• 2018年第46卷第5期文章目次
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    • >水文水资源与环境
    • 污水灌溉区土壤非饱和带氮分布特征

      2018, 46(5):377-383. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.001

      摘要 (1689) HTML (0) PDF 2.74 M (1932) 评论 (0) 收藏

      摘要:以徐州市铜山区奎河段两岸的农业灌溉区为例,结合当地典型的4种不同种植方式,对非饱和带土壤中的硝酸盐氮和铵氮质量比及其分布特征进行分析。结果表明:土壤中硝酸盐氮质量比为3.8~128.1 mg/kg(平均33.0 mg/kg),铵氮质量比为2.3~5.7 mg/kg(平均3.8 mg/kg);非饱和带土壤中氮主要来自常年施肥和污水灌溉;由于不同种植方式具有不同的施肥和灌溉条件,因此土壤中氮的分布亦不同;在接受地表灌溉和施肥补给之后,硝酸盐氮主要以下渗迁移为主;铵氮在下渗过程中会产生吸附作用,其质量比与土壤中黏土颗粒的含量呈一定的相关性,但在常年灌溉的水稻-冬菜种植点,在表层土中尽管黏土颗粒含量不高,铵氮质量比仍然较高。

    • 基于质心分析的淮河流域降水时空分布特征

      2018, 46(5):384-389. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.002

      摘要 (2133) HTML (0) PDF 2.38 M (2437) 评论 (0) 收藏

      摘要:为定量表征淮河流域降水量非均匀性特征,建立年降水质心时间指标,以概化年内降水过程时间分布,从时域、空域、频域3个维度解析流域近55 a降水质心时间的总体格局与演变规律。结果表明:各典型站点近55 a降水质心时间序列中全部存在28 a的第一主周期;年降水质心时间序列突变年份多发生于1975—1989年,突变主要集中于淮河上中游地区;年降水质心时间序列多呈现不显著的增加趋势,说明流域大部分地区年降水集中期有微弱的后移倾向;年降水质心时间随纬度增加而呈现明显的后推趋势,流域南北地区年降水质心时间可相差20 d左右,经度变化对年降水质心时间没有明显影响;淮河流域暴雨与大雨质心时间普遍迟于其他等级年降水质心时间,流域年降水质心时间对暴雨、大雨较为敏感。

    • 基于DEM的城市易涝点集水特征提取与应用

      2018, 46(5):390-394. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.003

      摘要 (2118) HTML (0) PDF 1.95 M (2790) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善针对易涝点范围建模时缺乏集水区间概念的现象,采用DEM和传统的D8法确定流向和洼地填平,并将易涝点所在洼地视为“真洼地”不参与循环填平计算。选择青岛市胶南区5 m分辨率的DEM对该方法进行检验,结果表明,该方法能准确地识别出社会调查到的18个易涝点中的15个,命中率83%。对18个易涝点对应的集水特征进行提取,并据其对各个易涝点的易积水程度、危险等级进行分析,结果表明,喜鹊山路11号积水点积水深,威胁最大,在所有积水点中潜在危害最高。

    • ArcGIS在水源地污染源强度空间分析中的应用

      2018, 46(5):395-401. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.004

      摘要 (1874) HTML (0) PDF 2.27 M (3021) 评论 (0) 收藏

      摘要:以南京市溧水区方便水库为研究对象,运用ArcGIS对其汇水区域进行子流域划分,同时结合遥感技术对各子流域污染源强度和空间分布进行模拟,确定方便水库各入库河流主要污染源及汇水区域内污染源强度分布情况,然后利用实际监测值对ArcGIS模拟值进行验证。结果表明:ArcGIS技术可直观反映各入库河流汇水面积大小及各污染源强度的空间分布情况;ArcGIS估算值与实测值计算的污染物入库量的误差范围在10%以内。

    • 基于改进型遗传算法的水质溯源问题

      2018, 46(5):402-407. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.005

      摘要 (2025) HTML (0) PDF 1.57 M (2170) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对污染源排放位置、时间、排放总量的问题,以一维物质对流扩散方程和遗传算法理论为基础,构建污染物位置和排放时间的溯源模型。在传统遗传算法的基础上,按照适应度函数值的大小进行排序,引入“权重系数法”的概念,生成产生子代的新规则,优化种群质量,以控制种群进化方向。进一步基于解耦技术,建立了污染源排放总量的优化模型,推求污染源释放总量。试验结果表明,改进后的遗传算法能准确地追踪到污染源的排放位置和排放时间,与传统方法相比,其搜索效率更高,计算更加稳定。

    • >水利水电工程
    • 土工袋防渠道冻胀水-热-力耦合数值模拟

      2018, 46(5):408-417. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.006

      摘要 (1500) HTML (0) PDF 6.21 M (1881) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据水-热-力耦合计算模型,编制相应的有限元计算程序,并结合寒冷地区渠道工程进行数值计算,分析渠道建成后2 a内渠坡的温度场、水分场及位移的分布规律。计算结果表明:渠坡在冻融过程中表现出显著的冻胀、融沉变形特性,且冻胀和融沉变形不可逆;土工袋处理渠道对冻土渠坡具有较好的防冻胀效果,土工袋具有较小的导热性,可以有效减小渠坡内部土体温度受大气温度的影响,从而减小渠坡发生冻胀融沉变化的可能性;土工袋可以抑制毛细水和薄膜水的上升,可减小土工袋层及下部土体中的水分迁移,从而保持渠道内较为稳定的含水量,减小渠坡表层的冻胀量;土工袋具有一定的强度且在自身袋子张力作用下能够抑制部分冻胀变形,从而减小渠道衬砌体由冻胀引起的破坏。同时,渠道表层用土工袋处理后,渠坡内部温度可以较快达到稳定状态,运行2 a后可在地基2 m以下位置形成较为稳定的常年冻结层。

    • 基于分数阶对流扩散方程的悬沙垂向分布

      2018, 46(5):418-424. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.007

      摘要 (1969) HTML (0) PDF 2.89 M (1853) 评论 (0) 收藏

      摘要:为模拟荆江河段的悬移质含沙量在近底区域内异常偏高的分布特性,对比分析了平衡态方程(Rouse公式)、非平衡态方程(韩其为公式)和分数阶方程在描述荆江河段次饱和悬沙垂向分布的适用性。分析结果表明:平衡态方程不能描述强次饱和态悬移质含沙量的垂向分布特性,非平衡态方程在水深大部分区域应用较好但不适用于近底区域,分数阶方程可以较好地描述强次饱和水体含沙量在全部水深区域包括近底层的异常变化,但对公式中新出现的分数阶参数需合理取值。

    • 上游边坡系数对折线型实用堰流量系数的影响

      2018, 46(5):425-432. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.008

      摘要 (1693) HTML (0) PDF 3.05 M (2020) 评论 (0) 收藏

      摘要:为系统地分析无侧收缩折线型实用堰(简称折线堰)上游边坡系数对自由堰流流量系数的影响规律,采用VOF(volume of fluid method)方法和RNG k-ε 紊流模型对下游边坡直立、上游边坡系数依次为0、0.3、0.5、0.8、1.0、1.5和2.0的7个折线堰模型进行数值模拟。数值模拟结果表明,随着堰顶总水头的增加,水面线曲率减小,流量系数增大,同时上游边坡系数对流量系数的影响逐渐减小。采用多元非线性回归方法建立了含有上游边坡系数的折线堰流量系数计算公式,该公式在堰顶总水头一定时,流量系数随着上游边坡系数先增大后减小。

    • 浮体结构对下游水流结构影响

      2018, 46(5):433-437. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.009

      摘要 (1889) HTML (0) PDF 2.14 M (1887) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用物理模型试验研究流动水域中浮体结构对下游水流流动结构的影响,对不同长高比浮体结构及其在不同水位差条件下浮体结构下游水流结构特征断面的流速分布、流速不均匀系数以及回流区长度进行分析。结果表明:浮体结构体型的变化对流速分布及流速不均匀系数的影响并不明显,水位差对两者均有较大的影响,其影响随着水位差的增大而增大;回流区长度受浮体结构体型以及水位差影响均较敏感,在实际运用中,应该主要关注水位差变化引起的水流流动结构的变化。

    • >土木工程
    • 基于便携测温测厚仪的沥青摊铺质量可视化实时管理

      2018, 46(5):438-444. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.010

      摘要 (1928) HTML (0) PDF 3.60 M (1716) 评论 (0) 收藏

      摘要:为避免公路沥青路面施工过程中施工温度和摊铺厚度数据记录的人为因素干扰,研制了用于沥青摊铺厚度、施工温度测量和同步定位的便携式测温测厚仪。为实现沥青摊铺质量可视化实时管理,构建了公路施工三维可视化模型,提出了监测信息三维网络可视化集成模型,并基于该便携式装置开发了网络环境下公路路面沥青摊铺厚度温度可视化实时管理系统。应用该系统对天津某高速公路沥青摊铺进行监控,除极少数测点的摊铺厚度和初压温度之外,摊铺温度和终压温度合格率均达到100%。工程应用表明,路面沥青摊铺厚度和施工温度得到良好控制,该系统有助于提高沥青路面摊铺质量管理的效率与水平。

    • 基于分形模型的黏性沉积物侵蚀临界剪切应力及其验证

      2018, 46(5):445-450. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.011

      摘要 (1730) HTML (0) PDF 2.85 M (1763) 评论 (0) 收藏

      摘要:为在黏性沉积物表面侵蚀模型中考虑团粒粒径分布的影响,基于黏性沉积物团粒结构的分形模型,建立黏性沉积物表面侵蚀的临界剪切应力与团粒粒径及有效密度的理论关系。结果表明:黏性沉积物表面侵蚀的临界剪切应力是团粒粒径和有效密度的幂函数,幂函数的指数是黏性沉积物团粒分维的函数;与Kranenburg模型、Son模型相比,基于分形模型的临界剪切应力模型更加合理,与试验数据更加接近。

    • 点云格网化滤波方法及其在隧道变形监测中的应用

      2018, 46(5):451-457. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.012

      摘要 (1604) HTML (0) PDF 4.88 M (1812) 评论 (0) 收藏

      摘要:将三维激光扫描技术应用于地铁隧道变形监测,针对点云数据的预处理问题,研究基于小波分析的点云格网化滤波方法。结合南京地铁隧道扫描点云数据及其特性,分析和选择合理的插值方法对隧道点云进行格网化处理,采用小波变换对格网点数据进行异常值探测,采用小波阈值去噪对格网点数据进行整体去噪,获得滤波后的点云并进行封装对比,获得了很好的滤波效果。

    • >机电与信息工程
    • 基于GPU的并行拟牛顿神经网络训练算法设计

      2018, 46(5):458-463. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.013

      摘要 (1801) HTML (0) PDF 1.42 M (2128) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对人工神经网络训练需要极强的计算能力和高效的最优解搜寻方法的问题,提出基于GPU的BFGS拟牛顿神经网络训练算法的并行实现。该并行实现将BFGS算法划分为不同的功能模块,针对不同模块特点采用混合的数据并行模式,充分利用GPU的处理和存储资源,取得较好的加速效果。试验结果显示:在复杂的神经网络结构下,基于GPU的并行神经网络的训练速度相比于基于CPU的实现方法最高提升了80倍;在微波器件的建模测试中,基于GPU的并行神经网络的速度相比于NeuroModeler软件提升了430倍,训练误差在1%左右。

    • 基于模糊校正的深度时序信息安全评估算法

      2018, 46(5):464-470. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2018.05.014

      摘要 (1493) HTML (0) PDF 1.42 M (1730) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有信息安全评估算法对多专家主观态度偏差的处理不足,并且传统时序机器学习模型无法应对时间段内偏差积累等问题,提出一种基于深度模糊校正的深度时序信息安全评估算法。该算法首先通过三角模糊函数构建专家模糊评估指标,并采用改进的加权DS证据推理校正指标,然后创建损失和可能性矩阵特征,最后使用深度时序网络评估信息安全。在MIT数据集上进行了仿真实验,实验分别分析了特征是否能够应对多专家冲突,以及评估算法的正确率,鲁棒性和时间效率等指标。实验结果表明,本文提出的算法拥有更强的模糊评价能力,对专家间的冲突意见处理能力更强,在时序上的信息安全评估更准确,鲁棒性更高,但是算法效率却得到了保持。


年第46卷第5

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