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题名猎豹优化算法在水资源优化配置中的应用
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作者
姚柳杉
赵雪花
武雯昱
武茜茜
陈攀
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机构
太原理工大学水利科学与工程学院
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出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2024年第1期135-141,149,共8页
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基金
国家重点研发计划项目(2019YFC0408601)
国家自然科学基金项目(52279020)
+2 种基金
山西省科技创新人才团队专项资助(202204051002027)
山西省青年科学研究项目(202103021223106)
山西省水利科学技术研究与推广项目(2023GM18,2023ZF15)。
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文摘
水资源优化配置能够解决区域水资源短缺及不合理利用问题,近年来优化算法成为获得水资源优化配置结果的重要工具。为有效缓解现有优化配置算法中存在的收敛缓慢、局部优化和早熟等问题,介绍了一种新型的元启发式算法:猎豹优化算法(the Cheetah Optimizer,CO),利用该算法收敛速度快、鲁棒性强、寻优能力强等优点,将其运用至水资源优化配置问题中。以太原市为研究区域,建立了以经济效益、社会效益和生态效益为目标的水资源优化配置模型,采用CO求解该模型,并与遗传算法(Genetic Algorithm,GA)结果进行对比分析。结果表明:CO的污染物排放总量在规划年(2030)控制目标内,区域用水满意度达到0.98,能够满足基本用水和发展用水需求;与现状年(2020)相比,生活用水占比下降22.58%,三次产业用水占比分别上升10.53%、25.81%、12.5%,地表水和地下水供水比例分别降低21.70%、11.14%,回用水和引黄水供水比例分别提高了5.43%、27.40%,符合太原市水资源配置思路,验证了CO的有效性;与GA相比,CO的区域满意度、综合用水价值和配水公平性分别提高了7.10%、3.57%和56.52%,污染物排放量和缺水率分别降低了3.11%和3.85%,同时有更好的协调性,验证了CO的优越性。研究成果表明用CO求解水资源优化配置模型合理可行,为水资源优化配置模型求解提供了新方法。
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关键词
猎豹优化算法
水资源
优化配置
满意度
用水价值
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Keywords
cheetah optimizer
water resources
optimal allocation
satisfaction
water use value
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分类号
TV213.4
[水利工程—水文学及水资源]
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题名黄土高原小流域考虑坡度影响的径流曲线数优化
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作者
余聂彤
赵雪花
姚柳杉
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机构
太原理工大学水利科学与工程学院
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出处
《中国农村水利水电》
北大核心
2024年第5期200-205,214,共7页
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基金
国家自然科学基金区域创新发展联合基金(U22A20613)
山西省科技创新人才团队专项资助(202204051002027)。
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文摘
坡度对产流过程有重要影响,将SCS-CN模型中的径流曲线数进行坡度修正对于提升模型预测精度具有重要意义,为了进行流域平均坡度在产流过程中的影响探究,以Huang坡度修正公式为基础,利用王家沟流域1955-1981年期间70场降雨径流实测资料中的前40场作为验证期资料,重新率定了Huang坡度修正公式中的a1,a2两个参数,提出了适用于王家沟流域的3种不同前期土壤湿度条件下的CN值坡度修正公式,以此建立了具有良好区域适用性的SCS-WJG方法并与SCS-CN查表法和直接移用Huang坡度修正公式的SCS-Huang方法进行比较。结论如下:使用遍历法确定的降雨初损率λ值为0.09,故标准值0.2不适用于王家沟流域。对比3种方法求出的CN值大小后发现使用SCS-Huang方法求出的CN值最大,SCS-CN查表法次之,SCS-WJG方法最小,从结果来看使用SCS-WJG方法进行模拟的精度更高,故用其计算得到的CN值更适用于王家沟流域。对比SCS-CN查表法与SCS-Huang方法后发现SCS-Huang方法纳什效率系数较低且均方根误差较高,因此提出适用于王家沟流域的CN值坡度修正公式并建立SCS-WJG方法是有必要的。当λ=0.09时,SCS-CN查表法,SCS-Huang方法的纳什效率系数分别为-2.85,-3.25,而SCS-WJG方法的纳什效率系数提高到了0.86,与前两种方法相比,SCS-WJG方法的均方根误差分别降低了77%,78%。SCS-WJG方法的模拟精度明显优于其余两种方法,说明SCS-WJG方法具有良好的区域适用性,可为小流域产流模拟提供参考。
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关键词
SCS-CN模型
径流曲线数
产流模拟
坡度
小流域
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Keywords
SCS-CN model
runoff curve number
runoff production simulation
slope
small watershed
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分类号
TV121
[水利工程—水文学及水资源]
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题名山西省植被盖度变化特征及其驱动因素分析
被引量：2
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作者
韩璇
姚柳杉
高晓丽
肖娟
宋浩泉
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机构
太原理工大学水利科学与工程学院
有机旱作山西省重点实验室
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出处
《山西水利》
2020年第8期19-23,26,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(51579168)
有机旱作山西省重点实验室开放基金(201805D111015-3)。
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文摘
为了揭示近20年来山西省植被盖度(VC)的变化特征及其驱动因素,本文利用山西省1998—2018年NDVI合成产品、1998—2018年山西气象数据、山西省DEM数据和1998—2008年山西省土地利用情况,结合像元二分法提取植被盖度,应用最大值合成法、趋势分析法、相关性分析法和残差分析法对山西省21年VC的时空分布特征及其驱动因素进行了分析。结果表明:山西省近21年的VC表现为上升趋势,增长速率依次为晋中(0.0060/年)>晋南(0.0054/年)>晋北(0.0050/年);区域内VC总体上呈现为南高北低,且由西北向东南逐渐增加的分布特征;影响山西省VC变化的主要气象因子依次为日照时数>降雨>平均风速>气温;人类活动对晋北地区VC的影响最大,贡献率高达0.30%,晋南次之,晋中最低,仅为0.08%;VC随着坡度的增加而减小,随着高程的增加而降低,不同坡向VC依次为半阳坡>半阴坡>阳坡>阴坡。研究结果可为山西省植被生态建设提供指导依据。
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关键词
山西省
植被盖度
气象因子
人类活动
地形
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分类号
S714.7
[农业科学—林学]
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题名河套平原与库布齐沙漠环境差异分析
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作者
吕泽浩
成佳慧
姚柳杉
薛静
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机构
太原理工大学水利科学与工程学院
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出处
《绿色科技》
2020年第10期207-209,共3页
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文摘
指出了河套平原、库布齐沙漠均位于内陆地区,同为典型的温带大陆性气候。两者虽位于同一河段的两岸,却拥有截然不同的环境。因此对黄河巴彦高勒~三湖河口河段两岸环境突变的原因进行归纳分析,对防止库布齐沙漠扩张而威胁河套平原和黄河河道的稳定有着重要意义。通过对前人已有研究成果及河段周围真实环境等综合分析,对仅一河之隔的河套平原与库布齐沙漠环境的差异原因进行了分析讨论,结果表明:地形、光照、水资源和人为因素是二者环境突变的主要影响因素。所得结论可以为今后当地生活、生产、供水、沙漠治理等方面的决策提供一定的参考。
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关键词
河套平原
库布齐沙漠
环境突变
原因分析
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分类号
X144
[环境科学与工程—环境科学]
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