价,将研究区划分为次稳定区、次不稳定区和不稳定区3个等级。介绍了各等级地质特征、防治措施、利用措施,对今后的城市规划及工程建设具有重要指导意义。

辽宁省沈抚新区区域地壳稳定性评价

在广泛收集资料和野外调查工作的基础上,经综合分析控制和影响区域地壳稳定性的主要因素和内外动力地质的耦合作用,基于ArcGIS平台采用多因素加权叠加分析方法开展了沈抚新区区域地壳稳定性评价研究。评价因素主要选取活动断裂、地震活动性和深部地球物理以及工程岩组、地形地貌与地表地质灾害等共12个影响因子,并依据评价因素的关联性和重要性进行分类赋值,进而建立了区域地壳稳定性评价模型。对沈抚新区的区域地壳稳定性进行了定量化评价。结果表明,沈抚新区以稳定区和次稳定区为主,面积为728.9 km^(2),占总面积的81.07%,有利于规划和建设。建议在地下工程穿越不稳定区和次不稳定区时,要采取必要的工程措施,确保基础和边坡的稳定性。规划的地铁9号线主要穿越次不稳定区和次稳定区。施工带在埋深15~25 m之间,该段地层主要为卵砾石堆积层、泥包砾堆积层与变质片麻岩强风化带及其交接部位,施工带处于地下水浸没带或变动带,其支护比较困难,建议尽早确定合理的施工方案,保障施工顺利和安全,此外还需要采取一定降水防腐措施。

高斯多峰拟合法在烟煤与褐煤热解动力学模型的应用

为了有效、准确地模拟煤粉热解失重过程,利用热重分析仪(TGA),测试印尼褐煤与神华烟煤在升温速率30℃/min时的热解失重过程,通过高斯峰值拟合法对热解失重速率DTG曲线进行分析,根据不同热解阶段的权重叠加得到相应工况煤粉热解动力学数值模型.结果发现,此煤粉热解动力学模型拟合结果与实验结果的相关系数R2接近1,尤其是热解中段与后段拟合效果好,说明此数学模型能够准确模拟大部分煤种的热解过程,模型泛化能力强.

基于两种方法的攀西泥石流易发性评价对比分析

泥石流易发性评价是泥石流灾害危险性评价和易损性评价的基础工作,为泥石流灾害预防预测提供依据。利用贡献权重叠加模型(CWS)和基于确定性系数(CF)的确定权重模型,采用多因子评价模型,进行了四川省攀西地区泥石流易发性评价,并结合实际泥石流点,采用频率比对评价结果进行精度检验。结果表明:两种方法得到的易发性分区结果整体分布具有较高的相似性,攀西地区泥石流高、极高易发区主要分布于中部、南部、东部的断层分布地区及雅砻江、金沙江及其支流两岸。基于确定性系数的确定权重模型的评价精度高于贡献权重模型,两种模型的评价结果中高易发区及以上级别分别占实际泥石流点总个数的87.5%,58.22%,频率比分别为6.02,3.71。基于确定性系数确定权重模型的评价结果具有更高的精确性,该方法能有效进行攀西泥石流易发性评价。

基于GIS的特色小镇生态敏感性研究——以山东营丘镇为例

生态敏感性评价是制定生态环境规划、区域环境政策的重要依据。文章利用生态敏感性相关理论,在营丘镇调研数据和影像遥感数据基础上,选取高程、坡度、水域、用地类型、道路交通5个敏感因子,构建评价指标体系;运用层次分析法确定各敏感因子权重;利用GIS多因子加权叠加法对山东营丘镇生态敏感性进行综合评价,得到营丘镇生态敏感性的空间分布。结果显示:区域生态敏感性的空间分布存在较大差异,敏感程度总体较高,极敏感区、高敏感区、中敏感区、低敏感区、非敏感区分别占总面积的10.09%、12.50%、25.57%、32.24%、19.60%。研究营丘镇的生态敏感性,并进行生态功能分区,提出分区保护和城镇规划建设措施,既满足发展需要,又能将生态环境影响最小化,保证营丘镇生态环境可持续发展。

延龙图地区土地生态敏感性评价

进行土地生态敏感性评价及分区研究,揭露不同区域土地受干扰时响应敏感程度,为区域土地利用规划和环境保护提供依据。本文以延龙图地区为例,选取坡度、高程、用地类型、植被覆盖、水环境和水源保护区作为土地生态敏感性因子,根据各因子不同敏感性程度对其分级赋值,运用层次分析法确定各因子权重,基于GIS空间分析技术,运用多因子加权叠加法对研究区土地生态敏感性进行了单因子评价和多因子综合评价。分析结果将研究区土地生态敏感性划分为极敏感区(0.05km^2)、高敏感区(694.02km^2)、中敏感区(3 044.01km^2)、低敏感区(1 175.38km^2)和不敏感区(175.24km^2),其中,中敏感区占研究区面积比最大,约为60%,超过一半以上。另外,就各区今后土地利用提出合理的建议和对策,以期为延龙图新区用地规划、开发和建设提供科学依据及指导,为环境保护提供建议和对策,实现土地利用和生态环境保护的协调发展。

基于声成像与卷积神经网络的轴承故障诊断方法及其可解释性研究

常用的振动诊断技术一般采用接触式测量,在测量受限的场合具有一定的局限性。该研究提出一种具有非接触测量优势的基于声成像与卷积神经网络的滚动轴承声学故障诊断方法。首先,利用传声器阵列获取滚动轴承辐射的空间声场;然后,用波叠加法进行声成像,重建后的声像能够描述声场的空间分布信息;最后,建立卷积神经网络(convolutional neural network,CNN),使用不同轴承运行状态下的声像样本对CNN模型进行训练用于故障诊断。同时,针对深度学习模型的诊断结果缺乏可解释性的问题,采用梯度加权类激活图(gradient-weighted class activation map,Grad-CAM)算法对卷积神经网络在基于声像的轴承故障诊断中的可解释性进行了研究。轴承试验台的声阵列数据验证了所提方法的有效性及优越性。