基于响应面法的煤矿钻孔随钻超声成像仪器受力部件优化设计*

摘要:为研制适用于煤矿瓦斯抽采钻孔、满足施工强度要求的小尺寸随钻超声成像仪器，对随钻超声成像仪器的关键受力部位——超声探头安装孔进行优化设计，分析煤矿瓦斯抽采钻孔的一般规格，建立超声探头安装孔的三维模型，确定关键参数类型及其取值范围，采用极差分析法找到对受力部件强度影响较大的参数，基于响应面法开展有限元数值模拟，运用Box-Behnken设计方法得到超声探头安装孔关键参数与仪器受力部件性能指标的关系，优化受力部件关键参数的数值。结果表明:优化前最大的等效应力为138.6 MPa，优化后受力部件最大等效应力较优化前降低9.05%。结论验证了设计方法的有效性，为煤矿抽采钻孔随钻测井仪器的研制提供思路。     

三峡水库总磷时空变化特征及滞留效应分析

磷是水域重要的营养或污染物质之一,主要随河川径流循环,河流大型水库建设和运行将对磷的输运和转化产生重要影响.基于三峡水库2008～2016年实测水文和水质资料,建立了总磷(TP)通量和泥沙通量的统计模型,利用模型插补TP的日过程浓度后建立了TP通量计算公式,分析了三峡水库TP浓度时空变化特征、通量变化及滞留效应.结果表明,不考虑区间小支流TP入汇影响, 2008～2012年,三峡入库TP浓度年际变化为0.196～0.290mg·L~(-1),年内TP浓度变化趋势呈"M"型,具有明显的双峰特性,三峡干流上游至下游TP浓度基本表现为沿程减小,部分年份清溪场断面TP浓度高于寸滩,该时段三峡年均入库TP通量和滞留率分别为8.23万t和49.76%. 2013～2016年,三峡年均入库TP通量和滞留率明显减小,分别为4.79万t和12.03%.     

紫色土小流域浅层井水中胶体颗粒的季节变化

胶体是多种污染物迁移进入地下水的主要载体.为探究地下水中胶体颗粒的长期动态变化及影响因素,对川中丘陵区紫色土小流域浅层井中胶体颗粒浓度及井水理化性质进行了1 a的原位观测.结果表明:浅层井水中胶体颗粒含量存在较强的季节变异(CV0.5),胶体颗粒质量浓度峰值可达到14.68 mg·L~(-1)(相应的数量浓度为1.34×109L~(-1)),出现在非雨季,由人为取水扰动所致.雨季中前期大雨产流的物理扰动能有效增加井水中胶体颗粒浓度,后期暴雨的促进作用不明显.井水化学性质(EC、Ca2+、Mg2+、DOC)是影响胶体颗粒浓度动态及存在形态最重要的因素.该地区作为饮用水源的浅层井在雨季中前期可能受到因增加的胶体颗粒输入而辅助迁移的农化物质(如农药、P等)对井水质量安全的威胁,建议加强该时段内降雨后井水中胶体及井水理化性质的监测.     

青海湖湖泊沉积物木质素AMS-~(14)C测年

对青海湖1A钻孔0—4 m不同深度共10个沉积物样品提取木质素,并进行AMS-~(14)C测年。结果显示,木质素的AMS-~(14)C年龄-深度曲线呈良好的线性关系,大于10μg碳量的木质素单体~(14)C年龄比1F孔同深度基于总有机碳(TOC)获得的~(14)C年龄平均偏年轻约110年,接近采用平均值概念分段线性回归确定的1F孔4.99 m以上碳库效应估算(126年)。这表明沉积物木质素AMS-~(14)C测年可有效减少老碳效应的影响;同时,1A与1F两个平行钻孔不同材料测年结果之间的良好对比,也佐证了基于沉积物TOC的~(14)C测年并采用平均值概念进行分段线性回归建立的青海湖湖泊沉积物年代框架的可靠性。     

颗粒活性炭的制备及其PSA分离CH4/N2的性能

以无烟煤为原料,煤焦油为黏结剂,采用预氧化-炭化-水蒸气活化法制备了变压吸附(PSA)分离甲烷/氮气(CH4/N2)用的颗粒活性炭( GAC).系统研究了炭化和活化制备条件对GAC的PSA分离效果的影响.结果表明,GAC分离CH4/N2是基于平衡分离效应.在炭化温度500～ 600℃,炭化时间1～3h,活化温度800～950℃,活化时间2～4h,水蒸气流速5～7 mL/min条件下制备的GAC能够将CH4/N2中的CH4体积分数较原料气提高20％以上;其中,在炭化温度600℃,炭化时间2.5h,活化温度900℃,活化时间2h,水蒸气流速5mL/min的条件下制备的GAC能够将CH4体积分数较原料气提高36.6％.     

论削减昭通城空气二氧化硫的技术发展方向

介绍了昭通城环境空气质量亟待改善的背景和污染状况,分析了造成昭通城环境空气污染的主要原因,通过对三种技术方案的比较,认为:褐煤气化工艺为削减SO2的技术发展方向.     

汇流阈值对提取叶尔羌河上游流域面积高程积分的影响

不同地貌单元,其汇流阈值的界定差异较大,而不同的汇流阈值直接影响河流长度、河网密度以及集水区面积的提取结果,因此,汇流阈值的界定是提取流域面积高程积分的关键.以叶尔羌河上游流域为研究对象,基于不同分辨率数字高程模型数据对叶尔羌河上游流域面积高程积分的提取结果,确定适宜分辨率的数字高程模型数据,探讨不同汇流阈值对叶尔羌河上游流域面积高程积分的影响.结果显示:(1)所选不同分辨率高程(DEM)数据提取的叶尔羌河上游流域面积高程积分的参数和空间分布特征变化较小,面积高程积分对数字高程数据的分辨率依赖性不强.(2)整体上,叶尔羌河上游流域面积高程积分最大值随汇流阈值的增大呈阶段性减小趋势,最小值呈阶段性增加趋势,均值呈波动状态,但逐渐趋于稳定.当汇流阈值为27000时,面积高程积分均值、最大值和最小值均趋于稳定,其可能是提取叶尔羌河上游流域面积高程积分的稳定阈值.     

林丹、毒死蜱对淡水藻类毒性效应的比较研究

有机氯和有机磷农药是全球应用最广泛的两大类农药,以有机氯农药林丹以及有机磷农药毒死蜱为研究对象,比较了它们对长江中下游常见的3种淡水藻类包括铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、普通小球藻(Chlorella vulgaris)和梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)的毒性效应。通过藻类生长抑制试验测定了林丹和毒死蜱对藻类的毒性效应,结果表明,林丹和毒死蜱对3种藻的生长存在不同程度的抑制效应,且质量浓度越高,抑制效应越强,其中低质量浓度的毒死蜱对铜绿微囊藻和普通小球藻具有一定的促进作用。实验还获得了两种农药对3种不同藻类的急慢性毒性数据,以96 h生物量计,林丹对铜绿微囊藻的EC50=442μg·L-1,LOEC=120μg·L-1,NOEC=60μg·L-1,MATC=85μg·L-1;对普通小球藻的EC50=524μg·L-1,LOEC=128μg·L-1,NOEC=61μg·L-1,MATC=88μg·L-1;对梅尼小环藻的EC50=11 849μg·L-1,LOEC=1 295μg·L-1,NOEC=406μg·L-1,MATC=725μg·L-1。毒死蜱对铜绿微囊藻的EC50=2 720μg·L-1,LOEC=1 026μg·L-1,NOEC=615μg·L-1,MATC=794μg·L-1;对普通小球藻的EC50=5 374μg·L-1,LOEC=1 978μg·L-1,NOEC=1 172μg·L-1,MATC=1 522μg·L-1;对梅尼小环藻的EC50=11 109μg·L-1,LOEC=2 792μg·L-1,NOEC=1 355μg·L-1,MATC=1 945μg·L-1。结果表明,林丹和毒死蜱对3种藻的生长存在不同程度的抑制效应。毒性数据显示相比于梅尼小环藻,铜绿微囊藻和普通小球藻对两种农药更为敏感。