模拟消落带水华暴发行为的数值沙堆模型

以长江最大支流汉江近年来水华污染的现场资料为例,通过氮磷浓度、水温、流速和光照等实测数据构建了消落带开放水域环境体系的数值沙堆模型,描述了藻类生长及水华暴发的动力学机制;利用数值沙堆系统崩塌行为反映出的频率-尺度幂律关系作为判断消落带水域是否暴发水华以及规模大小的依据,采用有限尺度标度分析从不同侧面验证了水华暴发系统的自组织临界性,并揭示出各种拟合参数与水华暴发规模之间的定量关系.研究表明,沙堆模型如果存在良好的幂律关系,相应的消落带水域将暴发水华,且幂律指数越大,水华污染程度越严重.     

某型无人机伞降回收系统故障模式、 影响及危害性分析

为提高某型无人机伞降回收系统的可靠性,采用硬件法与功能法相结合的方法对该系统进行了故障模式及影响分析,利用定量分析方法和危害性矩阵图对该系统的危害性进行了分析。研究结果表明,需要对"主伞故障"这一失效模式加以重点关注。给出了使用中应采取的预防措施,使系统的可靠性得到了显著增长。     

制氧企业安全评价方法探讨

本文针对制氧行业的生产特点以及安全管理情况,对作业过程中存在的危险、有害因素进行了分析,综合运用安全检查表法(SCL)与故障模式、影响及危险度分析法(FMECA)对制氧企业安全现状进行了评价,并提出了相应的对策措施.结果表明:安全检查表法简便、易于掌握、较为实用;故障模式、影响及危险度分析法对评价人员的要求较高,但可得...     

成都市一次重度灰霾期间大气PM2.5的自组织临界特性

2013年1—2月期间,四川省成都市出现大范围、长时间、高浓度的严重霾污染.本文运用频度统计分析和消除趋势波动分析方法,研究了成都市2013年1月25日—2月7日一次典型重度灰霾期间8个监测站点(草堂寺、人民公园、梁家巷、金泉两河、十里店、沙河铺、三瓦窑、灵岩寺)大气PM2.5小时平均浓度序列的时空演化规律.结果表明,各站点大气PM2.5的浓度波动并非随机,而在统计上服从典型的负幂律分布,同时均表现出很强的长期持续性特征.这些特征刻画了灰霾期间大气PM2.5浓度波动的宏观特征.将PM2.5浓度演化与沙堆崩塌进行类比,发现大气PM2.5演化具有自组织临界性复杂系统的基本特征.进一步根据自组织临界(SOC)理论,建立了大气PM2.5数值沙堆模型,模型算法考虑了此次灰霾期间成都市的气象因素和PM2.5的迁移扩散机制.通过对该模型的数值模拟,能够定量阐明此次重度灰霾期间成都市各监测站点大气PM2.5浓度时空波动宏观统计规律的产生根源.同时,深入讨论了该模型的自组织临界特征.模拟结果和实际结果的高度一致表明该模型真正阐明了导致PM2.5浓度时空波动的重要动力机制.SOC内禀机制是控制此次成都市灰霾期间大气PM2.5浓度演化的主要机制之一.本研究可为灰霾期间PM2.5的演化动力学提供新的研究方法.     

FTA和FMECA综合法对常压炉的风险分析

首先对炼油厂的常压炉系统进行了火灾爆炸事故的FTA分析,在此基础上进行了深入的FMECA分析,绘制出分析表格,并提出将这两种方法结合起来应用的优点以及一般步骤.综合两种分析方法深入分析了引起火灾爆炸事故的原因,指出系统运行的潜在危险因素,根据分析结果提出综合性的安全改进和预防措施.     

某炼油厂冷却循环水系统故障与危害性分析

根据采集的某炼油厂一年的冷却循环水系统的故障数据,采用故障模式影响及危害性分析方法对该系统的可靠性进行了分析.由该系统结构特点,划分了水冷塔、换热器、水冷塔风机、水泵、水管、阀门等7个子系统及19种故障模式,统计了各子系统的故障率,分析了系统的故障模式及其故障原因,计算了各子系统的危害度.结果表明水泵及水冷塔风机的危害度最高,换热器的危害度排第三,但其故障率排第四,说明在做故障分析时不能只统计故障率而不进行危害度分析.最后提出了相应的改进措施,经过一年的实际运行,效果明显.     

Power-law behaviour and parametric models for the size-distribution of forest fires

This paper examines the distribution of areas burned in forest fires. Empirical size distributions, derived from extensive fire records, for six regions in North America are presented. While they show some commonalities, it appears that a simple power-law distribution of sizes, as has been suggested by some authors, is too simple to describe the distributions over their full range. A stochastic model for the spread and extinguishment of fires is used to examine conditions for power-law behaviour and deviations from it. The concept of the extinguishment growth rate ratio (EGRR) is developed. A null model with constant EGRR leads to a power-law distribution, but this does not appear to hold empirically for the data sets examined. Some alternative parametric forms for the size distribution are presented, with a four-parameter ‘competing hazards’ model providing the overall best fit.     

沙堆实验研究三峡库区典型水域环境的水华污染行为

基于自组织临界性理论，设计和实施了具有真实物理意义的沙堆实验，结合三峡库区典型流域多年来富营养污染和水华爆发的现场监测资料，研究了缓流水系综合营养指数的变化趋势，描述了水华爆发／消退过程的自组织临界性行为。将沙堆实验统计数据中符合自组织临界性规律的普适性因子：沙堆底盘直径D、沙粒长度三、沙粒半径r和沙粒密度ρ等，与富营养污染流域中导致水华爆发的非线性耗散型控制函数相关联，从而有可能通过不同情况下沙堆崩塌的难易程度、频度和规模来发现、描述和确定水华爆发的内在机制和演化过程。沙堆实验的数值分析结果与这些典型流域水华发生过程的周期振荡行为和变化规律具有较好的一致性。     

沙堆模型动力学特性与灾害系统演化预测研究

基于自组织临界性的理论框架,针对处于周期区与混沌区之间状态的灾害系统,研究其可预测性及预测方法.通过均匀和非均匀沙堆对比实验,发现两类沙堆模型表现出两种动力学行为--自组织临界性和准周期性.采用时序分析、功率谱分析和R/S分析等多种方法分析了两类系统的演化行为,反映了灾害系统的可预测特征;进一步提出了灾害预测的几个研究方向及方法.最后以极值统计法为例,介绍了其在两类灾害预测中的应用.     

小尺度森林火灾的渐近幂律分布

森林火灾系统是一个自组织临界性系统，它的表现之一就是火灾的尺度分布满足幂律规律。然而实际数据分析表明，在尺度最大和最小的两个区域，火灾分布与幂律规律存在较大的差异。对小尺度火灾的偏离现象，研究者通常猜测是由于小面积火灾记录数据遗漏较多造成的，目前尚没有一个理论上的依据，而小尺度火灾的分布规律对大尺度火灾的预测起看关键作用。为了解释这种偏离现象，该文将火灾看作一个生灭过程，并对火灾蔓延和熄灭的机理进行了分析，最终得到了森林火灾分布与火灾尺度的定量依赖关系及其机理。将该文的结果与日本近年来全国范围内的森林火灾统计数据进行了对比，表明该文得到的结果与真实数据得到较好符合，并且成功解释了小尺度森林火灾分布与幂律关系的偏离现象。该研究可望对深入认识火灾系统的自组织临界性和防治火灾具有一定的实际意义。