液柱塔喷浆管道设计与优化

为了研究喷淋液柱吸收塔喷浆管道的喷嘴喷射流量以及液柱高度,对喷浆管道的流场进行了研究。采用基于计算流体力学的Fluent软件平台,对某电厂2×360MW机组液柱脱硫塔喷浆管建立数学物理模型。采用基于有限体积法的SIMPLE算法进行计算,计算对比了不同结构喷浆管各喷嘴对应的液柱高度分布以及流量分布,得到了最优化的液柱塔喷浆管道结构,并根据计算结果指导设计。     

含腐蚀缺陷埋地管道悬空段力学作用与可靠性分析

根据X65管线钢的Ramberg-Osgood本构方程以及土体的摩尔库仑模型,采用有限元软件Abaqus分别对裸露和未裸露的埋地悬空管道受力情况进行数值模拟,模拟得到埋地悬空管道应力和应变与悬空长度之间的关系,以及不同埋深条件下基于最大Mises应力和最大应变的管道安全悬空长度和极限悬空长度;针对带腐蚀缺陷的埋地悬空管道,提出减薄管道壁厚的计算模型,建立了基于应力失效判据的管道失效功能函数和极限状态方程,并利用蒙特卡洛法对管道结构可靠度进行计算,得出管道腐蚀深度和悬空长度对其可靠度的影响程度。该研究结果可为带腐蚀缺陷的埋地管道悬空段的安全性评价提供理论支持,为管道公司抢维修作业提供指导。     

绿色发展理念下城市第三产业发展与空气污染的关系分析研究

利用基于环境库兹涅茨曲线的分析方法对城市第三产业发展与空气污染关系进行分析,存在分析准确利率低,效果差的问题。针对上述问题,提出一种灰度关联分析方法。对绿色发展理念下的城市第三产业发展与空气污染关系进行分析。首先确定分析数列,包括参考数列和比较数列,其次选用标准化来对两个数列中的因子进行无量纲化处理,然后计算第三产业发展与空气污染的灰色关联系数,最后再根据灰色关联系数计算二者之间的关联度。结果表明:与基于环境库兹涅茨曲线的分析方法相比,利用灰度关联分析方法对10座城市的第三产业发展与空气污染关系进行分析,平均准确率提高16.3%。     

荧光素钠法在烟囱流出物监测系统取样效率试验中的应用

为了评价核设施烟囱流出物监测系统的监测可靠性,同时为核设施流出物排放评价的准确性提供依据,本工作根据核设施气载放射性排放物的取样和监测标准推荐的方法,使用荧光素钠法实际采样试验分析,并通过理论计算进行了验证。评价结果表明,试验结果与理论计算结果基本一致,但略有偏差,原因是现场试验的烟囱流量、烟囱取样流量以及气流温度等参数与理论计算参数无法完全一致。系统的管道损失率和取样效率的测量结果相对偏差符合评价所要求的精度,多年试验结果也基本稳定。本文对今后测量工作的频度也提出了建议。     

基于GA-ITA的输油管道泄漏定位研究

针对输油管道泄漏定位问题,提出基于遗传算法(GA)的反瞬态分析(ITA)法输油管道泄漏定位模型(即GA-ITA模型)。首先,采用龙格-库塔法求解管道流体动力学模型;其次,分析输油管道泄漏工况特征,将泄漏定位问题转换为最优化问题,建立了ITA法输油管道泄漏定位模型,分别采用GA、PSO、SAA和TS 4种算法求解该模型,并结合室内试验数据,对比了4种算法的计算速度和精度;最后,根据建立的基于GA-ITA的输油管道泄漏定位模型,设置管长为5～20 km、内径为100～400 mm的管道,当泄漏率为2%～20%时,分析GA-ITA模型的适应性。结果表明:GA-ITA模型的计算速度最快(约2.3 s/次),管道泄漏定位误差最小(0.07%～4.67%);对于不同泄漏工况的仿真管道,GA-ITA模型均具有良好的适应性。     

山东近岸黄海极值风速预测及防灾建议——基于极值分布和风向的预测

在总结有关海上大风预测研究成果的基础上,根据极值理论合理选取预测极值风速的极值分布计算模型:Gumbel分布和Poisson-Gumbel分布。根据山东近岸黄海26 a的风速观测资料,采用分风向统计数据和投影法处理数据,充分考虑风向和相邻风向的影响,形成十六个风向的年极值序列和过程极值序列样本;最后,用两种模型计算得到各个风向的极值风速预测结果,对比不考虑风向的计算结果,分析出黄海海域海洋风灾发生的时间规律和致灾风向,并对黄海海域的防风减灾提出合理建议。     

管道力学分析中阀门刚度计算分析研究

目的得到理想的阀门外径和壁厚数据。方法通过振动力学,推导出频率与阀门刚度的关系,并采用Matlab软件求解方程组,得到阀体和阀杆各自刚度,进一步分析得到管道计算中所需要的外径和壁厚。结果经过工程实例验证,对于柔性阀门,理论计算与SYSPIPE管道应力分析软件得到的结果误差较小。结论将管道中的柔性阀门的振动简化为两自由度k-m振动模型是合理的,理论计算结果较为理想,可应用于工程分析中。     

高压输气管道喷射火几何尺寸和危险半径的研究

针对高压输气管道主要火灾形式--喷射火,利用Thornton模型分析了工程实例中喷射火几何尺寸与风速之间的关系,得出危险半径与泄漏孔径之间的关系曲线,并将利用该方法计算的管道破裂时的危险半径与依据SY/T 6621-2005标准计算的结果进行比较和分析,结果表明该方法更经济、合理.     

基于相邻内腐蚀缺陷交互作用的油田注水管道剩余寿命研究

为研究内表面含多腐蚀缺陷的油田高压注水管道剩余寿命问题,采用现场腐蚀挂片试验得到注水管道内腐蚀速率并分析腐蚀缺陷分布规律,在此基础上通过有限元方法研究含不同尺寸的相邻内腐蚀缺陷管道的失效压力,得到油田注水管道的剩余寿命。结果表明,腐蚀缺陷深度越大,双腐蚀缺陷交互作用间距越大,当d/t≤0.4时,相邻腐蚀缺陷轴向间距的极限作用距离L_(lim)=2.0 mm;d/t≥0.6 mm时,极限作用距离L_(lim)2.0 mm;腐蚀缺陷越长,腐蚀缺陷之间交互作用越小,极限作用距离也越小。选取胜利油田8条注水管道为计算实例,可得管道的剩余寿命在1～5年范围内,其中2号和6号管道较为危险,在实际运行中应该加强关注和管理。     

战时洞库生存能力评估

分析提出了影响战时洞库生存能力的基本要素,通过研究各个要素之间的关系,确立了战时洞库的生存能力评估模型,采用统计方法,度量计算了影响战时洞库生存能力的各个要素,最后针对不同的战情,给出了实施战时洞库生存能力评估的具体算法。     

Adaptations to the dynamics of rural water supply from natural sources: A village example in semi-arid Nigeria

Domestic and agro-economic activities in the semi-arid region of Nigeria rely exclusively on rainfall, streamflow and groundwater in deep and alluvial (fadama) aquifers. Such water supply systems are subject to considerable seasonal and inter-annual variability. However, a combination of the various sources may mitigate the effects of water scarcity. This study describes the dynamics of the water sources for a village in northeastern Nigeria as an example that demonstrates the linkages between rainfall, streamflow and groundwater. Such linkages are important for developing strategies to mitigate the effects of climatic variation. Long-term records of rainfall were not available at the site so that the short-term data was interpreted in the context of the long-term climatic experience of the region. The stratigraphic profile of the aquifer was developed from resistivity methods, to supplement information obtained from well level hydrographs. Field observations and analysis of the data reveal that the beginning of the rainy season is a precarious period because none of the water sources are reliable. Rainfall infiltration recharges the shallow aquifers while lateral water flux from the floodwater-saturated fadama also contributes to water level rises in the deep wells. A study of the water level changes in response to deepening of the wells suggests that the wells are fed by an assortment of water-bearing lenses, separated by layers of low transmissivity. One major finding of this study is that there exists a close association between the wells in this riparian community and the recharge processes within the fadama. Upstream diversion, abstraction or impoundment could therefore undermine the viability of aquifer exploitation by the communities in the riparian zone. Analysis of the interactions among the various sources of water leads to the identification of several potential adaptation strategies for confronting the problem of water scarcity.     

滨河湿地地下水水位变化及其与河水响应关系研究

滨河湿地的发育与退化过程受河流水文过程的显著影响.以黄河湿地国家自然保护区盂津湿地为研究对象,通过滨河湿地地下水位变化(特刖是小浪底水库调水调沙期间)野外定位观测,深入分析了滨河湿地地下水水位与洪水的响应关系.结果表明,滨河湿地地下水位受河水水位影响显著,地下水位的波动幅度与河岸距离之间存在明显的负指数关系,调水期内这...     

滨海带感潮河流上朔规律及地下水面波动特征研究

本研究以太平洋附近具有典型海岸地形地貌的3.2km2的区域为调查研究对象。首先,通过调查设置在河流上的5处调查点的河流水位及河水铅直方向电导率,掌握了感潮河流海水上朔的规律。其次,通过调查设置在区域内的26口调查井在满潮和干潮时的地下水位,推断出了潮汐的涨落及感潮河流和地下水流动方向的关系。此外,对与海岸垂直的断面和平行的断面上的10口调查井的调查结果显示,同一位置、不同季节其地下水面波动的特点不同;不同的调查井,因所处位置的不同及与海岸、感潮河流距离的不同,其地下水面波动的振幅及其与潮汐波动的位相差也不同。     

基于外部效应分析机井密度对地下水位的影响

农用机井的迅猛发展使地下水灌溉在我国的粮食生产中发挥了重要作用,但同时也使地下水面临超采严重和水位下降的严峻形势。为了可持续地利用地下水资源,政府需采取必要措施。鉴于地下水使用中存在的外部效应,合理控制机井密度可能是值得政府考虑的重要举措之一。然而,现有文献对机井密度与地下水位之间的关系仍缺乏实证分析。本研究以兰考县为案例研究区,结合有关部门的机井普查数据和研究小组搜集的农户调研数据,利用空间分析和计量模型分析,发现机井密度与地下水位之间具有显著的关系。具体而言,当某一机井100 m半径范围内的机井数目每增加一眼,该机井的水位显著下降约15 cm;机井密度对水位的边际影响随半径范围的扩大而下降。研究建议：政府在今后应采取有关措施控制机井密度,加强地下水取水许可证制度建设等配套措施。     

太浦河饮用水源地取水方式研究

太浦河是上海市青浦区第二自来水厂的水源地。自来水厂从河道直接取水,但河水部分水质未达水源地水质标准,不但加重了处理成本,也导致供水水质不能得到保证。傍河布井取水方式能自然净化水质,特别是能去除某些传统自来水厂直接净化河水不能去除的污染物质。通过分析太浦河地区水文地质及水质水量等,探讨了该研究区傍河布井取水的主要技术条件。结果显示在太浦河傍河布井取水,可获得比直接河道取水更为优良的水质,水量充足,且取水工程经济可行,有很好的开发利用前景。     

河流污染物通量估算方法筛选及误差分析

准确估算污染物通量对河流污染物总量控制和水质保护具有重要意义,但常规监测方法通常不能进行连续采样,数据相对比较稀缺,因此,选择恰当的采样间隔和通量估算方法,并对方法可能带来的误差进行估算,对提高通量估算的可靠性具有十分重要的意义.基于此,以江西赣江滁槎水质自动站2005—2007年3个水文年的水量和水质资料为基础,采用Monte Carlo方法模拟时间间隔分别为2、3、5、6、10、15和30 d的河流水质离散采样方案,并计算每种采样方案下的通量.同时,采用偏差(系统误差)和不精确度(离散程度)两个指标,比较了A、B、C、D、E 5种常规通量计算方法的误差分布,并建立了各算法误差随时间间隔变化的相关性曲线,以对河流污染物通量估算方法进行筛选.研究表明,滁槎断面COD_Mn采用瞬时值C_i与时段平均流量 Q_p乘积的方法计算年通量更准确;而NH₄⁺-N由于瞬时通量与流量相关性不显著,采用时段瞬时通量平均计算年通量更准确.     

东北海伦地区农村地下饮用水硝态氮污染特征及其影响因素分析

地下水硝态氮污染已成为一个全球性的问题,直接影响到人们的生活用水和身体健康.通过对海伦地区157口农村饮用水井取样分析,探讨了该地区地下水硝态氮污染的时空特征及其影响因素.结果表明,地下水中硝态氮平均含量14.01 mg·L^-1,超标率（≥10.00 mg·L^-1）达到26.11%.地下饮用水硝态氮的污染表现出明显的空间分异特征,在空间上地下水硝态氮污染程度从高到低依次为中部漫川漫岗农业区、东北丘陵漫岗农业区,西南平川漫岗农业区.在此基础上,从水井本身性质和污染物来源两方面分析了地下水硝态氮污染影响因素.在水井本身性质方面,水井管道材料不同导致地下水硝态氮受污染程度不同,其中单节管道水井的污染程度显著低于多节管道,平均浓度分别为5.08、 32.57 mg·L^-1,超标率分布为12.26%、 82.35%;整个地区水井硝态氮污染程度与水井绝对深度无显著关系,但在28个同一取样单元,深水井污染程度显著低于浅水井,其中单节管深井、单节管浅井、多节管深井、多节管浅井的平均浓度分别为1.84、 12.02、 25.14、 45.61 mg·L^-1.分析污染物来源可以发现,污染程度较高的地区多处于氮肥施用量较高、户均家禽牲畜量较多的地区,表明地下水硝态氮污染与化肥施用量以及家禽牲畜排泄量呈一定的正相关关系.     

地下水位和海平面变化对绥中砂质海岸海水入侵影响

根据对绥中六股河口近滨海地区砂质海岸海水入侵区和过渡区长期的实时监测结果,同时依据地下水开采和季节性海平面变化情况,分析了海平面变化和地下水位变化对六股河附近地区海水入侵的影响,S-1井和S-2井2012年至2016年4 a间地下水位分别下降了4.60 m和0.59 m,造成了S-1井枯水季无水的现象,并且完全受控于海水,电导率值较高,S-2井地下水电导率值增加。同时,海平面变化不同程度上加剧了本地区海水入侵。     

数值模拟减压集流式可渗透反应墙技术修复地下水

使用可渗透反应墙（PRB）技术修复受污染地下水,当地下水污染羽宽度和深度过大时,PRB的开挖、填料与安装成本较高.为打破PRB技术这一局限性,开发了减压集流式可渗透反应墙技术,通过集流井、输水管道和布水廊道的共同作用缩小污染羽范围并将受污染地下水输送至PRB,通过非完整井减压吸水方式捕获较深的受污染地下水.首先采用地下水井流公式计算减压集流井的关键初始参数,随后进行数值模拟优化参数并确定其它重要参数.在MODFLOW中通过改变减压集流井的井径、井数量、井间距及井与PRB的距离等参数,探究不同参数变化对减压集流效果的影响规律.模拟结果表明在合理的减压集流参数设置下,该设施可有效调控PRB上游的地下水流场,缩小污染羽的范围,在设定条件下受污染地下水断面减小了约50%.该技术显著降低了PRB的规模,拓宽了PRB的应用范围,使其可以处理污染羽范围较大、污染深度大的地下水.     

Nitrate pollution of wells: pollution prevention policy options

Irrigated agriculture is a major sector of agricultural economy where high value crops are grown with substantial input of fertilizers and pesticides. High concentrations of nitrate and pesticides have been observed in ground water beneath irrigated areas in humid regions, where irrigation is practiced on sandy soils that have low water-holding capacity. Data from these areas indicate that irrigation wells are typically screened in the bottom part of the aquifer (which contain coarser deposits) whereas the domestic wells are screened just below the water table. Monitoring results from several irrigated areas have shown the stratification of dissolved inorganic and organic chemicals in the aquifer. Nitrate in such systems is typically highest near the surface. This has serious health implications for the rural population that relies upon shallow ground water for drinking. Current environmental policy towards pollution reduction focuses on improved management practices to reduce the loading of the chemicals to ground water. However, an engineering issue, dealing with the design of the irrigation and domestic wells has not been addressed. A design modification for the irrigation and domestic wells can reduce the risk of high nitrate ground water being pumped by domestic wells. A proposal to convert a deep vertical irrigation well to a series of small-capacity shallow vertical wells or a large-capacity horizontal well and slight deepening of the domestic wells was examined through simulations. This can reduce the nitrate concentration of ground water in domestic wells dramatically and use the high nitrate water for crop irrigation.