国家自然科学基金(51008191)
- 作品数：12 被引量：72H指数：6
- 相关作者：刘兴坡王天宇丁永生童胜朱云娟更多>>
- 相关机构：上海海事大学加拿大环境部同济大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金上海市教育委员会创新基金城市水资源与水环境国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：建筑科学环境科学与工程水利工程天文地球更多>>
- 基于BP神经网络的SWMM参数全局灵敏度分析方法被引量：6
- 2021年
- 为了准确高效地分析SWMM模型参数的灵敏度,识别模型关键校准参数,提出了基于BP神经网络的参数全局灵敏度分析方法。以汇水区面积、宽度、不透水率等12个参数作为模型输入,以Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)代表模型输出,设计了3套验证方案及其比较参考准则,对BP神经网络法与修正Morris法、线性回归法、LH-OAT法、多项式回归法等灵敏度分析方法进行了比较分析。结果表明,应用BP神经网络的连接权值作为全局灵敏度分析依据时,BP神经网络法的灵敏度分析精度优于线性回归法、LH-OAT法和多项式回归法。因此,BP神经网络法是SWMM模型参数全局灵敏度分析的一种可行方法。SWMM模型参数灵敏度分析精度与分析模型的非线性拟合程度存在密切关系,优良的非线性拟合能力是BP神经网络方法优于其他灵敏度分析方法的重要原因。通过比较不同灵敏度分析方法的效果,提出了以Morris扰动灵敏度分析结果作为真值基准、以SWMM模型几何参数作为灵敏度指示参数、以线性回归法和拟合优度作为比较基准等方法,可为灵敏度分析方法效果评价提供借鉴。基于BP神经网络的SWMM模型参数灵敏度分析方法为解决复杂模型参数“参数灵敏度分析-参数寻优”多重循环校准开拓了新路径。
- 刘兴坡刘兴坡李璟
- 关键词：BP神经网络
- 基于正交极差分析的青龙河流域HSPF模型参数寻优模式被引量：9
- 2018年
- 为评价桃林口水库水文水质状况,建立其上游青龙河流域的BASINs/HSPF水文水质模拟模型.以Nash-Sutcliffe效率系数作为评价标准,联合正交设计和极差分析法进行参数寻优研究和可靠性分析.结果表明:BASINs/HSPF模型参数寻优的正交极差联合分析模式可大幅减小参数的寻优次数和寻优区间,是获得模型灵敏度参数和参数满意解的高效模式,可为模型参数寻优算法开发提供借鉴;应用正交极差分析的参数率定结果,以青龙河流域下游桃林口水库监测点2011年实测径流数据对模型进行验证,验证期(2011年)的Nash-Sutcliffe效率系数为0.79,稍低于率定期(2012年)的Nash-Sutcliffe效率系数(0.81)以及PEST自动校准的Nash-Sutcliffe效率系数(0.84),水质模拟结果也基本吻合;针对青龙河流域BASINs/HSPF模型,应用正交极差分析方法识别出6个高灵敏的BASINs/HSPF模型参数(IRC、INFILT、AGWRC、DEEPFR、AGWETP和LZSN);应用正交极差分析方法获得的BASINs/HSPF模型参数满意解取值区间依次为:LZSN[2.0,6.3],INFILT[0.084,0.167],AGWRC[0.90,0.95],DEEPFR[0.209,0.333],BASETP[0.067,0.199],AGWETP[0.067,0.199],CEPSC[0.14,0.27],UZSN[1.35,2.00],IRC[0.392,0.483].
- 刘兴坡刘兴坡胡小婷陈翔张倩周亦昀王天宇
- 关键词：参数寻优正交设计可靠性分析
- 长江口围填海土壤中PCBs的时空分布被引量：1
- 2015年
- 主要研究长江泥沙冲刷淤积而成的长江口围填海土壤,以上海市崇明岛为采样区域,以1974年至今的5个不同年代段的围填海土壤为研究对象,以PCBs为研究目标。在5个年代段上分别采集表层（0～15cm）和深层（100 cm）土壤,样品经过索氏提取和层析净化后,由GC-MS对其进行定量定性检测分析,从而分析多氯联苯（PCBs）的含量和组成特征。结果显示：共检出了35种PCBs组分,表层和深层土壤中∑35PCBs含量范围分别为1.954×10^-9～3.716×10^-9、2.649×10^-9～3.685×10^-9;主要是二氯联苯和四氯联苯。此外,长江口围填海土壤中PCBs的含量先呈现出上升的趋势,直至1990s后,出现下降的趋势。最后基于层次聚类分析验证得出：深层土壤和下一时期表层土壤PCBs的污染水平和污染来源保持基本一致。
- 朱云娟丁永生童胜胡超华朱时茂宿鹏浩孙丹李一凡
- 关键词：长江口泥沙多氯联苯
- 降雨输入对青龙河流域HSPF模型模拟结果的影响被引量：3
- 2020年
- 为评价降雨输入对青龙河流域BASINs/HSPF模型模拟结果的影响,改善HSPF模型模拟精度,应用趋势成分建模、周期成分建模、相依随机建模和独立随机建模(白噪声)等随机建模程序和蒙特卡洛计算机模拟方法,获得200组降雨随机模拟序列,分别作为青龙河流域BASINs/HSPF模型的输入,以Nash-Sutcliffe效率系数(E NS)作为模型模拟效果的评价标准,获得如下结论:采用趋势成分、周期成分与ARMA建模以及正态随机模拟获得降雨随机模拟序列是量化降雨输入随机性的可行方法;在模型参数优化的条件下,降雨随机模拟序列HSPF模拟E NS值的变化区间为[71.09%,74.96%],波动幅度达3.87%,表明降雨输入随机性对于HSPF模拟结果具有显著影响;当考虑每年的日降雨量极大值时,E NS值变化区间为[75.35%,78.81%],波动幅度达3.46%,且结果均优于没有考虑降雨极大值点的降雨随机模拟序列,表明降雨时间序列的极大值点对于HSPF模拟效果具有显著影响;随着降雨时间序列中所考虑极大值点数量的逐渐增多,HSPF模拟效果出现下降趋势,表明HSPF模拟应特别关注若干最大极值点的影响;降雨输入的不确定性是HSPF模型模拟结果不确定性的重要来源,改善HSPF模拟效果需要考虑降雨时间序列随机性和极值点因素的影响.本研究可为量化降雨输入对HSPF模型模拟的影响以及HSPF模拟的降雨情景优选提供借鉴.
- 刘兴坡刘兴坡卢木子夏澄非李永战
- 基于遥感图像的汇水区域综合径流系数获取方法被引量：6
- 2016年
- 综合径流系数是城市雨水管网规划设计和等流时线模型构建的重要参数。基于可获得的遥感图像,通过汇水子区域划分、地表覆盖非监督和监督分类、DEM坡度分析和GIS叠置分析等步骤,获得不同地表覆盖和坡度条件下的面积权重,并根据相关类型区域径流系数的经验数值,获得区域综合径流系数。将按照该方法获得的径流系数输入到Mike Urban等流时线模型中,模拟结果与实测结果的Nash系数达到0.57,初步证实了该方法的可行性。
- 刘兴坡于腾飞李永战胡小婷丁永生
- 关键词：遥感图像数字高程模型
- 长江口围填海土壤中PBDEs的浓度、组成及来源解析被引量：1
- 2015年
- 选取上海市崇明岛为采样区域,研究1974—2010年5个年代的由长江泥沙冲刷淤积而成的长江口围填海土壤中PBDEs的质量比分布、组成特征,并对其进行来源解析。于2012年10月在选取的5个年代区域分别采用五点梅花网格布点法采集表层(0~15 cm)和深层(100 cm)土壤,样品经索氏提取和层析净化处理后,采用GC-MS定量定性方法检测。结果表明,12种PBDEs目标化合物全部被检出,表层和深层土壤中∑12PBDEs质量比范围分别为8.008~27.783 ng/g、7.032~12.506 ng/g,主要是低溴代PBDEs。此外,其污染水平随年代呈现不断上升的趋势。最后基于因子分析法解析其来源,围填海土壤样品中最主要的污染源是PBDE-17、47、66和28;而且结合土壤污染质量比及组分特征分析得到,表层土壤与下一年代的围填海深层土壤的污染水平和来源基本一致。
- 朱云娟丁永生胡超华朱时茂童胜宿鹏浩孙丹李一凡
- 关键词：环境学多溴联苯醚长江口
- 城市雨水管网系统设计风险管理方法被引量：3
- 2013年
- 针对当前我国城市雨水内涝日趋严峻以及社会安全性需求高涨的形势,提出了基于系统风险的城市雨水管网设计方法和城市雨水管网系统设计风险管理方法,并建议采取城市雨水管网系统模拟分析与设计校核、基于系统可靠度的城市雨水管网设计以及基于系统风险的城市雨水管网设计的三阶段路线图来逐步实施。
- 刘兴坡
- 关键词：城市内涝风险管理
- 新加坡城市内涝治理经验及启示被引量：8
- 2013年
- 从城市排水规范、工程措施、风险管理及内涝预警等方面对新加坡城市内涝治理措施进行了介绍,并总结了新加坡在城市内涝防治方面的经验,包括风险管理、城市雨水系统规划以及城市雨水系统运行方式等,分析了对我国城市内涝防治的启示。
- 刘兴坡
- 关键词：内涝风险管理
- 基于响应面优化的青龙河流域HSPF模型参数校准方法被引量：3
- 2019年
- Hydrological Simulation Program-Fortran(HSPF)模型参数多且交互作用复杂,传统参数寻优面临着优化参数不灵敏、优化算法易陷入局部陷阱等问题,影响了优化精度和效率.本文集成青龙河流域、参数抽样、灵敏度分析和参数优化探索新的寻优途径.应用响应面优化软件Design Expert,针对9个HSPF模型参数进行抽样,获得130组参数集,采用多元二次回归模型,建立参数集与纳什效率系数(NSE)的非线性关系,通过等高线和响应面识别最优参数及其密集取值区间.响应面优化参数的NSE平均值、最大值、最小值以及寻优区间缩减率均优于正交极差分析方法;LZSN、INFILT、AGWRC为极灵敏参数,DEEPFR为灵敏参数;LZSN和INFILT、INFILT和AGWRC、INFILT和UZSN、INFILT和IRC的交互作用对结果有显著影响;优化参数的密集取值区间:LZSN[2.00,2.65];INFILT[0.400,0.475];AGWRC[0.870,0.885];DEEPFR[0.101,0.176];BASETP[0.001,0.120];AGWETP[0,083,0.120];CEPSC[0.166,0.244];UZSN[0.83,1.22]; IRC[0.53,0.63].响应面方法综合了参数抽样、参数灵敏度分析以及参数优化等3个方面,考虑了参数非线性关系和参数的交互作用,兼顾了优化精度和效率,为青龙河流域HSPF模型参数优化开拓了新途径.
- 刘兴坡刘兴坡胡小婷李永战
- 关键词：HSPF模型参数优化
- 我国大口径埋地塑料排水管道发展现状及国外经验借鉴被引量：9
- 2018年
- 为了借鉴国际大口径埋地塑料排水管道规范标准制定的经验,采用文献分析法,总结了我国大口径埋地塑料排水管道存在的问题和国外规范标准的制定经验。研究结果表明,(1)国外埋地塑料排水管道规范标准涉及管道建设工程全过程。对于埋地聚乙烯排水管道,欧盟标准pr EN 13476—1—2006(E)将其与聚氯乙烯和聚丙烯的各种结构壁管囊括在一个标准之中,包含管材和管件标准。我国标准分为材料和结构产品标准(GB/T 19472.1—2004和GB/T 19472.2—2004),还缺乏管件部分标准,尚需完善。(2)国内标准应向国外看齐,在塑料管材环刚度测定标准方面,我国最新的《热塑性塑料管材环刚度的测定》(GB/T 9647—2015)标准已对原标准GB/T9647—2003中的若干参数做了修订,与国际标准ISO 9969:2007(E)内容基本一致。(3)欧洲标准CEN/TS 15223—2008设计压力管时,区分持久负载和短暂负载、长期强度和短期强度,比国内标准合理且更节省材料;设计无压管时,敷设质量是关键。在保证其质量的基础上,可以采用经验图表设计方法设计。
- 刘兴坡刘兴坡王天宇方琦
- 关键词：塑料排水管道
