江苏省高校自然科学研究项目(11KJB170008)
- 作品数：9 被引量：45H指数：4
- 相关作者：张小娜冯杰尹义星张东辉张超更多>>
- 相关机构：南京信息工程大学中国水利水电科学研究院河海大学更多>>
- 发文基金：江苏省高校自然科学研究项目国家自然科学基金水利部公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：水利工程天文地球农业科学文化科学更多>>
- 考虑天然水流模式的多目标水库优化调度模型及应用被引量：12
- 2013年
- 充分考虑水流条件对河流生态环境的重要性,将水流模式作为河流生态要求的重要目标进行量化。根据水流模式与常规水库兴利要求对水流的不同利用方式,从天然水流模式和水库的配水方式2个方面设立目标函数,建立兼顾水库兴利要求和河流生态环境要求的多目标水库调度模型。将该模型应用于丹江口水库中,采用非劣解分类遗传算法(NSGA-II)进行优化求解。结果表明:对河流水流模式进行仿天然性优化后,可以有效改善水文模式中变化较大的指标,使其值尽量贴近天然流量的变化范围,进而降低河流生态环境所受水库调蓄作用的负面影响。优化结果对水库兴利功能的影响程度不大,偏好于生态环境目标的调度方式更有利于南水北调实施调水。
- 杨娜梅亚东于乐江
- 关键词：水库调度多目标优化算法
- 坡面流格子Boltzmann方法与Preissmann隐式差分法模拟被引量：4
- 2014年
- 以D1Q5速度模型为例,时间多尺度分析为手段通过待定系数法来确定平衡态分布函数,将格子Boltzmann方法应用于坡面流运动方程;通过理想算例,以解析解为标准,比较了格子Boltzmann方法与应用广泛的Preissmann4点隐式差分法的计算精度。研究表明,对于模拟坡脚断面水深和单宽流量过程,格子Boltzmann方法的D1Q5模型的计算精度高于Preissmann 4点隐式差分法,尤其在退水阶段。对于达到平衡时间之前的坡面水深和坡面单宽流量,格子Boltzmann方法的D1Q5模型的计算精度也高于Preissmann 4点隐式差分法。但对于达到平衡时间之后的坡面水深和坡面单宽流量,格子Boltzmann方法的D1Q5模型在x=1 m点上出现了较大的相对误差,计算精度逊于Preissmann 4点隐式差分法。将格子Boltzmann方法应用于坡面流运动时,弛豫时间选择范围以[1,1.2]s为宜。
- 张小娜冯杰张东辉刘宁宁
- 关键词：坡面流格子BOLTZMANN方法弛豫时间
- 考虑土壤大孔隙的下渗模型构建及验证被引量：6
- 2014年
- 土壤大孔隙是土壤中一种普通存在的现象,土壤大孔隙体积虽然仅占土壤体积的0.1%～5%,但却很大程度上影响着水分及溶质在土壤中的运移.从物理机制出发,构建了考虑土壤大孔隙的下渗模型.将土壤分为基质流区、贯穿大孔隙流区和内集水流区.假定基质中的水流符合达西定律,贯穿大孔隙域的水流通过运动波方程来描述,内集水区为一端封闭的贯穿大孔隙,采用一维水平入渗方程描述大孔隙中的水入渗到土壤基质中.联立3个流区的水流方程,采用有限差分法求解该模型.最后利用人工模拟降雨实验验证所建模型的有效性.结果表明,所建下渗模型能够较好反映大孔隙土壤下渗过程.
- 张小娜冯杰
- 关键词：土壤大孔隙
- 坡面流运动方程的Lattice Boltzmann方法求解
- 2014年
- 作为土壤水蚀过程的主要动力，准确模拟坡面水流过程，对于明确坡面侵蚀机理，构建土壤侵蚀物理过程模型具有重要意义。给出了LatticeBoltzmann方法在坡面水流运动过程中应用的详细步骤，并通过室内人工模拟降雨实验，验证了其有效性。实验结果表明：通过只对时间作多重尺度化，以多尺度分析为手段通过待定系数法来确定平衡态分布函数，以宏观上边界条件作为限制条件，用平衡态分布函数代替上边界结点上的分布函数，及通过分布函数外推格式来确定下边界结点上的分布函数的处理方法，可将Lattice Boltzmann法成功应用于坡面流运动方程的求解，各场次降雨的地面径流深误差均在±11％以内。
- 张小娜冯杰张东辉
- 关键词：BOLTZMANN方法
- 不同雨强下土壤大孔隙对坡面流水动力学参数的影响被引量：13
- 2012年
- 以室内试验槽为平台,利用人工模拟降雨试验,定量分析了坡度为5°时,在30mm/h,60mm/h和120mm/h降雨强度下,有大孔隙试验槽和无大孔隙试验槽坡面流的水动力学参数的异同点.结果表明,各场次降雨的两坡面流的流态均为层流,除降雨强度为30mm/h时,无大孔隙坡面的坡面流为急流外,其他场次的水流均为缓流;在同一降雨强度下,相对于无大孔隙坡面,有大孔隙坡面的坡面流流速、单宽流量、弗劳德数和雷诺数较小,径流深、径流切应力、水流运动阻力以及坡面糙率较大;随着降雨强度的增大,两坡面的径流深和单宽流量增加,坡面流流速、径流切应力和雷诺数均增大,阻力系数和曼宁糙率均呈现先增大后减小的趋势,弗劳德数则呈现先减小后增大的趋势.
- 张小娜冯杰张超高玉芳
- 关键词：降雨强度土壤大孔隙坡面流水动力学参数
- 大孔隙分布对坡地产汇流及溶质运移的影响被引量：3
- 2014年
- 以室内土槽为平台,采用人工模拟降雨试验,研究了粉砂壤土中两种不同大孔隙分布情况下,土槽中土壤含水量、坡面流速、地面径流、地下径流及溶质运移的变化。结果表明,相对于面大孔隙度为19%,容积大孔隙度为0.095%的未加密型的土槽,面大孔隙度为57%,容积大孔隙度为0.285%的大孔隙加密型土槽中各层土壤含水量增加幅度、平均坡面流速及地面径流量相对偏小,地下流出现时间较早且径流量较大,地面径流中溴离子、铵根离子浓度、硝酸根离子浓度偏小。在地下水出流前期,大孔隙加密型土槽中的铵根离子浓度和浓度变化幅度都偏小,但溴离子、硝酸根离子浓度则偏大。
- 张小娜冯杰
- 关键词：产汇流溶质运移
- 土壤大孔隙对坡面溶质流失的影响被引量：3
- 2013年
- 以室内实验槽为平台,利用人工模拟降雨实验,研究了大孔隙对坡面Br-流失的影响。研究结果表明,大孔隙坡面的地面径流中Br-流失总量和平均流失速率均较无大孔隙坡面小。将大孔隙特征尺度、降雨强度、降雨历时、坡度和离子吸附系数作为模型的输入,坡面溶质累积流失量作为模型输出,建立了基于模糊神经网络的坡面溶质流失模型。并以160组实测数据为基础,对模型进行了仿真验证。仿真结果显示,坡面累积溶质流失量模拟仿真输出与实验测量输出基本一致,所建系统模型是有效的。
- 张小娜冯杰邵伟尹义星
- 关键词：土壤大孔隙模糊神经网络
- 基于时间序列分解方法的太湖未来特征水位预测被引量：2
- 2012年
- 基于太湖沿湖5个水文台站1956—2006年的逐日平均水位数据,提取得到了逐年特征(平均、最高和最低)水位,运用时间序列分解方法模拟和预测了太湖未来15a的特征水位,并探讨了太湖未来洪灾情势。将水位序列分解为趋势成分、周期成分和随机成分,得到时间序列分解模型,并进行了水位序列模拟和预测。分析结果表明,该模型的模拟精度比较理想,可以实现未来较长期的特征水位预测。预测得到未来15a后的最高水位可能达到4.05m,显著超过太湖警戒水位,因此需引起相关部门的重视。
- 尹义星许有鹏张小娜焦士兴闫桂霞
- 关键词：太湖特征水位时间序列分解
- 水文气象专业设置初探被引量：3
- 2013年
- 应对洪涝、干旱、台风、山洪、泥石流等种种极端水文气象事件,单靠水文学科或气象学科已无法培养出适用的人才。因此,必须加强水文、气象学科之间的交叉和整合。气候变化带来的极端气候事件增加给水文气象学发展带来了机遇和挑战,开展水文气象应用研究具有重要意义。本文从开设水文气象专业的必要性、社会需求分析、研究方向以及南京信息工程大学所具备的独特资源优势四个方面进行初步的探讨。
- 张小娜
- 关键词：社会需求分析
