初始浓度分布对一维含水层中溶质运移的影响

为了研究含水层中任意初始浓度分布条件下一维含水层介质中的溶质运移规律,采用对流-弥散方程构建考虑任意初始浓度分布条件下一维含水层介质中溶质运移动力学数学模型,模型采用持续注入示踪剂、瞬时注入示踪剂和脉冲注入示踪剂3种不同的边界条件,数学模型的求解采用格林函数法.并通过开展室内一维砂柱实验进一步验证模型的科学性和适用性.结果表明：初始条件对溶质运移结果的影响不容忽视,新模型能够模拟不同初始条件下的一维溶质运移过程;新模型通过将流速变化处理为线性变化可以用来研究非稳定流条件下溶质运移过程;新模型是前人模型的完善,模型包含3种不同类型的内边界条件和任意的初始条件,新模型也能为地热开发利用提供理论依据.     

稳定井流抽水含水层参数计算及富水性评价

针对目前单孔稳定流求参存在的问题,本文在分析新生界松散含水层条件及三次降深抽水过程基础上,利用其抽水试验恢复阶段的数据,分别求得各含水层多个参数,其值真实反映了含水层的实际情况.利用多元回归方法,求得降深与流量关系,通过其系数值大小分析,间接得出各含水层的富水性程度,为地下水的勘探与评价提供一定借鉴.     

基于GLUE法的多指标水质模型参数率定方法

目前对水质模型进行参数率定通常利用计算机算法来实现,但由于水质模型日趋复杂的非线性结构往往会导致"异参同效"现象,无法通过单个似然度判断参数的取值是否能够取得真值.为避免这一情况,本文提出了一套基于GLUE法的多目标模型参数率定方法,并以WASP水质模型的应用为例,通过Sobol方法确定模型的敏感参数,并利用DO、CBOD、氨氮、硝态氮4项指标的似然函数对参数同时进行率定.结果表明,该方法既可以有效地避免因追求"过拟合"而造成模型参数取值不当,也可以减小模型参数的不确定性,为具有"异参同效"现象的复杂模型的参数率定工作提供了一个更为可靠的方法.     

薄壁堰式智能流量监测装置的设计及其应用

在海绵城市建设中,雨水径流流量是一项重要的基本参数。但由于径流雨水的水头低、流量不稳定等特点,使得雨水径流流量测量难度很高。针对雨水径流流量测量难的问题,设计出1种薄壁堰式智能流量监测装置。该装置基于三角形薄壁堰测流原理,结合1种水位实时监测模块,实现雨水径流流量的在线实时监测。水位测量是利用阿基米德原理,通过力传感器将内置的圆柱体浮筒所受浮力转化为薄壁堰的堰上水头高度,再通过三角堰流量率定公式,计算得到被测流量。通过物联网技术,将数据实时发送到网站,实现在线监测。对设计的三角堰进行率定,流量为0. 5871～6. 4741 L/s,率定实验结果表明,所建立的拟合公式R~2=0. 9983,相对误差<4. 7%,具有良好的测量效果。将装置应用于某海绵城市建设园区内进行测试,能很好地记录降雨过程中径流流量以及流量的变化、峰值时间等参数,并且满足精准度的要求,在海绵城市建设和信息化建设中具有广阔的应用和推广前景。     

苏州河综合调水的流量计算分析

建立了合理的苏州河水系计算节点网格,利用3年多的水文水质同步监测资料率定、验证了感潮河网的水动力学模型.应用该模型模拟计算了综合调水方案对苏州河水系的流量影响.结果表明,小潮汛时实施西引东排、大潮汛时实施东引北排,可以较大幅度地增加苏州河干流和支流的流量,为改善水质提供良好的水动力条件.     

高zeta电势下多孔聚合物膜内非牛顿流体电渗流动

为了提高电渗泵中流体控制输送技术,研究了高zeta电势下非牛顿流体在多孔聚合物膜中的电渗流动,提出了改善电渗泵性能的理论手段。假设多孔聚合物膜为直圆柱形孔阵列,利用幂律流体本构模型和柯西动量方程推出圆柱型单孔内的电渗流模型;假设多孔聚合物膜上的孔径分布服从高斯分布,将多孔聚合物膜上的电渗流量视为流变指数、多孔膜几何参数、电解质浓度、外加电压和zeta电势等参数的函数,计算了不同参数下的流量,预测了以非牛顿流体为工作介质的电渗泵的性能。     

水文变异条件下潦河生态流量计算研究

气候变化和高强度人类活动改变了流域的自然水文循环过程,导致水文序列出现变异,严重影响了流域水文生态系统的稳定性.目前,基于水文变异条件下的河道内生态流量计算已成为当前变化环境下生态水文学研究的热点问题之一.以江西鄱阳湖西北部的潦河为例,采用水文时间序列变异检验方法分析径流变异性及成因,应用水文模型对水文变异后的径流进行还原,以Kolmogorov-Smirnov（K-S）、Anderson Darling（A-D）和概率点据相关系数（PPCC）3种检验法确定月径流的最优概率分布函数,进而提出水文变异条件下最适宜的潦河生态流量计算方法.结果表明:①潦河万家埠站径流在1972年发生水文变异,突变点后流域年径流增加了12%,降水量的增加和蒸发量的减少是其主要驱动要素.②采用分布式时变增益模型（DTVGM）对径流进行还原,率定期和验证期的相关系数和Nash-Sutchliffe效率系数均大于0.78,径流模拟值和实测值拟合程度较高,表明基于DTVGM进行径流还原是可行的.③基于还原后的径流,对5种概率分布函数进行拟合优度综合检验,确定逐月最优分布函数,并估算月河道生态流量.与Tennant法、最枯月平均流量法、7Q10法等方法比较,基于最优分布函数的生态流量结果更具确定性与合理性.在气候变化和人类活动引起径流变异的背景下,考虑水文变异的河道内生态需水计算方法能够更科学地体现水文变异对生态需水过程的影响,研究结果可为潦河流域水生态保护和水资源管理提供数据支撑,也可为变化环境下水资源规划和配置提供科学依据.      

基于MAPGIS分析多煤层开采对上覆含水层的影响

在采煤活动中没有对地下水采取科学、合理、有效的保护措施,导致中国各地区地下水资源受到了不同程度的影响和破坏。以山西峙峰山煤矿环境影响评价为例,在多煤层同时开采时,运用地下水非稳定流解析法预测煤矿开采对地下水水位的影响。根据采区划分,将井田周边进行网格化剖分,使用MAPGIS软件将网格节点进行坐标属性化,导出各节点的坐标值,计算各节点到各采区中心的距离,采用地下水非稳定流公式计算出水位降深值。通过MAPGIS软件属性连接功能将计算好的降深值附加到节点中,通过软件的数字地形分析功能绘制出不同开采年的降深等值线图。可用于评价煤矿不同开采时段周边地下水水位的下降情况,为地下水资源的保护提供科学依据。     

环境作用动力学及其在武器装备定寿延寿中的应用

目的研究环境作用动力学及其在武器装备定寿延寿中的应用。方法修正蠕变动力学并提出环境作用动力学,应用环境作用动力学,先期获得武器装备材料和零部件的老化、损伤函数通解,通过短暂的自然环境试验和加速试验数据,确定老化、损伤函数通解的待定系数,外推完成武器装备定寿延寿。结果提出了环境作用动力学,并应用于尾翼弹簧和压缩橡胶密封圈的寿命评估。结论环境作用动力学可以广泛应用于武器装备材料、零部件的定寿延寿领域,为整机、整弹的定寿延寿提供基础支撑。     

植草沟专用堰的设计与率定研究

植草沟是海绵城市建设中一种重要的转输设施,但现有的计量方法难以直接测定植草沟流量,因而提出利用薄壁三角堰,并通过设计一种与植草沟贴合的堰槽方式来测定植草沟的过流流量,使用此设施不仅可以监测植草沟进出口流量,还可以在不破环植草沟结构的前提下测定植草沟内任意一段的流量。采用直线边坡加圆弧底方式构建了非常规堰槽结构、直角三角形开口方式,实验率定了堰上水头与流量之间的曲线,并与既有公式进行对比。结果表明:相同堰上水头条件下,直角三角堰用既有公式计算出的流量值小于该堰槽方式下的实测值,且相对差值较大,实验范围内最大差值达25. 9%,因此既有计算公式不能直接用于流量计算,而必须进行率定。通过率定拟合公式计算出流量与实测流量相对误差的绝对值在5%左右,计量精度能满足工程要求。     

基于流量函数的海水交换数值模拟研究

水体交换能力只与水体的流动性有关,目前有关水交换的研究大多是通过指示物质浓度来计算水体交换率以及交换时间,其结果不能准确地体现海水交换能力。本文以一个T形区域为例,提出基于流量函数的一种水体交换计算方法。在三维连续方程沿水深方向积分的基础上得到水深平均的二维浅水方程,求解得到流速、水深等数据;进而对二维浅水方程积分引入流量函数;做出流量函数对应的等值线分布图。等值线分布图中显示模拟区域内一半以上的水体能被交换至域外,计算模型前、后半周期的海水交换率分别为0.6396和0.6465。结果表明:采用基于流量函数的数值模拟方法评价某区域的水体交换能力简单而可行,通过流量函数等值线分布图能够直观的反映出区域水体的水交换能力。     

基于数据分解的AQI的CEEMD-Elman神经网络预测研究

针对Elman神经网络在预测空气质量指数（AQI）时易受到数据非平稳性的影响导致预测趋势良好但准确度较低的问题,提出以互补集合经验模态分解（Complementary Ensemble Empirical Mode Decomposition,CEEMD）为基础的CEEMD-Elman模型.应用CEEMD对AQI序列分解成不同时间尺度上的本征模态函数分量和剩余分量,进而首次将对非平稳的AQI序列的预测研究转化为对多个平稳的本征模态函数分量的研究.分别与Elman单一模型、EMD-Elman模型、BP单一模型及CEEMD-BP模型进行实验对比.结果表明：应用该方法建立的模型的均方误差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差分别为4.80、0.71、1.84%,均小于其他模型结果;对应空气质量等级预报正确天数的频率为94.12%.该模型能有效的降低非平稳性对实验预测结果的影响,实现对空气质量等级的准确预报;该研究为进一步预测AQI的走向提供了有效依据,也为政府决策和管理部门制定空气污染控制提供了更充分的参考.     

ICP-MS法测定环境空气TSP中铬镍铜的不确定度评定研究

对电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定环境空气TSP中铬、镍、铜的过程中可能引入的不确定度分量,包括样品采集体积、样品消解、定容体积、标准溶液配制、标准曲线拟合、重复测定等进行分析和评定,并得出扩展不确定度.结果显示,对于铬、镍、铜,样品消解和曲线拟合引入的不确定度最大,其次是重复测定和孔口流量校准器的流量校准,采样器重复性和消解定容的不确定度最小.为ICP-MS法测量环境空气TSP重金属元素的质量控制和不确定度评定提供参考依据.     

城市杂填土抽水试验分析

城市杂填土分布广泛且对工程建设影响较大,通过在城市杂填土含水层开展抽水试验,分析杂填土含水层的渗透性及涌水情况、抽水的影响范围等,并利用非稳定流计算方法,分析抽水的隔水边界,推测填土区域。     

波罗的海高盐传送带,或波罗的海中的翻转环流及咸、淡水的混合

我们使用三维波罗的海模型模拟的做法进行了一项波罗的海水团环流的研究.来自北大西洋的咸水经丹麦海峡流入波罗的海,在波罗的海上涌并与从各河流流入的淡水混合形成"波罗的海高盐传送带".我们利用翻转流量函数和拉格朗日轨迹线对来自大贝尔特和厄勒海峡的成水与淡水的混合情况进行了调查.该翻转流量函数被作为一种具有4个不同垂直坐标(深度、盐度、温度和密度)的函数进行计算,以便了解水的路径以及它在什么地方上涌并混合.在波罗的海本体内发现了与南大洋中的迪肯环流(Deacon Cell)类似的虚拟深度翻转环流的存在,它与哥特兰岛附近的旋转环流相符,当翻转流量函数投射在密度层上时,这一虚拟深度翻转环流就消失了.我们已经开展了一项拉格朗日轨迹线研究,以便更好地认识该环流以及咸水与淡水的混合情况.对这些水团在波罗的海中的停留时间的计算结果为26～29年,而拉格朗日扩散在5年后达到海盆饱和.     

利用实测值估算断面泥沙年负荷的方法比较

主要针对非固定频率采样、水质监测高度集中在汛期的情形,基于河北承德柳河子流域1995-2011年间逐日径流及泥沙含量数据,比较了平均值法、比例法和回归法估算泥沙年负荷的表现,并提出此情况下泥沙年负荷估算流程.研究结果表明,比例法、流量加权平均浓度与时段平均流量之积、以及流量-泥沙浓度相关关系满足一定条件的回归法均可以获得比较理想的结果.比例法在样品量稀疏(采样频率≤30%)的情况下表现更优.基于瞬时流量平均与瞬时浓度平均之积、以及瞬时通量平均的算法对径流量的时均离散项比较敏感,在低采样频率下往往高估时段污染负荷,因而适合于水质数据比较充足情况下的负荷估算.研究结果可为干旱半干旱地区具有脉冲式径流特征的流域泥沙含量监测频率的设置及泥沙年负荷估算方法的选择提供一定依据.     

基于MATLAB GUI功能的产业发展调控可视化

实现基于资源环境承载力约束条件下的产业发展调控可视化将为环境规划管理者提供有效决策依据。本研究首先在水资源量、土地资源量(耕地面积、建设用地面积)、污染物环境容量(COD、NH_4-N、SO_2、NO_x)、粮食产量等约束条件下,分别建立了经济和人口最大化、资源环境利用参数(单位产值用水量、污染物排放量等)最优化为目标函数的规划模型,然后以MATLAB GUI功能为基础,实现了其可视化。最后,通过简单实例分析,验证了基于MATLAB GUI功能的产业发展调控可视化程序的适用性及正确性。     

偏振分析法计算震中方位角的精度分析

震中方位角是地震研究人员研究的经典课题,偏振分析法可以有效地提高方位角的计算精度.但是国内对此方法的研究并不充分,故本文分析了大量强震记录的震中方位角的计算结果,回答了何种地震数据能算出精度最高的震中方位角、最合适的时间窗口长度在什么范围内、误差有什么样的特征这三个问题.本文建立了偏振椭球的立体几何模型,改进了视方位角与震中方位角转化关系的表示方法,使其更符合实际需求.由于数据计算依赖MATLAB程序,故编写了计算震中方位角的脚本M文件和三个供调用的函数M文件.地震研究者可调用这些函数完成读取数据、速度和位移的仿真.     

松辽流域生态流量赤字及其成因

水资源的过度开发导致了水短缺和水生态退化,因此,提供适宜的生态流量对维护河流健康具有重要意义.以往研究聚焦断面尺度的生态流量及其保障程度,尚未有效剥离上游子流域的影响.本研究以松辽流域为研究对象,运用VMF法、Tessmann-adapted法和Smakhtin-adapted法3种水文学法核算二级水资源区生态流量及1...     

ETC系统运行的环境影响分析

为了评估ETC系统运行的环境影响,采用PARAMICS微观仿真平台,结合综合尾气排放模型(CMEM),建立收费站交通运行模型.通过PARAMICS提供的API函数对车辆换道模型进行建模,并对仿真平台的关键参数进行校验,使仿真结果符合收费站的实际运行情况.在此基础上,从油耗和尾气排放量等方面对收费站运行情况进行定量分析.针对车道流量、车辆通过速度以及ETC车辆比例等因素,研究ETC车道以及收费站运行过程的环境影响.结果发现,通过ETC车道的车辆油耗总量随流量增长呈线性增长趋势,通过速度的提高使通过车辆的油耗总量和尾气排放量快速下降.最后选择华南快速干线新港东收费站进行实例分析并提出实施ETC系统的改进建议.