渠道分水扰动可预知算法设计与仿真

维持控制点水位稳定是保证输水渠道安全有效运行的前提.以控制点水位偏差为主要抑制因子,基于线性二次型(LQR)指标,构建了渠道系统水位偏差、偏差变率和流量控制的全状态空间模型,将加入预测模块的线性二次型算法在渠道系统的全状态空间中进行分析和综合,提出了扰动可预知模型的构造方法.通过脉冲响应测试来加深对算法结构的理解,使用南水北调中线电子渠道平台对算法有效性进行验证,验证结果表明,该算法在渠道运行工况改变后,仍能够维持渠道的稳定运行,算法设计极具潜在的应用价值.     

庄河灌区渠道运行管理存在问题及对策探析

混凝土防渗渠道广泛利用可节约水资源,减少渠道的淤泥清理工程量,提高灌溉效果。本文以辽宁庄河灌区为例,对混凝土防渗渠道的运行及管理进行系统分析与研究,可以看出:庄河灌区灌溉面积大,渠道分散,田间渠道管理难度逐渐增大,存在部分灌溉区渠道渗水严重,灌溉用水利用率不高,灌溉效果不理想,渠道运行管理细则多、人员分散,资金投入不到位等诸多的问题,应采取科学方法合理安排渠道用水管理,加强渠道观察监测、合理安排冬季运行时间等措施加强运行管理,为类似灌区渠道运行管理提供参考。     

渠道非恒定流水力学响应研究

输水渠道中的水位将随流量的改变而产生波动,且由一种恒定流状态过渡到另一种恒定流状态需要经过一段稳定的时间。这一水力变化过程与渠道自身的结构特性、渠道运行方式的选择和流量变化的幅度、速率有关。通过对渠道中的非恒定流进行数值模拟,对不同情况下渠道的水力学响应进行了研究。     

大洼灌区渠道防渗抗冻胀设计技术分析

大洼灌区位于辽宁盘锦市的南部,地处大辽河最下游右岸,灌区东邻大辽河,南与营口市隔河相望,西临辽河,北与盘锦市兴隆台区相接壤。以大洼灌区为例,采用渠道防渗抗冻胀衬砌技术,从减少渠系输水损失和提高田间水利用效率等方面解决现状问题,提出设计对策及防治措施,对于提高灌溉水利用率,增加水稻产量,减少氮肥施用量,改善稻米品质,保证粮食安全和农业可持续发展具有重大意义。     

渠道纵横断面设计的混合动态规划法研究

提出了渠道纵横断面设计的定性定量混合系统动态规划模型,其计算方法综合考虑了各渠段纵横断面设计参数、渠道断面形式、衬砌方式和梯级泵站的位置、个数、扬程的优化规划问题.为类似的系统优化问题提供了新途径.     

新疆渠道衬砌工程抗冻胀模式的选择及实施探讨

由于地理环境的影响,导致新疆地区渠道衬砌工程一直遭受到冻胀的危害。实际施工过程中,一方面需要投入大量的资金用于渠道衬砌工程的维护上,另一方面又因为冻胀的干扰需要不断进行维护。这种局面之下导致新疆的水利工程效益大大下降,已经严重影响了新疆灌区的发展。因此,解决冻胀问题就成为了当下的重点内容。以新疆地区为例在,分析了影响新疆渠道衬砌工程冻成的因素与冻胀的具体破坏机理,结合新疆的实际情况选择最合适的抗冻胀模式,总结其具体应用效果,旨在为新疆的渠道衬砌工程建设提供更加具有意义的理论参考。     

混凝土U型渠道外倾角设计的实践与探索

石堡川灌区在支渠防渗衬砌工程中,合理选用U型渠道12°外倾角的设计方案,通过十多年的实践、探索,取得了非常显著的成效,为灌区渠道的安全运行和提高渠水利用系数发挥了重要作用。     

渠道抗冻胀垫层设计方法研究与数值模拟

基土换填是常用的抗冻胀措施。目前非冻胀性土缺乏科学标准的定义,换填厚度基本按照经验公式和工程类比确定,不尽科学合理。在对垫层抗冻胀机制的分析基础之上,根据层状土毛管水土水势理论给出了垫层材料的选择依据,结合热阻等效原理在考虑了衬砌结构允许位移的基础上给出了渠道垫层厚度的计算公式,并根据传统算法与该方法对山东打渔张北干渠弧形坡脚梯形渠道进行抗冻胀垫层设计;同时采用ANSYS有限元软件对渠道铺设垫层前后进行热力耦合数值模拟。研究表明,垫层通过改善水分场、温度场削弱了冻胀发生的因素;该垫层算法比传统算法合理、工程造价较低。数值分析表明,渠道冻胀量、冻胀力明显被削减,其中对阴坡的削减可达90%以上。     

基于线性二次型的多级联输水渠道最优控制

灌溉输配水是水联网链路的重要环节,其自动控制水平直接影响着水联网效率和风险控制能力,对实现水资源高效管理与利用有重要意义。通过变化输水渠道线性积分时滞控制模型,建立了多级联渠道离散时间状态空间方程,基于线性二次型理论设计最优状态反馈控制器,利用MATLAB求解和SOBEK模拟进行了验证。在甘肃省昌马南灌区多级联渠道运行过程优化控制的模拟结果显示,线性二次型算法能够使控制点水位较快恢复并稳定在设定值,控制过程动作与水位波动次数少、幅度小,效果远优于常规分布式PI反馈控制。线性二次型算法能够应对多级联渠道时滞、耦合特性和一般未知取水扰动,实现可靠供水服务和有效运行控制。目前算法仅采用反馈控制,尚无法应对过大未知取水扰动,还有进一步改进空间。     

复杂防洪系统联合优化调度模型

建立以水库群系统安全度最大、行蓄洪区系统损失最小为目标函数,将河道堤防安全行洪考虑为约束条件的复杂防洪系统多目标递阶优化调度模型(MoHOOM),以行蓄洪区总分洪流量为协调变量,将河道水流连续方程解耦,基于大系统分解协调法建立协调层和基于粒子群算法求解底层子系统优化问题,形成三级递阶分解协调结构和相应求解方法。以淮河中游防洪系统为背景进行了实例研究,给出了水库群泄流和行蓄洪区分洪最优方案,在相同初始计算条件下,优化模型结果比实际调度降低了鲇鱼山和梅山水库0.37和0.01的安全度指标,减小下游蒋家集和润河集河段超过安全泄量以上100 m3/s和720 m3/s的洪峰流量,启用南润段行洪区致损1 256.1万元;比规则调度降低了鲇鱼山和梅山水库0.24和0.21的安全度指标,减小下游蒋家集河段超过安全泄量以上750 m3/s的洪峰流量,避免南润段行洪区损失341.6万元。模型有利于挖掘上游水库群的防洪能力,在保障河道堤防安全行洪条件下,减少下游不必要的行蓄洪区分洪损失,以系统全局寻优方式进行复杂防洪系统联合调度。     

基于Android的外业核查系统设计与应用

地理国情普查的目的是全面获取地理国情信息,掌握地表自然、生态以及人类活动基本情况。本文利用Android操作系统的java开源技术,通过移动设备的二次开发,实现了地理国情普查外业核查系统,该系统实现了样本采集、路径数据的存储、地理信息数据的采集等功能,使得外业核查工作的自动化程度大幅度提高,从而有效的减轻了劳动强度,提高了工作效率。     

水库防洪优化调度的恒定出流模型及应用

现行水库洪水优化调度数学模型存在泄流闸门开度不断调整及时段间流量突变的问题。针对这些问题,将水库防洪优化调度数学模型分为时段内出库流量线性变化的瞬时出流模型和时段内出流不变的恒定出流模型。对于1个水库和1个防洪控制点所组成的基本防洪系统,应用矩形入流条件的河道洪水演进方法,以时段内恒定的出库流量为决策变量,构建水库防洪优化补偿调度数学模型。实例计算结果表明:恒定出流模型比瞬时出流模型占用的防洪库容减小0.05%~0.18%、最大下泄流量有增有减,即恒定出流模型既不劣于瞬时出流模型,也能很好地解决瞬时出流模型存在的问题。同时,实例揭示的水库二次补偿调节比等蓄量调度方式减小防洪库容10.6%,为确定水库的防洪库容提供了新的方法。     

Space operation system for Chang’E program and its capability evaluation

Space operation for China’s first lunar exploration program, Chang’E will be provided by the S-band aerospace Telemetry, Tracking and Command (TT&C) network designed for China’s manned space program. This is undoubtedly a great challenge to the ground TT&C system. The largest antennas of China’s S-band aerospace TT&C network has an aperture of only 12 m. A series of technical measures have been taken into the designing of the spacecraft-ground TT&C system to ensure that such antennas can communicate with Chang’E-1 lunar probe 400,000 km away. These include installation of high-gain directional antennae and medium-gain omni-directional antennae for the probe, adding channel encoding to the downlink channel, using both high and low data rates for information transmission and upgrade and design of ground equipment terminals. Among them, the omni-directional antenna will operate in the earth-ground transfer orbit phase and the directional antenna will operate in the lunar orbit phase. These measures satisfy the spacecraft-ground link and program design requirements. To provide accurate navigation for the probe during its Earth-Moon flight and initial lunar orbiting flight, China’s VLBI system designed for astronomical observations, will also be used besides the ranging and range rate measurement capabilities of the S-band TT&C network. The purpose is to provide 100 m accuracy in position determination during lunar orbit. This paper describes the system design, technical challenges, solutions and capability evaluation of space operation for Chang’E-1.     

深井钻进时井底参数自动遥控系统研究与探讨

利用地面仪表显示的井底数据来指导和优化钻井工艺和操作流程是钻井工程常采用的做法。然而有些井底数据与井底的实际情况有较大差异,井越深,这种差异越大,特别是超深井钻进时更是如此,最终会影响钻井技术经济指标的提高。因此,如何准确测量井底参数并传输到地表进而对这些参数进行相应调控是深井安全高效钻进急需解决的关键难题之一。本文介绍了俄罗斯研究人员提出的深井井底参数自动遥测和控制系统,对井底钻井液压力、井眼方位角、顶角和钻头轴载等井底参数测量、组合传输和自动控制细节进行了分析。这些自动测量和控制系统的设计思想和实施方案对今后我国深井、超深井特别是计划中的13000 m特深井钻进具有一定的参考价值和借鉴意义,值得我们关注。     

矿产资源储量登记业务及网络系统架构分析与设计

通过对矿产资源储量登记管理业务流程的分析,分别论述了储量登记管理核心业务模型;结合数据关系模型和系统功能设计,并根据系统用户实际业务和层次关系,利用计算机网络技术,分析设计了矿产资源储量登记管理网络系统的架构。在现实系统研发中利用WEBGIS技术实现了对矿产资源储量登记空间信息的管理与查询。     

城市供水系统多水源联合调度模型及应用

从城市供水系统的关键元素出发,通过系统网络拓扑分析,构建了"水源—水厂—分区用户"三层供水系统网络拓扑结构;基于此拓扑结构和兼顾整个供水系统的社会效益和供水成本两个调度目标,建立城市供水系统的多水源联合供水优化调度模型;利用NSGA-II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II)算法进行模型求解,并给出最佳均衡解的选择规则;将该模型应用于南水北调中线一期工程通水后的天津市供水系统.实例研究结果表明,该模型实现了天津市不同来水丰枯组合情景下多种水源的合理分配,能够为决策者提供均衡社会效益与供水成本的详细供水方案,还可以在一定程度上反映出供水系统存在的工程问题,可为保障城市供水安全提供技术支撑.如最不利典型年来水情景下,总可供水量(14.73亿m3)大于天津市总需水量(13.77亿m3),但由于供水工程能力限制,特定供水规则下推荐的社会效益与供水成本折中方案的缺水量为2.44亿m3、总供水成本为32.6亿元.     

有限供水条件下水库和田间配水整合优化调度

针对多水源多作物灌区,研究有限供水条件下灌区优化配水问题。模型中既考虑水库优化调度,又考虑田间优化配水。模型思路:根据灌区水土资源分布状况,将全灌区划分为多个子区,每个子区种植有若干种作物。如果把每个子区每种作物所在的田块看作一个土壤水库,则可采用水库群调度的方法研究这类灌区优化配水问题,文中采用的是优化控制方法。为了证明模型的正确性,同时建立了3个模型。模型1:既不考虑水库优化调度又不考虑田间优化配水;模型2:只考虑水库优化调度;模型3:只考虑田间优化配水。实例计算表明,整合调度模型能产生较多的效益(特别在干旱年份),优化控制方法计算性能良好。     

华熊亚热柱-幔枝构造体系及其控矿作用

文章讨论了华(山)-熊(耳山)地幔亚热柱范围内形成的小秦岭、崤山、熊耳山、鲁山等幔枝构造,以及幔枝构造的形成、演化及其与成矿的关系.总结出Au-Ag-Mo-多金属和Mo-W-Fe-Au-多金属等2个成矿系列.尽管研究区展布有石英脉型、构造蚀变岩型、斑岩型等不同类型的热液型矿床,但它们均受幔枝构造活动制约,进而较好地解释...