三峡大学学报(自然科学版)

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土木水电论坛_水利工程

  • 基于Stacking集成算法的大坝数据粗差识别方法研究

    李嘉晨;金鑫鑫;聂鼎;徐小蓉;周畅;

    大坝安全监测是水利工程管理的关键环节.本文围绕大坝监测数据粗差识别问题,开展了基于Stacking集成学习技术框架的粗差识别方法研究,以轮廓系数法、肘部法则和DBI指数法协同优化的K-medoids算法以及孤立森林参数优化算法为基学习器.通过对实际工程监测数据的测试结果表明,该集成学习算法在粗差识别中表现出良好的适应性与鲁棒性.相较于传统单一识别算法,集成学习算法在识别精度与可靠性方面有显著提升,验证了其在大坝安全监测数据粗差识别中的高效性和准确性,为水利工程安全监测提供了一种更为有效的技术解决方案.

    2025年06期 v.47;No.207 1-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 1780K]
  • 复杂大型地下厂房区初始应力场特征与智能反演分析

    王如宾;周泽龙;孙宁;

    针对我国高山峡谷区水电工程复杂地下厂房三维开挖支护稳定性分析时初始地应力场反演精度普遍较低的难题,以澜沧江流域GX水电站大型地下厂房为例,基于现场应力解除法、水力压裂法地应力实测数据,揭示了地下厂房区域地应力场空间分布特征,构建了融合多元线性回归法(MLR)、随机森林(RF)与自适应提升集成学习算法(AdaBoost)的MLR-RF-AdaBoost(MRA)地应力智能反演模型,实现了复杂大型地下厂房区初始应力场最优反演.实测分析和反演结果表明:GX水电站地下厂房区初始应力场以构造应力为主,具有显著的中高地应力特征,最大水平主应力方向为NE向,优势方向约为N40°E;反演结果与现场测量地应力值具有较好一致性,相比传统方法残差降低10.95%,有效提高了地下厂房区初始地应力场反演精度.研究成果可为大型地下厂房区布置优化与围岩稳定性分析提供参考.

    2025年06期 v.47;No.207 10-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2096K]
  • 基于CNN-LSTM-MHSA的土石围堤集水沟大渗流量预测

    周彧婕;黄耀英;魏海东;颜剑;熊斌;高磊;

    针对土石围堤集水沟渗流量大导致监测方法受限以及监测频次偏低的问题,结合某长轴线土石围堤集水沟人工浮标法监测的渗流量数据,对比了常规渗流量统计模型、基于CNN-LSTM-MHSA的单一时间序列模型以及多变量时间序列模型的预测效果,探讨大渗流量且监测频次低情况下的可靠预测.研究表明:由于常规渗流量统计模型是一种因果关系模型,对监测资料中各因素之间的相关性依赖性强,导致不能合理反映监测频次低的监测数据规律;而CNN-LSTM-MHSA模型是一种时间序列模型,基于CNN提取局部特征、LSTM捕捉时序依赖和MHSA增强全局信息来进行预测;对于大渗流量且监测频次低的情况,CNN-LSTM-MHSA模型在各项评价指标上均优于常规统计模型,而多变量时间序列模型在单一时间序列模型基础上能进一步提升预测精度.

    2025年06期 v.47;No.207 19-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 2110K]
  • 计及负荷分配的梯级水库调度计划模型研究

    毛玉鑫;王祥;舒卫民;邓云辉;袁晓辉;

    在梯级水库的运行管理中,调度计划优化模型及求解是一个复杂的问题,它涉及到水库群的发电效益、电网消纳、电站内部限制以及检修等多个方面,而在消落期这些要求更为明显.为满足梯级电站不同受电端电力需求,本文在传统调度模型基础上,考虑负荷分配比匹配偏差最小目标,根据消落期多种约束限制和目标要求建立了梯级水库消落期总发电量最大和负荷分配比匹配偏差最小的多目标优化调度模型.采用分段线性、SOS2约束等线性化处理技术,将所建多目标优化模型转换为混合整数线性规划模型.最后以国内某流域4个水电站组成梯级水电系统为实例,采用求解器Gurobi求解模型.在兼顾模型求解精度和求解时间的前提下,得到了考虑入库预报来水、入库来水偏大、入库来水偏小等不同情景下对应不同负荷分配比匹配程度的梯级水电站调度计划.同时,算例结果表明电站受电端区域的电力平衡与消纳限制了梯级水库为充分利用水头效益以提高总体发电量的能力.

    2025年06期 v.47;No.207 27-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1628K]

土木水电论坛_灾害与防治

  • 四川省巴中市恩阳区降雨型滑坡降雨阈值研究

    陈宇;雷胤;罗刚;宋忠友;雍平;高攀;鄢发斌;张锐;

    巴中市恩阳区位于四川东部丘陵红层区,受地层结构和人类工程活动的影响,每年雨季暴雨型滑坡灾害多发.以2015—2021年63个滑坡构建样本数据,通过现场调查,揭示了该地区典型滑坡类型.收集滑坡5.55 km范围内全部雨量站的雨强信息,计算得到滑坡当日的累计降雨量E、降雨历时D、平均小时雨量I和前期累计降雨量A.针对当日降雨,建立I-D、E-D、E-I散点图;针对前期降雨+当日降雨,建立E-A5、E-A10、E-A15散点图.根据面积分类法,提出该地区四级预警模型,并通过滑坡监测数据进行了降雨量验证.研究结果表明:该地区滑坡与降雨类型无关,与当日小时雨量峰值、当日累计雨量和前期累计雨量关系密切;lg I-lg D、lg E-lg I、R-E、E-A5、E-A10和E-A15阈值模型分类效果较好;对于巴中市恩阳区,提出了5指标,3组合,4分级的降雨阈值:当R<9,E<32,A5<36;或R<9,E<32,A10<43;或R<9,E<32,A15<79,发布蓝色预警.当R∈[9,19),E∈[32,62),A5∈[36,52);或R∈[9,19),E∈[32,62),A10∈[43,110);或R∈[9,19),E∈[32,62),A15∈[79,161),发布黄色预警.当R∈[19,28),E∈[62,121),A5∈[52,121);或R∈[19,28),E∈[62,121),A10∈[110,145);或R∈[19,28),E∈[62,121),A15∈[161,205),发布橙色预警.当R≥28,E≥121,A5≥121;或R≥28,E≥121,A10≥145;或R≥28,E≥121,A15≥205,发布红色预警.研究成果可为四川红层山区防灾减灾提供科学依据.

    2025年06期 v.47;No.207 36-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 2514K]
  • 不同pH值干湿循环下福建红层软岩的物理力学劣化性质研究

    刘硕;曾岳;徐光黎;周仁;

    为研究福建地区红层软岩的物理力学劣化特性,对福建漳平的红层软岩进行不同pH值的干湿循环试验、崩解岩块的点荷载试验、XRD等试验.结果表明:红层软岩试样在不同pH值干湿循环下的崩解过程可分为初始崩解、快速崩解和崩解稳定3个阶段,试样依次呈现大碎块状-小碎块状-粒渣状的结构状态.崩解速度呈现“缓-急-缓”趋势,且酸性越强,岩块崩解速度越快,崩解程度越深.耐崩解性指数、吸水率的突变均可作为判断软岩进入加速崩解阶段的标志.试样的点荷载强度随干湿循环次数的增加而降低并呈指数关系,且试样的耐崩解指数下降过程中,点荷载强度由急剧弱化变为缓慢弱化.研究结果可为实际工程提供参考依据.

    2025年06期 v.47;No.207 46-52+87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1482K]

土木水电论坛_土木工程

  • 残余应力对钢桥顶板U肋双面焊疲劳评估的影响

    左宏圆;吉伯海;李心诚;傅中秋;

    新型双面焊构造有望提高钢桥面板顶板U肋焊接接头的抗疲劳性能,而残余应力存在会对焊接接头疲劳强度产生不利进而影响疲劳评估结果.为探究残余应力对双面焊疲劳评估的影响,本文基于正交异性钢桥面板顶板U肋节段有限元模型,得到了标准车加载下双面焊接头的受力特征与焊接残余应力的分布情况,分别采用名义应力法、热点应力法、结构应力法对双面焊构造进行疲劳评估.研究结果表明:双面焊相较单面焊有更为复杂且不利的残余应力场,考虑残余应力影响后,各疲劳应力幅值有显著增加,其中名义应力幅值增幅最大,热点应力次之,结构应力最小;此外在考虑残余应力影响后,名义应力法评估的最不利损伤部位由U肋外焊趾转变为顶板外焊趾,其余评估方法在U肋焊趾处的损伤度评估结果差异减小.

    2025年06期 v.47;No.207 53-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 2223K]
  • 不同注浆填充下裂隙砂岩宏微观力学特征研究

    姚忠劭;袁勇;杨智斌;李明俐;郑海君;

    为探究不同注浆裂隙砂岩力学特性与加固机理,选取硫铝酸盐水泥(SAC)、超细水泥(UFC)和环氧树脂(EPR)对单裂隙红砂岩进行注浆加固并对其开展单轴压缩试验,基于扫描电镜(SEM)进一步探究浆-岩界面微观结构特征,在此基础上采用离散元PFC~(2D)探讨了浆液性质对注浆加固效果的影响.结果表明:注浆材料有助于提高裂隙岩石的力学性能,与裂隙试样相比,SAC、UFC及EPR试样峰值强度分别提高了16.5%、30.2%、36.0%,其中EPR为最优注浆材料;EPR试样破坏模式不受预制裂隙控制(剪切破坏),而裂隙试样、SAC和UFC试样破坏模式为张拉-剪切复合破坏;SAC为覆盖型材料,UFC为嵌入型材料,EPR为融合型材料,融合型填充更有利于提高裂隙岩石力学性质;提高浆液性质有助于增强注浆加固效果,但提升幅度存在局限性.该研究结果可为注浆工程实践与注浆材料制备提供科学依据和理论指导.

    2025年06期 v.47;No.207 61-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 3178K]
  • 磷石膏矿渣水泥砂化粉泥的物理-力学性能

    谈云志;陈阳;王冲;吴军;明华军;

    盾构开挖产生的粉泥颗粒较小、含水率高、流动性大,并且初始强度低,导致压实困难,难以直接在工程现场进行再生利用.论文采用新型绿色磷石膏-矿渣-水泥复合胶凝材料对粉泥进行砂化处理,解决粉泥压实困难、初始强度低的应用难题.通过无侧限抗压强度试验、颗粒级配试验、扫描电镜试验、X射线衍射试验、压汞孔隙分析试验系统研究了固化剂掺量、初始含水率对砂化粉泥的强度、颗粒级配变化规律及其微观机制的影响.结果表明:固化剂掺量越大,砂化效果越明显,砂化粉泥的抗压强度也越大;而初始含水率对砂化效果几乎没有影响.粉泥颗粒粒径经砂化处理后显著改善,大量粉粒(<0.075 mm)被砂化为砂粒(0.075~2 mm),从而增强了颗粒间的摩擦力,提高了砂化粉泥的压实性及强度.微观结构测试表明,砂化粉泥内部孔隙相较于素土有着很大改善,内部大孔隙大幅减少,且孔隙分布更均匀,呈“双峰特征”.综合考虑经济性和适用性,当固化剂掺入量为20%时性能达到最优.

    2025年06期 v.47;No.207 69-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 2168K]

土木水电论坛_电力网络

  • 考虑灵活性供需匹配的配电网多时间尺度优化调度

    罗琰琳;周云海;赵畅;李欣;季怀招;林可意;周勇;

    高比例可再生能源的接入加剧了配电网净负荷的波动性和不确定性,对配电网灵活性提出了更高要求.为提升配电网适应不确定扰动的能力,本文提出一种考虑灵活性供需匹配的多时间尺度、多目标优化调度策略.首先,考虑净负荷的波动性和不确定性,对配电网的灵活性需求进行量化;其次,分析源荷储各类型灵活性资源的运行特性,量化其供给能力;再次,在此基础上构建了灵活性供需匹配指标,并综合考虑灵活性和经济性,提出了多时间尺度多目标优化调度模型;然后,利用直接求解折中最优解的方法将原多目标优化问题转化为单目标进行求解;最后,通过改进IEEE33节点配电系统进行仿真分析.结果表明:本文调度方法通过多元灵活性资源的相互配合,有效提升了配电网灵活性供需匹配能力,同时也能很好地控制系统调度运行成本.

    2025年06期 v.47;No.207 78-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1884K]
  • 基于IAMD-ISSA-LSTM的园区综合能源负荷预测

    齐天;康琦;王雅群;张磊;韩雪婷;王佳怡;孟荣华;

    现代园区能源系统涵盖电能、热能、冷能等多种能源形式,较传统单一能源独立运行模式更能满足能效提升和低碳转型需求.园区多能负荷受生产周期、天气、环境等多因素影响,波动性强,预测误差大将直接导致用能决策不经济.为提高负荷预测准确性,需考虑历史数据中的噪声和干扰信息;能源耦合性,即电-热-冷负荷相互转换;不确定性,即天气、环境对负荷的影响.因此,本文提出了“多元时序分解-关键特征提取-预测模型建立-模型参数优化”的多能负荷预测方法.为提高负荷数据有效性,改进了自适应模态分解(improved adaptive modal decomposition, IAMD)进行降噪,得到各负荷自适应寻优分解模式下的子序列,并对降噪后的各负荷子序列进行重构;考虑多元负荷耦合性及随气侯变化特征,采用Spearman相关性分析法对多能负荷及气候因素进行关联分析,提取强相关的多能耦合负荷及气候特征作为预测模型的影响因素;此外,改进了麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm, ISSA)优化长短期记忆神经网络(long short-term memory, LSTM)预测模型的超参数,以提高负荷预测精度.结果表明本文提出的IAMD-ISSA-LSTM预测模型比传统模型精度更优.

    2025年06期 v.47;No.207 88-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1942K]

化学与生命科学

  • 基于CiteSpace关键词聚类功能对三峡库区消落带污染研究现状分析

    聂汇雨;陈婧怡;张傲然;黄应平;龙经中;袁喜;席颖;

    CiteSpace作为重要的可视化分析工具,被广泛用于多种学科进展研究.本研究采集2012—2023年11月相关文献,利用CiteSpace关键词聚类功能,生成聚类并解读修正信息,借助关键词中心度和频次,从整体和时间序列角度,对库区消落带污染研究现状进行量化评估,结论如下:中国知网CNKI年均发文数量维持在15~20篇,WOS(Web of Science)则从5篇提升至49篇;CNKI生成12个聚类,WOS共25个.将所有关键词分属9类主题,CNKI关键词在“污染物研究”、“化学过程和元素循环”和“土壤特性”高中心度关键词较为集中,WOS关键词不仅关注3个主题,在“地理环境和水文特征”、“生态系统和生物多样性”也有高中心度关键词集中.分3阶段观察研究变化,焦点均从初期的基础研究逐渐转向库区水文条件变化对生态系统的影响,关注生态修复与管理问题,暂未显现出新兴研究方向.其研究可为三峡库区生态环境研究与管理提供参考依据.

    2025年06期 v.47;No.207 97-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 2036K]
  • 两种重要观赏海棠的定量蛋白质组学研究

    李晴;李紫嫣;邓张双;周怡青;

    西府海棠与垂丝海棠是两种在我国广泛种植的重要观赏海棠.本研究采用定量蛋白质组学技术对两种海棠的叶片蛋白质组进行比较分析.结果显示,两种海棠中共检测到102个差异表达蛋白,其中65个蛋白在垂丝海棠中显著高表达,37个蛋白在西府海棠中显著高表达.对差异表达蛋白的生物信息学分析表明,垂丝海棠中相对高表达蛋白与光合作用、生长发育相关;而西府海棠中相对高表达的蛋白与逆境反应、营养分解转运相关.该研究为进一步了解海棠属植物优良特性提供参考.

    2025年06期 v.47;No.207 105-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1300K]