地下水管理及地面沉降控制

地面沉降是一个复杂的水文地质和工程地质现象，其诱发因素多种多样，地面沉降已经成为世界上许多国家面临的共同问题。地下水不合理的开发是我国平原区，特别是东部地区重要城市及周边地面沉降的主要诱因。为控制地面沉降，预防灾害和减少损失，根本措施是防止地下水超采。地下水的超采，还加剧了用水矛盾、湿地萎缩、生态和环境的破坏。     

基于KELM地面沉降替代模型的地下水多目标管理模型研究

基于核函数极限学习机(Kernelextreme learning machine,KELM)方法建立地下水-地面沉降耦合的替代模型,与混合多目标算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGAII)相耦合,实现在地面沉降约束下(沉降速率和地下水位红线)地下水资源合理开发利用和地面沉降防控减灾的多目标优化.以三维均质多层含水系统中抽水引发的地面沉降算例为对象,采用MODFLOW-2005中的地面沉降模拟子程序(Subsidence for the water table,SUB-WT)模拟地面沉降过程,基于KELM方法,采用线下和线上两种模式建立替代模型,分别构建了基于线下地面沉降替代模型的多目标管理模型(KELM model based multi-objective optimization model for land subsidence management,KELMMOLS)和基于自适应(线上)替代模型的多目标管理模型(Adaptive KELMMOLS,AKELMMOLS).模拟优化结果显示:(1)基于线上模式训练的替代模型的模拟精度更高,拟合相关系数达0.9988以上,基本接近SUB-WT模拟模型的评价精度;(2)KELMMOLS优化求解效率提高了15倍,但其搜索的Pareto解的质量最差,AKELMMOLS求解效率提高了3倍,同时保证了优化解的收敛性和精度.     

济宁市地下水与地面沉降三维有限元模拟

在分析济宁市水文地质条件的基础上,对引起地面沉降诸因素进行了分析,并建立了地面沉降量与地下水位变幅之间的相关关系。集中过量开采垢下水是引起济宁市地面沉降的主要原因,在此基础上,建立了准三维地下水流攻一维地面沉降模型。通过水力联系建立地下水与地面沉降耦合数值模型,动用有限元法对地下水渗流场和地面沉降量进行模拟,并对２０００年和２０１０年地面沉降进行了预测。     

大连市地下水资源优化管理模型

介绍了大连市海水入侵现状及产生背景;针对国内外沿海地区普遍存在的海水入侵问题,分析了实践中广泛采用的单位脉冲－水位降深响应矩阵在解决海水入侵问题中存在的不足,阐述了建立单位脉冲－海水入侵响应矩阵的必要性和可行性。以大连市地下水资源开发为实际背景,分别建立了沿海边界节点的单位脉冲－海水入侵响应矩阵和研究区内部节点的单位脉冲－水位降响应矩阵,并使二者与地下水水流模拟模型相结合,构造了地下水系统优化管理模型,根据大连市地下水资源的发现状提出了2个方案的优化管理,可指导大连市未来的地下水开发;该模型还可用于解决国内外沿海地区类似的海水入侵问题。     

考虑客流约束的出租车服务台多目标优化模型

为提高客运枢纽场站服务水平,归纳总结出租车蓄车场上客区服务台布局类型,引入排队论方法,构建了考虑旅客体验(旅客排队长度、时间、最大走行距离)及组织方管理难易程度(上客区面积)的多阶段多目标整数优化模型.以南京南站为例的数值仿真结果表明:多目标优化模型能够使综合指标优化42％.此外,相较单一布局下的优化,综合考虑多种布局的方案优化效果更加显著.     

大同城郊平原区地下水优化管理模型研究

用将地下水数值模型嵌入地下水管理模型的方法 ,建立了大同城郊平原区地下水优化管理模型。在约束条件下 ,用单纯形法对地下水管理模型求解 ,提出了在地下水位降深 1m、2 m时不同水文地质分区的优化开采量     

江苏沿海地区地面沉降约束下的地下水可采资源量评价

地面沉降是制约江苏沿海地区发展最主要的地质环境问题.基于水文地质条件和土体力学特征综合分析,深入研究区域地面沉降特征和机理,建立区域尺度的地下水-地面沉降耦合模型.基于耦合模型,设置符合区域地面沉降发展规划的约束条件,推算沿海各县市地面沉降约束下的地下水可采资源量.结果表明,在2020年沉降中心的沉降速率控制在15 mm·a~(-1),其他地区控制在10 mm·a~(-1)以内的约束条件下,沿海地区深层地下水可开采资源量达1.33×10~8 m~3·a~(-1).研究成果为地方制定科学合理的地下水配置方案提供科学依据.     

郑州市地下水渗流场的数值模拟和优化管理

建立准三维数值模拟模型和优化管理模型对郑州市地下水资源进行评价、管理。以非均质各向同性渗流模型模拟地下水流,用不规则三角网格有限差分法求解。先解逆问题反求参数,再解正问题计算地下水各项资源量,并数值预报地下水渗流场至1998年。将模拟模型与规划模型相耦合,建立了地下水资源优化管理模型。     

基于VaR约束的银行资产负债管理优化模型

在CreditMetrics方法和资产负债管理技术的基础上，以银行各项资产组合收益最大化为目标函数，以VaR风险限额为约束，以法律、法规和经营管理约束为条件，建立了基于VaR的银行资产负债管理优化模型，为银行的风险管理提供了决策方法，本模型的特点之一是利用VaR技术建立约束条件，通过在一定置信水平下的最大损失限额来控制贷款组合的违约风险，使贷款配合的风险限定在银行的承受能力和贷款准备金的范围之内；二是运用资产负债管理比率建立约束条件，通过法律、法规和经营管理约束控制流动性风险；使贷款的分配决策满足银行监管要求和银行经营实际；三是直接利用各企业贷款收益率的历史数据求解各贷款之间的收益率相关系数，进而求解组合的方差，而不是利用企业资产的相关系数求解，更直接地反映了贷款收益率之间的相关性。     

一种考虑暂态稳定约束的可用输电能力的优化模型

通过在不考虑暂态稳定约束的模型中加入暂态稳定约束,建立了考虑暂态稳定约束的可用输电能力的教学模型,并采用约束转换技术对该模型进行处理,最后用常规的优化方法进行求解.     

数值模拟方法在地下水资源优化管理中的应用

以沈阳市浑南高新技术开发区水源为例，根据沈阳市浑南新区拟建地表水厂以取代地下水源的规划，分别针对按目前开采量开采和按规划中途停采两种情况对该区地下水位进行了数值模拟。预测停采后地下水水位变化趋势．应用数值模拟方法，可以更科学、更直观地对地下水资源进行优化管理．     

考虑最大风险约束的危险品运输网络优化研究

本文在定义危险品运输风险的基础上，建立了带有最大风险约束的危险品运输网络模型，模型考虑了网络中社会车辆对危险品车辆的出行时间及网络总风险的影响，并针对建立的模型采用了相应的粒子群算法进行求解。最后应用算例分析了模型和算法的有效性。计算结果表明，考虑网络最大风险约束能使危险品运输的网络总风险得到较大幅度的降低。     

考虑成本约束和可靠性的检测器优化布设

针对路网中交通检测器布设问题,同时考虑到各路段布设费用差异性、总成本约束与检测器故障情况及观测数据随机不确定性,根据误差传播规律,以降低综合布设费用和提高路段流量推算可靠性为目标,构建了多目标检测器优化布设模型.为验证数学模型的科学性有效性,运用Nguyen-Dupuis和Sioux-Fall网络进行算例对比分析,研究结果表明:通过优化求解算法可获取最佳检测器布设方案,降低了检测器配置费用、提升了路网流量估计质量,且满足全路段流量完整可观测性要求,其流量推算次数及误差累计能有效减少20%与19%,论证了该模型在中大型网络上的适用性和合理性;其设计主要基于网络自身拓扑结构和节点流量守恒方程,不需要历史交通信息及路径信息,有效降低了计算复杂度.     

考虑横向约束作用的锚杆锚固参数优化

为了探究锚杆不同锚固参数对顺层岩质边坡稳定性的影响,基于综合考虑锚杆轴向作用力和横向作用力的锚杆数值模型,嵌入离散元软件UDEC(universal distinct element code)中的局部加固单元LOCAL REINFORCE单元,针对某顺层岩质边坡,分析了锚杆长度、锚固角、锚杆间距和布设方式对边坡稳定性的影响,并基于正交试验提出了锚固优化方案.结果 表明:锚杆存在有效长度,在有效长度内,锚杆长度和边坡安全系数存在线性关系;锚杆存在最优锚固角,且锚杆长度越大,最优锚固角越小;锚杆间距越大,边坡安全系数越小,且安全系数下降速率随间距的增大逐步减小;以边坡安全系数和锚杆用量为评价指标,通过正交试验对等长支护锚固参数进行了优化设计,得出了较佳的两个锚固试验方案;各锚固参数对边坡稳定性影响由大到小分别为:锚杆间距、锚杆长度、锚固角;锚杆布设方式对边坡稳定性的提升由大到小分别为:由长到短型、等长布置型、由短到长型.在考虑锚杆布设方式时,应使锚杆穿越的岩层与边坡位移情况相匹配.     

平原浅层地下水优化开发模型

我国北方干旱、半干旱区,有许多平原地区属浅层地下水纯井灌区。往往由于无计划扩充灌溉面积,盲目超采地下水,造成吊泵停灌,多次更换机泵配套,地下水下降漏斗逐年扩深和水质恶化等严重局面。显然,科学规划和合理管理井灌区,是当前农田水利基本建设和灌溉管理工作中的一项重要任务。 本文针对常规运行和控制运行两种调节方式,以多年平均净灌溉效益最高为目标,分别讨论已建纯井灌区及拟建纯井灌区浅层地下水优化开发模型,进而确定其最佳开发方案。本文以工程实例为背景,对不同运行方式的优化模型计算成果进行对比和讨论,可供类似地区在机井管理或井灌区规划设计时参考。     

考虑性能可靠度约束的单机调度与视情维修的集成优化模型

针对劣化状态可离线检测的单设备生产系统,考虑其在性能可靠度的约束下,进行了生产调度与视情维修的集成优化研究.以调度任务的加工序列和视情预防性维修的0-1逻辑变量作为决策变量,加工任务的总加权期望完成时间最小为优化目标,建立了随机期望值集成优化模型.在对单设备系统生产调度与视情维修联合策略分析的基础上,推导了调度任务完成后,基于设备状态的预防性维修的维修概率及其概率密度函数表达式,并给出了概率密度函数的求解方法.数值实验表明,在集成优化模型中引入系统的性能可靠度约束,可以保证设备在安全生产的前提下,得到最优的集成调度方案.     

基于BNU-SWAT模型的地下水埋深模拟

基于BNU-SWAT模型对通州区地下水埋深变化进行了模拟,模拟结果较好地反映了通州区地下水埋深的实际变化趋势.在此基础上,设置了2020年平水年(P=50%)和枯水年(P=75%)2种情景,改变作物种植结构和再生水灌溉模式,模拟了北京市通州区未来地下水位变化趋势.结果表明:种植结构的合理调整,如小麦、玉米等农业用地向林果等经济林地的转变,可以有效减少农业地下水开采量;同时,利用通州区内及周边污水处理厂的再生水进行农业灌溉,不仅减少地下水的开采量,还可以有效补给地下水.以上2种方法的结合对通州区地下水资源保护具有重要的意义.     

带有宽度约束的船闸优化模型

船闸优化模型是关于船只过闸方案和比例的模型,现阶段多以仿真或是弱化模型进行研究,效率不高。本文通过给出定位宽度约束,对过闸方案进行优化,但由于约束方式特殊,没有针对的算法可解,采用遗传算法,得到多组可选择过闸方案,进而配合二维装箱问题,使得问题得到不错的解决。     

模拟电路系统协调优化的几点考虑

模拟电子线路在当代电子设备中依然占据着很重要的位置。怎样使模拟电路在成本基本不变的情况下让投资得到最大的收益,无论对生产资源还是市场资源的利用都具有深远的意义。本文围绕影响模拟电路性能的主要因素,对如何抑制电磁干扰和提高电路性能的优化方向展开讨论,并提供了具体工艺改进措施。     

基于过度开采地下水造成地面沉降的探究

近年来，由于工业用水量的不断加大，造成过度开采地下水引发了很多地区出现地面沉降，严重者出现地面塌陷并伴有地裂缝，造成城市基础设施受到严重威胁。本文分析了地下水开采引起地面沉降的机理，基于人与自然协调可持续发展的原则，提出了相关的防治措施。