纳米压痕过程温度影响的分子动力学研究

建立了基于AFM的单晶铜薄膜纳米压痕过程的三维分子动力学模型,采用Morse势函数计算试件原子与压头原子之间,试件原子之间的相互作用关系.研究了不同温度的纳米压痕过翟中试件变形区域大小、系统能量变化.结果显示单晶铜薄膜的纳米压痕的力学机理是非晶态产生的变形.温度对纳米压痕过程有显著的影响.压痕过程中试件材料变形区域面积随着温度的增高而增加.不同温度下的系统势能-步长曲线的变化趋势基本相同,但是系统势能值随着温度的增加而减小.     

LASSO回归和支持向量回归耦合的中长期径流预报

同样预报精度情况下,中长期径流预报提前期越长,对水库调度方案与发电计划的制定辅助决策作用效果更强.中长期径流预报的难点在于径流序列的随机性以及相应预见期的气象难以可靠预报.当前的预报模型大都是基于数据分析的数据驱动模型,其输入因子多为前期径流和大尺度气候因子.而预报因子的选择对于数据驱动模型的精度非常关键.因此,需要有效的因子筛选方法以辅助建模.本文引入lasso回归方法以筛选径流预报因子,其选择结果作为支持向量回归(SVR)模型中的预报因子,形成LASSO回归和支持向量回归耦合(LSVR)模型,并将LSVR模型应用到龙羊峡水库进行预见期为一个月的入库径流预报,并与传统SVR模型预报结果进行对比.结果表明,径流因子的选择对两种模型的预报效果都有较大的影响,过多引入前期径流因子时预报效果较差.两种模型的预报结果对比表明,LSVR模型能够增强有益预报因子的作用,减弱干扰因子的影响,在验证期和测试期的预报结果都好于SVR模型的.在2010年1月到2016年10月的82个月的测试期中,LSVR模型的4项评价指标相比SVR模型都有所提升,其中均方误差(MSE)比SVR模型减小了13.09%.     

南四湖截污导流工程水量水质联合调度运行研究

选择典型截污导流工程---南四湖入湖河流截污导流工程,根据水量和水质条件对设计运行方案进行初步优化,将优化结果与原工程设计调度方案效果进行对比分析。结果表明：联合水量和水质动态调整工程的运行调度能够更有效地发挥工程的截污拦蓄作用,保障南四湖输水期的水质安全。     

南水北调中线输水渠道中分水口的影响

为研究南水北调中线输水渠道中分水口流量变化对干渠的影响特征,选取天津分水口为例,采用一维Saint-Venant数学模型模拟计算该分水口各种分水状态下干渠中的水流过渡过程。采用虚拟渠道等效糙率法来模拟渠道中各类型的输水建筑物的影响。得出该分水口关闭时间超过33.6 h会导致紧邻下游端的西黑山节制闸前水位出现漫顶,分水口前水位下降速度与分水口流量变率呈线性变化关系,并给出了其拟合公式。     

南水北调中线输水渠道中分水口的影响

为研究南水北调中线输水渠道中分水口流量变化对干渠的影响特征,选取天津分水口为例,采用一维Saint-Venant数学模型模拟计算了该分水口各种分水状态下干渠中的水流过渡过程。提出采用虚拟渠道等效糙率法来模拟渠道中各类型的输水建筑物的影响。得出该分水口关闭时间超过33.6h会导致紧邻下游端的西黑山节制闸前水位出现漫顶。分水口前水位下降速度与分水口流量变率呈线性变化关系,并给出了其拟合公式。     

全运会历史以来省际竞技体育实力时空动态变化研究

以我国内地31个省、自治区、直辖市(简称为省级地区)为研究对象,基于1959年—2017年13届全运会奖牌统计数据,运用数理统计和地理空间分析方法,从时空角度对60 a来我国竞技体育实力时空格局及其演变过程进行研究.结果表明：1) 我国竞技体育实力水平等级分区中80%为中低水平区,高水平区仅占20%.东、中、西地区差异明显,呈现出由东部沿海地区向西部内陆地区逐步递减的特征.2) 各省级地区竞技体育实力的绝对差距呈现扩大趋势,相对差距呈现缩小趋势.省际竞技体育实力两极分化现象日益严重,区域发展不平衡现象略有改善,但幅度不大.3) 我国竞技体育实力整体呈现东高西低的空间格局,重心聚集在鲁、豫、皖三省的空间范围内,呈现向东南方向移动的趋势.4) 从2005年全运会开始,我国竞技体育实力在空间分布上表现出显著的空间正相关性,呈现出相邻省级地区“高—高”、“低—低”聚集分布的特征.在60 a的发展历程里,东北地区经历了“强—弱—强”的过程,中部地区与之相反,经历了“弱—强—弱”的过程,东部地区是逐渐增强的过程,而西部地区则是一直处于弱势状态.HH和LL类型分别在东部地区和西部地区集聚,LH类型主要集中在中部地区,HL类型分布比较分散,四大地区均有分布.     

不同流域的自回归径流预报效果对比

对未来月径流的可靠预报对于水力发电计划的制定和水资源调度管理具有重要的实际应用价值.由于相应预见期的气象预报不可靠以及月径流序列具有明显的非线性和随机性,导致已有模型的预报效果差异大,即使采用同一种模型,在不同流域的预报效果也显著不同.本文选取了自回归滑动平均(ARMA)模型、人工神经网络(ANN)模型和支持向量回归(SVR)模型这3种常见的径流预报模型对3个研究区域的未来一个月的径流进行预报,并用反映相对误差的平均绝对百分误差(MAPE)对预报效果进行了评估和对比分析.3个流域的预报效果对比分析表明预报效果与历史径流序列的变异系数CV以及一阶自相关系数Rlag1有关.此外,各月的径流预报的MAPE和该月历史月径流序列的CV以及Rlag1的绝对值|Rlag1|也显著相关,用CV和|Rlag1|拟合MAPE的决定系数为0.80.3个流域的流域特性分析则表明预报效果的差异本质上是由流域特性差异造成的,可以通过计算历史径流序列的CV、|Rlag1|判断是否适合运用数据驱动模型进行月径流预报.     

三江源地区植被对水分胁迫条件的响应特征

水分胁迫条件是影响植被生长的重要因素之一.本文基于归一化植被指数(NDVI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),研究了三江源地区1983~2010年农田、草甸、阔叶林、针叶林和稀疏草原五种植被类型对于不同尺度SPEI的响应.结果表明,近28年来,三江源地区NDVI在年内差异显著,年均值基本稳定不变.中期和长期SPEI呈现微弱湿润化趋势.在非生长季节,短期SPEI和植被存在较强的负相关关系,说明植被对于干旱有一定的适应能力;而在生长季节,植被和长期SPEI存在正相关关系,说明水分盈亏对于植被的影响具有累积效应.三江源地区植被生长动态对于水分胁迫响应具有季节性和滞后性.SPEI对于不同植被类型的影响表现出一定差异性.     

基于Budyko假设的三江源径流变化特性及量化分离

根据1956—2012年气象和水文站点的降雨、气温、蒸发等实测和相关数据，采用线性趋势法、非参数Mann-Kendall法和Spearman法，分析了三江源地区降雨、气温、NDVI（归一化植被指数，normal difference vegetation index）和径流变化特征，并采用基于Budyko假设的互补关系权重因子法量化分离气候和下垫面对径流影响。结果表明，长江源和澜沧江源降雨量呈显著增加趋势，三江源气温呈显著增加趋势，黄河源NDVI呈显著增加趋势。长江源、黄河源和澜沧江源径流量10年变化幅度分别为6.54亿m3、-2.05亿m3和1.54亿m3。所使用的互补关系权重因子法不仅可以准确地计算出径流年均值的变化，并且量化分离时无需假定气候和下垫面变化对径流变化具有相同的贡献特征。总体来说，长江源、黄河源气候和下垫面变化对径流的影响为正贡献；但是澜沧江源（权重因子）等于1.0时下垫面变化对径流的影响为正贡献，而为0.5 和0时下垫面对径流的影响为负贡献。长江源、黄河源和澜沧江源气候变化对径流的贡献分别为55.21%~92.85%、52.47%~68.50%、89.91%~124.58%。三江源径流变化主要受到气候变化影响，降雨量是气候变化影响径流的主要控制因子，植被覆盖是下垫面变化影响径流的主要控制因子。     

基于贝叶斯推理的水环境系统参数识别

为了克服监测数据有限而且存在误差给水环境系统参数识别带来的困难，以一维河流水质模型方程为例，构建了水环境系统参数识别的贝叶斯算法．结合模型参数的先验分布和水质监测数据，通过贝叶斯定理计算获得了表征参数分布规律的联合后验概率密度函数．通过马尔科夫链蒙特卡罗模拟对后验分布进行了采样，获得了参数的后验边缘概率密度，并在此基础上获得了参数的数学期望等统计量．计算结果表明采用贝叶斯推理获得的模型参数估计具有很高的精度．此算法构造直观、简单，成功解决了水环境系统参数的可识别性问题．