GIS帮助音乐之城抢修电网

田纳西州首府纳什维尔被称为美国“音乐之城”,尤以”温暖灵魂”的乡村音乐闻名,从那里走出许多知名歌手。遗憾的是,这座城市饱受灾害性天气困扰,城市电力系统屡屡遭受重创,时常处于断电状态中的居民转而唱起“忧郁蓝调”。近年来纳什维尔电力服务公司引入GIS技术,不仅有效提高了应急抢修的效率,还极大地改善了电网的日常运行维护,“音乐之城”歌声温暖依旧。     

气温变化对用电负荷影响的分析

以电力缺乏的浙中地区金华市近两年的用电负荷为基础,从气象角度出发,通过气温变化对用电负荷的影响,高温灾害与用电故障关系的分析,揭示气温变化与电力调度关系的重要性,并提出有针对性的措施和建议.     

基于RS和GIS的农业土地利用污染分析

农业已被确认为地表和地下水最主要的非点源污染源，而土地利用方式又是影响非点源污染的关键性因素。大规模的土地利用与开发、化肥与农药用量的增加、规模养殖业的发展、生活垃圾的增加等，这些非点污染源严重威胁水体质量，进而影响到人们的生活。为了更好地预测和控制、管理非点源污染，必须研究其负荷定量化问题。本文从以上几方面入手，讨论了非点源污染与农业土地利用方式之间的关系，利用组件GIS技术，以网格为评价单元，实现非点源污染负荷的定量计算及可视化分析。文章最后以上海市松江区作为研究区域，对该区的污染情况进行了分析。     

极端洪水导致的湖泊水位抬升和氮磷输入增加对苦草(Vallisneria natans)的复合影响

据全球气候变化模型预测,未来极端洪水事件将呈现增多和加剧态势。极端洪水对沉水植物功能性状、生长发育状况及整个生态系统均有深远的影响,研究极端洪水对沉水植物生长发育的影响对理解和预测气候变化过程中水生态系统的变化具有重要意义。本文针对极端洪水事件引起的水位急剧上升和营养负荷量增加双重效应,在实验周期90 d内设置对照(水位保持75 cm)、2种极端洪水条件(水位在第1天从75 cm快速上升至150 cm + NP输入、水位从75 cm逐步上升至150 cm + NP输入)以及水位保持75 cm + NP输入4项处理(后3项处理中营养输入总量相同),研究了极端洪水对沉水植物苦草(Vallisneria natans)生长、繁殖对策及生物量分配的影响,实验过程中还同步监测了浮游植物、附着藻类和水体营养状况(TN和TP)。在苦草的17个测定指标中,只有根生物量分配和有性繁殖分配在4个处理下无明显变化。从水位的单独作用看,相对于营养增加且水位恒定的处理,两种洪水条件(水位急剧上升和逐步上升)均降低了苦草的分株数、叶片数、间隔子数、间隔子总长、最大根长、花果数以及各器官生物量和总生物量,促进了人工基质表面附着藻类的生长。水位急剧上升时,植株对间隔子的生物量投资倾向于最小,而株高和植株对叶的生物量投资倾向于最大。从营养负荷的单独作用来看,相对于对照组,营养增加且水位恒定的处理中水体N浓度显著增加,促进浮游植物和苦草表面附着藻类的生长,但是从二者的Chl.a浓度来看,浮游植物遮光作用相对较大,抑制了苦草叶、根和间隔子的生长,但有性繁殖生物量无明显变化。从水位和营养负荷联合作用的模式来看,水位上升和营养负荷两个环境因素的联合作用会使入湖营养负荷加强水位上升对沉水植物生长的影响效应,二者的联合作用使叶、根、间隔子和有性繁殖生物量均大大降低。因此,极端洪水对沉水植物的不利影响较大,一方面水位抬升会直接影响沉水植物,另一方面会通过浮游植物间接影响沉水植物生长发育。     

LSTM在宜昌短期电力负荷预测中的试验应用

利用宜昌市历史气象数据、电力负荷数据以及日期类型数据等建立LSTM网络模型,通过逐步调优试验评估,提出适用于宜昌电力负荷预测的LSTM网络模型方案。利用过去48h的历史气象资料、电力负荷资料以及节假日类型资料对当前时次的电力负荷预测效果最好,平均绝对百分比误差可达到1.79%;对一天24h各时次的负荷进行直接预测时,宜选用过去72h的历史资料及51个隐藏层单元,其预测效果最好,但效果仍远不如对单一时次的预测;利用提出的模型分别对选取的三个个例进行单时次滚动预测及24h直接预测检验,结果显示预测效果均较好,平均MAPE均在2%以内,表明提出的预测模型具有一定的可行性。     

气象因子对夏季最大电力负荷的敏感性分析

利用2016—2018年武汉夏季(6—9月)逐15 min电力负荷以及同期逐日气象数据,分析最大电力负荷变化特征及与气象因子的相关关系。利用逐步回归和双隐含层BP神经网络算法,建立了武汉夏季最大电力负荷的预测模型。结果表明:平均温度、平均最高温度、平均最低温度与气象电力负荷存在显著的正相关,其次是日照时数。前1 d最大电力负荷与当日最大电力负荷的相关性最好,当日电力负荷对前1 d温度的平均和舒适度指数的变化最为敏感。以历史电力负荷和气象数据为联合预报因子,逐步回归和BP神经网络算法对武汉夏季最大电力负荷具有较好的模拟效果,尤其是对持续高温造成高位运行的最大负荷模拟。当敏感性在10%以内时,逐步回归算法中气象因子正的贡献要小于负的贡献,BP神经网络算法中气象因子正的贡献要高于负的贡献;当敏感性高于10%时,两种算法中气象因子均为正的贡献。     

海潮负荷对沿海地区宽幅InSAR形变监测的影响

海岸带地区是全球自然生态环境最为复杂和脆弱的地域之一,合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术可以为全球人类活动、气候变暖和俯冲带剧烈构造运动等背景下的大范围海岸带地理环境变化研究提供重要观测资料.海洋潮汐导致固体地球长周期形变,波长尺度为10²~10³ km的海潮负荷引入mm级至cm级的形变梯度,此类非构造信号对海岸带InSAR精密形变分析（如：大范围、微小、缓慢且非稳态构造过程等）造成显著影响.本文以宽幅模式SAR数据为例,基于多种海潮模型研究了全球典型海岸带地区（福建、智利和阿拉斯加湾）海潮负荷效应对宽幅InSAR形变监测的影响,给出了宽幅InSAR海潮负荷三维分量估计与差分相位提取方法,并进一步讨论了基于不同海潮模型估计海潮负荷位移的差异.海潮负荷影响不仅与研究范围大小有关,其形变梯度变化与研究区域地形特征存在强相关,对于长波长形变分析而言,传统平面或者曲面拟合方法难以有效分离海潮负荷位移.

     

Experimental Investigation of Irregular Wave Uplift Force on Deck of Exposed High-Pile Jetties

A laboratory setup was developed to investigate irregular wave uplift loads on exposed high-pile jetties.It is shown that the dimensionless uplift load increases to the maximum with an increasing relative clearance and then decreases.The relative clearance corresponding to the peak force is linked to a range from 0.4 to 0.8.When the relative clearance exceeds a certain value,the wave can not reach the underside of the deck and the force becomes zero.Distinct trends of dimensionless force with a relative width of deck show that the force tends to decrease as the relative deck width increases,and then the decrease slows down after the relative deck width increases or decreases to a certain value.The pressure distribution length associated with the maximum uplift force is equivalent to the wave contact width x.When x is larger than the width of deck B,it is taken as B.The statistical distribution of loads obeys the Weibull distribution.The results from the analyses of the real data suggest a new dimensionless prediction model on wave-in-deck uplift loads and the conversion ratio between wave loads at different exceedance probabilities.A comparison is made between the new prediction model and the existing widely used three prediction models.These results are used as useful references for structural design of the jetty.     

城市次降雨径流污染负荷计算方法

城镇地表径流污染是地表水体污染的主要原因,也是城镇河流的主要污染源之一,其识别和控制是目前城市水环境治理的重要内容。沙河是长江的二级支流,流经宜昌市某区,水体水质较差。以该区为研究对象,将其分为不同下垫面,通过监测次降雨不同时段各种下垫面地表径流中污染物浓度,建立地表径流污染物负荷估算方法,估算地表径流中污染物负荷量,为城市非点源污染削减和城市河流污染治理提供依据。     

潮汐效应对沿海多条带时序InSAR地表形变监测的影响

潮汐效应对沿海大范围、高精度的合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)技术地表形变监测的影响不可忽略. 潮汐效应中的固体潮(Solid Earth Tide, SET)位移和海洋潮汐负荷(Ocean Tide Loading, OTL)位移会在时间和空间域上对沿海大范围InSAR地表形变监测产生分米级的误差, 而且不同条带中地表潮汐形变时空差异性会对多条带InSAR影像拼接产生较大误差. 本文针对沿海地区多条带InSAR形变时序, 重点分析了潮汐效应在不同条带InSAR地表沉降监测中的影响, 并采用多种潮汐位移估计方法对多条带地表潮汐形变进行改正. 结果表明, 研究区域不同条带时序InSAR中地表潮汐形变具有较大的时空差异性, 其造成沿海地区相邻条带时序InSAR地表沉降速率差异能达到1~2 cm·a^-1; 通过固体潮模型、海潮负荷模型或GPS参考站网海潮位移改正, 能够消除不同条带中地表潮汐形变时空差异性对时序InSAR形变结果拼接产生的空间高阶非线性误差, 弥补了传统拼接方法在拟合潮汐位移偏差的不足. 在大气延迟误差改正的基础上, 时序InSAR形变残差的标准差(Standard Deviation, STD)由潮汐改正前的2.3 cm减少至0.75 cm; 本文研究揭示了沿海地表潮汐形变改正对多条带时序InSAR形变结果拼接的重要性, 可大幅提高沿海地区广域时序InSAR地表形变监测的精度.