深圳大学学报理工版 /oa 基于深圳典型片区海绵城市监测评估的思考 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101001 为研究不同本底特征与城市建设特性下海绵城市建设特点,选择中国深圳市4个典型海绵城市监测评估区:光明区国家海绵城市建设试点区域5#排水分区(旧工业区城市更新型)、15#排水分区(老旧小区与旧工业区综合整治型)、坪山区新和水流域(内陆型)以及盐田区大梅沙片区(临海型),以年径流总量控制率为评价指标,对4个监测评估区的建设的阶段性成果进行总结与对比.分析发现,4个监测评估区的年径流总量控制率均达到上位规划对监测评估区的目标要求,但是,监测评估区不同的城市建设特性、水系调蓄性能等因素与海绵城市建设成效密切相关.提出现阶段海绵城市建设工作严抓项目合规性建设的同时,进一步强化在规划框架下以片区效应平衡统筹为策略.针对片区所面临的城市雨水问题,深度识别片区所拥有的本底资源与高效能海绵承载空间,注重综合统筹,强调系统内部共同分担、资源整合解决实际问题;突出海绵城市系统化、成片化推动,促进整体达标效能,提高海绵城市连片效应和显示度;引导海绵城市建设站在片区层面,从系统达标出发,实现连片效应的初步设想和建议. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 1 9 13088547 彭世瑾<sup>1</sup>,胡爱兵<sup>2</sup>,史敬华<sup>1</sup>,李春菊<sup>3</sup>,刘侃<sup>1</sup>,吴建雄<sup>1</sup>,李敏浩<sup>1</sup>,卢敏<sup>1</sup> 海绵城市排水分区绩效达标规划实施路径探索<br />——以深圳市国家试点区域某排水分区为例 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101002 针对当前各地海绵城市建设推进工作中,普遍存在的问题底数不清、上下游绩效关系不明和无科学有效的评价体系等问题,以深圳市光明区国家海绵城市建设试点区域2<sup>#</sup>排水分区为例,创新探索出排水分区绩效达标的规划实施路径,即在上层次规划基础上明晰片区总体目标,摸清片区问题底数,厘清“流域-片区-项目”的绩效联系,再结合片区建设时序建立绩效目标“一图一表”的实施方案,最后通过科学监测和模型评估体系分析片区绩效达标情况.旨在供其他地区海绵城市规划建设工作参考. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 10 19 9824325 吴亚男<sup>1</sup>,孔露霆<sup>1</sup>,任心欣<sup>1</sup>,黄海涛<sup>2</sup>,张明亮<sup>2</sup>,葛永学<sup>2</sup>,汤伟真<sup>2</sup> 深圳地铁长圳车辆段海绵城市设施设计与施工 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101003 针对中国深圳市地铁长圳车辆段可渗透下垫面少、不渗透下垫面多的实际情况,对其海绵城市设施进行优化布置和设计.除设计雨水花园、植草沟和地下蓄水模块等传统设施外,还设计了生态屋顶、高位雨水花坛和多功能蓄水池等新型海绵城市设施.采用容积法和暴雨洪水管理模型(storm water management model, SWMM)对3种设计方案的滞留能力和效果进行计算和模拟分析.结果表明,在年径流总量控制率为70%情况下,3种海绵城市设施设计方案都可以满足降雨径流不外排的设计要求.SWMM模拟结果表明,海绵城市设施可以减少长圳车辆段的径流量、径流峰值和径流系数,但随着降雨重现期的增大,海绵城市设施的削减效果逐渐降低.当降雨重现期大于等于50 a时,海绵城市设施几乎没有消减作用.综合考虑技术和经济因素,选择方案2作为长圳车辆段海绵城市实施方案.按照CJJ 82—2012《园林绿化工程施工及验收规范》 和 GB/T 50905—2014《建筑工程绿色施工规范》等要求,对海绵城市设施进行绿色施工.深圳市长圳车辆段海绵城市设施是目前世界上首个已建成的具有海绵型设施的地铁项目,为海绵城市理念在城市轨道交通项目中的推广应用奠定了基础. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 20 26 5038362 刘建<sup>1</sup>,刘派<sup>1</sup>,王晓雷<sup>2</sup>,刘少然<sup>2</sup>,王刚<sup>3</sup>,吴爽<sup>4</sup>,龚小强<sup>1</sup>,吴凌壹<sup>1</sup> 基于Kriging插值的校园内涝模拟与模型优选 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101004 为探索中国兰州市某高校校园雨水管网节点积水深度的主要影响因子,以研究区域雨水管网246个节点在降雨重现期(P)为7 a和50 a时积水深度的数据为例,利用ArcGIS统计模块分析2个重现期降雨下的节点积水深度数据的空间差异性,采用交叉验证法对比研究4种Kriging插值模型(稳定、球形、高斯与指数模型).由Pearson相关性分析结果可知,2种重现期的积水情形下节点最大深度与积水深度相关性均较强,相关系数分别为0.605和0.766. 4种Kriging半变异函数模型的预测值与实测值的对比结果表明,高斯模型的偏差均值(Kriged reduced mean error, KRME)最小(P=7 a时,KRME=-0.87×10<sup>-4</sup>;P=50 a时,KRME=0.87×10<sup>-3</sup>),一致性系数(Kriged reduced mean square error, KRMSE)最优(<em>P</em>=7 a时,KRMSE=0.939;P=50 a时,KRMSE=0.947),确定该研究区域节点积水深度Kriging插值方法最适宜的模型为高斯模型.研究结果可为利用研究区域有限的内涝数据更有效地识别积水内涝提供方法,同时为内涝的控制和消减措施提供理论基础. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 27 35 6658695 杨亚红<sup>1</sup>,杨兴峰<sup>1</sup>,闫俊江<sup>1</sup>,蔚阳<sup>2</sup> 生物滞留池微生物种群的硝化反硝化功能研究<br />——以深圳市为例 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101005 生物滞留池是海绵城市建设中净化城市径流的重要设施,其中的微生物在径流氮处理中起到关键作用.为揭示生物滞留池氮去除机理,利用16S核糖体核糖核酸(ribosomal ribonucleic acid, rRNA)基因-Illumina MiSeq 高通量测序技术和实时荧光定量的方法,调查中国深圳市8个典型生物滞留池中总细菌的多样性与菌门水平分布,分析其中硝化与反硝化功能菌属的群落结构、功能基因丰度及其与环境因子的关系.结果表明:① 生物滞留池的主要优势菌门为变形菌门、放线细菌门、拟杆菌门、酸杆菌门、绿弯菌门和厚壁菌门,这些优势菌门的相对丰度占群落的93.49%~94.80%.② 微生物群落中相对丰度最高的硝化功能菌是亚硝化单胞菌科和硝化螺旋菌属;相对丰度最高的反硝化功能菌是芽孢杆菌属,其次是赖氨酸芽孢杆菌属和假单胞菌属.③ 在不同生物滞留池中硝化和反硝化功能基因拷贝数表现出较大差异,其中,市政道路旁的生物滞留池采样点的硝化和反硝化功能基因丰度均呈现较高值.④ 生物滞留池中氮转化微生物的多样性及功能基因的丰度受体系结构、植被类型与污染负荷的综合作用,反硝化菌更容易受到环境因子的影响.本研究的微生物调查结果可为生物滞留池的氮去除功能的评估和提高提供思路. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 36 44 4253956 李笑玥<sup>1</sup>,秦华鹏<sup>1</sup>,王凡<sup>2</sup>,银翼翔<sup>1</sup> 基于实地监测的新型粒状海绵介质土的性能研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101006 海绵城市设施种植层的介质土对径流调控、污染物去除和植物生长有重要影响. 在实际降雨情形下,对新型粒状海绵城市介质土进行径流控制与污染物去除效果进行实地监测分析. 结果表明:新型粒状海绵城市介质土的平均渗透率最低为500 mm/h,且污染物去除效果良好,固体悬浮物去除率均达80%以上,主要出水水质指标(总磷、总氮、氨氮和化学需氧量)符合地表水环境质量Ⅲ类水标准. 常绿灌木、落叶灌木和宿根地被等中国华南地区本土植物在新型介质土中均生长良好.新型粒状海绵城市介质土的经济成本核算需因地制宜,总体成本是传统介质土的1/3~3/4.与传统海绵介质土相比,新型粒状海绵城市介质土成本低廉,具有更好的渗透性和污染物去除效果,且后期运行维护便利,可广泛应用于没有重金属污染的地区,有望在一定程度上取代传统海绵城市介质土. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 45 53 12105850 蔡业钊<sup>1</sup>,刘东煊<sup>1</sup>,刘建<sup>2</sup>,佘年<sup>1,2</sup>,龚小强<sup>2</sup> 基于人工神经网络的机场土面区压实度预测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101007 为提高机场土面区安全动态预测及保障能力,结合某机场为期6 a的土面区安全评估数据,建立基于人工神经网络(artificial neural network, ANN)的压实度预测模型.选取天然密度(natural density, ND)、实测含水率(actual water content, AW)、最优含水率(optimal water content, OW)、降水状况(rainfall condition, RC)和压实状况(compaction condition, CC)作为输入向量,以双曲正切S型传输函数作为传递函数,利用400组实测数据完成模型训练后,用随机抽取的100组测试数据对模型进行精确校验,通过纳什效率系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient, NSE)分析ANN模型的预测能力,并进行工程应用验证.结果表明,充分训练后ANN模型的均方差为0.98,NSE计算值为0.89,可有效预测土面区压实度.机场对比试验结果表明,大部分测区预测误差在±5%之内,仅有1个样本误差为15%,NSE计算值为0.86,达到了工程应用精度.采用影响因素分析法优化ANN模型发现,ND和AW是影响压实度最重要的因素,管理部门可通过严格控制回填土级配和加强排水措施有效改善土面区安全性. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 54 60 4302771 刘国光<sup>1,2,3</sup>,裴磊洋<sup>1</sup>,杨跃敏<sup>1</sup>,李世男<sup>1,4</sup> 施工期水泥稳定碎石底基层的疲劳损伤分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101008 水泥稳定碎石材料用做路面基层及底基层时,由于施工期养生龄期不足和车辆荷载超载,会造成不可逆疲劳损伤.为得到施工荷载对水泥稳定碎石底基层造成的疲劳损伤,基于Miner理论和ABAQUS软件,进行弯拉强度试验和疲劳试验,分析了9种车辆荷载下,底基层厚度分别为16、20、24、28和32 cm时,最大层底拉应力与底基层厚度的关系,以及底基层模量分别为400、800、1 200、1 600 和2 000 MPa时,最大层底拉应力与底基层模量的关系. 研究结果表明,随着底基层厚度的增加,底基层层底拉应力不断减小,减小率最大为8.8%;随着底基层模量的增加,底基层层底拉应力不断增大,但增长率不断降低. 依托实际工程,可得到水泥稳定碎石底基层疲劳预估方程,基于Miner理论计算得到不同工况下,不同施工荷载对底基层造成的疲劳损伤程度,为路面设计和施工提供指导. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 61 68 3938614 房娜仁<sup>1,2</sup>,胡士清<sup>2</sup>,王选仓<sup>2</sup>,李琪琪<sup>2</sup>,辛磊<sup>2</sup> 高阶模高增益贴片天线的分析与设计综述 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101009 与基模贴片天线相比,高阶模贴片天线天然具有更大的电尺寸,故有利于实现高增益辐射.然而,高阶模贴片天线也存在副瓣高和带宽窄等缺陷.本文分析了采用高介电常数基板、寄生辐射抵消和缝隙加载3种主要的抑制高阶模贴片天线副瓣方法;针对高阶模贴片天线的阻抗带宽特性,评述近年来国内外关于双频和宽带高阶模贴片天线的主要研究成果;介绍多模谐振技术及滤波天线设计方法对改善高阶模贴片天线带宽的作用,指出未来高阶模贴片天线设计仍然面临阻抗带宽窄和天线邻模抑制问题. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 69 76 4860467 洪凯东<sup>1</sup>,张晓<sup>1</sup>,祝雷<sup>2</sup>,陈哲<sup>1</sup>,袁涛<sup>1</sup> <span style="FONT-FAMILY: Arial">基于多任务贝叶斯压缩感知的电能质量信号重构</span> /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101010 压缩感知技术突破奈奎斯特采样定理限制,能够有效降低数据的存储和传输成本,只需较少的样本就能对电能质量信号进行重构,对电能质量的检测分析具有重要意义.针对电能质量信号,提出一种基于多任务贝叶斯压缩感知理论的电能质量信号压缩重构算法,该算法选择快速傅里叶变换基作为稀疏基对电能质量信号进行稀疏处理,将所得稀疏向量的实部和虚部构成两个压缩重构任务;利用超参数估计的共享机制,考虑两个任务间数据的内在相关性,对电能质量信号进行重构.仿真结果表明,该算法在压缩重构含复杂扰动的电能质量信号时,其抗噪性能和重构精度均优于正交匹配追踪算法和贝叶斯压缩感知算法,更加适用于含有复杂扰动的电能质量信号的压缩重构. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 77 84 2906567 王武亮,江辉 基于峰均功率比的盖氏圆信源数估计方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101011 针对低信噪比下盖氏圆估计(Gerschgorin disk estimator, GDE)方法难以有效估计信号源数目的情况,通过将峰均功率比(peak-to-average power ratio, PAR)与盖氏圆半径相结合,提出基于峰均功率比的盖氏圆估计(Gerschgorin disk estimator based on peak-to-average power ratio, GDE-PAR)方法.从阵元接收数据中提取出特征向量,再用特征向量加权接收数据,得到峰均功率比用于修正对应的盖氏圆半径,用GDE方法判定信号源数目.在不同信噪比条件下对修正前后的盖氏圆半径进行Matlab仿真,并使用蒙特卡罗方法对不同信噪比、等强双目标与不等强双目标和等强3目标与不等强3目标情况下,Akaike信息论准则(Akaike information criterion, AIC)、最小描述长度(minimum description length, MDL)准则、PAR方法和GDE-PAR方法进行信号源估计.结果表明,在低信噪比及不等强多目标条件下,GDE-PAR方法成功检测到信源的概率均比AIC、MDL准则和PAR方法大. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 85 91 3264284 焦亚萌,武岳,崔琳 基于电容感测的盐水质量分数测量 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101012 采用基于电容式的传感技术,通过检测寄生电容容量的变化,实现准确检测盐水质量分数.将长条形金属薄片插入盐水中,当盐水质量分数发生变化时,金属薄片上的寄生电容会发生相应的变化.数字式的高精度电容感测传感器能够感知这种微弱变化,并将其转换为28 bit的二进制数数字量输出,再通过集成电路总线(inter-integrated circuit, IIC)接口传输到高性能微处理器STM32H743IIT6进行采集和处理.用桥式压力传感器制作的电子秤测量盐水质量,用串口超声波测距模块测量盐水液位高度.采用多传感器数据融合方法,计算得到准确的盐水质量分数.实验结果表明,该方法检测盐水分数的精度可达0.1%. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 92 97 3326842 黄健 SPR传感检测抗体结合蛋白与IgG相互作用的研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101013 将自研的基于波长扫描的表面等离子体共振传感系统与动力学分析方法相结合,研究葡萄球菌蛋白A、链球菌蛋白G与免疫球蛋白G(immunoglobulin G, IgG)的相互作用关系.实验测得,蛋白A和蛋白G与IgG的结合速率常数分别为1.3×105 L·mol-1·s-1和5.0×104 L·mol-1·s-1,说明蛋白A与IgG的结合效率更高.同时测得蛋白A和蛋白G与IgG的解离速率常数分别为2.1×10-2 s-1和5.0×10-3 s-1,说明蛋白G与IgG形成的复合物更稳定.此外,由解离速率常数与结合速率常数的比值得出蛋白G对IgG的亲和力较大.实验结果可为优化抗体固定方法提供必要参考和理论支撑. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 98 102 2472014 蔡志文<sup>1</sup>,肖小平<sup>2</sup>,王雪亮<sup>1</sup>,邵永红<sup>1</sup>,周洁<sup>1</sup> 异或门自治布尔网络及物理随机数发生器 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202101014 自治布尔网络作为可调控的非线性系统,易于产生混沌信号. 利用二输入异或门的非线性特性实现一种可产生高熵值混沌的18节点自治布尔网络电路. 通过引入滤波系数,建立该电路的改进数学模型. 通过数值仿真和电路对比实验研究滤波系数和时延参数对网络动态特性的影响. 数值仿真结果与电路实验现象基本一致. 当节点之间传输延迟不相等时,滤波系数对混沌的产生具有调控作用, 表明引入滤波系数后的数学模型可以更客观描述电路中的物理现象. 借助分岔图、李雅普诺夫指数及排序熵进一步分析自治布尔网络电路的非线性特性和随机性,表明该电路输出的混沌序列具有高带宽和高熵值的特点. 将该电路用于产生高速物理随机序列,并通过了美国国家标准与技术研究院NIST SP 800-22随机性检测标准. 2021年01月12 00:00 2021年第1期 103 109 5166311 杜海鋆<sup>1, 2</sup>,张建国<sup>1, 2</sup>,刘海芳<sup>1, 2</sup>,龚利爽<sup>1, 2</sup>,刘锋<sup>1, 2</sup>,王云才<sup>3</sup>