应用二维数值方法模拟蓄滞洪区洪水运动 被引量：2

1

作者 权锦 张大伟 蒋云钟 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2012年第4期107-111,共5页

针对蓄滞洪区内洪水运动的特点,对二维浅水方程的守恒形式进行非结构离散,建立了高精度的数学模型。该模型通过Roe格式的近似Riemann解计算界面数值通量,采用数值重构的方法获得时空二阶离散精度。通过方形溃坝算例和超临界流算例验证... 针对蓄滞洪区内洪水运动的特点,对二维浅水方程的守恒形式进行非结构离散,建立了高精度的数学模型。该模型通过Roe格式的近似Riemann解计算界面数值通量,采用数值重构的方法获得时空二阶离散精度。通过方形溃坝算例和超临界流算例验证了该模型具有较高的数值精度和可靠的稳定性,能够捕捉水面间断和处理干滩问题。应用该模型对胖头泡蓄滞洪区的溃堤洪水进行了数值模拟,结果表明,该模型很好地模拟了溃堤洪水在蓄滞洪区内的运动过程,所得结果可以为防洪决策提供依据。 展开更多

关键词 浅水方程 数学模型 Roe格式 胖头泡蓄滞洪区

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西江下游实时洪水预报研究 被引量：2

2

作者 权锦 冯琳 +1 位作者 张大伟 蒋云钟 《人民黄河》 CAS 北大核心 2012年第11期37-38,42,共3页

为了提高洪水预报的精度,采用预报加校正的模式探讨了卡尔曼滤波算法与衰减记忆最小二乘法在西江下游洪水预报实时校正中的应用。结果表明:两种方法均能明显提高预报精度,但是综合比较而言,卡尔曼滤波方法取得的结果更优。

关键词 卡尔曼滤波 衰减记忆最小二乘法 实时校正 洪水预报

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石羊河地表水与地下水联合调度模型研究 被引量：3

3

作者 权锦 董增川 《人民黄河》 CAS 北大核心 2008年第5期39-40,共2页

针对石羊河流域资源性缺水和中下游水资源分配不合理的状况,建立了以供水公平为目标的地表水与地下水联合调度模型。根据2003年实测来水资料及各需水片区各部门需水资料,进行水资源优化配置的结果表明,上游缺水率低、下游缺水率高的状... 针对石羊河流域资源性缺水和中下游水资源分配不合理的状况,建立了以供水公平为目标的地表水与地下水联合调度模型。根据2003年实测来水资料及各需水片区各部门需水资料,进行水资源优化配置的结果表明,上游缺水率低、下游缺水率高的状况得到了一定程度的缓解。 展开更多

关键词 水资源 地表水 地下水 优化调度 石羊河流域

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石羊河流域基流分割及特征分析 被引量：15

4

作者 权锦 马建良 《水电能源科学》 北大核心 2010年第1期15-17,27,共4页

针对基流分割是水文预报中产汇流模型模拟、流域水文分析计算、区域水资源评价中经常遇到的问题,以石羊河流域为例,采用数字滤波法对流域的8条主要河流进行了基流分割和模型计算,分析了计算结果与流域水文特征值,探求了各指数指标的响... 针对基流分割是水文预报中产汇流模型模拟、流域水文分析计算、区域水资源评价中经常遇到的问题,以石羊河流域为例,采用数字滤波法对流域的8条主要河流进行了基流分割和模型计算,分析了计算结果与流域水文特征值,探求了各指数指标的响应机制。结果表明,基流值与降水、地形等因素密切相关,该模型计算为流域水资源保护和合理分配提供了依据。 展开更多

关键词 基流分割 影响因子 数字滤波 径流 石羊河流域

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基于Godunov格式的流域地表径流二维数值模拟 被引量：20

5

作者 张大伟 权锦 +1 位作者 马建明 向立云 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期787-794,802,共9页

采用完整二维浅水方程组模拟地表径流运动时会遇到干湿转化处理的难题,为解决该问题,本文采用坡面流为均匀覆盖流域地表的片状薄层水流的概念开发完成了一套新的基于Godunov格式的地表径流二维水动力模型。模型中,采用三角形网格离散计... 采用完整二维浅水方程组模拟地表径流运动时会遇到干湿转化处理的难题,为解决该问题,本文采用坡面流为均匀覆盖流域地表的片状薄层水流的概念开发完成了一套新的基于Godunov格式的地表径流二维水动力模型。模型中,采用三角形网格离散计算区域,修正的Roe格式计算界面通量,底坡项直接积分求解,对高度非线性的摩阻项进行半隐式处理。本模型的最大优势是干湿处理变得异常简洁,单元水面和地形均无需任何特殊处理。通过4个经典算例验证了该模型具有良好的精度和稳定性。最后将模型用于解家湾流域S曲线的计算和实测场次降雨径流过程的模拟,所得计算结果合理、可靠,表明本文模型具备模拟流域地表径流运动的能力,可为小流域汇流计算提供一种新的解决方案。 展开更多

关键词 地表径流 二维数值模拟 浅水方程 非结构网格 Godunov格式

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皇甫川流域降水基流特征及其响应关系 被引量：7

6

作者 刘柏君 雷晓辉 +2 位作者 刘争胜 权锦 王浩 《人民黄河》 CAS 北大核心 2016年第4期7-12,共6页

采用不同方法对黄河中游典型黄土丘陵沟壑区皇甫川流域1954—2012年的日流量进行基流分割,可知Eckhardt数字滤波法及其与改进最小滑动法结合使用所得基流值较为合理。多种方法分析表明,流域年内降水分配不均匀,主要集中于夏季,冬季少雨... 采用不同方法对黄河中游典型黄土丘陵沟壑区皇甫川流域1954—2012年的日流量进行基流分割,可知Eckhardt数字滤波法及其与改进最小滑动法结合使用所得基流值较为合理。多种方法分析表明,流域年内降水分配不均匀,主要集中于夏季,冬季少雨,且夏、秋季呈显著变化趋势;多降水年、普通降水年及少降水年的雨量空间分布均不一样,年际面降水量无明显突变点,表现为波动变化;流域基流呈显著下降趋势,1999年为突变点,2010年11月—2011年12月间基流出现断流。通过分别比对基流—气温和基流—降水数据的变化过程、变化趋势,结合基流—降水双累积曲线,发现基流与气温间相关关系较弱,降水是影响基流变化的次要因素,在全球气候变化背景下,人类活动的增强是促使基流变化的主要因素,人类活动和降水变化的共同作用导致皇甫川流域基流整体呈下降趋势。 展开更多

关键词 基流分割 降水特征 基流特性 响应关系 皇甫川

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基于非恒定流模型的山洪沟水面线计算 被引量：6

7

作者 张大伟 权锦 +1 位作者 马建明 申瑜 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2016年第2期123-127,共5页

本文将具有良好激波捕捉能力的Godunov格式离散圣维南方程组建立的一维非恒定流模型用于山洪沟水面线的分析计算。首先通过混合流算例验证了该模型具有良好的模拟间断水面和流态过渡的能力,随后将该非恒定流模型用于刘家舍窠山洪沟、梁... 本文将具有良好激波捕捉能力的Godunov格式离散圣维南方程组建立的一维非恒定流模型用于山洪沟水面线的分析计算。首先通过混合流算例验证了该模型具有良好的模拟间断水面和流态过渡的能力,随后将该非恒定流模型用于刘家舍窠山洪沟、梁家岔山洪沟和红花坪山洪沟的水面线计算。分析认为计算结果合理,模型较好地模拟了陡坡和断面变化剧烈情况下出现的急流和流态过渡等问题。该模型在山洪沟水面线的分析计算领域具有良好的工程应用前景。 展开更多

关键词 非恒定流模型 Godunov格式 山洪沟 水面线

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基于Godunov格式的排水管网水流数值模拟 被引量：4

8

作者 张大伟 向立云 +1 位作者 姜晓明 权锦 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期911-921,共11页

为克服基于“LINK-NODE”计算模式的排水管网模型不能细致模拟管道内部水流运动过程的缺陷,采用Preissmann窄缝理论开发完成了一套新的基于Godunov有限体积格式的一维排水管网水动力模型。模型采用HLL近似Riemann解计算单元界面处的数... 为克服基于“LINK-NODE”计算模式的排水管网模型不能细致模拟管道内部水流运动过程的缺陷,采用Preissmann窄缝理论开发完成了一套新的基于Godunov有限体积格式的一维排水管网水动力模型。模型采用HLL近似Riemann解计算单元界面处的数值通量,细致区分了管网节点水位对与其相连接管道的不同影响,并采用严格的质量守恒方程和特征线理论来更新管网节点水位。通过3个经典算例验证了模型能够很好地模拟有压瞬变流和瞬变混合流等复杂管网流态,具有良好的精度和稳定性。将模型应用于陕西省西咸新区天福和园小区实测场次降雨排水过程模拟,取得了理想的计算结果。新研发模型可提供所有计算单元中心和管网节点处的水力要素变化过程,为精细化城市洪涝过程模拟奠定基础。 展开更多

关键词 排水管网 瞬变混合流 有限体积法 Godunov格式 Preissmann窄缝法

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石羊河流域天然植被生态需水量计算 被引量：5

9

作者 王化齐 董增川 +2 位作者 权锦 李舟 朱发昇 《水电能源科学》 北大核心 2009年第1期51-53,87,共4页

利用ArcView 3.2对2003年石羊河流域TM卫星影像数据进行分析处理,获取了流域植被覆盖状况,应用基于生态适宜性理论的天然植被生态需水量计算模型对研究区域天然植被生态需水量进行定量计算。结果表明,计算结果与潜水蒸发法相近,植被概... 利用ArcView 3.2对2003年石羊河流域TM卫星影像数据进行分析处理,获取了流域植被覆盖状况,应用基于生态适宜性理论的天然植被生态需水量计算模型对研究区域天然植被生态需水量进行定量计算。结果表明,计算结果与潜水蒸发法相近,植被概率与地下水位埋深变化呈单峰形,分布概率越高对应越适宜的地下水位埋深。 展开更多

关键词 石羊河流域 生态需水量 潜水蒸发 天然植被

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地表水与地下水联动关系研究综述 被引量：8

10

作者 雷晓辉 刘柏君 +1 位作者 权锦 王浩 《中国农村水利水电》 北大核心 2019年第5期1-5,11,共6页

地表水与地下水均是重要的取用水水源,两者水量的不同会影响到区域水资源开发利用程度,同时,地表水与地下水间存在着水量交换,时而呈现平衡,时而出现此消彼长。如何获知两者间的联动关系,准确评估两者间的转换水量,是合理开发水资源、... 地表水与地下水均是重要的取用水水源,两者水量的不同会影响到区域水资源开发利用程度,同时,地表水与地下水间存在着水量交换,时而呈现平衡,时而出现此消彼长。如何获知两者间的联动关系,准确评估两者间的转换水量,是合理开发水资源、高效利用水资源、有效保护水资源的重要途径之一,也是众多学者研究的热点。基于此,从地下水模拟、地表水与地下水联合模拟、地表水与地下水联合调控、地下水位响应关系等4个方面论述了具有代表性的地表水与地下水联动关系研究成果,通过总结与分析,探究了研究现状,并对未来的研究方向进行了阐述。 展开更多

关键词 地表水 地下水 联动关系 综述

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欧洲洪水风险图编制经验的启迪 被引量：8

11

作者 张大伟 程晓陶 权锦 《中国水利水电科学研究院学报》 2014年第3期264-269,共6页

从洪水风险图发展历程看,欧洲与我国比较相似,洪水风险图的起步时间比较接近,目前也都处在一个大的发展阶段。本文从洪水风险图的发展背景、洪水风险图的种类、洪水分析计算方法、洪水风险图的制作单位和运用方式等多个方面阐述了欧洲... 从洪水风险图发展历程看,欧洲与我国比较相似,洪水风险图的起步时间比较接近,目前也都处在一个大的发展阶段。本文从洪水风险图的发展背景、洪水风险图的种类、洪水分析计算方法、洪水风险图的制作单位和运用方式等多个方面阐述了欧洲的主要做法,对比了与我国洪水风险图编制工作的异同。为进一步适应我国洪水风险管理工作的需要,建议我国尽早开展洪水危险等级划分标准的研究以及包含风险信息的洪水风险图绘制工作,规范参与洪水风险图绘制的洪水分析计算工具,进一步明确洪水风险图的角色和使用方法等问题。 展开更多

关键词 洪水分析 危险图 风险图 中国 欧洲

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平、逆坡渠道中污染物输移扩散研究 被引量：2

12

作者 朱杰 权锦 +2 位作者 龙岩 雷晓辉 孔令仲 《中国农村水利水电》 北大核心 2018年第10期1-7,共7页

针对突发水污染应急响应对时效的需求,对污染团输移扩散的快速预测技术开展研究。在系统总结国内外相关研究的基础上,重点开展平、逆坡渠道中的污染物输移扩散研究,基于已提出的顺坡渠道污染物输移扩散快速计算公式,研究其在平坡、逆坡... 针对突发水污染应急响应对时效的需求,对污染团输移扩散的快速预测技术开展研究。在系统总结国内外相关研究的基础上,重点开展平、逆坡渠道中的污染物输移扩散研究,基于已提出的顺坡渠道污染物输移扩散快速计算公式,研究其在平坡、逆坡渠道情况下的适用性,并将计算结果与HECRAS软件模拟结果进行对比,尝试寻求平、逆坡渠道中污染物输移扩散的快速计算方法。研究得出以下结论:在渠道底坡为平坡或逆坡时,污染物峰值输移距离的模拟值与计算值偏差值在20%以下,污染物纵向长度模拟值与顺坡渠道计算值偏差值在10%左右,污染物峰值浓度模拟值与计算值基本一致,因此,顺坡渠道污染物输移扩散快速计算公式可用于平、逆坡渠道中的污染物输移扩散特征指标快速计算,此结论可为突发水污染事件应急调控提供科学、高效、有力的决策支持。 展开更多

关键词 调水工程 明渠渠道 突发水污染 应急响应 快速预测

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土石坝漫顶应急除险技术的试验研究 被引量：1

13

作者 张大伟 何晓燕 权锦 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2011年第12期101-104,共4页

为避免土石坝漫顶后迅速溃决,采用水槽试验的手段对临时加高坝顶和在坝体下游面铺设防水布两种工程除险措施进行了研究。试验发现,临时加高坝顶后,可以有效地减缓漫顶时间,推迟洪峰的到来,但是临时加高坝顶会使坝前水位升高,使得溃坝形... 为避免土石坝漫顶后迅速溃决,采用水槽试验的手段对临时加高坝顶和在坝体下游面铺设防水布两种工程除险措施进行了研究。试验发现,临时加高坝顶后,可以有效地减缓漫顶时间,推迟洪峰的到来,但是临时加高坝顶会使坝前水位升高,使得溃坝形成的洪峰流量值增大,因此在实践中采用该工程措施时要慎重。而在下游坡面铺设防水布后,可以有效地减缓下游面的冲刷速度,不仅可以将整个溃坝历时延长,推迟洪峰的出现,同时形成的溃坝洪峰值也会有所降低,相比较而言,该措施是一种比较适宜的工程应急除险措施。 展开更多

关键词 土石坝 漫顶 应急除险 水槽试验

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干旱区灌区水盐综合调控研究 被引量：1

14

作者 刘柏君 权锦 +2 位作者 雷晓辉 蒋云钟 王浩 《中国农村水利水电》 北大核心 2017年第10期206-212,共7页

土壤盐渍化是影响干旱区灌区农业发展的重要因素之一,且地下水过度开采阻碍土壤的脱盐作用,严重危害作物生长甚至导致出现弃耕现象,威胁国家粮食安全。在分析干旱区开都河流域典型灌区水盐特征的基础上,采用基于层次分析法的BP神经网络... 土壤盐渍化是影响干旱区灌区农业发展的重要因素之一,且地下水过度开采阻碍土壤的脱盐作用,严重危害作物生长甚至导致出现弃耕现象,威胁国家粮食安全。在分析干旱区开都河流域典型灌区水盐特征的基础上,采用基于层次分析法的BP神经网络对不同水盐调控模式进行综合评价。结果表明,增加灌区作物滴灌比例、限制地下水开采量、实行冬灌措施既可以减少地表用水量,保证河流下游生态健康,维持地下水位的年际稳定更可以促进土壤的脱盐作用,降低土壤矿化度,减缓土壤盐渍化进程。研究结果探索出了以"地表-地下水资源统筹配置-土壤盐分控制-灌溉节水"三元一体的土地资源保护、灌溉模式改进和流域水资源开发的综合调控模式,可为干旱区灌区土壤盐渍化防治提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 水盐调控 模式评估 灌区 干旱区

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区域洪水风险管理模型构建及应用 被引量：1

15

作者 刘柏君 雷晓辉 +1 位作者 权锦 王浩 《中国农村水利水电》 北大核心 2016年第6期72-76,共5页

我国是洪涝灾害频发的国家之一,尤其长江在6-10月降雨量大而次多,极易引发洪灾,严重威胁长江沿岸各区域的安全。如何在气候变化和人类活动双重影响的新情势下合理而有效地进行区域洪水风险管理,是一个值得深入研究的问题。通过构建区域... 我国是洪涝灾害频发的国家之一,尤其长江在6-10月降雨量大而次多,极易引发洪灾,严重威胁长江沿岸各区域的安全。如何在气候变化和人类活动双重影响的新情势下合理而有效地进行区域洪水风险管理,是一个值得深入研究的问题。通过构建区域洪水风险管理模型,并将其应用于荆江河段区域,推演堤坝溃口条件下区域内洪水变化过程,并评价出洪水对区域内各要素的影响。所构建的模型可靠、实用且结果合理,能够为区域洪水风险管理和水资源保护、防洪减灾措施的制定提供一定的技术支持。 展开更多

关键词 区域洪水 风险管理 洪水推演 洪水影响评价 荆江段

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基于一维运动波理论的坡面汇流和沟道汇流数学模型研究 被引量：5

16

作者 张大伟 权锦 +2 位作者 何晓燕 姜晓明 严富海 《中国防汛抗旱》 2014年第5期33-35,47,共4页

一维运动波理论常用于坡面汇流和沟道汇流的模拟,根据坡面汇流和沟道汇流的特点,采用不同形式的运动波控制方程组来分别描述坡面汇流和沟道汇流过程。采用Mac Cormack格式开发了坡面汇流模型,采用线性离散和非线性离散的显式有限差分格... 一维运动波理论常用于坡面汇流和沟道汇流的模拟,根据坡面汇流和沟道汇流的特点,采用不同形式的运动波控制方程组来分别描述坡面汇流和沟道汇流过程。采用Mac Cormack格式开发了坡面汇流模型,采用线性离散和非线性离散的显式有限差分格式开发了沟道汇流模型,通过3个典型的算例对各模型进行了验证。验证结果表明,开发的沟道汇流模型是成功的;空间步长的尺度对数值解精度有较大影响,步长越小,数值解精度越高;在沟道汇流模型中,线性求解和迭代求解两种方法的计算结果基本一致。 展开更多

关键词 运动波 坡面汇流 沟道汇流 数值模拟

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基于SWAT模型的青海省主要流域径流模拟 被引量：11

17

作者 刘柏君 权锦 +2 位作者 杨超慧 雷晓辉 王浩 《水资源保护》 CAS CSCD 2016年第6期39-44,共6页

通过划分青海省主要流域并构建相应SWAT模型,模拟流域日、月平均径流变化过程,根据模型径流模拟值与实测值对比及对模型模拟结果进行评价,从而探讨所构建模型的模拟精度及其适用性。结果表明:SWAT模型不适用于柴达木盆地,而对高寒区或... 通过划分青海省主要流域并构建相应SWAT模型,模拟流域日、月平均径流变化过程,根据模型径流模拟值与实测值对比及对模型模拟结果进行评价,从而探讨所构建模型的模拟精度及其适用性。结果表明:SWAT模型不适用于柴达木盆地,而对高寒区或高原区内以降水、冰川、融雪为主要补给的流域的径流模拟效果良好,且具有较好的适用性。 展开更多

关键词 径流模拟 SWAT模型 适用性评价 青海省

全文增补中

基于线性预测控制算法的明渠实时控制研究 被引量：14

18

作者 孔令仲 王浩 +2 位作者 雷晓辉 权锦 杨迁 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期326-334,共9页

针对纵坡较缓、渠池槽蓄量大且完全处于回水区的大型串联渠池中的水位控制问题,本文以南水北调中线工程最后6级渠池为研究对象,通过建立多级串联渠道的离散线性状态空间方程,设计用于多级串联渠池的线性预测控制算法,并采用低通滤波器... 针对纵坡较缓、渠池槽蓄量大且完全处于回水区的大型串联渠池中的水位控制问题,本文以南水北调中线工程最后6级渠池为研究对象,通过建立多级串联渠道的离散线性状态空间方程,设计用于多级串联渠池的线性预测控制算法,并采用低通滤波器对控制算法中需要用到的实时水位观测信息进行处理。研究结果表明采用低通滤波处理后的水位信息进行实时控制时能够消除没有明显回水区渠池中发生的水位波动,达到稳定控制的效果。在分水不可预知情况,预测控制算法起到集中反馈控制的效果,控制效果与线性二次型最优控制的控制效果类似;而在分水可预知情况,预测控制算法能提前于分水变化进行闸门控制,起到前馈控制的作用,进一步优化控制效果。 展开更多

关键词 渠道实时控制 线性控制模型 预测控制算法 线性二次型最优控制

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基于集对分析的水资源承载状态评价研究 被引量：11

19

作者 鲁晓 董增川 +2 位作者 张城 杨光 权锦 《人民黄河》 CAS 北大核心 2020年第11期53-57,116,共6页

为定量评价水资源承载状态及发展趋势,同时进一步推广五元减法集对势方法在水资源领域中的应用,构建了基于集对分析理论的五元联系数水资源承载状态评价模型,并采用基于五元联系数的改进减法集对势方法分析水资源承载状态的发展趋势,诊... 为定量评价水资源承载状态及发展趋势,同时进一步推广五元减法集对势方法在水资源领域中的应用,构建了基于集对分析理论的五元联系数水资源承载状态评价模型,并采用基于五元联系数的改进减法集对势方法分析水资源承载状态的发展趋势,诊断水资源承载状态的脆弱性指标。采用基于集对分析的水资源承载状态分析方法对盐城市2009—2018年的水资源承载状态进行诊断分析,结果表明:2009—2018年盐城市水资源承载状态整体呈好转趋势,发展趋势由偏反势发展为均势再发展为偏同势;2018年水资源承载状态的偏联系数和五元减法集对势位于曲线最高点,呈偏同势,承载状态和发展趋势较好;水资源承载状态的偏脆弱性因素为水环境相关指标。建议在发展盐城市社会经济的同时,做好其水环境治理工作,改善水资源承载状态。 展开更多

关键词 水资源承载状态 集对分析 五元联系数 偏联系数 减法集对势 盐城市

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基于AHP-灰色定权聚类的长距离输水工程闸门应急调控方式研究 被引量：5

20

作者 龙岩 雷晓辉 +2 位作者 徐国宾 权锦 李有明 《南水北调与水利科技》 CSCD 北大核心 2018年第4期184-188,共5页

针对长距离输水工程,提出了应急调控过程中影响闸门调控效果的6项指标,包括调控时间、调控后污染范围、调控后污染物峰值浓度、调控成本、操作难易程度及调控对工程的影响;然后利用层次分析法建立和量化影响闸门调控效果的各项指标,并... 针对长距离输水工程,提出了应急调控过程中影响闸门调控效果的6项指标,包括调控时间、调控后污染范围、调控后污染物峰值浓度、调控成本、操作难易程度及调控对工程的影响;然后利用层次分析法建立和量化影响闸门调控效果的各项指标,并引入灰色定权聚类方法对闸门调控方式进行灰色分类,建立三角白化权函数,更能准确地确定闸门调控方式。最后以南水北调中线总干渠京石应急段起点至西黑山分水口之间的渠道为例,运用AHP-灰色定权聚类方法,确定了中线工程应急调控过程中较为合理的闸门调控方式为同步闭闸。 展开更多

关键词 长距离输水工程 层次分析法 灰色定权聚类 白化权函数 闸门应急调控

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