摘要：为提高引黄灌区水源含沙提水泵站进水结构流场稳定性,对泵站原型(泥沙淤积前)进水结构设计参数进行耦合协同优化。选取甘肃省景电灌区典型正向进水泵站为研究对象,确定流场特性评价指标与进水结构设计参数,基于仿真智能算法(PSO-BPNN)和多岛遗传算法(MIGA)构建PSO-BPNN-MIGA耦合优化模型,通过Realizable k-ε湍流模型耦合考虑相间滑移的Mixture多相流模型对最优方案进行模拟。由耦合优化模型得到的最优设计方案(OPT)为:扩散角θ=26.30°、总宽度B=26.46 m、底部纵坡i=1∶2.3、悬空高度C=1.05 m、淹没深度h_(s)=1.38 m、后壁距T=0.57 m;OPT方案评价指标预测值和计算值的偏差率均在10.00%以内;OPT方案下泵站进水结构内未出现明显旋涡回流区,泥沙淤积强度和淤积范围明显减少、水流流速较小、流线较为均匀。优化模型在泵站原型进水结构协调优化中较为可靠,可实现参数区间内的全局连续寻优,所得最优方案整体优化效果较好。本文提出的研究思路与方法可为类似泵站工程设计参数耦合协同优化提供参考方法借鉴。

摘要：寒旱区输水渠道防渗衬砌结构极易发生冻胀破坏而影响灌区供水安全和稳定运行。为提高湿陷性黄土地基渠道的抗冻胀性能,以宁夏固海扬水灌区衬砌渠道为例,通过分析原型渠道冻胀破坏特征,基于提高防渗体抗冻胀变形能力的思路,提出了三种不同边坡系数、断面结构形式和边坡筑构材料的防渗结构优化方案,并应用ABAQUS软件,分别计算分析了不同方案的衬砌结构受热力耦合作用下的冻胀变形特征与受力状态。结果表明,在湿陷性黄土地区,弧底梯形渠道的抗冻胀性能普遍优于梯形断面渠道;在渠道防渗衬砌体基土之间加设一定厚度的水泥砂浆垫层,能有效减弱衬砌结构在冻胀作用下的应力集中现象;适当减小渠道边坡系数能有效减少渠道内的冻胀应力峰值;在三种衬砌改造结构中,其峰值应力减幅分别为70.49%、63.36%、27.68%,最大冻胀量降低率分别为7.70%、5.05%、-2.82%,选取边坡系数为1∶1.75的弧底梯形断面型式,并在混凝土防渗面板与基土间设置水泥砂浆垫层时,其抗冻胀效果最佳,可在同类地区推广应用。该研究结果为跨越湿陷性黄土地基的灌区渠道结构改造提供参考,也可为同类地区渠道的防冻胀设计提供依据。

摘要：生育后期早衰是影响花生荚果充实度及产量、品质的重要因素之一.由于花生本身“上花下果”的生长特点导致追肥不便,进而加剧花生在生育后期早衰.为减缓花生生育后期早衰,论文探索缓释氮肥与普通尿素混合施用对花生后期干物质积累、叶片生理、根系形态、产量、品质及氮素利用效率等的影响.研究结果为:收获前同一氮肥量处理下,花生品种花育62和远杂9102在两年间总体表现为混合施肥处理下总干物质量、根干物质量、PIabs、根表面积、根瘤数、产量、品质和氮素利用效率高于普通施肥处理.由此可知,与单施普通尿素相比,适宜的缓释氮肥及普通尿素掺混施用促进了花育62和远杂9102后期叶片光合作用,显著改善了花生生育后期根系形态及根瘤数,提高了氮素利用效率,延缓了花生衰老,从而促进了花生高产.但不同土壤肥料条件下,不同品种的内在增产机制存在一定差异.该研究结果为提高氮肥利用效率与增加花生产量提供了理论依据.

摘要：针对车辆边缘计算系统中的计算资源管理问题,提出一种基于李雅普诺夫随机优化的计算卸载与资源分配方案.构建在保证任务量及长期能耗约束下的车辆用户服务时延最小化优化问题,利用李雅普诺夫随机优化理论将优化问题分解.在本地计算资源分配子问题中,通过求解线性问题的方法,得到最优本地计算CPU频率;在计算卸载子问题中,利用数值优化求解得到最优发射功率.借助李雅普诺夫随机优化中的漂移惩罚方法,设计一种低复杂度的联合计算卸载与资源分配算法,通过同时控制卸载决策、本地计算CPU频率和计算卸载的发射功率,实现整个车辆边缘计算系统中车辆用户的服务时延最小,提高车辆边缘计算服务质量.仿真结果验证了所提出算法的有效性.

摘要：选取南水北调中线工程河南省受水城市为典型研究区域,综合运用市场价值法、替代工程法和等效替代法等对南水北调中线工程河南省受水城市2008—2019年地下水生态系统服务价值进行评估。结果表明:河南省11个受水城市中,地下水生态系统服务价值最高的是郑州市,变化较为稳定的是平顶山市、漯河市和许昌市,变化最剧烈的是鹤壁市。郑州市2019年地下水生态系统服务价值为213.17亿元,其中,调节服务价值最高,支持服务和供给服务价值次之,社会服务价值最低;在各指标中水源涵养指标占总价值比例最高,预防地面沉降指标次之,科研教育指标占比最小。河南省受水城市2008—2019年多年平均生态系统服务价值为1030.37亿元,变化趋势为先下降后上升,转折点出现在2013年,原因是地下水压采、南水北调中线工程置换地下水、植树造林、水土保持等措施增加了地下水资源量。研究结果可为南水北调中线工程受水城市生态环境效益评价及地下水保护提供参考依据。

摘要：由于西北地区衬砌渠道在冬季受冻胀土体挤压破坏发生渠道渗漏,加之湿陷性黄土遇水易下沉导致以湿陷性黄土为地基的衬砌渠道冻害情况复杂。针对这一问题,研究以宁夏固海灌区改造前后的东一支干渠为原型,通过分析渠道改造前后受冻胀破坏的劣化规律以及混凝土材料塑性损伤本构,建立了简化的渠道三相耦合数学模型。考虑湿陷性黄土力学特性和渠基土与衬砌板之间的接触行为,基于实测数据采用ABAQUS软件构建改造前后衬砌渠道热-力耦合数值模型,分别进行模拟并对比分析其冻胀的具体情况和变形规律。通过对比两个耦合模型模拟的3个物理场,结果表明:改造后的刚柔衬砌渠道冻害情况得到了大幅度的改善,在一定程度上避免了出现应力集中的情况;将改造前的现场数据与研究结果相比较,验证了数值耦合模型的准确性和可行性,模拟得出的热-力-位移3个物理场能够较好地反映实际衬砌渠道的冻胀机理,为灌区渠道冻胀破坏治理与改造设计提供参考。

摘要：为探索泵站进水结构设计参数对进水结构流场特性的影响,选取甘肃省景电灌区某典型泵站进水结构为研究对象,利用超声波多普勒流速仪获取前池流速,同时引入逆向工程技术,构建淤积条件下进水结构(以下称原位进水结构)三维几何模型,基于Realizable k-ε湍流模型及Mixture多相流模型,采用FLUENT软件对原位前池进行多相流数值模拟,对比分析数值模拟结果与现场测流结果,验证了数值模型的可靠性。基于此,开展了基于正交试验的非淤积情况下不同进水结构(以下简称原型进水结构)流场数值模拟,并以泵站进水结构水头损失H_(f)和泵站进水结构多断面均值流速分布均匀度MV^(-)_(u,s)作为评价指标,定量评价和分析扩散角、总宽度、底部纵坡、悬空高度、淹没深度、后壁距等设计参数对泵站进水结构流场特性的影响。结果表明:扩散角对流场特性有显著影响,总宽度和底部纵坡对流场特性有较大影响;与原型泵站进水结构内流场相比,扩散角的减小可以明显提高主流范围且进水结构内流场分布及泵站机组进水条件明显优于原型泵站进水结构;随着总宽度和底部纵坡的减小,进水结构内流场水头损失也逐渐减小。研究结果能够为同类泵站结构优化设计提供参考。

摘要：针对早期受冻混凝土从实验室拟定的配合比设计中获得具有针对性的成果非常耗时的问题,以甘肃省景电灌区水工建筑物群为试验原型,开展冻融循环、单轴压缩等室内材料试验,在混凝土受冻温度为-10℃、3.5 h后起冻的条件下,通过改变配合比研究其在盐冻环境中单轴抗压的强度变化,采用反向传播神经网络(BPNN)、广义回归神经网络(GRNN)两种方法预测其抗压强度,并建立了三种新的GRNN模型进行影响因素敏感度分析。结果表明,在四种回归评估指标中,GRNN全面优于BPNN,说明此类型混凝土抗压强度预测采用GRNN模型效果更好;水胶比为影响早期受冻混凝土最大的变量,而引气剂为影响最小的变量。

摘要：针对严寒地区水工混凝土建筑物在浇筑施工时易受早期冻害,并可能影响后期健康服役的问题,为研究早冻混凝土强度损伤规律并对其配比进行优化,利用RSM响应面法Box-Behnken(RSM-BBD)优化试验设计,并建立以水胶比、粉煤灰掺量、引气剂掺量为变量的RSM响应面模型;同时,构建一种GA-BPNN强度预测模型,实现早冻混凝土强度的精确预测。结果表明,与RSM模型相比,GA-BPNN模型有更精确的预测性能,且能更高效地优化配比设计;GA-BPNN强度预测模型的拟合优度R^(2)和平均相对误差eMRE分别为0.998 5、2.13%,最优配比强度预测值与试验值的相对误差约为1%,应用该模型可实现混凝土受冻强度推演及其配比的高效优化。

摘要：【目的】我国南方平原地区地势低缓,河网结构复杂,为快速解决该地区因河网水动力不足而引起的水环境问题,急需研究河网水体运行状况调控方案。【方法】以太湖流域南浔区沈庄漾“溇港圩田”河网作为研究对象,构建Mike 21 FM二维河网水动力模型,结合研究区河网改造后的水利工程布置和调度规则,提出定位增压的7种水动力调控方案,模拟分析河网在不同方案下流场分布规律,探究圩区河网水动力提升和流场改善的优化调度方法。【结果】模拟结果表明:活水和引排水方案虽能有效改善河网水动力,但对于中心水塘的水动力驱动效果不佳。在开启西南侧河道水泵和西部泵闸的情况下,河网内大部分区域的流速基本能维持在0.05 m/s左右,部分河道的流速能达到0.3 m/s以上,并且对中心水塘水体驱动效果最好。【结论】综合分析表明:所设计的7种调控方案均能有效地提升河网水动力,在开启西南侧河道1台水泵和西部泵闸时,流场分布最均匀且水动力整体提升效果最佳。研究结果可为南方平原河网的水利工程水动力调控提供参考。