河海大学现代科技进展复习
河海电子信息工程培养方案
河海电子信息工程培养方案引言电子信息工程是应用电磁理论、电路、控制与计算机技术等知识进行信息传输、处理和控制的学科。
作为一门综合性学科,电子信息工程在各个行业中都起着非常重要的作用。
为了培养电子信息工程专业的高素质人才,河海大学制定了本培养方案。
本文档将详细介绍河海电子信息工程培养方案的各个方面。
培养目标本培养方案旨在培养具备扎实的基础理论知识和良好工程实践能力的电子信息工程专业人才。
具体培养目标如下:1.掌握电子工程基础知识:学生应具备电路、信号与系统、电磁场与波等基础理论知识,了解电子电路的设计与分析方法。
2.具备电子系统设计与开发的能力:学生应会使用EDA工具进行电路设计与仿真,并能独立完成电子系统的设计与开发。
3.掌握通信与网络技术:学生应了解通信与网络的基本原理和技术,掌握无线通信和互联网技术的应用。
4.具备项目管理与团队合作能力:学生应具备项目管理和团队合作的能力,能够在工程项目中发挥积极作用。
5.具备自主学习和创新能力:学生应具备自主学习和创新的能力,能够不断适应科技发展的需求。
培养方式课程设置本专业的课程设置主要包括以下几个方面:1.基础课程:包括数学、物理和计算机基础等基础课程,为后续专业课程打下扎实的基础。
2.专业核心课程:包括电子电路、信号与系统、数字电路与逻辑设计等专业核心课程,培养学生对电子工程的基础理论的掌握。
3.专业选修课程:包括通信原理、现代控制理论、嵌入式系统设计等专业选修课程,提供学生广泛而深入的专业知识。
4.实践环节:包括实验课、实习和毕业设计等实践环节,培养学生的工程实践能力。
课外活动本专业鼓励学生积极参与各类学术研讨会和竞赛活动,例如参与电子设计竞赛、创新创业比赛等,培养学生的创新能力和团队合作精神。
实习与实践为了提高学生的工程实践能力,专业设置了一定的实习和实践环节。
学生可通过参与科研项目、工程实习、参观企事业单位等方式,加深对电子信息工程的理解,并锻炼实际应用技能。
河海大学参考书目
系统使用说明《给水工程》(第四版)(下)严煦世、范瑾初等编,中国建筑工程出版社;《排水工程》(第四版)(下)张自杰编,中国建筑工程出版社;《学》(21世纪法学规划教材)胡建淼著,法律出版社,最新版。
主编,中国人民大学出版社。
(美),石人译,上海人民出版社,2007年(重点是学术思想)。
,2004年;《中国新闻传播史》方汉奇著,中国人民大学出版社,2002年;《外国新闻传播史》郑超然、程曼丽、王泰玄编著,中国人民大学出版社,;《体育保健学》(第四版)姚鸿恩主编,高等教育出版社,2006年。
高等教育出版社,2002年。
济学原理》教育部社政司组编,高等教育出版社,2004年;《邓小平理论与“三个代表”重要思想》教育部社政司组编,高等教育出版社,2006年。
新闻评论教程》丁法章著,复旦大学出版社,2002年,或其他版本的同类教材;《实用写作》(重点了解第八章),张耀辉主编,北京大学出版社,200法学规划教材)范健、王建文著,法律出版社,最新版;《刑法学》 (面向21世纪课程教材)高铭暄、马克昌主编,北京大学出版社、高等教育出版社联良,社会科学文献出版社,2002年(不考第9-15章)。
出版社,2003年;或符合国家教学《要点》要求的“科学技术哲学”或“自然辩证法”教材。
版社(以19世纪英国文学为主);《美国文学教程》胡荫桐、刘树森等编,南开大学出版社(以19世纪美国文学为主)。
电力出版社,2007年。
海大学出版社,2004年。
材》(第二版)杨素行编,高等教育出版社,1998年。
人民大学出版社,2004年。
版社,2001年。
》(第二版)曹平周、朱召泉等编,科技文献出版社,2002年;《钢结构》(第三版)曹平周、朱召泉等编,电力出版社,2008年编,中国建筑工程出版社;《环境影响评价》陆书玉主编,高等教育出版社,面向21世纪课程教材系列;《水资源规划理论及技术》朱党生等编,中国海大学出版社,2004年。
动力学》,王昌杰主编,人民交通出版社,2001年。
现代科学技术与人的全面发展
科学技术与人摘要:科学技术是第一生产力,而且是先进生产力的集中体现和主要标志。
人作为生产力中最具决定性的力量,其发展与科学技术进步具有过程性的特点,二者的互动共同推动人类社会向前发展。
因此,现代科学技术要求我们树立“以人为本”的发展观,着力塑造人文精神、营造崇尚科学、创新文化氛围的大文化环境,培养社会成员的实践意识和实践能力。
关键词: 现代科学技术; 人的全面发展; 统一性; 推动作用现代科学技术的突飞猛进,给世界生产力和人类经济社会的革命带来了极大的推动,为人类社会的全面发展奠定了坚实的基础。
社会生产力和经济文化的发展水平是逐步提高、永无止境的历史过程,人的全面发展程度也是逐步提高、永无止境的历史过程,这两个历史过程应相互结合、相互促进地向前发展。
然而,这种发展使得我们社会的每个人都会产生从未有过的紧迫感,努力促进自身素质的提高。
因此,结合现代科技革命的发展,深入研究马克思主义关于人的全面发展理论是适应新的发展形势,提高社会成员全面素质的要求。
马克思主义关于人的全面发展理论深刻地揭示了代表社会生产、社会进步的科技发展与人的全面发展的关系在人的全面发展中的作用。
在社会主义市场经济不断发展的历史条件下,现代社会的政治、经济关系发生了深刻的变化,社会生产方式和内容也产生了质的飞跃,对人才的需求量越来越多,对人才质量的要求也是越来越高。
因此,当我们探索如何深化教育改革,培养德、智、体、美全面发展的社会主义建设者和接班人的时候,以马克思主义为指导,研究现代科技革命条件下关于人的全面发展有着重大的现实指导意义。
1. 现代科学技术发展与人的全面发展的统一性科学技术是人类认识客观规律和应用规律保护和改造客观世界的知识和能力的结晶。
在人类发展历史上,社会生产力的每一次飞跃与发展,人类社会的一切文明与进步都离不开科学的重大发现和技术的重大发明及其广泛应用。
科学技术的发展给自然界和人类社会打上了深深的印记,有力地促进了人类的进步和发展;同时,人的发展又进一步推进了科学技术的进步和发展,二者统一于人类社会的发展进程之中。
河海专业课参考教材
体育学专业基础综合 土地经济学 生态学基础 教育学专业基础综合 心理学专业基础综合 普通物理 运筹学 马克思主义哲学史 普通化学 社会学概论 程序设计(C语言) 基础心理学 中国文化综合 最优化方法 量子力学 实变函数 英语听力测试 民事诉讼法 公共管理综合
《大众传播理论:基础、争鸣与未来》,(美)巴兰、戴维斯著,曹书乐译,清华大学出版, 2004年;《新闻学概论》,李良荣著,复旦大学出版,2009年;《传播学教程》,郭庆光 著,中国人民大学出版,2004年;《中国新闻传播史》方汉奇著,中国人民大学出版,2002 年。 《学校体育学》(第2版)潘绍伟,于可红主编,高教出版社,2008年;《运动生理学》(第 2版)邓树勋等,高教出版社,2009年。 《土地经济学》(第六版)毕宝德主编,中国人民大学出版社,2011年。 《生态学导论》邵孝侯等编,河海大学出版社,2005年。 请参考教育学本科专业通用教材和教育学专业相关著作。内容包含教育学原理、中国教育史、 外国教育史、教育科学科研方法四个部分。 请参考心理学本科专业通用教材和心理学专业相关著作。内容包含普通心理学、西方心理学史 、统计学、实验心理学和发展心理学五个部分。 请参考相应的本科专业通用教材。 请参考相应的本科专业通用教材。 《马克思主义哲学史》黄楠森著,高教出版社,1998。 请参考相应的本科专业通用教材。 《社会学教程》(第二版)王思斌主编,北京大学出版社,2003年。 请参考相应的本科专业通用教材。 《普通心理学》彭聃龄主编,北京师范大学出版社。 《大学语文》徐中玉、齐森华主编,华东师范大学出版社,2005年;或其他版本同类教材。 请参考相应的本科专业通用教材。 请参考相应的本科专业通用教材。 请参考相应的本科专业通用教材。 请参考相应的本科专业通用教材,考试范围为相关领域本科阶段专业基础课的基本知识点。 《民事诉讼法(第6版)》(21世纪法学系列教材),江伟,中国人民大学出版社,2013年。
河海大学研究生2010年春学期课程表学生类别博士
闻天馆简称“闻”
3∙4节
人工神经网络2T3周
连上三节徐小明闻204
现代科技革命与马克思主义
2-19周连上三节张雁一班同402丁长青二班闻304
第一外国语(英语)写作
2T5周连上三节
郑亚南一班间203
尤震二班闻303
排队论2T3周连上三节印凡成
闻412
日:赵秀侠闻302法:王为民闻304德:王国权闻404
8-9节
第一外国语(英语)口语2-19周2班张燕燕闻203
博导讲座闻503
1042节
博导讲座闻503
河海大学研究生2010年春学期课程表
学生类别:博士
期
节次
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
备注
1-2节
第一外国语(英语)写作
2-16周
郑亚南一班闻203
尤震二班闻303
博弈论2-19周吴道明
闻506
第一外国语(英语)
分班情况请到本院教学秘书处查询。
现代科技革命与马克思主
义
分班情况请到本院教学秘书处查询。
5节
6-7节
第一外国语(英语)口语2-19周1班张燕燕闻203
第一外国语(俄语)2T3周连上三节李蓉闻408
第二外国语2-13周连上三节
日:赵秀侠闻302法:王为民闻304德:王国权闻404
多元统计分析2T3周
连上三节夏乐天闻506
第一外国语(俄语)2-13周连上三李蓉闻408第二外国语2-13周连上三节
水利水电科技进展杂志社联系方式 编辑部投稿邮箱
《水利水电科技进展》由河海大学主办,主要刊登水科学、水工程、水资源、水环境、水管理方面的科技论文,主要栏目有专家论坛、学术研究、工程技术、专题综述、国外动态等,适合与水利、水电、水科学、水工程、水资源、水环境有关的科研、工程、管理人员以及大专院校师生阅读。
主办: 河海大学
周期: 双月
出版地:江苏省南京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1006-7647
CN: 32-1439/TV
邮发代号: 28-244
历史沿革:
现用刊名:水利水电科技进展
曾用刊名:河海科技进展;河海大学科技情报
《河海大学学报(自然科学版)》和《水利水电科技进展》再次入选中文核心期刊 本刊编辑部; 53
18
直线边墙窄缝挑坎的水力计算 韩守都;刘韩生;倪汉根; 54-56
19
2011年度河海大学获3项国家科技奖 本刊编辑部; 56
20
碎石土斜坡优先流渗流特征试验 沈辉;罗先启;李显平; 57-61+88
14
黄河内蒙古段开河日期预报模型及应用 冀鸿兰;张傲妲;高瑞忠;张宝森;徐晶; 42-45+88
15
基于案例推理的黄河流域水资源优化调配 彭少明;张春生; 46-49+94
16
植物根系对河道滩坡抗冲性影响的试验 拾兵;陈举;张芝永; 50-53
17
4
水库异重流淤积成因分析及前锋运动规律 周磊;安瑞冬;谭升魁;李嘉; 6-10
5
《Water Science and Engineering》被Scopus数据库收录 本刊编辑部; 10
河海大学科技成果汇编
河海大学科技成果汇编河海大学科技处目录国家科技进步奖项目 (16)重大水工混凝土结构隐患病害检测与健康诊断研究 (16)紊流模拟技术及其在水利水电工程中的应用 (17)不同水动力条件下污染物输移过程及系统耦合模型研究 (18)润扬长江公路大桥建设关键技术研究 (19)省部级科技进步奖项目 (21)水利与水生态功能复合的河道构建和水质改善技术及应用 (21)沿海地区高速公路软土路基处治成套技术开发及其应用研究 (22)平原河流水动力理论及防洪安全技术创新与实践 (23)淮河防洪体系联合调度关键技术研究及应用 (25)水布垭世界最高面板堆石坝筑坝技术 (26)滨江复杂河网地区水资源保护理论及应用研究 (28)引江济太调水试验关键技术研究 (29)南水北调工程低扬程水泵选型关键技术及应用研究 (31)黄河防洪预报调度与管理(耦合)系统 (32)松散介质地下水库设计理论研究与应用 (34)水布垭高水头放空洞关键技术研究与实践 (35)高墩大跨径弯桥设计与施工技术研究 (36)黄浦江、苏州河水资源综合调度关键技术 (37)乌江流域大型复杂水电站群联合优化调控关键技术及其应用研究 (37)可重配置型双信道遥测网和测报仪器设备应用 (38)浙江省嵊泗海域地下水资源勘查及开发利用评价 (39)承压水降水及土体变形环境控制 (40)大型肘形进水流道泵站泵送混凝土防裂方法和应用研究 (41)加筋土挡墙技术研究 (42)应用于水动风机冷却塔的高效节能水轮机开发研究与应用 (43)水利枢纽信息化系统工程建设的研究与实践 (44)苏通大桥塔梁结构形态测控技术研究 (46)宁杭高速公路岩石高边坡稳定和防护研究 (47)水力增氧水质自净屏 (48)基于WebGIS的全国水文站网信息系统 (49)广州新白云机场航站楼结构综合技术研究与应用 (50)高土石坝应力变形分析理论和应用研究 (51)三峡大坝与葛洲坝区间水环境监测模拟与决策支持系统 (51)语义Web语言及支撑软件技术研究 (53)建筑物整体迁移成套关键技术及其规程 (55)西江洪水预报研究 (56)河南电网广域功角与相量测量系统的研究与应用 (56)广西水环境保护管理信息系统 (57)全级配大坝混凝土动态性能研究 (58)特大桥钢索塔建造中精密测控技术的研究及应用 (59)丁家庄物流基地总体规划及货运交易市场可行性研究 (59)基于供应链战略的江苏沿江港口群发展研究 (61)日照港口经济系统与港口工业布局规划研究 (63)控制工后沉降地基处理技术研究 (64)国际资本外撤的潜在风险测度及其防范措施 (65)势能增氧生态床 (66)江苏省水资源承载能力与配置研究 (67)江苏船闸运调管理体系研究 (68)快速高真空击密法软地基处理方法 (68)高压无线相位检测关键技术的研究 (70)长江江苏段水环境监控预警体系建设研究 (70)金丽温高速公路永嘉鹿城段连拱隧道防水及施工模拟数值研究(超挖监控及稳定性研究) (72)鼓励和支持企业发展自主知识产权名牌产品的政策 (73)公司法 (73)复合型淤泥固化材料 (76)水垫型消除水翅泄水建筑物中墩 (76)负荷分配型消除水翅泄水建筑物中墩 (77)城市水域淤泥的就地脱水方法 (77)调压室教学实验装置 (78)景观型多级阶梯式人工湿地护坡成型方法 (79)农田控制排水自动开启闸门 (79)仿生植物对河流微污染水体的净化方法 (80)基于直流发电机的风力发电系统 (80)双层玻璃热管式聚焦集热管 (81)用于槽镀的铁基二硫化钼复合镀镀液及其制备方法 (82)一种测量渗透系数的柔性壁渗透仪 (82)浮床植物及生物膜复合技术原位净化受污染河水方法 (83)纤维增强塑料网箍钢筋混凝土结构 (83)水锤扬水机演示仪 (84)测试土体流变特性的方法及三轴流变仪 (85)用于刷镀的铁基二硫化钼复合镀镀液及其制备方法 (85)用于电镀和化学镀的加热温控和搅拌设备 (86)地质数码摄影编录仪 (86)十六烷基三甲基溴化胺膨胀土改良剂 (87)悬浮式旋翼水力自动防淤清淤装置 (88)一种桩土互动浆固散体材料桩复合地基施工工法 (88)一种纳米级玻璃纤维棉及其制造工艺和装置 (89)高分辨率水位测量设备 (89)具有远程维护功能的光学坐标仪 (90)土体断裂参数的测试方法及其测试仪 (91)GPS和伪卫星组合定位方法 (91)1/4柱面静水面压测量仪 (92)一种真空预压地基加固区内水位测量装置与方法 (92)新型生态集雨沟 (93)电化学沉积方法修复混凝土裂缝的装置 (94)控制城市面源污染的初期雨水截留系统 (94)模型湿喷桩自动成桩机 (95)一种抗液化排水刚性桩 (95)内填式减压井管 (96)开槽内管涨压式减压井管 (96)翅片式双层玻璃真空集热器 (97)测斜仪智能绕线机 (97)水轮机配水环管排气装置 (98)水电站压力引水钢管焊接结构 (99)水轮机喷嘴吊装支架 (99)浮动式生态护坡基质载体 (100)曲线型掺气坎 (100)一种真空预压地基加固区内水位测量装置 (101)一种差动式掺气挑坎 (101)一种竖向管式格栅加筋碎石桩 (102)波形管式双层玻璃真空集热管 (102)周期循环生物膜法污水处理装置 (103)一种热电效应实验装置 (103)一种平底泄水建筑物的掺气装置 (104)基于直流发电机的风力发电装置 (105)振弦式空心锚杆测力计 (105)无线传感器网络结点微信号输入及接口模块 (106)无基座手持棱镜 (106)一种虹吸校正数字雨量计 (107)电网谐波无线检测仪的电路装置 (107)电源电压控制装置 (108)磨蚀发生器 (108)实体模型表面径流场图像测试的高性能示踪粒子 (109)水工混凝土在荷载作用下的渗透性能测试装置及测试方法 (110)凸形平板闸门门槽 (110)感潮区水沙调控节制闸 (111)无线传感器网络节点双路微信号转换模式 (111)一种测量液体黏度的实验装置 (112)堆场淤泥处理用轻型开口楔快速插板机 (112)便携式现场和室内两用直剪试验仪 (113)钻孔振荡式渗透系数取值试验装置 (114)钻孔振荡式渗透系数取值试验数据采集装置 (114)钻孔振荡式渗透系数取值试验传感器装置 (115)钻孔振荡式渗透系数取值试验气压式水头激发装置 (115)自密实混凝土工作性能组合式评价装置 (116)污泥固化/稳定化处理机 (117)多孔混凝土生态囊砌块单元 (117)势能增氧生态床--利用水能治理水环境的工艺 (120)河南电网广域功角与相量测量系统的研究与应用 (120)南京长江水源突发性污染应急水处理技术应用研究 (122)高拱坝设计分析理论与应用研究 (122)高土石坝应力变形分析理论和应用研究 (124)70kwe太阳能塔式发电系统研究与开发 (126)低扬程贯流泵站水力特性研究及其在城市防洪中的应用 (127)水动风机冷却塔 (128)南水北调东线一期江苏受水区农业供水价格研究 (129)声波在SF6等三种流体中的传播机理及应用研究 (130)GFRP筋在公路边坡锚固及砼路面连接中的应用研究 (132)滨江复杂河网地区水资源保护理论及应用研究 (133)路基施工工艺对结构物的影响研究 (135)引江济太调水试验关键技术研究 (136)江苏省多种经济作物需水量试验研究 (136)福建电网负荷在线综合建模研究 (137)江苏资源-环境-经济发展诊断预警及对策研究 (138)水闸混凝土结构裂缝成因和防裂方法及工程应用研究 (140)水利枢纽梯级上下游航道整治技术研究 (141)太湖流域富营养化控制机理研究 (142)黄河多沙粗沙区分布式土壤流失评价预测模型及支持系统研究 (143)黑河调水与近期治理后评价综合研究 (145)大体积混凝土结构裂缝控制技术实用化研究--基于数值分析和工程经验的现代大体积混凝土裂缝控制实用技术 (147)沿海地区高速公路软土路基处治成套技术开发及其应用研究 (149)南水北调工程低扬程水泵选型关键技术及应用研究 (150)南水北调工程征地补偿和移民安置政策制度研究 (151)数字化行程控制陶瓷活塞杆液压缸 (152)水文学院 (155)小浪底水库暴雨致洪预警系统研究 (155)龙盘水电站水文分析及软件开发 (156)石梁河水库、新沭河及连云港市城市洪水风险图开发 (157)龙湖水资源保护及运行方式研究 (157)江苏东源纺织科技有限公司(原江苏东渡纺织集团有限公司织造染色分厂搬迁)织造,染色年产1000吨染色布项目水资源论证报告书 (158)广东省广宁县古兴水电站工程水资源论证报告 (159)广东省广宁县潭布镇带下一站技改扩建工程水资源论证报告 (160)沙溪流域泄流补偿调节效益分析 (161)张家港市凤凰镇水资源综合规划 (162)江阴市水资源综合规划开发研究 (163)辽宁兴城核电项目可研阶段勘察设计PMP与PMF分析计算专题报告 (164)池潭水力发电厂水库汛限水位动态控制研究 (165)沙溪流域泄流补偿调节效益分析系统开发 (167)宁德核电工程可能最大降雨(PMP)分析 (168)南京市龙潭水厂一期工程水资源论证 (169)用于实时洪水预报的新一代降雨径流模型研究—改进新安江模型 (170)农田水利建设对农业生态系统的影响和对策研究 (171)水电学院 (172)宁波市绕城高速(西段)奉化江大桥防洪评价 (172)洪奇沥等四条水道航道整治工程可行性研究 (173)甬江流域洪水复核及城市防洪能力评估 (174)枕箱水道、龙穴南水道航道疏浚工程对伶仃深水航道以西水域影响论证 (175)向莆铁路江西境内沿线主要跨河大桥防洪影响评价 (176)乌东德预可研阶段双曲拱坝抗震研究(补充) (178)溪洛渡水电站拱坝坝基混凝土置换块三维非线性仿真研究 (180)溪洛渡水电站拱坝陡坡坝段结构型式及混凝土温控防裂措施研究 (182)观音岩水电站超大直径坝后压力背管结构布置和应力、应变研究及厂坝结合型式研究 (184)安砂大坝观测资料分析究 (186)水口大坝观测资料分析 (186)凤滩大坝观测资料分析 (187)龙羊峡中立拱坝坝体裂缝成因及大坝安全影响分析 (187)东津大坝观测资料分析 (188)乌东德拱坝预可研阶段抗震研究 (188)核安全级SCB10-1000/6.6干式电力变压器抗震试验 (190)水流粒子成像测试研究系统 (191)乌江索风营电站Dr-2危岩体稳定安全度研究 (192)尼尔基水利枢纽管理区生态环境修复与景观规划 (194)小湾泄洪洞闸门流激振动试验模型开发研究 (196)山西万家寨引黄工程大梁水库大坝抗震安全分析及抗震措施方案研究 (197)XGN2-12Q(Z)电气开关柜8度地震抗震考核试验研究报告 (199)井冈山(仙口)水电站导流洞进口顶板破坏成因分析 (200)南京水利科学研究院水资源科学实验楼主楼施工期沉降观测分析报告 (200)扬子公司清净下水排口改造工程基坑支护设计研究方案 (201)南水北调东线一期工程江苏受水区农业供水价格研究 (203)城市水管理初步框架体系研究 (204)水资产管理技术研究 (205)DVC003RS电加热器核级抗震试验研究报告 (206)EV12s EVOLIS真空断路器抗地震性能试验研究报告 (207)龙滩水电站水平薄弱面对碾压混凝土大坝安全影响计算分析评价 (208)黄河万家寨水利枢纽工程大坝静动力三维有限元分析研究 (210)四川省田湾河仁宗海水库电站堆石坝土工膜应力应变计算及选型研究报告 (212)节水型社会建设投资机制研究 (213)水利部“948”项目实施效益及其对科技进步的影响研究 (214)岷江十里铺水电站库岸滑坡稳定性评价及综合整治方案研究 (214)多沙河流实体模型表面流场、河势测试理论与分析技术研究 (216)碾压混凝土坝安全监控反问题研究 (216)拓扑优化方法及其在高拱坝合理体型研究中的应用 (217)高拱坝早期应力特性和仿真分析及应用研究 (218)河流、海岸动力学及泥沙研究 (218)土木学院 (219)金沙江两家人水电站滑石板顺向岩质边坡稳定性评价专题 (219)碎石料大型三轴试验研究 (220)纳雍水电总厂杉树脚灰场和安乐灰场二期岩溶水文地质专题研究报告 (221)金沙江白鹤滩水电站坝线选择阶段上下坝线双曲拱坝左坝肩三维非线性数值分析 (222)粤赣高速公路重点高边坡施工期安全监控技术开发及信息数据库开发 (223)吸收塔设计、安装与验收规范及相关技术开发研究 (225)矩形截面灌注桩与土的共同作用特性研究 (226)云鹏水电站心墙堆石坝应力变形、动力反应及坝坡稳定分析 (228)毛尔盖砾石土心墙堆石坝静动力三维有限元应力应变分析技术开发 (229)重庆巫溪县孔梁水库诱发地震及其危害性研究报告 (230)新型重载支撑结构开发设计 (231)冶勒沥青混凝土心墙堆石坝静力有限元反演分析与研究 (232)江边水电站首部枢纽拦河坝闸基础二维有限元模性型发及应力变形研究 (233)水力劈裂机理及其计算分析系统开发 (234)长河坝水电站砾石土心墙堆石坝三维静力有限元应力应变研究 (235)泰州大桥跨江主桥地基土物理力学特性试验研究 (236)雅砻江两河口水电站墙堆石坝三维静力有限元分析技术开发 (237)水牛家水电站三维(二维)静,动力有限元计算分析 (238)木格措土质心墙堆石坝静动力三维有限元应力应变计算分析 (239)水牛家水电站心墙材料抗拉试验 (240)双江口水电站心墙堆石坝三维精力有限元分析 (241)硗碛水电站心墙堆石坝坝体及坝基静动力三维有限元计数 (242)金沙江白鹤滩水电站可行性研究阶段玄武岩缓倾角错动带及岩体风化研究 (243)彭水地下电站引水隧洞衬砌结构配筋技术研究 (245)水工非杆系混凝土结构配筋计算原则与牛腿配筋试验研究 (245)三峡水利枢纽右岸电站直埋式蜗壳配筋技术研究 (246)白莲崖水库工程泄洪中孔和闸墩配筋技术研究 (247)北疆电厂挡沙堤沉降及静动力稳定性研究技术开发 (248)超大型群桩基础关键技术研究 (249)长江苏州、南通段500kV过江通道可行性研究——江中基础选型研究报告 (250)长江苏州、南通段500kV过江通道可行性研究——深厚覆盖层超长桩基研究报告 (251)深覆盖层建300m级特高土石坝建坝技术评价 (252)南水北调工程预备费使用建设方案审查项目工作报告 (253)淮河流域防汛调度信息系统应急完善 (254)澜沧江糯扎渡水电站枢纽区高边坡开挖与支护措施研究 (255)堆石料和软土的流变机理与规律 (257)动荷载作用下EPS颗粒混合轻质土的强度及变形特性的试验研究 (257)渗透压作用下裂隙岩体损伤断裂机理和宏微观力学理论研究 (258)超导悬浮的磁通运动机理及其对悬浮动力稳定特性的影响 (259)大型渡槽减隔震耗能技术中共振机理研究 (259)多尺度随机裂隙介质中水流和溶质运移规律模拟研究 (260)基于InSAR/GPS集成的岩石边坡变形稳定探测研究 (261)粗粒土真三轴试验与本构模型研究 (262)复杂条件深埋长岩溶裂隙围岩隧洞涌水动态随机预测方法研究 (262)电气学院 (263)基于油气量与电气量相结合的变压器绕组匝间短路故障在线诊断系统 (263)江苏电网应对电网事故快速减负荷优化配置方案及动态特性研究 (265)电子式三项多功能电能表 (266)利用实时数据自动进行电力网线损理论计算和分析的软件开发 (267)年度负荷典型值概率预报及其应用 (268)宣城供电局图纸管理系统 (269)大型异步电动机早期电气故障研究 (270)环境学院 (271)淮安市截污导流工程里运河低泥污染物释放试验 (271)太湖主要入湖河流武进港及直湖港水污染控制规划研究 (271)昆山市防洪及水资源综合规划 (273)太湖蓝藻水华形成机理及模拟研究 (274)湿地系统氮素的厌氧氨氧化过程效应研究 (275)计信学院 (275)基于GIS高速公路机电设备综合管理与决策系统 (275)人工神经网络Madaline的敏感性研究 (277)南京市防汛指挥系统工程WWW服务及公文传送子系统 (277)南通市防汛水情译电系统软件及传输系统 (278)南京市防汛水情数据维护及传输系统 (279)南通市防汛决策支持系统改建项目 (280)基于主动服务的数据集成平台技术研究 (281)淮安市防汛指挥系统一期工程I、II标段监理项目 (283)关于城市交通新方案“应招巴士”实现技术的研究 (284)宁靖盐高速公路监控系统 (284)沂沭泗实时水情数据库应急改造 (285)跨流域调水管理的复杂适应性与多Agent系统建模及仿真 (286)前向人工神经网络敏感性研究及其应用 (287)水文水资源与水利工程科学国家重点实验室 (287)通西水域天生港水道水文测验报告 (287)太湖流域水资源综合规划数模研制 (288)南通港如皋港区总体规划 (290)水稻节水灌溉模式与稻田甲烷排放变化关系及其机理研究 (291)基于CAS范式的流域水资源系统管理研究 (292)中美“电子政务”研究特别合作项目:水文信息及水资源政策的合作与构建 (292)洪水淹没区域土壤释磷机制及污染风险研究 (293)科学研究院 (294)水资源承载能力评价方法及其应用研究 (294)金丽温高速公路永嘉鹿城段连拱隧道工程地质问题研究 (295)仙人大港枢纽基坑开挖及支护方案研究 (297)南京城市快速内环东线九华山大跨度双连拱隧道防排水技术研究 (297)大型水利工程对重要生物资源不利影响的补偿途径 (299)河西走廊盆地地表水-基岩裂隙水与地下水转换关系研究 (299)交通学院 (300)上海临港海洋工程破堤施工设计波浪要素计算 (300)龙沐湾国际度假城涉水工程规划及工可研究阶段前期研究项目列项建议书 (301)邵伯船闸上游河段定床模型试验研究 (302)福建南日岩下海堤除险加固工程波浪数学模型开发研究 (302)纬七路东进建设工程秦淮河大桥洪水壅高数值模拟 (304)上海城市环境项目——长江口青草沙水库盐度预报数学模型开发研究 (305)江都水利枢纽第三抽水站出水流道地质雷达检测报告 (306)浙江环太湖大堤加固工程波浪模型试验 (307)河口海域近底泥沙运动机理研究 (307)长江流域调水等工程对河口环境的影响及对策 (308)波浪力计算的高效高精度间断有限元方法研究 (309)波浪辐射应力垂向变化对波流相互作用流速剖面的影响 (309)商学院 (310)加入WTO水利科技知识产权管理研究 (310)南水北调工程建设项目管理网络控制系统建设 (311)广西防汛抗旱规范化管理研究 (312)浙江丽水水电产业竞争力研究 (314)浙江省农村水利现代化科学内涵及评价指标体系研究 (315)海河水利委员会人才发展战略 (316)创新型企业的评价指标体系研究 (317)倡导资源节约型社会建设问题的研究 (318)西北地区生态经济系统预警管理研究 (319)峨眉山--乐山大佛世界遗产保护的管理协调机制研究 (320)江苏实施“知识外包”战略的路径选择及其可行性研究 (321)广东省水库移民管理人才发展战略研究 (323)苏州工业园区知识产权战略实施行动方案 (324)江苏创新要素向企业集聚的路径研究 (326)水利水电工程监理规范化管理研究 (326)大型工程建设管理理论与实践创新研究 (327)加快江苏省中介组织发展的思路和举措 (328)水利水电工程监理作业指导书研究 (329)南京市自来水总公司龙潭水厂工程长江岸坡稳定分析报告 (330)政府采购扶持自主创新政策操作规程研究 (330)南京化工园西坝港区二期工程散货及通用码头岸坡稳定性分析报告 (332)城市自主名牌创新能力评价指标体系研究 (332)南京华能南方股份江宁滨江开发区物流基地码头工程岸坡稳定分析 (333)湖西大堤加固结构及施工方案优化研究 (334)水利建设与生态环境保护关系问题研究 (334)法学院 (336)《南京市长江岸线开发利用管理条例》立法研究 (336)突发公共事件行政应对措施法律问题研究 (337)《新疆维吾尔自治区节水用水管理条例》立法研究 (337)江苏法律援助机制与工作研究 (339)公管院 (341)小浪底工程移民实践 (341)南京市秦淮河整治利用亚行贷款项目(城建集团部分)移民安置计划 (341)湖南电力发展项目移民安置后评估 (342)世行碳减排项目移民安置后评估 (343)五强溪水库沅陵县移民后期扶持总体规划 (343)小浪底典型村移民安置评价 (344)小浪底移民项目 (345)体育系 (346)中国青年体质健康概况研究及中国青年体育锻炼状况研究 (346)常州校区 (348)基于“物联网”的危险品在途运输安全实时监控系统 (348)基于“物联网”的智能仓储管理系统 (349)大功率LED照明灯 (350)铁路信号灯电源电子变换器 (351)计算机视觉智能在线检测系统 (352)电力线载波遥控开关 (352)4D动感电影控制系统 (353)动力蓄电池组均衡保护器 (353)多功能超声波测量仪 (354)无功补偿智能复合开关 (354)悬挂式聚焦自动跟踪太阳能热水器 (355)家用防漏水保险阀 (356)分布式商业数据调查取样系统 (356)电机节电控制器 (357)热释电红外定时开关控制器 (358)智能人体康复综合训练仪 (358)集中循环式六氟化硫气体浓度的超声波检测系统及方法 (359)一种水处理声反应器的频率效应研究装置 (359)钛合金表面处理技术 (360)矩形环缝自动焊专用设备与相关技术 (361)河湖航道疏浚装备与疏浚技术开发平台 (362)太阳光线精确跟踪技术 (363)晶体硅电池片自动串焊机技术方案 (364)RTU无线远程监控器设计 (364)Weeg-Ex1 PSU防爆电源、Weeg-GM DTU燃气数据采集器设计 (365)燃油助力摩托车设计 (365)接触电阻测量系统 (366)国家科技进步奖项目重大水工混凝土结构隐患病害检测与健康诊断研究所获奖项:2007年度国家科学技术进步二等奖学科分类:水利工程完成人:吴中如顾冲时方永浩陈建生郑东健宋汉周江泉汪在芹苏怀智郭海庆完成单位:中国水利水电科学研究院水利部中国农业科学院农田灌溉研究所河海大学武汉大学简介:为了开发利用水资源和水能资源,我国共建8.4万多座堤坝,在国民经济中已产生了巨大的社会经济效益,是我国的重要基础设施。
融合数据同化与机器学习的流域径流模拟方法
第34卷第6期2023年11月㊀㊀水科学进展ADVANCES IN WATER SCIENCE Vol.34,No.6Nov.2023DOI:10.14042/ki.32.1309.2023.06.002融合数据同化与机器学习的流域径流模拟方法邓㊀超1,陈春宇1,尹㊀鑫2,王明明3,张宇新4(1.河海大学水文水资源学院,江苏南京㊀210098;2.南京水利科学研究院水灾害防御全国重点实验室,江苏南京㊀210029;3.宿迁市水利局,江苏宿迁㊀223800;4.南京水科院瑞迪建设科技集团有限公司,江苏南京㊀210098)摘要:环境变化影响下流域径流的精确模拟对洪涝灾害防治与区域水资源管理都具有重要意义㊂在径流模拟研究中,现有机器学习模型未能充分考虑水文中间状态变量对降雨-径流过程的影响,本研究基于集合卡尔曼滤波(En-KF)更新水文状态变量,结合主成分分析(PCA)提取预报因子的主要特征,采用长短时记忆神经网络(LSTM)构建考虑水文中间变量的机器学习水文模型EnKF-PCA-LSTM㊂以赣江流域为例,评估EnKF-PCA-LSTM 模型的径流模拟效果,同时将模拟结果与LSTM 模型㊁物理水文模型HYMOD 做对比分析㊂结果表明,EnKF-PCA-LSTM 模型模拟径流的纳什效率系数㊁Kling-Gupta 效率系数和对数纳什效率系数分别为0.954㊁0.971和0.972,比LSTM 模型和HYMOD 模型具有更好的模拟性能,说明考虑水文状态变量可有效提高机器学习模型的径流模拟精度及稳定性㊂研究成果可为流域径流模拟提供技术参考㊂关键词:径流模拟方法;水文状态变量;集合卡尔曼滤波;主成分分析;长短时记忆神经网络中图分类号:TV122㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1001-6791(2023)06-0839-11收稿日期:2023-05-29;网络出版日期:2023-10-25网络出版地址:https :ʊ /urlid /32.1309.P.20231025.1028.0022基金项目:国家重点研发计划资助项目(2022YFC3202802);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(B210201030)作者简介:邓超(1989 ),男,湖南常德人,副教授,博士,主要从事水文过程机理及其模拟研究㊂E-mail:dengchao@ 径流模拟是流域水文预报领域非常重要的一环,也是水文水资源研究中最重要的科学问题之一[1]㊂近年来,受强人类活动和全球气候变暖等因素的影响,极端天气事件频发,洪涝干旱灾害加剧,对中国经济和社会造成了极为严重的损失[2-3]㊂因此,提出能够适应变化环境的流域径流模拟方法,从而提高流域径流模拟精度[4],具有重大的科学意义和实际应用价值㊂随着智能监测技术的全面发展,水文数据更易获取[5],而利用机器学习方法构建水文输入变量与输出变量的映射关系,用来开展流域径流模拟成为当前的研究热点之一[6-7]㊂长短时记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)作为热门机器学习方法之一,在径流模拟领域已经有了广泛的研究和应用[8]㊂李大洋等[9]提出了基于变分贝叶斯与深度学习的水文概率预报新方法VB-LSTM,应用于黄河源区流域,结果表明,VB-LSTM 具有一定的灵活性与通用性,且有效提高了径流预报精度;Khandelwal 等[10]将LSTM 模型应用到500多个流域,发现LSTM 模型在更多样本数据训练时,预测结果优于物理机制模型㊂但目前基于LSTM 模型的流域径流模拟预报研究大多是将预测因子直接输入模型[11],而数据的多源性增加了模型的不确定性,影响了径流模拟的精准度和计算效率㊂近期,李步等[12]将主成分分析(principal component analysis,PCA)与LSTM 结合,构建了融合气象要素时空特征的PCA-LSTM 模型,该方法在黄河源区的应用效果证明了其适用性和鲁棒性㊂对于流域降雨-径流过程,水文中间状态变量如土壤湿度㊁蒸散发等,对流域径流的形成有着重要影响[11]㊂因此,如何提高水文模型对水文中间状态变量的估计,并将其充分应用到基于机器学习的流域径流模拟中以提高径流模拟精度,有待进一步研究㊂本文将采用集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)㊁PCA 和LSTM 方法构建一种融合数据同化与机器学习的流域径流模拟模型,记为EnKF-PCA-LSTM,以赣江流域开展实例研究,通过同化土壤湿度㊁840㊀水科学进展第34卷㊀蒸散发状态变量,以期提高机器学习径流模拟精度,并选取HYMOD水文模型和LSTM模型进行对比分析,系统评估EnKF-PCA-LSTM模型的流域径流模拟效果㊂1㊀研究方法1.1㊀EnKF-PCA-LSTM模型本文提出的一种融合EnKF㊁PCA和LSTM的流域径流模拟模型㊂基于水文气象实测数据,通过SCE-UA 算法[13-14]率定HYMOD水文模型参数的最优值,以流域历史径流序列,采用EnKF更新流域水文模型的状态变量,即实际蒸散发(E T)和土壤湿度(M S);通过PCA方法进行主成分提取,得到流域径流模拟因子集合;根据筛选的径流模拟因子集合和流域实测径流训练LSTM模型,基于训练好的LSTM模型进行流域径流模拟㊂1.1.1㊀集合卡尔曼滤波EnKF结合了集合模拟预报的形式和卡尔曼滤波算法,通过蒙特卡洛方法计算状态变量的预测误差协方差,将预测值和观测值之间的误差协方差最小化来优化目标估计㊂主要步骤分为预测和更新,首先利用状态转移方程对实际问题的状态变量进行预测,然后根据观测信息和计算得到的增益因子,更新状态变量[15-16]㊂1.1.2㊀主成分分析PCA是最常用的线性降维方法之一,主要步骤是对每一个特征进行去均值处理,求其协方差矩阵,再求协方差矩阵的特征值和相对应的特征向量,选取前k个最大的特征值,最后将原始特征投影到选取的特征向量上,得到降维后的k维特征,以此使用较少的数据维度,同时保留住较多的原数据点的特性㊂PCA具体计算步骤可参考文献[17]㊂当PCA能够提取满足赣江流域径流模拟的因子特征时,进一步增加主成分阈值对径流模拟影响较小[12],故本文主成分阈值设为85%㊂1.1.3㊀长短时记忆神经网络LSTM能够有效捕捉长时序数据之间的关联,缓解梯度消失或爆炸现象㊂LSTM的核心结构分为4个部分:遗忘门㊁输入门㊁细胞状态和输出门㊂其中,遗忘门决定从之前隐藏层状态中需要舍弃的信息;输入门选择用哪些新获取的信息更新状态;细胞状态负责更新记忆单元状态变量,这也是LSTM有长时间记忆能力的关键;输出门将部分记忆单元状态变量生成隐藏层状态变量,形成循环结构㊂LSTM在水文模拟预报中的详细运算过程可参考文献[18]㊂1.1.4㊀EnKF-PCA-LSTM模型基于以上方法,本文构建了一种融合EnKF㊁PCA和LSTM的流域径流模拟模型,该方法步骤主要包括(图1):(1)将降水(P)㊁潜在蒸散发(E TP)以及流域出口断面径流(Q int)等作为输入数据;采用SCE-UA优化算法,率定得到HYMOD模型参数的最优值,而后基于HYMOD模型采用EnKF更新状态变量(E T㊁M S),更新过程中HYMOD水文模型参数固定不变[19]㊂(2)参考PCA与机器学习结合在水文预报领域的研究[20-21],将主成分阈值设为85%,并采用2种方式进行流域径流模拟因子主成分提取:①针对更新后的状态变量,结合驱动变量P㊁Q int,同时作为输入变量通过PCA进行主成分提取;②将更新后的状态变量与驱动变量分别采用PCA进行主成分提取㊂(3)将提取得到的主成分输入LSTM模型,基于流域径流实测资料训练LSTM模型,最后基于训练好的LSTM模型,开展流域径流模拟㊂㊀第6期邓超,等:融合数据同化与机器学习的流域径流模拟方法841㊀图1㊀EnKF-PCA-LSTM 模型流程Fig.1Flow chart of the proposed EnKF-PCA-LSTM model1.2㊀对照模型为评估EnKF-PCA-LSTM 模型的可行性,本文与LSTM 机器学习模型和HYMOD 水文模型作对比研究㊂为验证同化后水文状态变量对径流模拟的影响,LSTM 模型的输入变量包括降水㊁径流㊁蒸散发和HYMOD 模拟得到的未同化处理的土壤湿度㊂HYMOD 模型是一种基于蓄满产流理论的集总式水文模型,将一个流域分为无限个不相关联的点的集合,每一个点都含有一定的初始土壤含水量,并且该点有其最大蓄水能力(C max ),当该点的降水量超过C max 时,超出的降水则转为径流㊂模型的产流计算基于流域蓄水能力曲线[22-23],公式如下:F (C )=1-1-C C max ()B (1)式中:F (C )为流域内某点蓄水能力累积率;C 为流域内某点的蓄水能力,mm;B 为流域内某点的蓄水能力空间变化指数㊂2㊀研究区域与数据2.1㊀研究区域赣江是长江主要支流之一,为江西省最大河流,流域面积达81800km 2㊂赣江位于长江中下游南岸,自然落差为937m,平均年径流深为849mm,平均年径流系数为0.61㊂流域发源于江西省赣州市石城县洋地乡石寮岽,地形组成较为复杂,其中山地㊁低丘㊁丘陵分别占流域总面积的44%㊁31%和21%,其他为水域和平原㊂流域汛期为4 9月,丰枯变化显著,汛期水量约占全年的73%~78%,多年平均最大月径流量与最小月径流量比值为5~9[24-25]㊂2.2㊀数据本文构建模型的输入数据分别为:(1)Q int 来源于水文年鉴外州水文控制站的实测日平均流量数据㊂(2)降水来源于中国气象数据网(http:ʊ /)中赣江流域内及其附近的16个气象站点(如图2所示)数据㊂(3)蒸散发包括潜在蒸散发和实际蒸散发㊂潜在蒸散发采用中国气象数据网获取的蒸发皿蒸发数据,实际蒸散发来源于国家青藏高原科学数据中心(http:ʊ /zh-hans /)的遥感反演产品PML-V2[26]㊂采用泰森多边形法计算流域面平均降水㊁面平均蒸发皿蒸发㊂流域面平均实际蒸散发基于蒸散发产品,采用Python 的GeoPandas 库处理得到㊂由于蒸散发产品PML-V2的起始时间序列为2002-07-04,故输入数据样本选用2002-07-04/2010-12-31,并将该段样本数据以7ʒ3的比例分为率定期和验证期,即2002-07-04/2008-06-12为训练期(率定期),2008-06-13/2010-12-31为测试期(验证期)㊂842㊀水科学进展第34卷㊀由于模型的预热期导致EnKF同化之后的数据初始阶段误差较大,为降低对后续模型径流模拟的影响,同时考虑数据的完整性,选择2002-07-04/10-04共3个月为预热期㊂在EnKF更新水文中间状态变量之后,t 记为径流模拟当前时刻,t-1为模拟当天的前一日,则PCA的输入变量为Q t-1㊁P t㊁E T,t和M S,t㊂图2㊀赣江流域地理位置及观测站点分布Fig.2Ganjiang River basin and the location of gauging stations2.3㊀模型参数设置(1)EnKF-PCA-LSTM模型㊂HYMOD水文模型参数的初始值和参考取值范围如表1所示,模型参数采用SCE-UA优化算法率定得到;LSTM模型的超参数主要包括隐藏层数(num_layers)㊁舍弃率(droupout)㊁迭代次数(epochs)㊁隐藏神经元数量(hidden_size)㊁训练批次大小(batch_size)㊁学习率(learning_size),超参数的设置也会影响到模型的预测效果和预测时间[27]㊂本研究参考相关文献并结合前期实验选取参数率定范围[27-28],LSTM模型根据给定的参数率定范围进行多次迭代计算,并自动输出评价指标Kling-Gupta效率系数最优值对应的一组参数㊂EnKF-PCA-LSTM模型中LSTM的主要超参数设置如下:num_layers值为1㊁droupout值为0.15㊁epochs值为10㊁hidden_size值为40㊁batch_size值为32㊁learning_size值为0.01,其中num_layers默认设置为1层,不参与模型参数优选率定过程,则LSTM模型需要通过参数优选率定的超参数为5个,模型损失函数选取均方根误差(E MS),模型采用Adam优化器,输入数据采用 Max-Min 归一化方法㊂表1㊀HYMOD模型参数及取值范围Table1Definition of HYMOD model parameters and their ranges模型参数初始值最小值最大值最大蓄水能力(C max)201500土壤持水量空间分布指数(B)0.20.12快㊁慢流速分水系数(α)0.100.99慢速流退水系数(R s)0.10.10.99三层线性快速流退水系数(R q)0.0500.1㊀第6期邓超,等:融合数据同化与机器学习的流域径流模拟方法843㊀㊀㊀(2)对照模型㊂为充分证明EnKF-PCA-LSTM 模型的可行性,HYMOD 模型㊁LSTM 模型的超参数设置与EnKF-PCA-LSTM 模型中对应参数设置保持一致㊂其中,HYMOD 模型的输入为流域径流量㊁面平均降水量和潜在蒸散发量,输出为土壤湿度和HYMOD 模拟径流;LSTM 模型的输入为流域径流量㊁面平均降水量㊁潜在蒸散发量和HYMOD 模型模拟的土壤湿度,输出为流域径流㊂同时,为了检验模型的鲁棒性,本文采用设置不同标准差的高斯噪音来模拟真实环境中的不确定性[29],检验EnKF-PCA-LSTM 模型是否对作为LSTM 模型的输入数据过拟合㊂2.4㊀评价指标本文采用3个指标评价模型的性能,分别为纳什效率系数(E NS )㊁Kling-Gupta 效率系数(E KG )和径流对数的纳什效率系数(E NSlnQ )㊂计算公式分别为:E NS =1-ðn t =1(Q sim,t -Q obs,t )2ðn t =1(Q obs,t -Q obs,t )2(2)E KG =1-(r -1)2+(α-1)2+(β-1)2(3)E NSlnQ =1-ðn t =1[ln(Q sim,t +ζ)-ln(Q obs,t +ζ)]2ðn t =1[ln(Q obs,t +ζ)-ln(Q obs,t +ζ)]2(4)式中:Q sim,t 为t 时刻的模型模拟流量;Q obs,t 为t 时刻的观测流量;Q obs,t 为观测流量的平均值;r 为皮尔逊线性相关系数;α为日径流量模拟值与日径流量观测值标准差的比值;β为模拟日径流量与实测日径流量平均值的比值;n 为时间序列的长度;ζ为常数,用来处理流域特别时段出现的零流量现象,建议取值为整个时段观测径流平均值的1%[30],即ζ=0.01Q obs,t ;ln(Q obs,t +ζ)为观测流量加上常数ζ后取对数的平均值㊂E NS 为一个标准化统计指标[31],E KG 主要用于对高流量模拟的评估[32],E NSlnQ 主要用于评估低流量的模拟效果[30],E NS ㊁E KG 和E NSlnQ 的取值范围都为(-ɕ,1],取值越接近于1,说明模型的模拟效果越好,反之越差㊂3㊀结果与讨论3.1㊀PCA 2种方式对比为了对比在EnKF-PCA-LSTM 模型径流模拟过程中数据同化之后,状态变量与驱动变量同时或分别作为输入变量进行主成分提取的降维结果对最终径流模拟效果的影响,做如下对比研究㊂方案一:当数据同化之后,对状态变量与驱动变量分别进行主成分提取,再将二者的主成分集合作为LSTM 的输入数据,进行径流模拟㊂方案二:将数据同化后的状态变量与驱动变量共同进行主成分提取,并将主成分集合输入LSTM 模型进行模拟,2种方案的评价指标对比见表2,径流模拟结果如图3所示㊂表2㊀2种PCA 降维方案下径流模拟结果对比Table 2Comparison of catchment streamflow performances under two PCA dimension reduction scenariosPCA 方案率定期验证期E NS E KG E NSlnQ E NS E KG E NSlnQ 方案一0.9480.9580.9740.9510.9190.976方案二0.9480.9580.9700.9540.9710.974844㊀水科学进展第34卷㊀㊀㊀根据表2所示结果,在验证期内,方案二的E KG比方案一高,其可能的原因是:方案一进行的2次PCA 过程共保留了2个主成分,这也增加了噪声数据对径流模拟的影响[33],而方案二进行的PCA过程只保留了1个主成分,且贡献率约为97%,相比于方案一在保留输入数据主要特征的同时,也有效降低了噪声数据的影响㊂为了评估PCA在提出方法中的必要性,本文设置了驱动数据和同化后的状态变量不进行PCA处理的对比方案,直接作为LSTM的输入数据,参数设置与方案二保持一致,结果显示率定期的E KG为0.918,验证期的E KG为0.916,其他评价指标也均略低于方案一和方案二㊂表明采用PCA方法进行主成分提取能够降低噪声数据对径流模拟结果的影响㊂在考虑PCA的情景下,2种方案的E NS和E NSlnQ相差不大,但在湿润㊁半湿润地区径流模拟工作中,一般更关注高流量径流,因此,本文采用方案二与HYMOD模型和LSTM模型作以下对比研究㊂图3㊀2种PCA降维方案下径流模拟过程对比Fig.3Comparison of simulated and observed streamflow under two PCA dimension reduction scenarios3.2㊀不同模型结果对比图4展示了EnKF-PCA-LSTM模型(方案二)与对比模型HYMOD模型和LSTM模型的径流模拟过程,表3展示了各模型的评价指标结果㊂以验证期为例,EnKF-PCA-LSTM㊁LSTM和HYMOD模型的E NS分别为0.954㊁0.952和0.841,E KG分别为0.971㊁0.900和0.849,E NSlnQ分别为0.974㊁0.972和0.825㊂结果显㊀第6期邓超,等:融合数据同化与机器学习的流域径流模拟方法845㊀示,3种模型的所有评价指标均大于0.8,表明3种模型在赣江流域均能取得良好的径流模拟效果㊂提出的EnKF-PCA-LSTM模型结果最优,LSTM模型次之,而HYMOD模型最差㊂相较于对照模型LSTM和HYMOD, EnKF-PCA-LSTM模型径流模拟结果的E NS分别提高了0.2%和13.4%,E KG分别提高了7.9%和14.4%,而E NSlnQ相较于LSTM模型无提升,相较于HYMOD模型则提高了17.8%㊂图4㊀不同模型模拟径流与实测径流对比Fig.4Comparison of observed and simulated streamflow different modelsHYMOD模型作为物理过程水文模型,是对流域真实水文过程的概化,其刻画的降雨径流过程会存在不足,导致径流的模拟存在一定的误差㊂径流过程的高水㊁低水过程较小的绝对误差亦会产生较大的相对误差,使得HYMOD模型对于径流过程的总体结果相对较差㊂LSTM模型是基于数理统计的数据驱动模型[34],846㊀水科学进展第34卷㊀能够基于历史降水㊁径流等实测数据挖掘更为准确的降雨径流映射关系,相比于HYMOD模型其径流模拟过程更接近于实测径流,但LSTM模型本质仍然是基于数据分析建立的映射关系,未能考虑水文循环过程中的中间变量对径流过程的影响[35-36]㊂提出的EnKF-PCA-LSTM模型既能充分考虑了水文中间状态变量对径流过程的影响,也能减少噪声数据,提高LSTM模型的计算效率,上述径流模拟结果也验证了该模型在3个模型中表现最优,特别是在径流过程高水部分的效果提升㊂表3㊀不同模型评价指标对比结果Table3Comparison of streamflow performances from different models模型率定期验证期E NS E KG E NSlnQ E NS E KG E NSlnQEnKF-PCA-LSTM0.9480.9580.9700.9540.9710.974 LSTM0.9430.9030.9650.9520.9000.972HYMOD0.7900.8620.8520.8410.8490.8253.3㊀模型鲁棒性检验表4展现了在不同标准差的高斯噪声下,EnKF-PCA-LSTM模型与LSTM模型径流模拟结果的E NS值㊂结果表明,EnKF-PCA-LSTM模型与LSTM模型对于不同标准差的高斯噪声几乎不受影响,E NS值始终保持在0.94以上,并且没有发生骤降趋势,证明了EnKF-PCA-LSTM模型未对作为LSTM模型的输入数据过拟合,具有很好的鲁棒性㊂表4㊀EnKF-PCA-LSTM模型与LSTM模型鲁棒性表现Table4Robust performance of EnKF-PCA-LSTM model and LSTM model模㊀型不同标准差下的E NS值0.030.040.060.080.100.120.140.160.180.20EnKF-PCA-LSTM0.9540.9540.9530.9530.9530.9520.9520.9520.9510.951 LSTM0.9520.9520.9520.9510.9510.9510.9500.9500.9490.9494㊀结㊀㊀论本研究以赣江流域为例,对比了EnKF-PCA-LSTM模型㊁LSTM模型和HYMOD模型在日尺度下的径流模拟结果,主要结论为:(1)本研究提出了考虑水文中间状态变量的机器学习模型EnKF-PCA-LSTM,通过融合集合卡尔曼滤波和主成分分析方法,不仅考虑了水文状态变量对径流过程的影响,还减少了输入数据的不确定性,提高了机器学习模型对径流模拟输入因子有效信息的引入,可为变化环境下的流域水文模拟提供技术支撑㊂(2)在EnKF-PCA-LSTM模型径流模拟过程中,经过EnKF同化之后,状态变量与驱动变量同时作为输入变量进行降维处理,其最终径流模拟结果要优于状态变量与驱动变量分开降维的结果,说明并非主成分数量越多,EnKF-PCA-LSTM模型径流模拟效果越好,过多的主成分数量会增加噪声数据的影响,削弱主成分分析的降维效果㊂(3)以验证期为例,EnKF-PCA-LSTM模型的Kling-Gupta效率系数对比LSTM模型和HYMOD模型分别提高了7.9%和14.4%;纳什效率系数和径流对数的纳什效率系数较HYMOOD模型分别提高了13.4%和17.8%,表明EnKF-PCA-LSTM模型具有很好的适用性和鲁棒性,模型可提高径流模拟精度,特别是在高水径流过程㊂㊀第6期邓超,等:融合数据同化与机器学习的流域径流模拟方法847㊀本文引入EnKF-PCA-LSTM模型的目的在于通过数据同化技术考虑水文中间状态变量的影响,从而提高流域径流模拟精度㊂本次研究采用了集总式水文模型,后续可基于分布式水文模型考虑多维状态变量及下垫面空间异质性对流域产汇流的影响来开展流域径流模拟预报研究㊂参考文献:[1]NIU W J,FENG Z K.Evaluating the performances of several artificial intelligence methods in forecasting daily streamflow time se-ries for sustainable water resources management[J].Sustainable Cities and 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结构工程081402-河海大学研究生院
结构工程(081402)
学科门类:工学(08) 一级学科:土木工程(0814)
河海大学结构工程学科1986年、2000年分别获得硕士、博士学位授予权,2001、2006年两次被评为江苏省重点学科, 2003年被批准设立土木工程一级学科博士点,拥有博士后流动站。
本学科主要从事钢筋混凝土非线性有限元分析、现代混凝土裂缝控制理论与技术、钢结构及大型水工金属结构基本理论及结构分析研究。
多项相关研究成果获国家级、部省级科技进步奖。
相关的结构工程实验室拥有MTS 动静万能试验机、大型多功能人工气候环境模拟实验室等价值1000余万元研究设备。
目前已培养研究生200余名,主要就业方向为高等院校、科研机构、设计院、建筑公司、政府相关部门等。
一、培养目标
培养具备扎实的结构工程概念和基础知识,掌握结构工程科学研究、结构分析技术与工程鉴定、检验、检测、评估与加固的基本方法,能够具备独立从事结构工程科学研究和工程应用能力的高级专门人才。
二、主要研究方向
1、混凝土结构基本理论及近代计算方法
2、钢结构基本理论及结构分析研究
3、大跨度空间结构
4、工程结构抗震试验方法与性能设计
5、钢—混凝土组合结构性能与设计
三、学制和学分
攻读博士学位的标准学制为3年,学习年限实行弹性学制,最长不超过5年(非全日制学生可延长1年)。
博士研究生课程由学位课程和非学位课程组成。
课程总学分不少于18学分,其中学位课程不少于12学分,非学位课程不少于6学分。
四、课程设置
结构工程学科博士研究生课程设置。
公务员培训心得总结(5篇)
公务员培训心得总结(5篇)公务员培训心得总结精选篇1此次参加我委在河海大学举办的水行政管理研修班的学习,感觉收益良多。
河海大学是我国教育系统和水利系统的尖端高等学府之一,她拥有94年办学历史。
长期以来,河海大学为我国水利战线,包括珠江委输送了大批优秀的技术和管理人才,在国内和国际都具有较高的声誉和广泛的影响。
我和其他18位学员在河海大学经过了既紧张又愉快的10天,在收获知识的同时,也与河海大学结下了深厚的感情。
以下是我的几点学习心得体会。
1、提高了业务知识水平为了更好、更有效地完成本次研修学习任务,我委和河海大学对课程安排作了合理的设计。
研修班的学员来自我委不同的业务部门,各自的学习背景和业务方向不尽相同。
本次培训学习的课程中,既有行政管理的公共课程,也有与水利领域相关的专业知识内容,内容较为全面。
我在大学学习的是水土保持专业,也长期从事水土保持管理工作,对其他的专业知识学习了解不多。
此次学习,使我的业务知识水平也得到了较大的扩展,这对提升自身的工作能力,更好地做好水利管理工作具有极大的帮助。
2、进一步加深了对我国水利发展形势的认识此次学习中老师所讲授的内容都紧贴我国当前最新的水利形势、研究内容。
如崔广柏教授的“新时期水资源利用与保护的战略思考”、陈菁教授的“利水水利的发展模式”等,观点鲜明,内容生动,论述清晰,启发性强。
老师所讲授的内容有助于我们加深对我国水利领域管理和研究方向、当前热点问题等方面的了解,对今后进一步拓宽工作思路,实施科学管理具有较强的实践指导意义。
3、进一步开拓了眼界。
本次培训中,结合理论学习,还安排了对南京三汊河河口闸和江都水利枢纽工程的实地考察活动。
南京三汊河河口闸是亚洲首次采用“双孔护镜门”方案的拦河闸,兼具蓄水、泄洪和景观功能,是调节南京秦淮河水位的重要组成部分;江都水利枢纽工程始建于1961年,至1977年建成,它既是江苏省江水北调的龙头,也是国家南水北调东线工程的源头,它的建设为苏北地区国民经济和社会事业的全面进步做出了巨大的贡献。
科技承载价值创新实现突破——记河海大学计算机与信息学院蒋德富教授
科技承载价值创新实现突破——记河海大学计算机与信息学院蒋德富教授作者:陈凡来源:《海峡科技与产业》 2017年第9期进入新世纪以来,新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起,全球科技创新呈现出新的发展态势和特征。
学科交叉融合加速,新兴学科不断涌现,前沿领域不断延伸,作为广泛涉及国防和民用领域的通信与电子系统技术,由于其科技创新涵盖面很广,因此无论是从国家层面,亦或是从社会层面来看,都有着非常深远的意义。
为了更好地为创新强国梦提供科研支撑,该领域的众多科研工作者无不砥砺前行,执着创新,河海大学计算机与信息学院蒋德富教授便是其中一位。
科技创新从未止步1963年8月出生的蒋德富教授,曾就读于人才辈出的东南大学,系统学习了通信与电子系统技术,研究生毕业后,他主要从事雷达系统技术、阵列与信号处理技术的研究。
2010年从中电科技第14所调入河海大学之后,他在雷达弹道目标射频回波仿真、宽带数字阵列天线方面取得了一些创新成果,其中雷达弹道目标射频回波仿真技术应用于某雷达的弹道目标射频回波模拟器,完成了定型和部队适应性试验,取得了显著的国防、社会和经济效益,为我国的国防安全做出了重要贡献。
多年来,蒋德富承担了多项国家级科研项目和课题,1991年至2010年在中电科技第14所工作期间,曾担任我国第一部两维相扫固态有源相控控阵雷达总设计师以及目标特性测量雷达和空间目标监视相控阵雷达总设计师;之后,又承担了多目标跟踪制导火控雷达技术、多功能数字阵列雷达关键技术“十二五”预研课题以及“武器定位雷达数据处理软件”等项目的科研任务。
曾先后担任某相控阵雷达关键技术攻关负责人,获得国防科学技术一等奖第四名;担任某相控阵雷达总设计师,获得国防科学技术一等奖第一名,这一奖项给他留下深刻印象,因为该项目是最早完成定型的两维相扫有源相控阵雷达,他组织了材料编写和技术答辩的全部事项。
据蒋德富教授介绍,某相控阵雷达是我们国家第一部两维相扫的有源相控阵雷达,在当时的条件下,收发组件(T/R)在国内还没有单位能做,而国外的技术对国内处于封锁状态。
高校口述档案全程一体化管理研究——以河海大学为例
机关高校口述档案全程一体化管理研究----以河海大学为例文/王玮《全国档案事业发展“十三五”规划纲要》特别提到,“鼓励开展口述历史档案、国家记忆和城市(乡村)记忆工程、非物质文化遗产建档等工作”。
由此,口述档案被列为推进档案资源体系建设的主要任务之一。
高校作为教学科研单位,其口述档案工作发展带有自身鲜明特质。
本文立足高校口述档案工作,以河海大学口述档案管理实践为例,探讨高校口述档案的全程一体化管理方式。
发展现状国内率先开展口述档案工作的高校是清华大学。
1959年,清华校史编委会成立,随即开展口述档案活动。
2000年之后,口述档案工作在全国高校如雨后春笋般兴起,例如北京语言大学的“北语名师对外汉语教学名师口述史”活动、上海理工大学的“发展——上海理工大学历任校领导访问实录”和“口述沪江”项目。
许多高校还成立了专门的口述历史档案研究中心或团队,如温州大学口述历史研究所、中国传媒大学口述历史研究中心、中国科学技术大学“中国近现代科技史与口述历史”研究组。
总体来看,高校的口述档案工作内容主题多集中在校史、学科史、人物史、专题史研究4个方面。
校史研究主要以学校的历史沿革为题材,选取学校发展过程中的某一特定历史时期为主线,通过口述档案方式来填补完善传统文献记载中的空白。
学科史即以某些专业学科的成立发展、师资建设、教学改革、科研成果等为主题,通过采访各学科教授专家来探寻学科的源流变迁,梳理专业发展脉络,汇总名师治学经验。
人物史以学校创建发展过程中作出重要贡献的领导干部、教授专家、知名校友作为口述访谈对象,通过他们精彩的人生故事与奋斗历程来解读学校的历史发展,感受学校的文化精神。
专题史是根据学校自身发展特色选取视角,如反映学校教风学风传承专题、校园基础设施建设专题、学生团体发展专题等,深入集中地反映学校某一方面的发展情况,凝练学校特色,凸显校园文化。
发展瓶颈高校口述档案工作整体来说发展水平参差不齐,一些共性问题普遍存在,这也成为制约其长远发展的瓶颈。
地图学课程设计河海大学
地图学课程设计河海大学一、教学目标本课程旨在通过地图学的教学,使学生掌握地图的基本概念、类型和制作方法,培养学生读图、用图和制图的能力,提高学生对地理信息的认识和运用能力。
知识目标:学生能够理解地图的基本概念,掌握地图的种类和特点,了解地图的制作方法和过程。
技能目标:学生能够熟练使用地图,进行地理信息的查找、分析和运用,具备基本的地图制作能力。
情感态度价值观目标:学生能够认识到地图在生活和科研中的重要性,培养对地图的兴趣和爱好,增强地理学科的学习积极性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括地图的基本概念、类型和制作方法。
1.地图的基本概念:介绍地图的定义、功能和分类,使学生了解地图的基本性质和作用。
2.地图的类型:介绍自然地图和社会经济地图的种类和特点,使学生能够区分不同类型的地图。
3.地图的制作方法:介绍地图的绘制原理和方法,包括地图的投影、比例尺、图例和注记等要素的确定和表示。
三、教学方法本课程的教学方法包括讲授法、讨论法和案例分析法。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握地图的基本概念和制作方法。
2.讨论法:通过小组讨论,培养学生的思考和分析能力,使学生能够运用地图解决实际问题。
3.案例分析法:通过分析典型地图案例,使学生了解地图在实际应用中的作用和价值。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材:选用河海大学出版社出版的《地图学》教材,系统介绍地图的基本概念和制作方法。
2.参考书:推荐学生阅读相关地图学著作和论文,拓展知识面。
3.多媒体资料:制作课件、演示地图制作过程的视频等,丰富教学手段,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:配备地图制作所需的仪器和设备,如绘图板、比例尺、画图工具等,为学生提供动手实践的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分,以全面客观地评价学生的学习成果。
1.平时表现:通过课堂参与、提问、讨论等环节,评估学生的学习态度和思考能力。
基于改进SPH模型的溃坝洪水演进模拟方法
第34卷第5期2023年9月㊀㊀水科学进展ADVANCES IN WATER SCIENCE Vol.34,No.5Sep.2023DOI:10.14042/ki.32.1309.2023.05.009基于改进SPH 模型的溃坝洪水演进模拟方法李同春1,贾玉彤1,李宏恩2,3,郑㊀斌1,周㊀宁2,3,齐慧君1(1.河海大学水利水电学院,江苏南京㊀210098;2.南京水利科学研究院,江苏南京㊀210029;3.水利部水库大坝安全重点实验室,江苏南京㊀210029)摘要:溃坝洪水演进模拟的准确性是制约水库洪水预演有效性的关键㊂基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法提出了适用于溃坝洪水演进分析的数值模拟方法㊂通过设置溃口粒子与粒子库,基于黎曼不变量对SPH 粒子状态进行修正,构建施加边界条件的改进SPH 溃坝洪水演进模型,将SPH 瞬时全溃整体模型转换为考虑溃口水流变化的入流边界模型,实现SPH 方法与溃口计算模型的耦合㊂以Malpasset 溃坝事件为例,检验了该模型计算溃坝洪水的精度,结果表明该模型精度相对较高,与实测值吻合较好;应用该模型模拟了某水库溃坝洪水演进预演过程,评估其对下游输水干渠及交叉建筑物排水倒虹吸的洪水冲击风险,结果表明在上游水库遭遇超标准洪水漫顶溃坝工况下,洪水演进至排水倒虹吸处的最大洪水位未超过校核洪水位㊂改进SPH 模型精度高,可靠性强,与溃口计算模型耦合性好,可作为溃坝洪水演进模拟的通用手段之一㊂关键词:溃坝洪水演进;SPH;黎曼不变量;溃口边界中图分类号:TV122.4㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1001-6791(2023)05-0744-09收稿日期:2023-07-06;网络出版日期:2023-10-10网络出版地址:https :ʊ /urlid /32.1309.P.20231008.1950.004基金项目:国家重点研发计划资助项目(2022YFC3005403);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(Y722008)作者简介:李同春(1963 ),男,江苏泰州人,教授,博士,主要从事水灾害与水安全研究㊂E-mail:ltchhu@ 通信作者:李宏恩,E-mail:heli@ 近年来特大城市 外洪-内涝 灾害在世界多地出现,造成了重大人员伤亡和财产损失[1],城市周边中小型病险水库一旦失事,将对下游公众和重要基础设施产生严重威胁[2]㊂溃坝洪水演进数值模拟作为构建水库 预演 过程的核心技术手段之一,可为洪灾应急疏散管理提供决策支撑[3]㊂溃坝洪水演进问题的常用求解方法包括有限差分法(FDM)㊁有限单元法(FEM)㊁有限体积法(FVM)和光滑粒子流体动力学(SPH)方法等[4-5]㊂SPH 方法作为一种粒子法,具有完整的拉格朗日粒子特性,可有效处理自由水面㊁可变形边界等问题,十分适合模拟溃坝水流[6]㊂Wang 等[7]针对无黏性溃坝水流首次将SPH 方法应用到浅水方程(Shallow Water Equations,SWE),捕获并精确模拟了流动中的尖锐不连续性;Ata 等[8]提出了一种基于黎曼解的SPH 方法,用于求解忽略河床坡度和摩擦项的SWE;Lin 等[9]提出了包含孔隙压力和固体颗粒间耦合的模型并用SPH 深度积分方法离散,模拟了泥石流的传播过程;吴玉帅等[10]利用SPH-SWE 模型采用不同核函数进行溃坝模拟,证明B-样条核函数及二维黎曼方法在溃坝模拟中的优越性㊂目前基于SPH 方法的溃坝洪水演进研究主要将水库和下游淹没区作为整体考虑,且需要生成一定数量和分布的水库初始粒子池[11]㊂然而,这不仅增加了前处理的复杂度,也无法和常用溃口计算模型(如BREACH㊁DB-IWHR 等模型[12])有效耦合,因此SPH 方法只能用于瞬溃情况下的溃坝洪水演进模拟,大大限制了SPH 方法在溃坝洪水演进模拟研究中的应用㊂本文通过设置溃口粒子和粒子库,基于黎曼不变量(Riemann Invariant)修正SPH 溃口粒子初始状态,构建改进SPH 模型,实现洪水演进过程与溃坝过程的耦合㊂以Malpasset 溃坝案例为例,评估改进SPH 模型在模拟实际溃坝中的性能表现;随后,将该模型应用于某水库溃坝洪水演进预演,模拟得到淹没水深㊁淹没范围和洪水过程,研究溃坝水流对输水干渠的冲击风险㊂㊀第5期李同春,等:基于改进SPH模型的溃坝洪水演进模拟方法745㊀1㊀模型简介1.1㊀水动力模型1.1.1㊀洪水控制方程溃坝洪水影响区域大㊁持续时间长,具有水深尺度远小于平面尺度且垂向流速小的特点,可简化运用浅水方程描述溃坝水流运动[6]㊂引入水为不可压缩流体的假设,则忽略流体黏性项和科里奥效应的浅水方程表达式如下:b u=0(1)d u(2)d t=-g( b+ z)-g n2u ub4/3式中:b为水深;u为速度矢量;g为重力加速度;z为河床高程:n为河道糙率㊂1.1.2㊀SWE的SPH离散SPH方法的离散过程分为核近似和粒子近似2个近似过程[13],其中函数ϕ(x)的核近似可以定义为ϕ(x)ʈ ϕ(x)⓪=ʏΩϕ(xᶄ)W(xᶄ-x,h)d xᶄ(3)式中:W(xᶄ-x,h)为光滑核函数;h为定义光滑核函数影响区域的光滑长度㊂函数ϕ(x)的粒子近似可以将其核近似表达式(3)表示成域内各粒子对应数值之和的形式:ϕ(x i)⓪h=ðN j=1ϕ(x j)W ij m jρj(4)式中:W ij为粒子在i处的光滑核函数,W ij=W(x i-x j,h),j=1,2, ,N,N为在粒子j影响区域内的粒子总量;m j和ρj分别为粒子j的质量和密度㊂进而可以得出粒子密度的SPH近似式:ρj=ðN j=1m j W ij(5)对SWE进行SPH离散时,粒子代表高度为b j㊁体积为V j的 水柱 ㊂将式(5)中的m j和ρj分别由V j和b j近似替代,得到水深b i在x i处的SPH近似,得到求解洪水水深b i的SPH离散表达式,即b i=ðN j=1V j W ij(6)对动量方程右端项进行SPH离散可得:d u id t=-gðN j=1V j W ij-gðN j=1V j b j z j W ij-g n2u i u i b4/3i(7)1.2㊀改进SPH溃坝洪水演进模型将SPH溃坝洪水演进模型从瞬时全溃整体模型转化为考虑溃口水流变化的入流边界模型,需要实现SPH粒子初始化和边界条件的施加㊂本文通过设置溃口粒子和粒子库,实现SPH溃口粒子初始化;通过引入黎曼不变量[9]修正SPH溃口粒子初始状态,实现入流边界条件的施加㊂1.2.1㊀溃口粒子与粒子库的设置在溃口边界处设置溃口粒子和粒子库进行入射粒子的生成,洪水演进计算过程中粒子数由溃口粒子㊁粒子库粒子和入射粒子3部分组成,分别对应溃口边界㊁备用入射粒子和计算对象粒子㊂粒子库用来存储溃口粒子,在计算开始前根据流域范围㊁入流过程线以及地形复杂程度大致取得㊂在边界处设置溃口粒子,并将溃口模型计算得到的流场状态赋予溃口粒子,再经过边界条件施加过程得到入射粒子㊂入射粒子进入计算域内后,将变成计算对象粒子,通过SPH离散的SWE模型进行洪水演进的数值模746㊀水科学进展第34卷㊀拟㊂粒子库㊁溃口粒子及入射粒子示意见图1㊂图1㊀改进的SPH 模型溃口边界示意Fig.1Schematic diagram of improved SPH model breach boundary 1.2.2㊀基于黎曼不变量的溃口边界在SPH 方法方面,近年来有许多针对不同问题的边界条件施加方法被相继提出[14-15],而边界条件的施加需要考虑溃口粒子和其影响域内粒子的相互作用,因此本文基于特征线理论,利用黎曼不变量对溃口粒子的运动状态进行修正㊂对于SPH 溃坝洪水演进模型,可将边界处粒子影响域内的黎曼不变量写成如下表达式:R (1)=2gh +v R (2)=2gh -v{(8)式中:R (1)和R (2)分别指向入域方向和出域方向㊂对于入流边界条件,粒子是由粒子库内流出,由于需要考虑溃口粒子对边界的影响,因此这里采用黎曼第二不变量R (2)(出库方向)㊂在迭代求解过程中,假定已经得到第n 步的计算域流场情况,需要进一步得到n +1步的结果㊂首先,在不施加边界条件的情况下,直接计算域内流场的结果得到域内粒子的流速(v ∗)和水头(h ∗),得到黎曼第二不变量为R (2)∗=2gh ∗-v ∗(9)根据特征线理论,黎曼不变量沿特征线保持不变,则溃口粒子在n +1步的黎曼第二不变量为R (2)n +1=2g h n +1-v n +1=R (2)∗=2gh ∗-v ∗(10)若将溃口模型计算得到的溃口水流平均水头作为第n +1步已知条件,则第n +1步的速度为v n +1=2g h n +1-2gh ∗+v ∗(11)上述处理方法的详细推导过程可以参阅文献[9]㊂至此,根据溃口边界处流场信息,修正了SPH 入射粒子初始状态,实现了溃口水流过程和SPH 洪水演进模型在溃口边界处的耦合㊂2㊀算例分析利用Malpasset 溃坝数据集评估改进SPH 模型在模拟实际溃坝中的表现,并与其他文献数值计算结果进行对比㊂该溃决案例比较典型,成为欧盟 溃坝模型协同行动 (CADAM)项目机构推荐的一个标准算例[16]㊂地形数据采用1931年法国电力集团(EDF)实测的地形资料㊂A㊁B 和C 测点代表被破坏的电力变压器,用来估计洪水到达时间㊂以P 开头的测点表示事件发生后警方实测测点,记录了洪水最高水位㊂1964年,EDF 按照1ʒ400的比例尺建立了Malpasset 大坝及其下游河道的物理模型,以S 开头的测点表示物理模型试验中的测点㊂Malpasset 溃坝计算区域及各测点位置示意如图2所示㊂2.1㊀模型建立Malpasset 溃坝事件几乎属于瞬时溃决,因此不需要考虑溃口处的展宽过程,混凝土坝瞬时溃坝时坝址㊀第5期李同春,等:基于改进SPH模型的溃坝洪水演进模拟方法747㊀处的流量过程可近似为四次抛物线[17],估算结果见图3㊂将坝址处流量过程线作为入流过程线,采用改进SPH模型对本案例进行了计算,糙率采用EDF推荐的0.033㊂图2㊀Malpasset溃坝算例计算区域各测点位置示意Fig.2Schematic diagram of each check point in the calculation area of Malpasset Dam-Break test case图3㊀Malpasset坝址处流量过程线估算结果Fig.3Estimation results of dam break flow hydrograph at Malpasset dam site2.2㊀结果分析将计算结果与实测数据进行对比,并与Savant等[18]和Valiani等[19]的计算结果进行对比,结果见表1和图4㊂通过与3个变压器站间的洪水历时(t)对比,本文方法在A B间历时模拟误差(Δ)为6.0%,误差和Savant法误差接近;在B C间历时模拟误差为6.7%,模拟时间长于实测值和2种文献方法,绝对误差比2种文献方法更小,总体来看改进SPH方法模拟精度略高㊂通过与物理模型试验值及实测值对比,本文方法总体上吻合较好,与其他方法相比计算结果略有差异,但基本满足精度要求㊂由图4可以看出,在P15㊁P16㊁P17和S13㊁S14处,本文方法模拟结果偏小,与实测值差距在0.3~ 0.8m之间㊂这是因为随着洪水演进到平坦地区,粒子之间间距过大,影响域扩大,影响域内粒子数减少,计算精度有所下降㊂增加粒子数量可以改善计算结果,但会大大增加计算成本,本文在保证误差可接受范围内,未牺牲计算时间而增加计算粒子㊂748㊀水科学进展第34卷㊀表1㊀Malpasset 溃坝算例中变压器站间洪水历时对比Table 1Comparison of flood duration between transformer stations of Malpasset Dam-Break test case变压器站名实测值/s 改进SPH Savant 法Valiani 法计算值/s Δ/%计算值/s Δ/%计算值/sΔ/%A B 11401208 6.01215 6.61207 5.9B C 180192 6.7162-10.096-46.7图4㊀Malpasset 溃坝算例中测量点水位对比Fig.4Comparison of water levels at check points of Malpasset Dam-Break test case 3㊀工程应用3.1㊀工程概况某流域存在A 水库,挡水坝为均质土坝,最大坝高为10.9m,坝顶长度为137m,总库容为87.1万m 3㊂根据‘水库大坝安全鉴定办法“(水建管 2003 271号)要求,A 水库被鉴定为 二类坝 ㊂现需要进行上述情景下的溃坝洪水演进模拟,计算下游距A 水库2km 处的B 干渠及其交叉建筑物排水倒虹吸遭遇洪水的过程,评估其受洪水冲击的风险㊂排水倒虹吸设计洪水位高程84.9m,校核洪水位高程86.3m㊂本文模拟A 水库遭遇2倍校核洪水发生漫顶溃坝的情况,A 水库计算区域卫星图像见图5,沿程取5个特征点以衡量溃坝洪水的影响,排水倒虹吸邻近B 干渠,位于#3位置处㊂A 水库2倍校核洪水漫顶溃决过程计算结果见图6㊂图5㊀溃坝及洪水演进计算区域卫星图像及特征点位置Fig.5Satellite images and check points location of dam break and flood propagation calculationareas 图6㊀2倍校核洪水情况下A 水库大坝溃决过程Fig.6Dam break process of A reservoir under double check flood conditions㊀第5期李同春,等:基于改进SPH 模型的溃坝洪水演进模拟方法749㊀3.2㊀溃坝洪水演进模拟采用DB-IWHR 模型计算溃口溃决过程线㊂DB-IWHR 模型基于物理机制,无需划定库区范围和坝体建模即可计算坝体溃口处的过程线,计算简洁,准确性高[20]㊂坝体填土密度为1.95g /cm 3,饱和凝聚力(C )为22kPa,饱和内摩擦角(ϕ)为17ʎ,孔隙率为0.399,初始溃口设置为1m ˑ1m,下游河道糙率取0.025,其余参数采用默认结果㊂结果表明,A 水库遭遇2倍校核洪水时,溃口峰值流量为966m 3/s,溃口顶宽扩展至29.47m㊂地形建模数据采用公用的ASTER GDEM 30m 分辨率数字高程数据㊂将溃口变化过程线与改进SPH 模型的输入过程线耦合,根据大坝基本参数确定好溃口边界,模拟得到的溃坝洪水演进过程见图7㊂同时应用洪水演进模拟软件HEC-RAS 的二维水动力模块对案例进行了计算㊂HEC-RAS 二维水动力模型和水文模型串联耦合效果好[21],与改进的SPH 方法不同的是,HEC-RAS 模型采用的是FVM 方法,需要根据地形情况划定流域范围并定义干湿边界,生成计算网格和计算点并插值㊂图7㊀改进SPH 模型模拟的溃坝洪水演进过程Fig.7Improved SPH model simulation of dam break flood propagation process 洪水演进至5个特征断面处的差异对比见表2,淹没范围对比见图8㊂经对比发现,改进SPH 模型和HEC-RAS 模型在洪水到达时间㊁水头过程方面模拟精度相近,两者在淹没边界处稍有不同㊂这是由于SPH 方法存在固有的边界缺陷[22],造成在边界或边界附近密度偏小,从而最终导致表面上的压力梯度失真[23]㊂但对于洪水演进计算来说,边界缺陷对于重点关注的洪水淹没结果和特征断面洪水过程影响不大,故本文中没有进行特别处理㊂表2㊀5个特征断面洪水过程差异对比Table 2Comparison of flood process differences among 5characteristic sections 特征断面到达时间/s 到达水头/m 到达流速/(m㊃s -1)峰值水头/m 峰值流速/(m㊃s -1)改进SPH HEC-RAS 改进SPH HEC-RAS 改进SPH HEC-RAS 改进SPH HEC-RAS 改进SPH HEC-RAS #1126013800.290.380.250.57 3.70 3.57 1.64 1.74#2186019200.260.350.260.49 3.24 3.09 1.77 1.80#3258025200.600.39 1.330.57 2.22 2.24 1.81 1.81#4342033000.600.650.670.90 2.64 2.46 1.81 1.63#5420042000.020.120.010.18 2.13 3.57 1.24 1.26750㊀水科学进展第34卷㊀图8㊀改进SPH模型和HEC-RAS模型洪水演进至10080s时淹没对比Fig.8Comparison of improved SPH model and HEC-RAS model flood inundation map㊀㊀针对B干渠遭受洪水过程分析,在A水库遭受2倍校核洪水溃坝情况下,溃坝洪水在第2580s演进至#3排水倒虹吸特征断面,到达水头为0.6m,到达流速为1.33m/s;最大淹没水深为2.22m,发生在第6600s;最大流速为1.81m/s,发生在第6540s㊂排水倒虹吸最大淹没水位为85.72m,超过排水倒虹吸设计洪水位高程,未超过校核洪水位高程㊂此数据可为B干渠遭受洪水冲击风险评估提供依据㊂4㊀结㊀㊀论本文构建改进SPH模型,将SPH洪水演进模型从瞬时全溃整体模型转变为考虑溃口水流变化的入流边界模型,实现了SPH方法与溃口计算模型的耦合,并对经典溃坝案例及某均质土坝进行了溃坝洪水演进模拟㊂主要结论如下:(1)改进SPH模型精度高,可靠性强,不用进行整体化粒子布置,无需划分网格和干湿边界,在入流边界处与溃口模型有良好的耦合关系,可以成为溃坝洪水演进模拟的通用手段㊂(2)改进SPH模型对水流细节模拟效果好,能精准模拟洪水淹没区内重点基础设施遭受洪水的过程,可以为其洪水风险评估提供数据支撑㊂(3)与FVM相比,SPH方法存在固有边界缺陷和计算耗时长等问题,如何提高边界精度和计算效率值得开展更多研究㊂参考文献:[1]刘家宏,梅超,刘宏伟,等.特大城市外洪内涝灾害链联防联控关键科学技术问题[J].水科学进展,2023,34(2): 172-181.(LIU J H,MEI C,LIU H W,et al.Key scientific and technological issues of joint prevention and control of river flood and urban waterlogging disaster chain in megacities[J].Advances in Water Science,2023,34(2):172-181.(in Chinese))[2]董柏良,夏军强,陈瑾晗.典型街区洪水演进的概化水槽试验研究[J].水力发电学报,2020,39(7):99-108.(DONGB L,XIA J Q,CHEN J H.Experimental investigation of flood inundation over typical urban streets[J].Journal of Hydroelectric 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dam break flood propagationbased on improved SPH model∗LI Tongchun1,JIA Yutong1,LI Hongen2,3,ZHENG Bin1,ZHOU Ning2,3,QI Huijun1(1.College of Water Conservancy and Hydropower Engineering,Hohai University,Nanjing210098,China;2.Nanjing Hydraulic Research Institute,Nanjing210029,China;3.Key Laboratory of Reservoir Dam Safety,Ministry of Water Resources,Nanjing210029,China)Abstract:The accuracy of dam break flood propagation simulations is pivotal for the effectiveness of reservoir flood predictions.This study introduces a numerical simulation method,specifically tailored for dam break flood propagation analysis,using the smooth particle hydrodynamics(SPH)method.Through the establishment of breach particles and a particle library,the particle state was adjusted based on Riemannian invariants.Consequently,an improved SPH dam break propagation model with specific boundary conditions was developed.The spatial initialization of particles in the SPH model was transitioned to boundary initialization,facilitating the integration of the breach flow process with the SPH method at the breach ing the Malpasset dam failure as a case study, the modelᶄs accuracy in simulating dam failure floods was examined.The outcomes indicated that the modelᶄs precision was commendable,aligning well with recorded measurements.Additionally,when the model was employed to simulate the flood propagation forecast of a particular reservoir dam failure,it was used to determine the submersion depth and flood process experienced by downstream channels.The findings revealed that when the upstream reservoir experiences extraordinary flood and overflows the dam,the peak flood elevation at the channelᶄs inverted siphon remains below the check flood level.The improved SPH model exhibited high accuracy,robust reliability,and efficient integration with the breach calculation model,making it a viable method for dam break flood propagation. Key words:dam break flood propagation;SPH;Riemann invariants;breach boundary∗The study is financially supported by the National Key R&D Program of China(No.2022YFC3005403)and Fundamental Research Fund for Central Public-interest Scientific Institution,China(No.Y722008).。
河海大学土木工程学院研究生2008年春学期课程表(精)
河海大学土木匠程学院研究生2008 年春学期课程表学生:博士工程力学礼拜礼拜一礼拜二礼拜三礼拜四礼拜五节次博弈论 2-19 周人工神经网络2-10 周第一外国语(英语) 图论 2-19 周第二外国语吴道明徐小明写作 2-19 周郑苏娟2-19 周1-2 节郑亚南一班研 402 日:赵秀侠研 204尤震二班研 304 俄:杨孝雅研 302法:王为民研 304德:王国权研 404 第一外国语(英语) 多元统计剖析现代科技革命与马克博导讲座人工神经网络2-10 周3-4 节写作 2-19 周2-13 周连上三节思主义研 304 徐小明郑亚南一班研 402 夏乐天2-19 周连上三节尤震二班研 304 丁长青研 2035 节博导讲座研 304 第二外国语第一外国语(英语 )口排队论 2-13 周高等动力学2-19 周语一班连上三节张子明6-7 节日:赵秀侠研 204 2-19 周张燕燕印凡成11-19 周连上四节俄:杨孝雅研 302 水 207法:王为民研 304德:王国权研 404工程力学建模与数值第一外国语(英语 )口工程力学建模与数值剖析语二班剖析8-9 节卓家寿、邵国建2-19 周张燕燕卓家寿、邵国建5-9 周研 306 5-9 周研 509(此后课与邵国建老(此后课与邵国建老师联系)师联系)第一外国语(俄语) 第一外国语(日语) 第一外国语(俄语) 第一外国语(日语)10-12 节2-13 周2-13 周2-13 周2-13 周连上三节研 306 连上三节研 312 连上三节研 306 连上三节研 312 李蓉崔霞李蓉崔霞江泉老师《高等构造实验力学及测试技术》自己安排上课时间、教室,请选该课学生与他联系学生:博士岩土工程礼拜礼拜一礼拜二礼拜三礼拜四礼拜五节次博弈论 2-19 周人工神经网络2-10 周第一外国语(英语) 图论 2-19 周第二外国语吴道明徐小明写作 2-19 周郑苏娟2-19 周1-2 节郑亚南一班研 402 日:赵秀侠研 204尤震二班研 304 俄:杨孝雅研 302法:王为民研 304德:王国权研 404 第一外国语(英语) 多元统计剖析现代科技革命与马克博导讲座人工神经网络2-10 周3-4 节写作 2-19 周2-13 周连上三节思主义研 304 徐小明郑亚南一班研 402 夏乐天2-19 周连上三节尤震二班研 304 丁长青研 2035 节博导讲座研 304 第二外国语第一外国语(英语 )口排队论 2-13 周现代岩土工程技术2-19 周语一班连上三节朱伟等现代岩土力学11-19 周日:赵秀侠研 204 2-19 周张燕燕印凡成2-10 周连上四节连上四节水 210 俄:杨孝雅研 302 水 2056-7 节刘汉龙等法:王为民研 304德:王国权研 404非饱和土力学2-10 周连上四节水 217袁俊同等第一外国语(英语 )口8-9 节语二班2-19 周张燕燕第一外国语(俄语) 第一外国语(日语) 第一外国语(俄语) 第一外国语(日语)10-12 节2-13 周2-13 周2-13 周2-13 周连上三节研 306 连上三节研 312 连上三节研 306 连上三节研 312 李蓉崔霞李蓉崔霞学生:博士构造工程礼拜礼拜一礼拜二礼拜三礼拜四礼拜五节次博弈论 2-19 周人工神经网络2-10 周第一外国语(英语) 图论 2-19 周第二外国语吴道明徐小明写作 2-19 周郑苏娟2-19 周1-2 节郑亚南一班研 402 日:赵秀侠研 204尤震二班研 304 俄:杨孝雅研 302法:王为民研 304德:王国权研 404 第一外国语(英语) 多元统计剖析现代科技革命与马克博导讲座人工神经网络2-10 周3-4 节写作 2-19 周2-13 周连上三节思主义研 304 徐小明郑亚南一班研 402 夏乐天2-19 周连上三节尤震二班研 304 丁长青研 2035 节博导讲座第二外国语第一外国语(英语 )口排队论 2-13 周研 304 2-19 周语一班连上三节日:赵秀侠研 204 2-19 周张燕燕印凡成6-7 节高等钢构造俄:杨孝雅研 302曹平周法:王为民研 30411-19 周连上 4 节德:王国权研 404水 219工程力学建模与数值第一外国语(英语 )口工程力学建模与数值剖析语二班剖析8-9 节卓家寿、邵国建2-19 周张燕燕卓家寿、邵国建5-9 周研 306 5-9 周研 509 (此后课与邵国建老(此后课与邵国建老师联系)师联系)第一外国语(俄语) 第一外国语(日语) 第一外国语(俄语) 第一外国语(日语)10-12 节2-13 周2-13 周2-13 周2-13 周连上三节研 306 连上三节研 312 连上三节研 306 连上三节研 312 李蓉崔霞李蓉崔霞江泉老师《高等构造实验力学及测试技术》自己安排上课时间、教室,请选该课学生与他联系吴胜兴老师《高等钢筋混凝土构造学》自己安排上课时间、教室,请选该课学生与他联系学生:博士防灾减灾工程及防备工程礼拜礼拜一礼拜二礼拜三礼拜四礼拜五节次博弈论 2-19 周人工神经网络2-10 周第一外国语(英语) 图论 2-19 周第二外国语吴道明徐小明写作 2-19 周郑苏娟2-19 周1-2 节郑亚南一班研 402 日:赵秀侠研 204尤震二班研 304 俄:杨孝雅研 302法:王为民研 304德:王国权研 404 第一外国语(英语) 多元统计剖析现代科技革命与马克博导讲座人工神经网络2-10 周3-4 节写作 2-19 周2-13 周连上三节思主义研 304 徐小明郑亚南一班研 402 夏乐天2-19 周连上三节尤震二班研 304 丁长青研 2035 节博导讲座研 304 第二外国语第一外国语(英语 )口排队论 2-13 周高等动力学2-19 周语一班连上三节张子明现代岩土力学11-19 周日:赵秀侠研 204 2-19 周张燕燕印凡成11-19 周连上四节连上四节水 210 俄:杨孝雅研 302 水 2076-7 节刘汉龙等法:王为民研 304德:王国权研 404非饱和土力学2-10 周连上四节水 217袁俊同等工程力学建模与数值第一外国语(英语 )口工程力学建模与数值剖析语二班剖析8-9 节卓家寿、邵国建2-19 周张燕燕卓家寿、邵国建5-9 周研 306 5-9 周研 509 (此后课与邵国建老(此后课与邵国建老师联系)师联系)第一外国语(俄语) 第一外国语(日语) 第一外国语(俄语) 第一外国语(日语)10-12 节2-13 周2-13 周2-13 周2-13 周连上三节研 306 连上三节研 312 连上三节研 306 连上三节研 312 李蓉崔霞李蓉崔霞吴胜兴老师《高等钢筋混凝土构造学》自己安排上课时间、教室,请选该课学生与他联系学生:博士大地丈量学及丈量工程礼拜礼拜一礼拜二礼拜三礼拜四礼拜五节次博弈论 2-19 周人工神经网络2-10 周第一外国语(英语) 图论 2-19 周第二外国语吴道明徐小明写作 2-19 周郑苏娟2-19 周1-2 节郑亚南一班研 402 日:赵秀侠研 204尤震二班研 304 俄:杨孝雅研 302法:王为民研 304德:王国权研 404第一外国语(英语) 多元统计剖析现代科技革命与马克博导讲座人工神经网络2-10 周写作 2-19 周2-13 周连上三节思主义研 304 徐小明3-4 节研 402 夏乐天2-19 周连上三节郑亚南一班尤震二班研 304 丁长青研 2035 节博导讲座研 304 第二外国语第一外国语(英语 )口排队论 2-13 周现代测绘科学技术进2-19 周语一班连上三节展6-7 节日:赵秀侠研 204 2-19 周张燕燕印凡成华锡生俄:杨孝雅研 302 11-19 周连上四节法:王为民研 304 水 205德:王国权研 404第一外国语(英语 )口8-9 节语二班2-19 周张燕燕第一外国语(俄语) 第一外国语(日语) 第一外国语(俄语) 第一外国语(日语)10-12 节2-13 周2-13 周2-13 周2-13 周连上三节研 306 连上三节研 312 连上三节研 306 连上三节研 312 李蓉崔霞李蓉崔霞黄腾、岳建平老师《安全监控理论与应用》自己安排上课时间、教室,请选该课学生与他联系何秀凤老师《最优预计理论在丈量中的应用》自己安排上课时间、教室,请选该课学生与他联系学生:博士地质工程礼拜礼拜二礼拜三礼拜四礼拜五礼拜一节次博弈论 2-19 周人工神经网络2-10 周第一外国语(英语) 图论 2-19 周第二外国语吴道明徐小明写作 2-19 周郑苏娟2-19 周1-2 节郑亚南一班研 402 日:赵秀侠研 204尤震二班研 304 俄:杨孝雅研 302法:王为民研 304德:王国权研 404第一外国语(英语) 多元统计剖析现代科技革命与马克博导讲座人工神经网络2-10 周写作 2-19 周2-13 周连上三节思主义研 304 徐小明3-4 节研 402 夏乐天2-19 周连上三节郑亚南一班尤震二班研 304 丁长青研 2035 节博导讲座研 304 第二外国语第一外国语(英语 )口排队论 2-13 周2-19 周语一班连上三节6-7 节日:赵秀侠研 204 2-19 周张燕燕印凡成俄:杨孝雅研 302法:王为民研 304德:王国权研 404第一外国语(英语 )口8-9 节语二班2-19 周张燕燕第一外国语(俄语) 第一外国语(日语) 第一外国语(俄语) 第一外国语(日语)10-12 节2-13 周2-13 周2-13 周2-13 周连上三节研 306 连上三节研 312 连上三节研 306 连上三节研 312 李蓉崔霞李蓉崔霞周志芳、张发明老师《地质建模与数值剖析》自己安排上课时间、教室,请选该课学生与他联系吴继敏老师《地质体稳固性理论与方法》自己安排上课时间、教室,请选该课学生与他联系骆祖江、张发明老师《地质灾祸防治理论与方法》自己安排上课时间、教室,请选该课学生与他联系陈志坚老师《地质环境多尺度监控理论与方法》自己安排上课时间、教室,请选该课学生与他联系宋汉周、刘建刚老师《现代水文地质》自己安排上课时间、教室,请选该课学生与他联系河海大学土木匠程学院研究生2008 年春课程表学生类型:硕士力学礼拜礼拜一礼拜二礼拜三礼拜四礼拜五节次英语一片2-17 周工程靠谱性英语三片 2-17 周界限单元法基础武清玺姜弘道、张健飞1-2 节并行计算力学11-19 周水 202 细观力学13-20 周水 302 姜弘道、秦忠国张子明11-19 周水 202 13-20 周连上 4 节水 202英语二片2-17 周双周最优化方法丁根宏英语一片 2-17 周双周工程随机过程英语三片2-17 周单周1-18 周连上三节第一外国语 ( 俄语 ) 1-18 周连上三节第一外国语 ( 俄语 ) 研 303 2-13 周连上 3 节朱永忠研 408 2-13 周连上 3 节李蓉研310李蓉研 3103-5 节听力 6、18 班科学社会主义理论与实科学社会主义理论与实践听力课时间均为 2-13 周,1-12 周连上 3节践前一个班在 502 教室、后1-12周连上3节黄明理6班研203一个班在 504 教室。
时间“年”“天”用法辨析
时间“年”“天”用法辨析熊水斌;骆超;周红梅【摘要】针对科技论文中如何正确判断“年”、“天”是否为时间单位的问题,通过实例对科技论文中如何正确使用时间“年”、“天”进行了详细分析,指出“年”、“天”用于计量时,为时间单位,应用单位符号a、d;而用于表示时序、计数、习惯时间及特定的时间段等情况时, “年”、“天”并不是表达精确的时间长度,不是时间单位,不能使用单位符号,应使用汉字“年”、“天”.【期刊名称】《农业图书情报学刊》【年(卷),期】2014(026)007【总页数】4页(P137-140)【关键词】时间单位;单位符号;科技论文;辨析【作者】熊水斌;骆超;周红梅【作者单位】河海大学《水利水电科技进展》编辑部,江苏南京210098;河海大学《水利水电科技进展》编辑部,江苏南京210098;河海大学《水利水电科技进展》编辑部,江苏南京210098【正文语种】中文【中图分类】G232.2“年”、“天”是科技论文中常用的时间概念,依据《现代汉语词典》,“年”所表示时间的内涵包括时间单位和时期、时代、年季、年龄阶段、岁数等。
“天”所表示时间的内涵,包括时间单位和季节、昼夜、白天、一天中的某一段时间等,可见“年”、“天”在表示时间概念时有着丰富的内涵,不仅仅用作时间单位。
“年”、“天”用作时间单位时,按国家标准[1-2]规定应用符号a、d,而在表达其他时间含义、不是时间单位时,则不能使用时间单位符号a、d。
由于具体应用时情况复杂,虽有不少文献对此作专门的论述[3-5],但如何正确判断”年”、“天”是否为时间单位仍让编辑感到十分棘手,使用中还存在不少问题,以至于“近50a”“养护时间为7天”这类错误的表述形式屡见不鲜。
对于表示时间的”年”、“天”,何时为时间单位、应使用时间单位符号a、d,什么情况下不是时间单位,不能使用单位符号而必须使用汉字”年”、“天”,需要仔细分析,既不能见” 年”、“天”就改a、d,也不能不区分具体情况,一律用“年”、“天”。
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现代科技进展
1、科学与技术
Q:什么是科学?
科学是反映客观事物和规律的知识和知识体系。
科学是探索客观事物及其规律的活动。
科学是一种社会建制。
科学是一种知识形态的生产力。
Q:什么是技术?
技术是人类对自然和社会进行有目的的改造和控制活动。
这一活动所赖以进行的各种物质手段、相应的知识以及这一活动的成果——各种技术制品以及知识型的成果构成了技术的内容。
技术兼具自然属性和社会属性。
技术具有工具性和价值负载性。
技术的功能具有两面性。
Q:科学和技术的联系和区别?
科学与技术存在着密切的联系,两者既具有一些共同特征,又有显著的区别。
相同点:两者都是人类的理性创造活动及其成果,都反映了人对于自然的对象性关系,
都属于历史的、发展的范畴。
不同点:技术虽为一种广义的知识体系,但却与科学具有不同的知识结构和行为特征。
科学更多地体现人对于自然的认知和理解,更侧重于认识自然
技术更多地反映人对于自然的改造和控制,更侧重于为了特殊的目的而改造自然。
两者的关系在历史上也是不断变化的,人类早期分离,到近代后加快了融合速度。
2、科学中心转移理论
16~17C:意大利
17~18C:英国
18~19C:法国
19~20C:德国
20~21C:美国
3、Q:中国技术落后的原因:
1)文化上,传统文化的制约(农传统观念的影响、儒家保守思想的禁锢,注重技术而轻视理论,长于形象思维能力而弱于逻辑推理能力,缺乏理论创新)、封建教育制度的影响
2)政治上,封建的社会制度,专制主义中央权空前强化,闭关锁国政策、历代统治者的重农抑商政策阻碍了社会的进步
3)经纪上,自给自足的自然经济的阻碍
4、Q:近代科学方法包括哪些内容?
实验归纳法(培根)
数学演绎法(笛卡尔)
数学与实验相结合(伽利略)
牛顿论科学方法
形而上学的机械唯物主义自然观
5、Q:英德法美的经验教训?
英国:经验——资产阶级通过革命取得了国家政权,为资本主义的进一步发展开辟了道路
宗教改革思想,利于科学研究。
经济发展引起了技术上的兴趣,推动了科学的发展,又造成了一种社会氛围,
使人们注意科学和技术,科学社团产生。
农业资本主义化扩大国内市场,对外殖民掠夺扩大海外市场。
广泛运用先进技术,实现产业全面机械化
产业革命改革生产关系,确立工厂制度。
教训——技术人才外流
工业衰退,科研投入下降
学术界过分重视理论
法国:经验——最大限度的借鉴了英国的经验。
扩大技术引进规模。
政府采取了一系列促进科学发展的措施。
启蒙运动哲竭力提倡科学和民主,进行了一次以反封建为主要内容的思想解放
运动
教训——政局动荡多变。
大革命后的资产阶级政府以转至的方式、工具主义的方式来对待科学。
科学活动和科学管理具有高度集中性,压制异议、打压积极性。
德国:经验——重视技术与工业的结合
大学改革,把教学与科学研究紧密结合起来、科学队伍基础扎实、训练严格
政府重视教育,整顿教育制度
教训——战争使经济基础受到重创,人才和资金严重损失
美国:经验——重视农业、加强工业与农业的联系
基础设施建设先行
组织创新
加强科技与经济的结合
引进与创新相结合
管理出效益
教训——
6、Q:康德-拉普拉斯星云假说?
太阳系及其行星都有一个历史的演化过程,它们是由原是弥漫物质星云逐渐凝聚而成的,不断收缩的星云的中心部分凝聚成太阳,大体上在同一平面上的环形弥漫星云物质收缩凝聚成了行星。
康德提出这一高度猜想性的假说,为形而上学的自然观打开了第一个缺口。
拉普拉斯更加完善地提出这一假说,数学论证也更加严密。
7、Q:李比希学派?
1824年李比希于吉森大学担任正教授,推行了一整套教学改革计划,将德国大学改革推向了一个新的高潮,并着手创建世界上最先进的化学实验室来培养化学人才,制定有组织的研究计划去开辟化学研究的新领域,从而标志着李比希学派的产生。
主要人物:
李比希,有机化学之父。
霍夫曼,雅可比,克莱因等。
李比希学派的形成和发展分为三个阶段:
一、主要致力于科学教育方法的发展和完善。
二、从无机化学领域转到了有机化学领域,研究的目标是奠定有机化学的基础。
三、化学理论在生产上的应用。
成就及影响:
李比希学派不仅影响了德国的现代化发展、及崛起,而且对整个近代科学的发展产生了广泛而深远的影响。
在农业、化学工业等领域有重大成果。
这一学派创建新型科研队伍,树立以培养高级科学家为目的的教学气氛,为德国培养出了一批卓有成效的科学泰斗,为德国科学技术的发展输送了大量高级人才。
8、Q:爱因斯坦?(名词解释)
爱因斯坦(Albert Einstein,1879-1955),举世闻名的德裔美国科学家,现代物理学的开创者和奠基人。
因提出光子假设,成功解释了光电效应,获得1921年诺贝尔物理奖。
十九世纪末期是物理学的变革时期,爱因斯坦从实验事实出发,从新考查了物理学的基本概念,在理论上作出了根本性的突破。
他的一些成就大大推动了天文学的发展。
他的量子理论对天体物理学、特别是理论天体物理学都有很大的影响。
爱因斯坦的狭义相对论成功地揭示了能量与质量之间的关系,解决了长期存在的恒星能源来源的难题。
其广义相对论也解决了一个天文学上多年的不解之谜,并推断出后来被验证了的光线弯曲现象,还成为后来许多天文概念的理论基础。
相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。
它否定了经典力学的绝对时空观,深刻地揭示了时间和空间的本质属性。
它也发展了牛顿力学,将其概括在相对论力学之中,推动物理学发展到一个新的高度。
他创立了相对论宇宙学,建立了静态有限无边的自洽的动力学宇宙模型,并引进了宇宙学原理、弯曲空间等新概念,大大推动了现代天文学的发展。
9、Q:大爆炸及其宇宙模型?
大爆炸宇宙模型是一种广为认可的宇宙演化理论。
其要点是,宇宙是从温度和密度都极高的状态中由一次“大爆炸”产生的。
时间至少发生在150亿年前。
这个原理只适用于宇宙的大尺度上,而它也意味着宇宙是无边的。
大爆炸宇宙模型与其他宇宙模型相比,它能说明较多的观测事实。
它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。
在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。
这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。
10、Q:环境科学的研究内容?
环境科学是研究人类活动和环境质量关系的科学。
宏观上研究人类和环境之间相互作用、相互促进、相互制约的统一关系,解释经济发展和环境保护两者协调发展的规律;微观上研究环境各组成部分尤其是人类活动排放的污染物在有机体迁移、转化、累计中的运动规律。
大体上概括为五个方面:
1)探索全球范围内自然环境的演化规律
2)揭示人类活动和自然环境的关系
3)考察环境变化对人类生存的影响
4)研究区域环境污染综合防治的技术
5)加强对自然系统的研究
11、Q:高技术的定义、特征、领域。
定义:指基本原理主要建立在最新科学成就基础上的技术,是“尖端”的、“前沿”的、“先进”
的技术。
从经济角度,凡是技术所占比重超过一定标准或比例时就可称为高技术产品企业
或产业。
领域(6个):电子信息技术
新能源技术
新材料技术
生物技术
海洋技术
空间技术
特征(8个):高群落
高智力
高投资
高风险
高收益
高竞争
高渗透
12、Q:什么叫生物技术、克隆技术?
·生物技术:
当代生物技术是应用现代生物科学及某些工程原理,利用生命有机体及其组成来发展新产品或新工艺的一种技术体系。
当代生物技术体系包括四大领域:酶工程、发酵工程、细胞工程、基因工程。
其中基因工程是当代生物技术的核心技术。
生物技术直接关系到与人民生活、卫生、健康密切相关的农业、医药卫生、食品工业和化学工业的发展,并能在解决人类面临的粮食危机、环境污染和能源危机中发挥巨大作用,为人们看好,被列为优先发挥的领域之一。
·克隆技术:
利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组之后代,这一人工遗传操作动物繁殖的过程叫克隆,这门生物技术叫克隆技术,含义是无性繁殖。
克隆技术应用前景,大致有以下四个方面:培育优良畜种和生产实验动物;生产转基因动物;生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法;复制濒危的动物物种,保存和传播动物物种资源。
13、Q:什么叫海洋技术?
海洋技术是人类开发利用海洋资源的技术体系的总称。
从当代海洋技术的发展来看,当前主要集中在海洋探测技术、海洋资源开发技术两部分。
海洋探测技术包括海面、海底探测技术,现在海洋探测着重于海洋资源的应用和开发,探测海洋资源的储量分布和利用前景,检测海洋环境的变化过陈个及其规律。
海洋资源开发技术,包括海洋矿产资源、生物资源、化学资源、能源开发技术。