黄土高原能源富集区水—能源—粮食纽带系统安全时空耦合协调关系分析——以榆阳区为例

黄土高原能源富集区是我国重要的能源基地和粮食主产区,其水资源匮乏使区域水—能源—粮食纽带系统可持续发展面临严峻挑战。为研究黄土高原能源富集区能源、粮食与水资源之间协调发展状况,本研究以水—能源—粮食纽带系统安全为核心,通过构建水—能源—粮食纽带系统安全评价指标体系,采用TOPSIS模型和耦合协调度模型,分析了典型案例地榆林市及榆阳区水—能源—粮食纽带系统安全水平及其耦合协调关联特征。结果表明：从水—能源—粮食纽带系统耦合协调关系来看,榆林市各区县水—能源—粮食纽带系统耦合度整体较高且近年来呈现缓慢下降趋势,耦合协调度呈现“北高南低”格局且近年来表现出轻微下降趋势。从榆阳区层面来看,榆阳区水—能源—粮食纽带系统耦合度较高,耦合协调度呈现由中度协调向优质协调发展态势,水资源系统制约水—能源—粮食纽带系统安全发展,能源子系统波动性较强。为协调能源富集区水—能源—粮食纽带系统可持续发展,政府应健全跨部门协调机制,因地制宜、合理规划产业布局,同时构建节约高效的资源管理体系,提升资源使用效率。     

Study on the damage statistical strength criterion of backfill with crack under thermo-mechanical coupling

ABSTRACT

Aiming at backfill with crack under the thermo-mechanical (TM) coupling, the concepts of crack macro-damage, loading meso-damage, thermal meso-damage, and total damage of backfill were proposed. Based on the statistical damage theory, considering the coupling effects of temperature, load and initial crack, a damage evolution model of backfill with crack under TM coupling effects was established. Based on this, the strength criterion of backfill with crack considering the effects of thermal and mechanical coupling was constructed by multivariate function full differential method. The research shows that: (1) The theoretical curves of damage evolution model and strength criterion of backfill with crack under TM coupling are in good agreement with the test curves, which verifies the rationality of the model. (2) The initial thermal damage decreases first and then increases with increasing temperature, reaches a minimum value at 40°C, and generally shows a “V” -shaped distribution law. The coupling effect of temperature and crack aggravates the total damage of the backfill. (3) The strength criterion can reflect the relationship between the stress and strain of each limit state and the parameters of backfill with crack under different temperature conditions and can provide a certain reference for the evaluation of the stability of backfill with geological defects such as joints and crack in deep high temperature mines.     

干旱区生态系统耦合关系的特征分析

干旱区生态系统耦合关系的特征差异表现在水热状况、景观带谱、小气候效应以及人为活动等方面。在特定的区域上，经度、纬度、海拔以及下垫面的特征是决定系统耦合特征最为基本的要素；而自然地理要素的变化，则是区分和判定耦合关系及其类型的重要因素。依据自然地理学与景观生态学等学科的理论与方法，结合相关原则，对具有典型意义的MODS耦合关系——昆仑山一和田绿洲一塔克拉玛干沙漠系统，以及天山一阜康绿洲一古尔班通古特沙漠系统的耦合关系的特征进行了比较，并分析了MODS耦合关系的一般规律。     

人为活动影响下的生态系统反馈机制--塔里木河流域生态输水工程的效应分析

通过对塔里木河流域生态输水工程的效应分析,揭示了生态系统反馈机制的原理和特点,强调了负反馈机制的作用,即生态系统在受到外界影响或干扰后,通过一系列的自我调节功能来减轻这种干扰或影响的程度,并力图恢复到平衡或稳定状态.最后,探讨了生态系统反馈机制的作用和意义.     

生物扰动在水层-底栖界面耦合中的作用

综合评述了生物扰动在水层-底栖界面耦合中的作用研究进展和热点问题,并进行了展望。国际上十分重视水层-底栖界面耦合过程的研究并已有一定基础,生物扰动作为海洋生态学的重要内容之一早在20世纪50—60年代就已开展了工作,但直到10余年前才真正开始定量研究,进入了实验模拟、现场观测与建立模型相结合的新阶段。国内的生物扰动研究尚处于起步阶段,加上技术方法落后,一直未能取得突破性进展。目前国内外关于水层-底栖界面生物扰动效应研究基本上都在海洋中开展,尤其在河口、近岸和浅海水域进行,湖泊和河流研究明显薄弱。作为水生态动力学的重要分支和前沿领域,生物扰动研究具有广阔前景。急需针对我国水域特点,引进先进的现场观测和室内测试手段,进一步揭示水层-底栖界面耦合过程中的生物扰动机制,更精准和更详细地掌握水域中各种物质的生物地球化学循环的全过程,为控制水体内源污染释放、富营养化治理和生态建模等提供科学依据。     

磺胺与8-羟基喹啉重氮偶联反应的研究及应用

研究了磺胺 亚硝酸根 8 羟基喹啉的重氮偶联反应 ,利用其所形成的偶氮染料在 50 2nm处有最大吸收 ,建立了测定NO- 2 的新方法。在 0～ 1 .4mg/L范围内 ,亚硝酸根离子的浓度与吸光度有良好线性关系。检测限为 3 .7× 1 0 - 3mg/L ,表现摩尔吸收系数是 3 .4×1 0 4 L/mol·cm。     

基于脆弱性分析的隧道施工安全管理问题研究

隧道施工安全管理不仅要关注常规体系下的技术细节,更要注重安全管理系统本身脆弱性所带来的突变。从脆弱性的角度进行隧道施工安全管理系统自身薄弱环节的辨识和分析。首先基于系统脆弱性的内涵分析了隧道施工安全管理系统的组成要素及内外部扰动源,形成了隧道施工安全管理脆弱性的分析模式。随后,基于ISM方法剖析脆弱性因素间的耦合关系,将其划分为11个层级,从而构建了脆弱性评价的层级体系。最后,以山西吕梁某隧道施工项目为例,分析安全管理资料和两起安全事故,提出了该项目安全管理系统的脆弱性因素及有针对性的改进措施。ISM及案例分析结果表明,ISM方法有效实现了脆弱性因素的层级划分,脆弱性指标直接反映安全管理系统的薄弱点。通过脆弱性分析能够发掘隧道施工安全管理系统的薄弱环节,并为系统的动态持续优化提供决策依据。     

杂散电流下新型阻锈剂对混凝土中氯离子扩散的影响

目的探寻混凝土在杂散电流和氯离子耦合作用下的腐蚀规律,研究新型阻锈剂的阻锈性能。方法运用电通量法和RCM法,对20 V杂散电流作用下,混凝土的抗氯离子渗透性能进行表征,设置空白组对照实验,对添加阻锈剂后,混凝土的抗氯离子渗透性能进行效果评价。结果在杂散电流和氯离子的共同作用下,混凝土结构腐蚀的倾向将变大,并且会加速腐蚀反应的进行。混凝土结构在通电48 h后,其电通量高达5778.67 C。与空白组相比,添加阻锈剂混凝土试块的氯离子扩散系数下降45.62%。结论添加4%阻锈剂的混凝土试块有着较好的抵抗氯离子渗透的能力。     

乙醇型发酵过程优化及代谢调控分子机制

乙醇型发酵是3种主要厌氧产酸发酵类型之一.乙醇型发酵细菌具有高产氢效率、耐酸性、自凝集生长和发酵产物可直接被产甲烷利用等优势,因此被广泛关注和研究.近年来,在乙醇型发酵产氢过程优化和代谢途径研究方面取得了大量进展.本文对乙醇型发酵产氢反应器优化和运行控制、高效产氢细菌分离和代谢调控分子机制,以及耦合系统强化能源回收等研究进展进行了综述.此外,本文提出了乙醇型发酵的可持续高效产氢及代谢产物的定向回收梯级利用的思路,探讨了乙醇型发酵制氢技术的发展趋势和未来应用中存在的问题.     

山西资源型城市创新环境与产业结构转型空间耦合

通过构建耦合协调度模型,分析2003年和2016年山西资源型城市创新环境与产业结构转型的空间耦合关系。结果表明：不同优势的城市创新环境质量随着时间的推移均发生不同程度的变化,其中高水平创新环境骤降,中等水平稳步升高,而低水平创新环境并未实现突破性的提升;产业结构高级化指数均呈增大趋势,产业结构合理化指数较高且变化相对复杂;原创新环境与产业结构高级化、合理化耦合度指数均较高且均为高度耦合区,但随着时间的推移,大部分城市逐渐下降;协调发展度较低,整体始终表现为“南北中度失调、中间严重失调”的格局;大部分城市相对发展度指数逐渐上升,山西“南北”区域属于创新环境超前型或同步发展型,而“中间”区域主要为创新环境滞后型的格局并未发生显著变化。因此,应当充分依托城市创新环境或产业结构转型现有的优势,因地制宜地分类指导其资源型城市建设发展,从而实现创新环境与产业结构转型的并进协同发展。