长江下游大型沉井基础局部冲刷计算公式研究

大型沉井基础在长江下游大跨径跨江大桥工程中应用越来越多,基础局部冲刷深度预测是设计时需要重点考虑的问题之一。国内外对桥梁基础局部冲刷做了大量的研究并建立了局部冲刷计算公式,由于长江下游大型沉井基础规模越来越大,原有局部冲刷深度的预测公式存在一定的局限性。在常泰大桥超大沉井基础局部冲刷试验成果的基础上,结合长江下游南京以下跨江大桥沉井基础局部冲刷试验成果,通过量纲分析及多元回归法建立了大型沉井基础局部冲刷计算公式,并应用试验资料及实测资料进行了较好的验证。该公式计算结构简单,可供长江下游大型沉井基础局部冲刷深度估算参考和应用。     

Parameterization of the Ångström–Prescott formula based on machine learning benefit estimation of reference crop evapotranspiration with missing solar radiation data

Accurately estimated reference evapotranspiration (ET₀) is essential to regional water management. The FAO recommends coupling the Penman–Monteith (P-M) model with the Ångström–Prescott (A-P) formula as the standard method for ET₀ estimation with missing R_s measurements. However, its application is usually restricted by the two fundamental coefficients (a and b) of the A-P formula. This paper proposes a new method for estimating ET₀ with missing R_s by combining machine learning with physical-based P-M models (PM-ET₀). The benchmark values of the A-P coefficients were first determined at the daily, monthly, and yearly scales, and further evaluated in R_s and ET₀ estimates at 80 national R_s measuring stations. Then, three empirical models and four machine-learning methods were evaluated in estimating the A-P coefficients. Machine learning methods were also used to estimate ET₀ (ML-ET₀) to compare with the PM-ET₀. Finally, the optimal estimation method was used to estimate the A-P coefficients for the 839 regular weather stations for ET₀ estimation without R_s measurement for China. The results demonstrated a descending trend for coefficient a from northwest to southeast China, with larger values in cold seasons. However, coefficient b showed the opposite distribution as the coefficient a. The FAO has recommended a larger a but a smaller b for southeast China, which produced the region's largest R_s and ET₀ estimation errors. Additionally, the A-P coefficients calibrated at the daily scale obtained the best estimation accuracy for both R_s and ET₀, and slightly outperformed the monthly and yearly coefficients without significant difference in most cases. The machine learning methods outperformed the empirical methods for estimating the A-P coefficients, especially for the sites with extreme values. Further, ML-ET₀ outperformed the PM-ET₀ with yearly A-P coefficients but underperformed those with daily and monthly ones. This study indicates an exciting potential for combining machine learning with physical models for estimating ET₀. However, we found that using the A-P coefficients with finer time scales is unnecessary to deal with the missing R_s measurements.     

雄安新区长历时暴雨强度公式及其设计雨型推求

设计暴雨研究是城市排水防涝工程建设的重要基础。基于1981—2020年雄安新区3个地面气象观测站的降雨资料,对其降雨量和暴雨日数的时间变化特征进行了分析;采用雄县分钟级降雨数据,通过年最大值法选样,为兼顾长、短历时降雨样本的拟合优度,选用P-III型曲线对降雨数据进行理论频率分析,通过MATLAB的高斯—牛顿法求解暴雨强度公式中的参数,最终得到长历时综合暴雨强度公式,根据同频率分析法对雄县1440 min的设计暴雨雨型进行推求。结果表明：雄安新区多年平均降雨量为490.4 mm,暴雨日数为4.4 d;2000—2020年暴雨日数呈增多趋势,尤以大暴雨增多明显,近10 a大暴雨发生日数占暴雨日数的比率最大,为20.8%,较21世纪初10 a大将近7倍。编制的长历时综合暴雨强度公式,可计算5—1440 min任意历时、2—100 a任意重现期的设计暴雨。雄县以5 min为步长的1440 min设计暴雨雨型为单峰型,雨峰系数为0.806,结合所编制的长历时综合暴雨强度公式,可推求任意指定重现期下1440 min的设计雨型。     

实测剖面地层厚度计算方法探讨

实测剖面和地层厚度计算是从事野外地质工作的基本功,以往所使用的计算公式、计算方法和繁琐的查表程序给地质工作者带来许多不便。通过几十年的野外地质工作体验,总结摸索出一套较为简便的计算公式和运算方法。该方法既易于操作,便于在野外和室内使用计算器,提高工作效率,又能提高计算精度。     

边坡临界高度卡尔曼公式之工程应用

对边坡临界高度这一工程地质和岩土工程问题,古典的卡尔曼分析法至今仍有生命力和应用价值。全面归纳了确定一般边坡、直立边坡和具张裂隙边坡的临界高度的卡尔曼公式,并提出了应用这些公式的方法和条件,以工程滑坡、路堑边坡、挡墙基坑和天然危岩为例示范了公式的工程应用。     

均质多面体重磁异常正演计算表达式的一致性

根据重力位、重力异常、磁位和磁异常公式,应用泊松关系,通过严格的公式推导,给出了重力位、重力异常、磁位和磁异常之间的数学关系,从而使重磁异常正演计算表达式包含于简单的规则之中,揭示出均质多面体重磁异常正演理论的一致性。     

基于鱼群算法优化的水质指数普适公式

在选取各项指标的“设定值”基础上，提出了一个适用于多项污染指标的水质评价的幂函数加和型综合指数公式。采用鱼群算法优化公式中的参数，得出优化后适用于多项指标的水质综合评价普适指数公式。公式被应用于多个实例分析计算，并与其它多种评价方法评价结果相比较，结果表明：该公式不受污染物种类和数目多少的限制，计算简便、快速，具有可比性、通用性和实用性。     

基于二元样条函数的DEM传递误差模型

根据两点数值微分公式建立了基于二元样条函数的规则格网数字高程模型(DEM)的表面表达模型,得出了基于二元样条函数的传递误差公式。公式表明,二元样条函数的DEM传递误差与双线性多项式的传递误差相同。但由于样条函数的DEM表面建模误差低于线性多项式的DEM表面建模误差,因此,基于样条函数的DEM表面模型具有更高的精度。     

世界时化地球力学时经验公式的改进

针对计算△TE(由世界时化算至地球力学时的改正值)的经验公式所存在的问题,利用1983年~1998年中国天文年历上登载的△TE数据,建立了新的计算△TE的经验公式;并用其后推算至1980年和前推算至2001年的计算结果,分析了该经验公式的推算精度;最后提出了确保推算精度的措施。     

大地主题解算方法综述

大地主题解算是大地测量中的重要问题,由于椭球的复杂性,随之产生的解算方法也是多种多样。本文分析了大地主题解算的一般方法及其公式的适用范围,指出了它们的特点和不足,讨论了现今常用解算方法存在的问题和进一步的研究方向。