基于谈判博弈的三峡梯级蓄水期多目标调度

汛后蓄水期是三峡梯级防洪向兴利调度转换的重要时间窗口,不合理的蓄水调度将对梯级防洪、发电兴利、生态效益造成不利影响。本文以发电量最大、防洪库容占用比最小以及修正流量偏差最小作为三峡梯级蓄水期调度目标构建优化调度模型,进而引入谈判博弈模型将各个调度目标作为不同谈判主体,通过逐步缩减各调度目标期望效益值进行多轮谈判,最终得到纳什均衡调度方案。实例计算表明,应用谈判博弈模型能够求解得出三峡梯级蓄水期不同调度主体的最优蓄水调度方案,同时该蓄水调度方案也能够达到其他调度主体期望效益值,被其他目标主体所接受。研究成果可为三峡梯级多目标调度决策提供新的思路。

混凝土坝面作业场景智能识别ResNet50-SEMSF方法

为提高混凝土坝面作业场景识别工作效率,提出了一种混凝土坝面作业场景智能识别方法(ResNet50-SEMSF)。将采集的坝面施工现场监控视频分割为图像,分析混凝土坝面作业人、机、料、环境等实体要素图像特征,界定坝面作业典型场景;以残差网络(ResNet50)为骨干网络结构,引入挤压激励(SE)注意力机制,关注不同通道间特征关系,提升坝面作业场景图像中多目标实体要素关键特征表达能力;融合下采样多尺度特征,保留坝面作业场景图像低级特征和高级语义信息,增强模型对图像不同层次特征的理解能力,克服尺度变化、目标变形等问题。对比分析其他3种卷积神经网络模型试验结果,使用梯度类激活映射(Grad-CAM)可视化方法,解释ResNet50-SEMSF模型对场景类别中实体要素信息的关注程度。结果表明:ResNet50-SEMSF识别效果明显优于ResNet50、MobileNetV2、VGG16等经典网络模型,表明ResNet50-SEMSF模型用于混凝土坝面作业场景智能识别的可行性,为混凝土坝面施工安全管理工作提供参考。

纤维增强微生物混凝土抗裂性能及自修复试验

为了探究纤维对微生物混凝土抗裂性能和裂缝自修复效果的改善作用,试验优选出聚丙烯腈纤维并掺入微生物混凝土中,测试掺入纤维后微生物混凝土的力学性能、自修复养护期的裂缝透水性和裂缝残余宽度。试验结果表明,当纤维掺量为1.5 kg/m^(3)时,混凝土试件的劈裂抗拉强度恢复至未加载体试件的95.1%;修复养护28 d后,平均裂缝宽度为0.43 mm的试件透水性系数由3.35×10^(-5)m/s降至3.40×10^(-6)m/s,降幅达89.9%;能够愈合的最大裂缝宽度为0.82 mm。在微生物自修复混凝土中掺入纤维可有效提高其抗裂性能,增强裂缝自修复效果。

水工混凝土矿化微生物固载及自修复试验研究

直接内掺方式制备微生物自修复混凝土会因拌合的机械挤压摩擦、生存环境受限等因素影响矿化微生物的长期活性。本文选择巴氏芽孢杆菌为矿化微生物,以膨胀珍珠岩和陶粒为微生物载体,以水泥浆和偏高岭土浆液为载体包覆材料,通过试验优选有助于微生物释放和保护的载体及其合理粒径、包覆材料,并研究微生物固载对裂缝自修复效果的影响。结果表明:掺入定量的膨胀珍珠岩的水工混凝土试样劈裂裂缝处拉裂面积比更大,作为水工混凝土微生物固载材料时较陶粒更能有效释放矿化微生物;偏高岭土浆液较水泥浆更适合作为载体的包覆材料,其包覆的微生物14 d存活率为86.63%,有效保证了固载微生物的长期活性;对微生物进行膨胀珍珠岩固载和偏高岭土浆液包覆,修复养护90d裂缝最大修复宽度为0.616mm,高于直接内掺的0.453mm,有效改善了混凝土试件的裂缝自修复效果。

京津冀地区PM_(2.5)与CO_(2)的协同控制效应及调控因素研究

京津冀地区面临着二氧化碳(CO_(2))减排和细颗粒物(PM_(2.5))浓度降低的双重挑战,研究该地区CO_(2)与PM_(2.5)的协同控制效应及调控因素演变特征,对其经济高质量发展与环境改善具有重要意义。文章基于2005-2020年人口栅格数据、夜间灯光数据以及统计年鉴数据,利用协同控制效应坐标系法和时空地理加权回归模型评估了京津冀地区CO_(2)排放量和PM_(2.5)浓度的协同控制效应及调控因素作用机制的时空异质性。结果表明:(1)京津冀地区实现CO_(2)和PM_(2.5)协同控制效应的区域呈现上升-下降-上升的变化趋势,在2019年达到最高,最高占比68.15%。(2)第三产业发达、清洁能源丰富或产业布局合理的城市更易实现CO_(2)排放量与PM_(2.5)浓度的共控。(3)产业结构、研发支出、对外开放程度和降雨量为京津冀地区协同控制CO_(2)排放量和PM_(2.5)浓度的主要因素,但这些调控因素的作用存在时空异质性。

农业水权交易发展影响因素分析——基于宏观、中观、微观视角

我国现阶段农业水权交易分散且规模较小,农业水权交易市场活跃度不高。随着水资源供需矛盾的日益紧张,需要激发市场在水资源配置中的决定性作用,进一步为农业水权创造更大的交易空间。农业水权涉及多层级管理制度,却少有从全局到细节不同维度分析农业水权交易发展影响因素的研究,无法具有系统性地推动农业水权交易发展。为此,本文将影响农业水权交易发展的关键因素划分为宏观社会经济、中观市场主体及相互关系和微观交易要素三个维度,定性分析不同维度各因素指标的实质属性以及对农业水权交易发展的影响效果,找准农业水权交易发展的宏观支撑,明确农业水权交易市场的发展思路,进而聚焦到微观交易要素在水权交易过程中的作用,从三个维度分别提出加大农业水权交易政策和多途径推进农村水系连通的建设力度、明确政企角色定位、鼓励农业水权交易与土地实现同步流转等活跃农业水权交易市场的建议,以期为完善农业水权交易市场提供建设基础和思路。

耦合均值-相关性的起重伤害事故致因ZIP模型研究

近些年来,起重伤害事故高发频发,导致了较大的直接经济损失和人员伤亡,受到行业的高度关注。为探究起重伤害事故致因的影响程度,采集2011—2021年376份起重伤害事故调查报告,依据事故致因24Model和系统安全分析法识别事故致因,构建起重伤害事故致因的零膨胀泊松回归模型(Zero-Inflated Poisson,ZIP),并通过Vuong方法和拟合优度检验准则进行检验;综合考虑事故致因发生频次的均值、致因和事故发生的相关性,运用弹性分析方法对事故致因的影响程度进行定量排序。结果表明:ZIP回归模型拟合效果优于泊松回归模型,各事故致因对起重伤害事故的影响程度排序为安全监管不到位C_(6)(T_(k)=1.0221)、安全意识淡薄H_(1)(T_(k)=0.5117)、作业人员违规作业H_(3)(T_(k)=0.4758)、作业人员无证上岗H_(2)(T_(k)=0.2116)、专项施工方案不合格C_(7)(T_(k)=0.1234)和结构构件破坏或连接不可靠M_(3)(T_(k)=0.1045)。研究从事故致因发生频次的均值、致因和事故发生的相关性两个维度刻画事故致因对起重伤害事故的影响程度,为起重伤害事故风险分级管控提供了新的研究思路和方法。

近60年洞庭湖水位演变态势研究

辨析洞庭湖历史水位演变态势对保护湖泊生态系统健康运转以及确保长江中下游防洪安全和水资源利用均至关重要。为了定量评估洞庭湖近60年来水位变化特征、程度及规律,基于洞庭湖鹿角、杨柳潭和南咀水文站19612020年逐日水位监测数据,应用Mann-Kendall检验法、小波分析法、累积距平法、滑动t检验法等方法对洞庭湖水位变化趋势性、周期性、突变性进行分析,进而采用IHA-RVA法综合评价洞庭湖突变年前后各站点水位改变度和整体水位改变度。研究结果表明:(1)19612020年,鹿角站和杨柳潭站年均水位呈上升趋势,南咀站年均水位呈下降趋势;3个站点水位周期性变化较为明显,呈现4~5个时间尺度的周期变化规律,第一主周期为55~56年;鹿角站水位突变年份为1979、2003年,杨柳潭站水位突变年份为1978、2003年,南咀站水位突变年份为2003年,综合确定2003年为3个站点突变年份。(2)通过分析突变前后3个站点的水位、时间、频率、延时和改变率5组32个水位指标改变度,发现杨柳潭站水位改变度大于鹿角站和南咀站,鹿角、杨柳潭、南咀站的整体水位改变度分别为43%、48%、42%,均属于中度改变。该研究可为进一步解析洞庭湖水文情势演变规律以及为长江中下游通江湖泊水资源合理利用和水生态环境保护提供参考依据和数据支撑。

降水产品偏差校正方法在长江子流域应用效果

降水产品的精度受到多种因素的影响,相对于地面站点观测降水表现出不同程度的偏差,需在实际应用前进行偏差校正并评估其适用性。为探寻适用于不同降水产品在长江流域不同区域内的偏差校正方法,评估CMFD、MSWEP和ERA5-Land这3种降水产品在长江流域内3个气候、地形和面积有较大差异的子流域内的适用性,并在此基础上对比使用3类7种方法对日尺度降水值进行偏差校正。结果表明:校正后的降水产品的适用性得到了不同程度的提升,而局部强度缩放与三伽玛分布结合校正法在3种降水产品和3个子流域的校正效果均为最优。校正方法的校正幅度与降水产品在研究区域的适用性存在反相关关系,产品的适用性越差,精度评价指标的改进幅度越明显。研究结果可为后期不同降水产品在长江流域不同子流域的准确应用提供可参考的校正方法。

盾构-矿山法隧道并行施工的相互扰动分析

盾构隧道和矿山法隧道的施工,对围岩扰动的形式和程度不同;并行近接情况下,对彼此的扰动也将不同。以南宁轨道交通地铁1号线百佛区间的盾构-矿山法隧道小净距并行施工为研究对象,根据实际施工进度情况建立监测分析系统,分析了盾构-矿山法施工在竖直和水平方向位移的相互扰动。盾构法隧道后行,盾构的挤推作用,导致先行矿山法隧道拱顶上升、净空收缩;盾构弱化围岩和盾构沉降影响区的作用,导致先行矿山法隧道拱顶下沉、净空扩容。矿山法隧道后行,矿山法隧道侧向卸荷作用,导致先行盾构隧道管片产生管片隆起和净空扩容。研究成果揭示了小净距并行施工时,盾构隧道-矿山法隧道相互间的扰动规律;可以为类似小净距并行隧道施工顺序的选择,及相应辅助施工措施的采用,提供技术支撑。

基于变权重非线性安全度的梯级防洪库容分配方法研究

梯级水库群防洪库容的合理分配与有效利用对汛期水库群防洪减灾和综合效益的发挥起到至关重要的作用。针对梯级水库在防洪库容分配过程中,各水库对整体防洪安全影响的重要程度差异性缺乏有效区分方法,进而导致防洪库容分配不合理的问题,将水库非线性安全度与兼顾水库入库流量、设计防洪库容大小、泄流至防洪控制站传播时间等特征的变权重相结合,提出基于变权重非线性安全度的水库防洪安全度计算方法,同时,考虑梯级各水库和下游防洪控制站的安全,以梯级整体防洪安全度最大和下游防洪控制站超标洪量最小为目标,构建基于安全度的梯级防洪库容优化分配模型,采用差分进化算法对模型进行求解,实现防洪库容的最优分配。将该方法应用于金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝四库梯级防洪库容分配实例,结果表明该方法相较于其他方法,可在不降低梯级整体防洪效果的前提下,描述各水库权重的动态变化过程,通过增加乌东德和白鹤滩水库防洪库容的使用,以减小溪洛渡和向家坝水库防洪库容的使用,使梯级整体在调度期的防洪安全度达到最大。该方法可反映各水库在梯级防洪中重要程度的差异性,实现水库间防洪库容的科学管理与合理分配,为水库防洪优化调度科学决策提供依据。

基于MIKE 11和RKDG模型的两河口水库泄洪风险评估

近年来,全球气温上升加剧了水文循环过程,洪水遭遇事件频繁发生,使河道下游防洪形势进一步加剧,亟需探讨洪水发生时水库泄洪对下游防洪安全的影响。文章利用MIKE 11和RKDG模型评估两河口水库的泄洪风险,结果表明,RKDG模型和MIKE 11模型洪峰流量的率定期和验证期误差均在5%以内,NSE系数大于0.9。RKDG和MIKE 11模型的模拟结果表明,调洪泄流后洪峰流量出现的时间有显著滞后,洪水过程遭遇平均峰现时间延后86.84h和86.88h。本研究结果为水库管理和洪水调控提供了重要参考,有助于优化洪水管理策略,减少洪水灾害对下游区域的影响。

渗流条件下夹层砂土中细颗粒迁移沉积特性试验研究

夹层砂土中细颗粒迁移-沉积问题广泛存在于地下水回灌、堆积体入渗、反滤层设计及注浆等工程中。采用室内一维砂柱试验系统,选取3种典型粒径砂土,开展了2种夹层位置及厚度下砂土中悬浮颗粒迁移-沉积特性试验研究。结果表明:在夹层砂柱中,粒径对细颗粒迁移-沉积过程影响显著。粒径比大于1时,悬浮颗粒穿透曲线峰值更高,在夹层处产生细颗粒沉积量突增现象;夹层位置越靠近注水端,厚度越小,其峰值和沉积突增量越大。粒径比小于1时,悬浮颗粒穿透曲线峰值较低,夹层处无颗粒富集;夹层越靠近出水端,厚度越大,穿透曲线的峰值也越高。试验过程中,悬浮颗粒的迁移沉积会引起渗透系数变化。渗透系数变化过程与穿透曲线变化相对应,过程分为沉积、剥离迁移和动态平衡三种。细颗粒在砂土中以吸附方式沉积,并在吸附处堆积。

水位波动下砂层中颗粒运移及沉积特性试验研究

受大型水利工程调控及季节性降水影响,江河湖沿岸地下水位呈现出周期性变化规律,水位波动是地下水回灌等工程中影响砂层中颗粒运移及沉积特性的重要因素。通过砂层迁移-沉积试验系统开展了颗粒迁移-沉积特性试验,并采用浊度-浓度关系、穿透曲线、颗粒粒径、沉积量、流出液颗粒粒径分布、孔隙水压力及细观观测等方式实现了从宏观到细观、从定性到定量分析颗粒的迁移-沉积规律。结果表明:在相同的波动幅度下,随着水位的不断升高,悬浮颗粒横向上扩散的趋势愈加显著且渗透力作用逐渐增强,颗粒更容易沉积在多孔介质表面或孔隙通道角落中;在不同波动幅度下,注入小粒径颗粒时,随着波动幅度增加流出液浓度及峰值增大,大粒径颗粒与小粒径颗粒呈现相反规律;在相同尺寸的多孔介质中,悬浮颗粒粒径越大相对浓度峰值越低,大颗粒在孔隙中更容易由于筛滤作用发生沉积,从而造成多孔介质孔隙率和渗透性降低。

水工混凝土裂缝的混合微生物自修复试验研究

水工混凝土侵蚀和开裂往往发生在水位波动的干湿交替区,将好氧与兼性厌氧菌混合制备微生物混凝土,可更好适应该区域在含氧量波动变化环境下的裂缝自修复。本文分别以好氧型巨大芽孢杆菌、兼性厌氧型巴氏芽孢杆菌的单一和混合微生物制备自修复剂,通过混凝土试样抗压强度、抗渗性能测试和裂缝修复量化指标分析,评估单一和混合微生物对水工混凝土力学性能和裂缝自修复效果的影响,获得好氧和兼性厌氧微生物的最佳混合比例,通过扫描电镜分析,揭示混合微生物对水工混凝土性能提升的微观机制。结果表明:内掺混合微生物的混凝土试样孔隙结构更加致密,巨大芽孢杆菌与巴氏芽孢杆菌以4:6的比例混合时矿化沉积效果最好,在好氧微生物呼吸作用和兼性厌氧微生物酶化作用协同影响下,混合微生物对水工混凝土力学性能、裂缝自修复效能的提升和改善效果更佳。

基于集合卡尔曼滤波法的清江流域多源融合降水分析

高质量的水文气象观测数据是开展气象和水文灾害监测、预报预警及长期气候变化趋势分析的基本支撑。针对流域尺度内现有融合降水数据空间分辨率低的问题,通过集合卡尔曼滤波(EnKF)融合算法对清江流域33个地面站点和TRMM及CMORPH两种卫星产品的降水数据在日尺度上进行融合,得到了0.05°×0.05°的清江流域融合降水数据MSAP。利用留一交叉验证的方式对卫星降水、地面插值和MSAP融合降水数据进行定量分析,证明EnKF融合算法能从相关性系数R、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE 3个方面改善清江流域降水的精度,并且融合算法改善了卫星数据和地面数据在流域边界部分区域精度低的缺点,展现了EnKF融合算法在降水数据融合中的应用潜力。进一步地,将MSAP与CMFD、ERA5和MSWEP等3种主流再分析数据进行对比,并对1998年汛期清江流域与长江干流四次洪峰遭遇中最大的两次遭遇所对应的场次强降水进行了空间分析。结果表明,在时间尺度上,MSAP数据具有最高的R和最小的MAE及RMSE;在误差的空间分布上,MSAP数据在各站点精度评价指标的空间差异最小,四种再分析数据精度由高到低排序为MSAP>CMFD>MSWEP>ERA5;在历时5日和历时2日的场次强降水过程中,CMFD、MSWEP和MSAP均能在一定程度上反映出暴雨中心,在空间分布和降水量级上,MSAP和CMFD基本保持一致。

重大突发事件的动态协同应急决策

为实现有关重大突发事件应急的科学决策,综合运用协同矩阵、多属性决策理论,建立多部门参与的动态协同应急决策方法。将重大突发事件的协同应急决策问题抽象成多目标优化模型;考虑部门依赖,协同各部门目标,优选初始化应急处置方案;考虑情景分析动态协同决策过程可能出现的变化,如方案评价调整、部门新增方案、加入协同部门、协同部门撤出等,重构突发事件动态协同应急系统拓扑结构,动态修正应急处置方案。研究结果表明:用该方法可根据协同应急决策过程变化,通过更新计算应急处置方案评价,实现应急处置方案的动态调整,从而提高应急决策的有效性。

公共空间导视系统的空间视域模型及其眼动验证

为研究公共空间导视系统的空间视域,考虑人口学统计特征,引入垂直视场角、水平视场角和视域比例等空间视域概念,构建导视系统的视觉空间模型。以某公共客运站为研究对象,根据现场调查结果筛选出旅客购票乘车活动的主流线;兼容被试者的自然状态、准确度和精确度,采用眼动追踪技术观察旅客购票乘车过程的视觉行为特征;提取被试者注视、眼跳、瞳孔等眼动特征值,生成聚类树状谱系图。眼动实验结果表明:导视标识在水平视场角5.69°~19.51°、垂直视场角8.42°~25.73°、视域比例0.45~2.38的空间视域范围内的视觉搜索效率高。设计者宜按此范围对导视系统进行规划布置。

污泥脱水方法及其物理力学效应

以传统水泥固化污泥的研究为基础,提出预压法降低污泥初始含水率,以期使室内制备试样与实际相吻合。通过系列室内试验对比发现,由于预压法保留原始污泥有机质,其液塑限均高于烘干法。两种方法的应力—应变曲线表明:烘干法破坏应变在6.1%,为脆性破坏模式;预压法破坏应变在3.7%,为塑性破坏模式。烘干法初期强度增长较快且后期强度趋于稳定;在固化剂胶结作用与腐殖酸的缓释—侵蚀协同作用下,预压法初期强度增长缓慢,胶结作用大于侵蚀作用。养护至120 d后强度逐渐降低,侵蚀作用大于胶结作用。

不平衡报价跨期选择的多因素交互作用研究

报价人的跨期选择心理特征将直接影响不平衡报价策略,从而影响工程结算额度与经营效益.为揭示不平衡报价决策者的跨期选择心理机制,针对不平衡报价策略制定过程中出现的跨期选择心理效应问题,基于跨期结算组合策略的最大效用原则,并假设报价决策者为有限理性人,引入时间尺度、时间框架、理性水平3个变量,采用23(3因素2水平)设计,通过发放调查问卷方式,对跨期选择的多因素交互作用进行研究.研究结果表明,时间尺度、理性水平及时间框架主效应显著;理性水平与时间框架、理性水平与时间尺度、理性水平与时间框架和时间尺度的交互作用显著.在日期框架中,时间尺度较小时的报价均高于时间尺度较大时的报价;在延迟天数时间框架中,高理性水平报价人在时间尺度较小时的报价低于时间尺度较大时的报价,而低理性水平报价人则相反.研究结果对于增强不平衡报价决策效率、实现理性化决策具有重要的指导意义.