PSO-MLP模型预测降雨对府河氨氮的影响

为研究白洋淀上游的保定市区降雨径流对府河水质的影响,采用府河2019年、2020年的常规水质监测数据,基于粒子群算法（particle swarm optimization,PSO）和多层感知机（multi-Layer perceptron,MLP）建立PSO-MLP水质预测模型。分别使用PSO-MLP、MLP、一维水质模型进行对比预测。结果表明：PSO-MLP与一维水质模型相比,平均绝对误差相对降低64.5%~74.7%;与MLP模型相比,平均绝对误差相对降低6.6%~12.6%。选取2021年7月的一次典型降雨对府河膳马庙、安州和南刘庄3个控制断面进行预测,表明PSO-MLP泛化能力更强,预测误差更小,优于一维水质模型和 MLP模型。所建立的府河PSO-MLP水质预测模型,可以提前 4 h准确预测府河各断面氨氮浓度,平均绝对误差小于0.3 mg/L,可应用于保定市区降雨径流对府河水质污染的预测预警,避免降雨径流通过府河影响白洋淀水质。     

分形特征下降雨诱发砂土泥石流启动机理

利用分形理论计算不同颗粒含量砂土的粒度分维值,开展降雨条件下砂土泥石流启动模型试验,分析试验现象、位移场及含水率变化情况,总结分形特征下泥石流的启动机理。研究结果表明：粒度分维值随细粒含量的增加而增大,坡体发生明显现象的时间越早,泥石流启动的总体历时越长。分维值较大时,以坡表侵蚀破坏为主,坡表整体位移均匀,启动历时长;雨水分布不均匀,滑动带内外含水率差异显著,持水时间长;分维值较小时,以滑坡型破坏为主,启动历时短,产生位移大;雨水运动以渗流为主,土体抗剪强度降低,滑动带内外含水率差异减小,持水时间逐渐消失。分维值大小适中时,以过渡型破坏为主,泥石流启动时位移最小,历时较长,灾害程度最轻。     

切割作用下牵引式古滑坡复活机理：以国道S206古滑坡为例

为研究切割作用下牵引式古滑坡复活机理,通过现场调研及地质勘测获得了国道S206某古滑坡的地层结构特征、变形特征等,得到了古滑坡存在的有力证据,并对滑坡区进行了稳定性分析。结果表明：地质背景、勘察结果表明该古滑坡属牵引式古滑坡;区域结构破碎的岩体、软弱夹层为古滑坡的形成提供了物质基础,前缘深切沟槽提供了空间条件;降雨促使了古滑坡的复活,前缘切割作用是古滑坡复活的直接诱因;不平衡推力法分析结果表明该滑坡在降雨情况下属不稳定状态,监测结果显示古滑坡复活后处于蠕滑状态,雨季时进入变形滑动阶段。可见地质背景是牵引式滑坡形成的内因,降雨、前缘切割是牵引式古滑坡复活的外因。     

降雨诱发泥石流危险性动态评价

本文深入分析影响泥石流危险性的因素,并构建了动态评价指标体系,运用层次分析法建立了不同降雨工况下动态权重系统,结合模糊综合评价法实现了对苏峪口泥石流危险性动态评价,据研究结果：随着降雨强度变化,指标权重呈现非线性动态变化特征,泥石流危险性对各危险等级的隶属度不断变化,表现为逐级升高。分析认为本文提出的泥石流危险性动态评价方法,在考虑降雨指标取值变化对评价结果影响的基础上,兼顾了指标权重对降雨工况的响应,评价结果相对传统方法更为精准,也更符合客观实际。     

降雨观测误差抗差估计方法比较研究

根据遥测系统雨量观测资料误差的类型和特点,在抗差最小二乘法的基础上提出了雨量观测误差的三步修正方法.其中,每一步都根据雨量资料误差的不同特点,用不同的权函数进行修正.权函数设计包括保权区、降权区、拒绝区的权函数设计3个部分.降权区降权函数的选择无统一标准,所以采用了线性降权函数和抛物线降权函数.同时,根据面平均雨量是否分级2种情况和权函数的类型,组成了4种方案并对其抗差计算结果进行了比较分析.此外,还选用危水水库乌溪沟以上流域1974~1999年间28场洪水的暴雨资料进行了抗差分析计算.结果表明,面平均雨量是否分级对抗差效果的影响较大,而降权函数的形式对抗差效果的影响并不显著.     

基于万有引力的点雨量插值算法研究

根据万有引力原理,任意雨量站雨量与待插值点雨量存在着万有引力.通过计算任意一个参与插值的站点与待插值点的万有引力占所有参与插值站与待插值点的万有引力的标量之和的比例来确定插值权重,并提出了消减权系数的计算方法,从而构建了基于万有引力的点雨量插值算法.根据雨量站点的平面三角几何关系,提出了参证插值站点的选择方法,使得参证插值站点的选择更合理.通过王家坝流域内27个雨量站的3个典型季节的日雨量的插值模拟,证明了参证插值站点的选择方法和万有引力插值算法用于点雨量插值具有较高的精度,可以应用于点雨量的插值.     

华北地区分布式蓄超空间动态组合TOKASIDE-D模型研究

为探究我国华北地区由于下垫面和降水时空分布不均匀产生的地下水超采严重和产流机制混合多变(蓄满与超渗产流随着时间和空间发生交替主导)等问题的解决办法,在基于物理基础的分布式模型TOKASIDE的基础上,通过降雨和土壤含水量之间的判定关系,动态识别蓄满产流和超渗产流网格,构建分布式蓄超空间动态组合模型(TOKASIDE-D...     

基于HSPF的绿色基础设施水文效应模拟—— 以大浪河流域为例

以广东省深圳市大浪河流域为研究对象, 利用HSPF模型模拟研究区不同绿色基础设施设定情景对降雨径流的水文效应。结果表明, 按照功效最大化、经济型、适中型原则设定的3种情景,产流率分别比背景情景低34.9%,14.2%和28.5%; 最大峰值分别比背景情景低40.5%, 19.8%和33.0%; 基流分别比背景情景高88.9%, 11.1%和44.4%。经济型情景的水文效果不佳, 适中型情景的水文效果处于功效最大化情景与经济型情景之间。     

模拟降雨对铀在土壤中的迁移转化影响研究

运用室内土柱淋滤模拟实验,研究降雨量及其p H对土壤中不同形态铀迁移转化的影响。研究结果表明:1)土壤中总铀随淋滤量增大而降低; 2)土壤中总铀浓度随着淋滤液p H降低而降低; 3)经不同淋滤量淋滤后,土壤可交换态(水溶态)铀,碳酸盐结合态铀及有机质结合态随着淋滤量的增大而减少; 4)经不同p H淋滤液淋滤后,土壤可交换态(水溶态)铀与碳酸盐结合态铀含量随淋滤液p H的降低逐渐减少。