DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 基于拔尖创新的科研后备人才培养的心理学专业研究性教学的课程体系 的目标和功能 1.1. 课程体系的目标 拔尖创新的科研后备人才指立志以科学研究为事业目标，初步具备一定的科研能力，并能取得一定的创新性科研成果的本科生。而研究性教学的基本思想强调教学与研究的结合，引导学生进行积极主动的探索和学习。因此在教学工作中，通过建构研究性教学的课程体系来实现培养拔尖创新的科研后备人才的目标。基于拔尖创新的科研后备人才培养的心理学专业研究性教学的课程体系的总目标是让课程教学能够有效实现培养拔尖创新的科研后备人才的目标，这是课程建构的最主要和最基本的目标。同时课程体系能够实现基本的课程教学目标，帮助学生打好专业基础。进而能够系统地科学地实施研究性教学，培养学生的科研能力。 1.2. 课程体系的功能 基于拔尖创新的科研后备人才培养的心理学专业研究性教学的课程体系的基本功能包括二个方面。第一方面是教学功能，主要指帮助学生掌握基本的专业知识与理论，形成一定的专业技能，打下良好的专业基础。教学功能的实现是课程建构的主要和基本功能，也是实现科研功能的基础。而本科生的培养也主要强调本科教育的基础性  (管晓刚，程槿涛，闫卫平，行龙，2007) ，因此学生的基本知识、基本理论和基本技能的学习和培养是重中之重。第二方面是科研功能，科研功能包括科研志向与兴趣的引导激发功能和科研能力的培养功能  (刘智运，2011) 。因为培养的是拔尖创新的科研后备人才，所以课程体系的建构要注意引导和激发学生的科研志向和兴趣，同时在教学过程中要逐渐培养学生的科研能力。为学生以后从事科研事业以及参与或者完成创新性科研成果奠定基础。
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user: 2. 基于拔尖创新的科研后备人才培养的心理学专业研究性教学的课程体系的建构原则 2.1. 教学目标和科研目标相统一的原则 基于拔尖创新的科研后备人才培养的课程教学目标分别为知识传授、知识应用和知识创新。而基于拔尖创新的科研后备人才培养的科研目标为：第一是科研兴趣和科学思维的培养。第二是科研能力的培养。基于拔尖创新的科研后备人才培养的教学目标与科研目标之间是统一的，两者之间相辅相成，不可分离。教学目标的实现是科研目标实现的基础。而反过来科研目标的实现促进了教学目标的实现。不论是教学目标还是科研目标都是为实现培养拔尖创新的科研后备人才这一总目标服务的。二者在心理学专业研究性教学的课程体系中是无法分离的，相互依赖、相辅相成的。因此在建构于拔尖创新的科研后备人才培养的心理学专业研究性教学的课程体系时，要遵守教学目标和科研目标统一的原则。 2.2. 循序渐进原则 在课程建构过程中，根据课程内容的特点和学生的知识水平和能力特点来安排课程  (余文森，2005) 。比如从专业基础课到专业发展课，从入门课到提升性课程。特别需要注意的是培养学生科研能力的研究性教学课程要逐步推进、循序展开，不能一蹴而就。特别是对于新入学的本科生来说，以前并没有接触过研究性教学课程。如果过早在专业课中开设研究性教学课程或者课程要求太高的话，都会影响学生以后的学习。这样的安排超出了学生自身的掌握和理解能力，这样的教学是注定会失败的。而且如果超出学生负担能力进行科研培养，反而会起到拔苗助长的负面作用，达不到课程培养的预期目标。 2.3. 研究性教学课程适度原则 研究性教学课程的负担较大，比起一般课程教学需要学生和教师付出更多的时间和精力，如果不适度就会让学生和教师产生抵触情绪，不利于研究性教学课程的开展。同时为了更好实现教学目标。对于本科生而言还是应该以完成教学目标为主，以实现科研目标为辅，研究性教学必须为实现教学目标服务。因此研究性教学的课程不宜过多，每学期研究性教学课程开设的数量也要适当。 2.4. 系统性原则 研究性教学的课程要构成一个有机的系统，帮助学生系统的形成和掌握一定的科研能力与方法。并且心理学专业课程具有很高的关联性，前一课程为后续课程的教学打下基础，而后续课程是前一课程的发展。因此专业课程的设置要有关联性。系统性原则保证了课程体系的整体性，使课程体系成为一个有序的系统而不是散乱的课程安排。系统性原则在时间和内容上的连续性也能够帮助学生形成完整的知识体系，保证了学生在科研志向和能力方面获得系统有序的培养。 2.5. 注重专业基础原则 对于拔尖创新的科研后备人才的培养更多的还是注重本科教育的基础性  (管晓刚，程槿涛，闫卫平，行龙，2007) ，强调学生专业基础知识的扎实性和基本专业能力的培养。扎实的基础知识和基本能力是进行科学研究的重要条件，有助于学生未来的发展和学习。同时基础知识和基本能力的培养也是科研能力培养和发展的基础，两者相互促进。专业基础的培养是学生学习和发展的基础，也是实现课程目标的基础。
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user: 3. 心理学专业研究性教学课程体系的课程设置 3.1. 心理学专业研究性教学的课程体系中的专业课 心理学专业研究性教学的课程体系中的专业课是指心理学专业中要求学生完成的基础性和发展性课程，主要是让学生学习和掌握心理学领域基本知识、基本理论和基本技能的课程。而专业课程的类型按照不同的课程性质可以分为必修课和选修课。按照不同的教学方法可以分为研究性教学课程和讲授课程。 1、专业课中的必修课程 心理学专业研究性教学课程体系中的必修课包括，普通心理学A、普通心理学B、神经科学导论、高等数学、实验心理学A、实验心理学B、心理测量学、心理学统计A、心理学统计B、认知心理学  (车宏生，姚梅林，2004) 。上述课程涉及的都是心理学专业本科生必须掌握的基本知识、基本理论和基本技能，也是心理学专业学生必须要学习的课程。通过这些课程的学习也为学生专业方向的选择和发展奠定了知识和技能的基础。 实验心理学B、心理测量学都是研究方法与技术性课程，从事研究性教学利于学生掌握科研方法与技能。而实验心理学A主要是让学生学习和熟悉心理学的基本知识，引导学生对专业知识的学习兴趣。过早的开设研究性教学课程会增加学生的学习负担，不利于学生学习模式和思维方式的转变。因此，将实验心理学B、心理测量学作为研究性教学课程开设。在上述的课程中，普通心理学B和认知心理学都是心理学专业理论知识性课程，从事研究性教学有利于学生掌握基本理论和基本知识。而普通心理学A主要是让学生学习和熟悉心理学的基本知识，引导学生对专业知识的学习兴趣，同时普通心理学A是在大一上期开设，大一上期不宜开设研究性教学课程。因此普通心理学A也不开设研究性教学课程。所以必修课中将实验心理学B、心理测量学、普通心理学B、认知心理学作为研究性教学课程。 2、专业课中的选修课程 心理学专业研究性教学的选修课包括，社会心理学、发展心理学、人格心理学、心理学史以及其他具体研究方向的课程。这些具体的课程包括；管理心理学类课程，比如：组织行为学、人力资源管理、决策与博弈心理学等；心理咨询与治疗类课程，比如：心理咨询与治疗、心理学咨询与治疗的伦理学、家庭治疗等；实验设计与技术类课程，比如：多因素实验设计、E-prime实验设计、脑电研究与技术、磁共振研究与技术等；认知心理学类课程，比如：类别与概念形成、认知神经科学、决策认知神经科学、数学认知与发展等；心理健康类课程，比如：变态心理学、健康心理学、饮食障碍与健康等。 上述这些课程都是专业发展性课程，专业性强但普适性差，局限于心理学的某个具体专业领域，不是每位心理学专业学生都必须学习的课程，学生可以根据自己的专业兴趣和爱好来自主学习和发展。同时，选修课并不是心理学专业学生必须要学习的课程，所以教师可以根据学科性质和教学需要选择是否开展研究性教学。 而多因素实验设计、E-prime实验设计、脑电研究与技术、眼动研究与技术、磁共振研究与技术、动物行为学实验都是研究方法与技能性课程从事研究性教学利于学生掌握科研方法与技能。社会心理学是理论知识性课程，从事研究性教学利于学生掌握基本理论和基本知识。因此，建议教师在这些课程中开展研究性教学，以利于学生更好地掌握理论和技能。 3.2. 专门的研究性教学课程 专门的研究性教学课程不是系统学习某个领域的专业知识的课程，而是专门为了实现科研目标而开设的课程，课程内容和教学方法不固定。而研究性学习课、增杰导师课、新生研讨课是专门的研究性教学课程的三个主要课程类型。 1、研究性学习课 研究性学习课是以某研究方法或某个研究课题为中心展开的面向所有学生的专门的研究性学习课程，它的教学方法不仅仅是传统的讲授而且强调与学生进行研究性的探索和讨论。研究性学习课程可以帮助学生了解和熟悉科研方法，通过教师的讲授和引导培养学生的科研兴趣和基本能力。 2、增杰导师课 增杰导师是根据教师所带的增杰班学生的实际情况而专门开设的课程，它的课程内容主要以导师的研究领域、方法和课题为主。课程的对象和内容比研究性教学更具有准对性。首先，增杰导师课的课程内容具有特异性，导师以自己的研究领域、方法和课题为中心有针对性的提高学生的知识和能力水平，引导学生的学习兴趣和科研意识。同时这也有助于学生了解导师的科研情况，尽早加入导师的研究小组。为以后学生更好完成作为增杰导师的科研助理的毕业实习工作打下基础。 3.3. 新生研讨课 新生研讨课是指第一学期为新生开设的准研究性学习课程。新生研讨课会邀请众多心理学专业的教师或者专家介绍自己的研究课题并与学生讨论科研与学习问题，以此引导学生的研究兴趣，让其了解研究的相关知识和技术，帮助学生解决学习上的困惑。新生研讨课在学生一进校就对学生进行科研引导，引导学生学习和科研兴趣，并帮助学生解决一定的学习问题。
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user: 摘 要 气象及大气污染数据仓库系统作为21世纪新一代的气象信息存储发布管理系统，可以大大提升现有海量气象以及大气污染数据的管理水平和对业务科研的支持。气象及大气污染数据仓库系统是基于B/S架构的系统，采用OpenLayer作为前端WebGIS框架，后端则以强大的RDBMS数据库ORACLE为支撑，ETL过程使用PL/SQL和Java语言实现，业务逻辑则利用Java语言实现，以此构建基于WebGIS的海量气象及大气污染数据仓库系统。该系统以用户可见的方式进行共享数据发布、展示和数据管理，同时使用系统中的联机分析处理技术可以使决策人员从数据仓库中获得有用的信息，以提供科学和及时有效的辅助决策支持。 关键词 :ORACLE，海量气象及大气污染数据，数据仓库，ETL，OLAP，WebGIS
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user: 1. 引言 大数据时代的来临揭示了一个全新数据时代的来临，大数据自然也包括气象数据以及大气污染数据，气象信息作为地球科学数据的重要组成部分，在人们日常生活、国家科学研究和全球气候研究等方面有不可替代的作用。加强气象信息高效率转换、存储、处理、共享的一体化工作，可以提高各个信息部门对气象资料的利用效率，是改善气象部门的服务水平和提升业务处理能力的重要一环 [ 1 ] 。21世纪Internet的迅速发展使得传统的气象信息管理方式、存储方式、共享方式和发布形式已经无法满足这个大数据时代。然而在以前，气象资料都是存储为实体资料或者文本文件，布局分散而且重复，缺乏统一规范，没有一套集数据集成、数据存储、数据管理、数据检索、智能分析、地图发布等功能于一体的数据仓库系统，网络上发布的大多只是一些静态的表格或图片之类的气象资料，没有结合WebGIS进行空间展示、空间分析，更没有可以进行决策支持、数据挖掘的气象及污染数据仓库系统，人们对于更加灵活、生动的气象信息共享方式的需求愈加强烈 [ 2 ] 。 气象及大气污染数据数据仓库系统基于气象资料编码规范和命名规则，应用气象资料ETL分析技术、元数据技术以及数据存储管理优化技术等，支持海量数据的收集存储管理以及数据库检索，可以从不同的维度提取数据，整理合并为新的多维数据视图供用户调用，支持高效的大分析型批量查询，并进行快速响应 [ 3 ] 。基于WebGIS的气象大气污染数据数据仓库系统正是气象以及大气污染数据的承载方式，大大提高了气象资料存储管理的规范化程度、处理速度以及自动化程度，完成海量气象以及大气污染数据的高效存取、筛选、加工、后期计算、推演和预报等。
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user: 6. 结论 将数据仓库技术应用到气象领域，就可以从一个全新的角度将气象及大气污染资料进行分析处理，将各种数据经过清洁、抽取、变换、概括和聚集等操作，按气象及大气污染预报的需要进行数据重组和数据存储，提供全局的、统一的、语义一致的、组织良好的数据视图，在此基础上进行联机分析、数据挖掘等技术处理，发现各物理量和气象要素与某种天气现象之间的关系，减少重复的研究，提高效率 [ 10 ] ，前端以WebGIS技术支持，为用户提供气象以及大气污染数据快速查询、浏览、分析功能，用户通过与浏览器交互操作，就可以方便地寻找其所需的气象及污染数据，为气象服务保障事业提供更强有力的服务支持 [ 11 ] 。 本论文针对目前气象数据仓库系统存在的问题，结合气象资料本身的特点，着重从大型数据库的角度描述了气象及大气污染数据仓库的构建过程以及优化方法，使用数据仓库技术实现了对浩如烟海的气象数据资料的高效存储管理、ETL、数据挖掘和商业智能，还为气象及大气污染数据仓库的系统优化提供诸多建议，帮助系统优化加速，促进了气象资料的共享，提高对客户的服务速度，提升客户服务体验。 同时随着气象探测技术的不断发展，探测工具和探测方法都在不断创新，尤其是非常多的自动气象探测站点的投入使用，气象及大气污染数据量的增长日益剧增，实现一个能对海量气象资料实现自动化统一组织管理，并且能够将气象信息检索和气象信息共享服务整合到一起的气象数据仓库系统，对于气象业务的智能自动化有很大帮助。伴随WebGlS以及数据仓库技术在气象领域的广泛应用，气象及大气污染数据仓库系统对我国的气象事业的贡献必将愈加巨大 [ 12 ] 。
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user: 摘 要 为了实现磨矿过程球磨机负荷参数的在线检测，采用MATLAB和C#.net混合编程方式，开发实现了球磨机振动、振声信号分析和关键参数预报的软测量系统。该系统基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition， EEMD)技术和区间偏最小二乘(interval partial least-squares， iPLS)技术提取与磨机负荷参数密切相关的本征模态函数(intrinsic mode functions， IMF)频域特征，构建基于本征模态函数特征空间的选择性集成模型，实现磨机负荷参数的测量。MATLAB的Deploytool工具将信号EEMD分解、IMF频谱变换、iPLS特征选择、关键参数模型训练和模型预测一系列m函数编译生成DLL程序集合，在C#.net编程环境中，通过调用上述程序实现球磨机信号分析和关键参数预报软件系统的快速开发。系统测试结果表明该系统能够有效选择筒体振动和振声信号IMF频谱特征，系统准确性和可靠性较高，对改进磨矿过程控制和优化具有重要意义。 关键词 :磨机负荷，EEMD，特征选择，软测量，混合编程
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user: 3. 系统的总体设计 系统整体根据需求以功能模块的形式进行开发，模块之间功能相对独立，数据和信息以模块间通信的交换的方式实现，便于管理和开发。根据球磨机信号分析和关键参数预报系统的功能设计，系统可以划分为数据导入模块、信号处理模块、特征选择模块、负荷建模与参数预报模块等。球磨机信号分析和关键参数预报系统功能树如图1所示。
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user: 4. 系统功能的实现 系统功能的实现如下： 1) 通过数据导入模块采集到的离线数据导入到系统，然后转换成MATLAB和C#.NET的中间数据类型(MWArray)，以供下一步的调用； 2) 信号分解模块将振动、振声时域数据采用集合经验模态分解方法分解为一系列本征模态函数，并将每个IMF时域分量转化为相应的IMF频谱； 3) 特征选择模块利用区间偏最小二乘方法选择与磨矿浓度、料球比和填充率密切相关的IMF及其频谱特征，组成磨机负荷模型输入特征变量； 4) 负荷建模与参数预报模块包括负荷建模和参数预报，负荷建模建立基于特征选择的输入和磨机负荷参数之间的数学模型，参数预报根据前面建立的磨机负荷模型预报磨机负荷参数的变化。
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user: 5. 仿真实验和系统测试 5.1. 系统主界面 运行球磨机信号分析和关键参数预报系统，系统主界面如图2所示。系统分为四部分：数据导入模块、信号分解模块、特征选择模块以及参数预报模块。 5.2. 数据导入功能 数据导入模块是人机交互的接口，通过数据导入模块用户可以将采集到的离线数据导入到系统中，实现对数据一系列处理的开端。如图3所示，用户通过右侧的浏览按钮可以自由的选择要处理的振动数据和振声数据原始数据文件，原始数据文件可以是txt文本文件、mat文件格式。如果是TXT文件格式， 图1. 磨机负荷参数预报系统功能树 图2. 球磨机信号分析和关键参数预报系统主界面 图3. 数据导入模块功能界面 在后台将其转化为mat数据文件格式。如果是mat文件格式，则直接调用。 5.3. 信号分解和频谱变换功能 信号分解和频谱变换模块如图4所示，用户可以设置信号分解的次数以及要加入的噪声比。设置完成后点击“执行信号分解”按钮进行信号EEMD分解，分解完成后以mat文件格式保存振动和振声时域IMF数据。同时完成频谱变换，各IMF函数的频谱也以mat文件格式保存。对于振动、振声时频域数据也可以图形显示。选择EEMD分解的IMF系列函数，设置显示的时频域范围，完成振动、振声信号的时域和频域波形显示。波形显示功能，用户还可以通过鼠标对曲线进行放大、缩小、左右移动等操作。本实验选择球磨机信号采集系统在不同球、料、水配比下采集26组振动、振声信号中的第一组进行测试，设置噪声比Nstd = 0.2，分解次数NE = 1，选择振动时域频域显示范围缩减到10，000，振声时域显示范围0~10000，振声频域显示范围0~4001，EEMD分解的振动、振声时频结果显示如图4、图5、图6和图7所示。 图4. 振动时域分解结果显示 图5. 振动时频转换结果显示 图6. 振声信号时域分解结果显示 5.4. 特征选择模块 特征选择模块如图8和图9所示，功能界面分为数据组合、参数设置以及图形显示三个部分。数据组合部分，用户可以根据信号分解的结果剔除误差太大的数据组，然后重新组合，组合完成后按钮变成绿色；参数设置部分，用户可以选取自变量(振声或者振动)和因变量(磨矿浓度、料球比和填充率)，设置区间个数、区间组合个数(2，3，4)以及交叉校验样本个数，设置完成后点击“进行特征选择”按钮进行特征 图7. 振声信号时频转换结果显示 图8. 振动–磨矿浓度特征选择结果显示 图9. 振声–料球比特征选择结果显示 提取；界面下方的图形显示模块则是将特征选择的结果显示在这个模块。本实验针对磨机负荷参数磨矿浓度进行振动信号第2个IMF以及料球比进行振声第二个IMF进行iPLS频谱特征提取，设置交叉校验样本个数为5，将IMF平均划分为20个子区间，在每个子区间上建立磨机负荷参数PLS模型 [ 7 ] ，计算子区间PLS模型的预报值与真值之间的RMSECV，设置区间组合个数为2，以RMSECV最小的两个子区间作为特征频段。 图10. 磨机负荷参数预测结果 5.5. 参数预报模块 球磨机负荷参数预报模块如图10所示。左上方的测试自变量选择模块，用户可以根据需要选择要建模的自变量(振动全谱、振声全谱、振动特征频谱和振声特征频谱)；界面右上方的参数设置模块，用户可以设置建模的模型个数，设置后点击“执行负荷建模”按钮，对所选的自变量进行建模分析；界面最下方是图形显示模块，建模后的磨机负荷参数真实值与预测值的对比曲线在此模块上显示。本实验设RVFL隐含层节点数为300，建立50个磨机负荷多传感器信息的预报子模型进行集成，即为多传感器信息磨机负荷集成模型。图10(a)、图10(b)和图10(c)分别为磨机负荷参数磨矿浓度、填充率和料球比的预测结果，预测值接近实测值，满足工程需求。
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user: 6. 结束语 针对球磨机负荷难以直接测量问题，采用MATLAB和C#混合编程方式，开发了一套球磨机信号分析和负荷参数预报系统。该系统利用MATLAB丰富的函数资源和C#强大的可视化编程优势，实现振动振声信号的集合经验模态分解的多传感器信息融合的磨机负荷集成建模，以及以振动振声信号和电流信号相融合为子模型输入，以磨矿浓度、填充率和料球比作为输出建立的多传感器信息的RVFL集成模型，搭建快捷、方便、人机界面友好的磨机负荷预报软件。 系统测试结果表明该系统具有信号分解、特征选择、模型训练和参数预报功能，能够有效选择料球比、磨矿浓度和填充率密切相关的筒体振动和振声信号IMF频谱特征，基于谱特征的磨机负荷参数预报系统泛化性能良好。该软件可给研究人员提供更强的实用性，亦可用于磨矿过程的监测，保证磨矿过程的安全平稳生产，提高磨矿效率和质量。
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user: 摘 要 在床沙采样中，国内目前已有锹式、碗式、蚌式、锥式、钳式等采样器，多为上世纪八十年代之前的产品。它们口门一般设计较小、关门依靠外力作用，因此外业中每次取到的样品量较少或根本无法获得较大的卵石颗粒，同时绝大多数采样器在触底时受水流扰动作用，表面轻、细的床沙易被冲走难以获取，这些都严重影响作业效率和测验成果质量。针对这些缺陷，JJ-CY02型双斗式床沙采样器采用了双斗式、触发自动开关门、流线外形与尾翼设计，通过实践证实，更易获得足量、完整的粘土、砂、卵石等不同级配的床沙样品，大大提高野外作业效率和水文测验成果质量。 关键词 :双斗式采样器，床沙采样，研制运用，比较分析
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user: 1. 概述 随着大规模流域性水电开发及建成运营，工程河段及坝下游水文泥沙研究既是社会关注的焦点，又是急需解决的技术难题。为及时了解和掌握河床冲淤变化及河道演变规律，需开展大量水文泥沙观测与研究工作 [ 1 ] 。目前采用的床沙采样器绝大多数为上世纪五十年代至八十年代中期的产品，如锹式、碗式、蚌式、钳式及锥式等，一般口门及内置容量设计较小，结构制作简单 [ 2 ] - [ 4 ] ；近年来出现了特殊用途的床沙采样器，如冲击式深水床沙采样器，但也只适用深水河床表面及以下小颗粒物 [ 5 ] [ 6 ] 。另外，对于体积稍大的采样器，在取样过程中易受水流影响，在工作中其斗门存在“推”和“扫”的扰动作用，在触底时将部分沙、石挖进斗内，其它轻、细沙却被推扫出去，造成样品失真。同时，采样器的机械部件都是固定设计不可调节的，并且采样器的开、关门机构设计不灵活，不能自动打开和关闭。在使用和存放中，也易于磨损和锈蚀，需要时常出现口门打不开、关不严等现象，既影响工作进度，又难以保障床沙样品质量。因此，研制新型的采样设备解决水文测验中床沙取样难题十分必要。
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user: 2. 新型采样器工作原理 双斗式采样器的工作原理是建立在波义耳-马略特定律的基础上，利用连通器的自动调压，使采样器取样腔的器内压力和采样器所在测点的器外静水压力保持平衡，达到消除取样初期沙样突然灌注而使部分沙样溢出的目的 [ 7 ] 。 根据伯努利方程： (1) 其中P为流体中某点的压强，v为流体该点的流速，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为该点所在高度，C是一个常量。 根据式(1)，双斗式采样器就是利用自重与门控机构的调节作用，解决水样进入水管时的沿程阻力损失，以保持能量平衡，达到水样进口流速接近天然流速的目的；同时采样器外形采用流线形与尾翼装置，以减少水流阻力和维持采样器平衡 [ 8 ] 。
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user: 3. 主体部件设计及功能实现 3.1. 总体结构 JJ-CY02型双斗式采样器总体结构如图1，主要由器体和自动开关阀组成。器体包括头部铅体、双挖斗门、后部铅体和挖斗尾翼四部分组成；自动开关阀由关门拉杆、关门挺杆、拉杆导管、关门拉索和门控机构等五部分组成 [ 9 ] 。 3.2. 主体部件设计及功能实现 JJ-CY02型双斗式采样器采用两边向中间运行关门方法，具有“挤压”动作趋势，以保持采样器体平衡。关门的结构采用了尺寸相同的两个齿轮互相啮合，利用对向运动的原理，当一齿轮旋转时，另一齿轮跟着对向旋转，再将双斗固定在采样器的齿轮轴上，进而保障了双斗跟齿轮轴的同步运行，如图2。另外在采样器在尾部配置尾翼，使采样器能在复杂水流情况下保持其稳定性，尾翼设计如图3。 采样器的自动开关阀是本设备的核心部件，主要利用了器体自重落地触发设计，即在触底时瞬间自动打开窗门，充分地与河床面接触。当采样器上提时，齿轮轴转动自动带动双斗关闭窗门，解决其他采样器依靠外力装置进行开关门，从而有效地提高作业效率，又能保证了沙样质量。由于关门机构设计灵活、连贯性强，可人为进行调节，可增大取样粒径的适用范围。因此，双斗和触发设计，能解决复杂水流条件下克服水流扰动作用，获到完整河床沙样及大粒径组的能力。自动开关阀的关门拉杆与关门挺杆设计见图4、图5。 不同河段如平原、山区河床底质物质组成及粒径差异较大，为能获取较大河床卵石颗粒，本设备采用了封闭性好、尺寸较大的舱体，以保证一次性获取足量、大粒径卵石或沙卵混合样本的能力，其开口可达25 cm × 15 cm，挖斗舱设计如图6。 为防止锈蚀和变形，整个装置采用了不锈钢制作，保障采样器的精密性和使用周期。 3.3. 辅助设备与存放 JJ-CY02型双斗式采样器配套的辅助动力设备可方便地安装在机动船上，无需对船体进行大的改造。另外使用完毕，不锈钢采样器易于清洗，存放按斗门完全处于开启状态，防止斗门受力变形，如图7所示。 图1. 双斗式采样器总体结构 图2. 双斗结构设计 图3. 双斗式采样器外形结构 图4. 关门拉杆结构
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user: 4. 主要技术指标 1) 主要技术参数 ① 设计自重为150~200 kg，重量大小依河流流速而定；② 采集重量为2~10 kg，根据采集量大小，也可适当加、减挖斗尺寸；③ 最大流速宜在3~5 m/s内；④ 适用于沙、卵河床，卵石粒径在15 cm及以下；⑤ 需起重能力0.5~1吨绞车；⑥ 适用主机功率在135 KW及以上的船舶。 2) 制作材料 ① 采样器外体：SP-18 mm；② 采样器尾翼：SP-6 mm；③ 采样器配重：铅150 kg及以上；④ 采样器轴 图5. 关门挺杆结构 图6. 挖斗舱结构图 图7. 双斗式床沙采样器存放状态 齿：(304)不锈钢。 3) 设备配套 ① 液压绞车；② 制动装置。
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user: 5. 对比试验与实践应用 为验证JJ-CY02型双斗式采样器的采样性能，在沙市河段选取了卵石夹砂河床(荆25 + 1至荆31)进行对比实验。在水文测船上一侧安装JJ-CY02型双斗式床沙采样器，另一侧根据不同河床底质类型在操作台上分别安装锹式或锥式采样器，共比测7个固定断面38个取样点，双斗采样器每次采集量至少5 kg，完全可满足规范要求 [ 10 ] 。一次性完成床沙取样结果见表1。 Table 1 Result comparison for different sampler 取样器 一次完成(点) 两次完成(点) 三次完成(点) 三次未取到(点) 锹式及锥式 21 9 5 3 双斗式采样器 30 6 1 1 表1. 不同采样器取样结果对比情况 注：一次或多次未取到床沙主要受该河段近岸护坡护底散抛石影响。 Table 2 Statistical sampling under different hydrological elements at Lujia River shoal 测次 水位(m) 流量(m 3 /s) 最大水深(m) 最大流速(m/s) 取样完成率(%) 第一测次 40.70 19，300 20.8 1.97 100% 第二测次 42.46 26，600 21.9 2.15 100% 第三测次 36.92 8510 16.8 2.28 100% 第四测次 37.50 10，800 17.8 1.92 100% 表2. 芦家河浅滩不同水文要素情况下取样情况统计 Table 3 Results of four measuring particle size analysis at Lujia River shoal 测次 最小粒径(mm) 最大粒径(mm) 第一测次 <0.004 105 第二测次 <0.004 105 第三测次 <0.004 105.6 第四测次 <0.004 84.3 表3. 芦家河浅滩四个测次粒径分析成果 从表1可知，JJ-CY02型双斗式床沙采样器一次完成取样的成功率远高于其他采样器。 芦家河浅滩是上荆江著名的中枯水浅滩，也是三峡坝下游水文泥沙观测研究和航道部门治理的重要浅滩之一。测区内有关洲、董市洲、江口洲等洲滩分布其间，床沙以细砂、砂质粘土、粗砂和卵石为主。芦家河重点浅滩观测项目，年内四个测次分别安排于汛前(1次)、汛中(2次)、汛后(1次)。为保持资料的连续性和便于分析研究，按技术要求规定，每测次床沙取样垂线采用GNSS RTK进行精确平面定位，以保证各测次床沙取样位置基本一致。芦家河浅滩四个测次采用JJ-CY02型双斗式采样器在各水文要素(如表2，水位、流量以荆3作为控制断面、水位采用1985国家高程基准)条件下，样品的床沙粒径分析成果统计如表3。 由表2可知，在不同的水位、流量、流速下，采样器取样完成率均为100%；在流速2.28 m/s及水深21.9 m等情况下，能顺利一次性取到足够级配的床沙样品。 由表3可知，双斗式采样器可采集到粒径小于0.004 mm，最大粒径为105.6 mm的床沙，且年内各测次粒径组基本一致，满足该河段颗粒级配分析研究需要。
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user: 6. 结束语 JJ-CY02型双斗式床沙采样器，可适用于多种水流及深水条件下河流或水库的床沙样品采集。该设备采用双斗式，主要部件可调节，大大地增加了获取床沙各粒径组的能力，解决了同类床沙采样器的设计缺陷；同时采用触发自动开关门设计，不仅能克服水流扰动作用，而且提高了一次性获取较完整级配的河床样品的能力。 该设备近几年来已在长江中下游荆江河段、清江及湖南部分中小河流水文测验中使用，证实该设备既可提高野外作业效率，也能提高水文测验成果质量。
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user: 摘 要 废水样品采集是污染物含量测定的关键环节，只有保证采样过程得到有代表性的样品，才能确保测定的数据具有使用价值，因此，研究采样位置对采样代表性的影响具有重要意义。本文用相对误差法对废水典型污染物在不同流态下的空间分布作了研究。研究结果表明，层流状态污染物分布比湍流状态污染物分布更加具有不均匀性，简单的层流状态下取样得出的结果误差较大，要在层流状态下采得有代表性的样品，需多点采样混合，这就无疑使得采样工作量和难度都会增加，不利于现场的采样，而在湍流状态下采样，不管在哪层采样，均可获得较为接近的结果，不会产生较大的偏差。因此，根据本次研究结果，废水采样过程中采样位置优选湍流断面，避免层流断面。本研究与其它相关研究结果吻合，能为废水采样位置的选择提供理论指导。 关键词 :采样位置，断面，层流，湍流
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user: 1. 引言 废水污染源是造成水域环境污染的污染物发生源 [ 1 ] 。在具有代表性的时间，地点，按规定的采集要求采集水样，才能准确反映实际的污染情况。在ISO 5667-1-2006《Guidance on the design of sampling programmers and sampling techniques》关于废水采样位置有如下明确的规定：“采样位置应选择有大的湍流位置，以确保良好的混合。在缺乏湍流条件的排污口，应设置障碍或堰将层流引成湍流进行采样。一旦采样断面确立以后，应设置标识以确保可再现的采样条件 [ 2 ] 。”而且，在ISO 5667-10-1992《Guidance on sampling of waste waters》中再次对废水采样位置作了强调：“水流状态可以在层流和湍流之间进行转换。理想状态下，除了容易被湍流改变浓度的溶解气体和易挥发成分的采样以外，其他污染物采样都应该从充分混合的湍流水体中，或者将层流引成湍流进行 [ 3 ] 。”在HJ495-2009《水质采样方案设计规定》中要求“应从充分混合的湍流中取样最为理想” [ 4 ] 。而相关采样规范只要求要固定采样位置，但固定在什么位置采样并未作明确的规定。采样点位的选择就是要选择一个采样点位的坐标，在这样的采样点位采样所获取的水样更能代表该采样点所在断面的废水总体水质。 王利加等 [ 5 ] 利用模糊数学理论中的模糊聚类分析方法表明，采样点位不宜选择在水流流态较稳定的断面，而应选择在水流较湍急的断面。朱焕山等 [ 6 ] 用同样的方法分析表明采样点应选择水跃区内某一断面为监测断面，以保证水中有机物质相对较为均匀。赵国华等 [ 7 ] 也用模糊聚类分析方法得出B断面(由于管道跌水而造成的流速增加，又处在转弯引起的湍流流态)作为采样断面测出的结果较为理想。 以上针对废水采样位置的相关研究，均利用模糊聚类分析的模糊数学理论对采样位置进行研究，均得出湍流流态下测得的水样更具有代表性，本研究为了探究采样位置对采样代表性的影响，利用相对误差法对废水典型污染物在不同流态下的空间分布作了研究。相对误差法是在同一断面上从横、纵向设多个点位进行多次同步监测，分别计算均值假定为真值，然后计算相对误差，最后用相对误差即各点位与均值之间符合程度来研究各种污染物在废水中的分布规律 [ 8 ] 。本次研究也将为水体污染源废水采样位置的选择提供一定的参考价值。
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user: 2. 研究方法 实验选择同一排污口的不同流态下A、B两个断面(A断面位于清水池出口转弯处后，代表湍流状态断面，B断面位于直流管段处，代表层流状态断面)，每个断面在垂直方向分为三层，在水平方向分为三段，一共九个点(见图1)，对COD和氨氮进行同步采样分析，各个采样位置均采样四次。此次分层分段对COD和氨氮进行取样，使得采集到的废水污染物样品有一定的空间代表性，符合此类污染物在废水中空间分布规律，具有一定的科学性。此外，为保证实验条件的一致性，相同分析项目均采用同一台仪器同一分析人员进行测试。
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user: 摘 要 水文水资源系统是一个十分复杂的巨系统，不仅仅涉及水文水资源系统本身，还与其相关联的经济社会系统、生态环境系统关系十分密切，不可分割，组成一个复杂系统。因此，研究水文水资源系统需要借助非常广泛的理论、技术和方法，其中以和谐度方程为基石构建的和谐论量化研究方法在解决众多水文水资源问题中具有独特的优势。本文首先回顾了和谐论量化研究方法的提出过程，进一步分析了水文水资源研究的需求及和谐论的应用成果；基于大量的前期研究经验总结，全面阐述了和谐度方程在水文水资源领域应用展望，主要从系统分析计算、综合评价、系统决策分析三方面介绍了和谐度方程在水文水资源领域的可能应用；提出了和谐度方程(HDE)评价方法、基于统一度(a)的协调程度量化方法、基于分歧度(b)的敌对状况量化方法、基于和谐度方程的和谐平衡模型等。 关键词 :和谐论，和谐度方程，和谐论量化研究方法，水文水资源系统
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user: 1. 引言 水文水资源系统是一个十分复杂的巨系统，在该领域中研究引用了大量的科学技术和方法，也是许多新技术方法非常难得的应用示范领域，同时也在应用中对新技术方法进行校验和拓展，也派生出多种多样的研究分支。其中就包括笔者自2009年开始在研究水文水资源过程中提出的以和谐论量化研究为主要特色的和谐论理论方法体系 [ 1 ] - [ 3 ] ，并成功应用于人水关系研究中 [ 4 ] - [ 6 ] 。 笔者在文献 [ 3 ] 中把和谐论理论方法体系概括为：以辩证唯物主义“和谐”思想为基本指导思想，倡导“以和为贵、理性看待差异”的和谐思想，用和谐论五要素来定性描述和谐问题，用和谐度方程来定量刻画和谐问题，度量和谐程度，用和谐分析数学方法来构筑和谐论量化研究的数学基础，运用和谐平衡理论来寻找和谐问题的“平衡点”，采用和谐辨识、和谐评估、和谐调控方法对和谐问题进行量化研究 [ 3 ] 。 和谐度方程是针对和谐问题，定量计算和谐程度大小的计算方程式，是和谐论量化研究的基石 [ 1 ] 。目前，和谐度方程已经应用于人水关系和谐程度评价、人水关系和谐调控、水资源优化配置模型、水资源与经济社会发展和谐平衡策略制定等，为定量研究人水关系的和谐问题奠定基础。然而，和谐度方程的提出时间不长，需要探讨的问题很多，其应用方面还待深入。本文是在前期研究经验的基础上，从多个方面深入思考其应用的可能性，展望其未来研究方向。
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user: 2. 和谐论量化研究方法提出过程 笔者于2009年发表了第一篇有关和谐度方程的论文 [ 1 ] ，其目的是为了用和谐度方程来定量表达和谐程度。和谐度方程(harmony degree equation)的表达式为HD = ai –bj，其中，HD为和谐度(harmony degree)，a、b分别为统一度(unity degree)、分歧度(difference degree)，i、j分别为和谐系数(harmony coefficient)、不和谐系数(disharmony coefficient)。 在最早的文献 [ 1 ] 中，定义 ，且a + b = 1。后来，考虑到可能存在“既不统一也不分歧的情况”，即存在“弃权”现象，此时a + b < 1，所以，后来在文献 [ 2 ] 中改为a + b ≤ 1。当然，如果没有弃权现象，则有a + b = 1。 在2012年文献 [ 2 ] 中系统介绍了和谐论五要素、和谐度方程，构建了以和谐论量化研究为主要特色的和谐论理论方法体系。其中，和谐度方程是和谐论量化研究的重要基础，后于2015年在文献 [ 5 ] 中被英文期刊《The Scientific World Journal》编辑注释称为“Zuo-harmony degree equation”(左氏和谐度方程)，简称Z-HD方程(Z-HD equation)或HD方程。 在2015年12月之前发表的相关论文中，均定义：当计算的HD < 0时，取HD = 0，这样就保证 。也就是说，把HD的取值范围界定为[0，1]，而实际计算中也会出现小于0的情况。按照数学上分析，因为 ，所以 。 2015年11月3日，笔者在四川大学作学术报告介绍这一内容后，在讨论中王文圣教授和他的学生认为“人为界定HD范围，说明该方程在数学上有瑕疵”。在这一观点的启发下，经过本人的深入思考和对比分析，认为出现小于0的情况是符合实际的，没有必要硬性界定 。 按照常理的定性分析如下：当HD = 1时，可以认为是完全和谐；当HD = 0时，可以认为是完全不和谐。即使是完全不和谐，也没有走向完全的敌对状态；当HD < 0时，不仅仅是不和谐，实际上开始走向敌对(opposition)状态；当HD = −1时，可以认为是完全的敌对状态。因此，把HD的取值范围从[0，1]扩展到[−1，1]也是必要的。 考虑到和谐度方程的数学分析结果和定性对比分析，不再对HD的取值范围进行硬性界定，而是按照实际取值范围，即[−1，1]。 此外，为了表述上的方便，根据和谐度(HD)是否大于0，分为两个区域：1) [−1，0]表达HD的敌对状态(the state of opposition)，从“完全敌对”到“完全不敌对”；2) [0，1]表达HD的和谐状态(the state of harmony)，从“完全不和谐”到“完全和谐”。当HD = 0时，处于“敌对状态”与“和谐状态”之间“过渡”的临界点。“不和谐”并不一定就是“敌对”，有可能就是没有任何和谐关系。同样，“不敌对”也并一定就是“和谐”，也可能没有任何敌对关系。敌对状态下的HD计算，可以应用于军事对抗等问题的研究。在实践中，针对和谐问题的计算，一般所得到的HD ≥ 0，这种情况只讨论和谐状态对应的问题。 以上论述已写进《和谐论：理论·方法·应用》(第二版) [ 3 ] 一书中，从此对和谐度方程中HD的取值范围进行了改动，把原来人为界定[0，1]取值范围改为实际计算的取值范围[−1，1]，拓展了HD的内涵。这是对和谐论量化研究方法的重大改进。
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user: 3. 和谐度方程在水文水资源研究中的应用概述 随着人类活动增强，经济社会发展，人水关系日益复杂，现实用水矛盾众多，特别是人类面临前所未有的开发带来的环境灾难，必须贯彻人水和谐思想。人水关系必须走“和谐”之路，这是人类发展的必然选择。和谐论正好符合这一需求，在水文水资源研究中有“用武之地”，可以广泛用于解决众多人水矛盾问题。自2009年提出和谐论量化研究方法以来，已经有了一些可喜的应用，概括介绍如下： 1) 基于和谐度方程，定性理解人水关系和谐途径，分析水资源开发利用方略。水资源开发利用涉及多个区域(或流域)、多个行业、多个用水户，容易引起为了争水而形成的矛盾。为了走和谐发展之路，人们必须达到一定共识，使统一度(a)较大、分歧度(b)较小。比如，要充分认识到水资源量是有限的，人类开发利用水资源必须控制在一定的限度内，遵守水资源开发利用总量控制原则。同时，要尽量减小不和谐因素，增大和谐系数(i)，减小不和谐系数(j)。比如，在水资源开发利用工程中，不仅要充分发挥水资源的最大经济效益，同时也要考虑水量的变化可能带来水质、水生态的影响，严格按照水资源开发“红线”进行约束，使水资源开发与保护协调发展。这有助于对水资源开发利用方略的理解和执行。例如，在文 [ 6 ] 中，针对塔里木河流域，开展了人水关系定量分析与和谐调控研究，基于和谐分析提出了水资源开发利用对策方案。 2) 应用于流域或区域人水关系和谐程度评估。在分析现状和未来人水关系时，首先需要定量评估人水关系的和谐程度。然而，定量评估人水关系和谐程度并非易事，可以采用和谐度方程计算方法。首先，确定和谐论五要素，即和谐参与者、和谐目标、和谐因素、和谐规则、和谐行为。然后，按照和谐度方程中4个主要参数的确定方法，定量确定这4个参数(a， b， i， j)。据此就可以计算出和谐度大小。例如，在文 [ 2 ] 中，针对郑州市现状水平年、规划水平年所做的和谐程度评估，为该地区水资源规划工作奠定基础。 3) 用于定量寻找水资源开发与保护“平衡点”。在人类发展过程中，开发利用水资源是必然的，不开发水资源是不可能的。只要人类生存和发展，就必然需要利用水。为了实现人水和谐，必须要尽量寻找到水资源开发与保护的“平衡点”。为此，笔者曾提出和谐平衡理论及计算模型，并应用于水资源与经济社会发展和谐平衡研究中，为制定水管理策略提供依据。例如，在文 [ 7 ] 中，计算了河南省18个区的和谐平衡状态，并分析了通过调控后的和谐平衡状态，据此提出和谐调控方案，为河南省水资源合理配置和水资源管理提供参考依据。 4) 构建基于和谐度方程的水资源优化配置模型，用于解决水资源分配和调度问题。水资源优化配置是水资源规划与管理工作的主要技术方法，如何在水资源优化配置模型中体现出人水和谐的思想，这是贯彻人水和谐思想的直接方式。目前有两种方法：一是把和谐度方程计算的和谐度作为水资源优化配置模型的目标函数；一是把和谐度方程计算的和谐度大小不低于某一值作为水资源优化配置模型的约束条件。目前已在多个水资源规划项目中采用了这一模型方法。例如，在文 [ 2 ] 中，针对郑州市全区，在和谐评估的基础上，构建了基于和谐度方程的水资源优化配置模型，并对规划水平年进行了水资源配置。 5) 构建基于和谐目标的水污染物排放量分配模型，用于制定入河污染物排放量分配方案。一定区域的水体在满足一定目标的条件下总存在一定的纳污能力，不可能接受太多的污染物排放量，需要制定入河污染物排放量的控制方案。根据控制目标、和谐规则，可以建立基于和谐目标的水污染物排放量分配模型。根据该模型的求解或多方案对比分析，可以得到较优的入河污染物排放量分配方案。这为水污染总量控制提供依据。例如，在文 [ 2 ] 中，以某城市湖泊COD Mn 水污染负荷分配为例，构建了以和谐度最大作为目标函数，以水污染物总量控制总目标、治理措施的技术及经济投入等作为约束条件的水污染物排放量分配模型，并制定了入河污染物排放量分配方案。 6) 应用于跨界河流分水。一条河流可能会跨越不同地区、不同省份(如黄河、长江)，甚至会跨越不同国家(如多瑙河)等，这就是跨界河流。不同地区或国家都希望占用或实际确实需要使用更多的水资源，但一条河流的水资源可利用量是有限的，这就出现用水与供水之间的矛盾。为了保障河流健康，必然要保证总用水量控制在某一限度内，更进一步说，就是要合理控制用水总量。为了达到这一目的，就要合理分配各地区或各个国家的用水量，这就是跨界河流分水问题。但如何分水，是一项很难的问题，因为都希望多用水。笔者提倡用和谐的思想来处理跨界河流分水问题，已构建了基于和谐论的跨界河流分水模型，并取得比较成功的应用。例如，在文 [ 2 ] 中，针对一个跨越两个地区的跨界河流，研究了和谐分水模型及不同分水方案下的可能结果。 7) 应用于最严格水资源管理制度“三条红线”量化研究。最严格水资源管理制度是新时期我国政府针对日益严峻的水问题所创新提出的一项水管理模式，其核心内容是“三条红线”、“四项制度”。人水和谐思想是其重要的指导思想，在“三条红线”定量计算中，需要贯彻和谐论思想，和谐度方程在“三条红线”量化的已有应用包括：用水总量分配模型构建、入河排污量分配模型构建、水资源优化配置、“三条红线”控制水平综合评价、绩效综合评价等。例如，在文 [ 8 ] 中，针对郑州市及其各行政分区，评估了“三条红线”完成情况等级，为正确认识该地区水资源管理状况提供依据。
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user: 4. 和谐度方程在水文水资源领域应用展望 上文已简要介绍了和谐度方程在水文水资源领域的一些初步应用，而实际上可以有更广泛的应用，这里根据笔者的一些理解，只对其可能的应用进行展望，甚至有些可能是设想，没有详细的论述或应用举证，欢迎读者在实践中检验或拓展其应用。 4.1. 在水文水资源系统分析计算方面的应用展望 1) 基于和谐度方程的系统辨识，来进行主要影响因素识别 分析水文变量之间的关系远近、分析众多因素中哪些是主要因素，是水文水资源领域的重要研究工作之一。目前应用于这一方面的方法很多，比如，回归分析、关联分析、灰色关联分析、模糊聚类分析、集对分析等。基于和谐度方程(HD方程)的系统辨识方法(简称和谐辨识方法)，针对辨识影响系统总体状态(特别是和谐状态)的主要因素问题，具有更加显著的优势。主要优势在于通过和谐度方程计算，得到系统的总体状态，再根据各个因素与总体状态的关联程度，来判断其主要因素。 2) 基于统一度(a)计算，分析事件(或数列)的关联性 统一度(a)可以表达不同事件(或数列)具有相同目标的相似程度，可以用于表达水文水资源事件之间的关联程度。因此，可以通过计算统一度(a)大小，来分析事件(或数列)的关联性，判断哪些是相似性或关联性大的因素或事件。比如，应用于判断不同水文站频率曲线之间的相似性，不同区域(或流域)之间水文相似性、关联性，一个水文站观测的径流系列不同时段的相似性，洪峰流量与水文–气象因素关联性，用水总量与不同经济社会指标之间的关联性，污染负荷总量与不同污染源之间的关联性等。此外，还可以应用于径流丰枯时空分类特征分析、面源污染负荷时空分类变化分析等。 3) 基于分歧度(b)计算，分析事件(或数列)的敌对状况 分歧度(b)可以表达不同事件(或数列)出现分歧的强烈程度，可以用于表达水文水资源事件之间出现矛盾或对立的程度。因此，可以通过计算分歧度(b)大小，来分析事件(或数列)的敌对状况，判断哪些是矛盾或更敌对的因素或事件。比如，应用于判断洪灾、旱灾的诱因，洪灾、旱灾系统风险识别，灾害风险预警与防控对策模拟(即不同的对策会有不同的分歧度或博弈状态)。 4.2. 在水文水资源系统评价方面的应用展望 1) 和谐度方程应用于人水关系和谐程度评估 笔者最初提出和谐度方程是从人水关系和谐程度评估研究开始的，在该方面的应用研究已有比较成功的实例，但至目前多数是针对人水关系总体和谐程度的评估，下一步的研究可以扩展到以下几方面： ① 用于分区、不同时段人水和谐程度计算，研究人水和谐程度空间、时间变化规律； ② 用于更具体的各种人水关系的和谐程度评估，比如，供–需水和谐评估、供水–发电–生态保护和谐评估、河流开发–保护和谐评估、闸坝水量–水质–生态和谐调控评估等； ③ 与风险分析结合，研究考虑各种风险因素、变化环境下的和谐评估； ④ 把和谐评估拓展应用于其他研究中，比如，基于和谐度方程研究影响因素辨识、主要因素辨识、多因素调控等。 2) 基于和谐度方程的综合评价方法及应用 综合评价在水文水资源领域具有非常多的应用，其采用的评价方法也非常多。无论什么方法大致的原理是通过构建指标体系，对照评价标准，综合多种指标数据，计算得到综合评价结果。基于和谐度方程的评价方法(HDE方法)，也可以应用于综合评价。其大致思路是：构建评价指标体系、评价标准；根据指标确定每个指标对应的等级；确定各个指标的权重；按照权重加权计算得到和谐度；和谐度大小表达综合评价结果，或者根据和谐度大小判断其所属的类型。目前，关于该方法的综合评价应用还没有开展研究，但根据其原理推断，和谐度方程(HDE)评价方法可以应用于以下主要方面：水质综合评价、湖泊水体富营养化评价、水安全评价、水资源承载力综合评价、水资源开发利用程度评价、水资源可再生能力评价、生态环境脆弱性评价等。 3) 基于统一度(a)计算，研究水资源与经济社会发展协调程度 统一度(a)可以表达两者或更多参与者之间的协调程度大小，可以用协调度方法计算。反过来，协调度大小也可以表达其协调程度。因此，统一度(a)计算可以应用于水资源与经济社会发展协调程度评价，可以应用于定量反映“空间均衡、两手发力”的治水新思路。 4.3. 在水文水资源系统决策分析方面的应用展望 1) 基于和谐度方程的优化模型及应用 和谐调控是和谐论定量计算的主要技术方法之一，其中基于和谐度方程的优化模型是其主要计算手段之一，目前已有一些初步应用，但远不够深入，可以进一步拓展应用到水资源优化配置模型、水环境优化调控模型、水资源管理方案优选等。 2) 基于和谐度方程的和谐平衡模型及方案优选应用 基于和谐度方程构建的和谐平衡模型，可以应用于水资源与经济社会发展协调方案优选、水资源供需方案选择、水资源开发与保护方案选择、水电站运行管理方案选择等。这一方面的研究还不多，预计研究前景广阔。 3) 基于和谐度方程的水资源调度及决策分析 水资源调度及决策分析工作，是水文水资源领域一项重要的工作任务。基于和谐度方程的优化模型，可以应用于水源分配、水资源调度、水资源安全系统决策分析、闸坝调度等水资源调度及决策分析中。
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user: 5. 结语 本文简要介绍了和谐论量化研究方法的提出过程，系统总结了和谐度方程在水文水资源研究中的应用成果；在此基础上，从水文水资源系统分析计算、水文水资源系统评价、水文水资源系统决策分析三大方面，展望了和谐度方程在水文水资源研究中的应用前景。如果能如笔者所愿，将是对和谐论理论方法体系的重要补充，也是对水文水资源研究的有益推动。 由于水文水资源系统本身的复杂性，特别是关注的人员多，目前的研究已经非常广阔，本文仅仅谈到笔者对和谐度方程在水文水资源领域中应用前景的一些思考和总结，特别是仅仅提出一个推断性思路，有些内容还需要再斟酌和实践检验，因此，敬请广大学者提出宝贵意见，并期待共同讨论。
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user: 摘 要 本文采用光学显微镜、扫描电镜等对某钢厂热连轧机断裂齿轮轴进行了检测及分析，结果表明：非金属夹杂物级别过高，带状组织严重，组织不均匀，轴心部硬度偏低等是导致齿轮轴开裂的主要原因。 关键词 :齿轮轴，断口分析，非金属夹杂物，裂纹
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user: 1. 引言 某钢铁公司轧机齿轮箱二级齿轮轴在运行9个月后发生断裂，检查发现是二级齿轮轴与一级大齿轮配合面处轴移位断裂。齿轮轴技术要求:所用材料为20CrNi2MoA，齿部采取渗碳淬火热处理，渗碳层深度为1.6～1.9mm，齿面硬度58～62HRC，心部硬度33～42HRC。加工流程为：毛坯→锻造→粗加工→超声探伤→调质→半精加工→超声探伤→粗滚齿→渗碳→淬火＋回火→半精车→超声探伤。 本文对断裂失效的齿轮轴进行了断口分析、力学分析、金相分析、成分分析以及扫描电镜分析，通过分析找到了导致齿轮轴断裂的原因，并提出了改进措施。
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user: 2. 轴的宏观断口分析 断裂现场看到齿轮轴断裂发生在与大齿轮配合面处，齿轮配合面有松动，齿轮轴键槽、键轴被剪断，见图1(a)。从现场损坏的断面看是剪切力过大，造成疲劳失效。断口宏观照片如图1(b)所示，断口较为平坦，没有明显的塑性变形，无纤维区，具有疲劳断口的形貌特征 [ 1 ] 。从宏观断口的裂纹流向可判断出裂纹源靠近轴表面，离表面约1/3半径，裂纹形成以后迅速向心部扩展，裂纹扩展区可看到明显的海滩状纹线，最后瞬断时局部有撕裂现象，形成明显的三个断口区域形貌 [ 2 ] 。
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user: 3. 取样制样 靠近端部位置，化学成分取样在二分之一半径到外径之间的任何一点上取样；金相样品取样在轴边部、轴1/4直径处；硬度取样在离表面1/3半径处轴向取样，如图2所示。制样依据GB/T13298-1991《金属显微组织检验方法》，使用LEICA倒置数字显微镜对轴的不同部位进行组织观察。