近20年我国虚拟水、能消耗及耦合和需求预测

基于我国1997~2018年投入产出表及水资源和能源消耗数据,运用投入-产出模型计算了三大产业虚拟水、能的消耗量.在此基础上,通过构建虚拟水-虚拟能系统综合评价指标体系,对虚拟水、能系统发展状况进行了综合评价.与此同时,运用耦合协调度模型,测算了虚拟水、能系统的耦合协调水平.最后,利用指数平滑模型,预测了我国2022~2032年虚拟水、能消耗总量.结果表明：（1）近20年来,三大产业虚拟水、能消耗量均呈上升趋势,但第一、二产业的虚拟水、能消耗占比呈波动下降趋势,而第三产业的呈上升趋势,其中,GDP和第三产业完全用水（能耗）系数是影响我国虚拟水（能）消耗量的重要因素;（2）三大产业直接用水（能耗）系数、完全用水（能耗）系数呈下降趋势,水资源和能源利用效率不断提高;（3）通过间接消耗大量水资源和能源,第二、三产业的用水和能耗乘数较高,是“隐形”的高耗水、高耗能产业;（4）虚拟水-虚拟能系统处于高水平耦合,但仅达到初级协调发展阶段;（5）未来10年,我国虚拟水、能及实体能消耗量仍呈上升趋势,但实体水消耗量呈下降趋势.为此,应通过优化产业结构,提高产业链各环节水、能资源利用效率,改善消费结构,提升虚拟水-虚拟能系统耦合协调度,以缓解我国水资源和能源危机.     

球形高速混床螺旋导流布水装置研究

基于电厂球形高速混床周期制水量下降的问题,建立典型球形高速混床布水装置的三维模型,采用计算流体动力学(简称CFD)和流固耦合方法研究了穹形、波形挡板以及自研的螺旋导流布水装置在凝结水分布、流动特性以及流动载荷作用下产生的结构力学性能变化等。以速度标准偏差作为流体流动均匀性指标,以多孔板最大形变量作为抗变形指标。计算结果表明:在流量为200~700 t/h时,与穹形挡板和波形板结构相比,自研螺旋导流器布水装置布水均匀性提高了47.3%~59.3%,最大形变量下降了12.2%~27.2%,布水效果改善明显。     

建筑小区雨水花园空间布局对径流过程影响规律研究

为探究建筑小区雨水花园空间布局对径流过程的影响规律,采用耦合SWMM(暴雨洪水管理模型)管网模块和GAST模型(基于GPU加速技术的地表水动力数值模型)的一二维耦合水动力模型,并以西咸新区天福和园小区为例,模拟计算了实测降雨条件下的径流过程。以雨水花园为研究对象,分别在该小区上、中、下游布设雨水花园,模拟6种重现期,共18种典型工况下其对管网出口径流的调控效果。结果表明:该耦合模型可精确可靠地模拟城市管网排水及地表积涝过程,纳什效率系数为0.80和0.76,模拟结果较好;随着设计降雨重现期增加,径流总量控制率逐渐降低;在相同重现期下,将雨水花园布设于下游侧的径流总量控制率较布设于上游侧时提升了5.33~8.74百分点,提升效果较明显。可见,该研究结果可为优化建筑小区雨水花园空间布局提供参考。     

长江口有机碳的时空分异及耦合行为

依据2014年5月、11月于长江口及其邻近海域两个航次的综合环境调查,对颗粒态有机碳（POC）和溶解态有机碳（DOC）在长江口水域的迁移分布及相互转化进行分析。结果表明,长江口DOC和POC浓度整体都遵循南部高、北部低,近岸高、远岸低的分布规律。春季DOC贡献率为18.44%～71.50%,均值为（46.78±13.87）%;秋季为25.46%～84.97%,均值为（63.35±14.63）%。在近岸水域尤其是最大浑浊带（TMZ）附近以POC为主;近海区则以DOC为主,且表层DOC贡献高于底层。长江口水域有机碳物源复杂且主要为陆源输入贡献,底层海洋和三角洲来源的贡献更高。在长江口水域DOC和POC之间存在着形态比例转化,主要受盐度和悬浮颗粒物（TSM）动态变化的控制;当水体中TSM浓度大于98.41 mg/L时,长江口有机碳以颗粒态为主,反之则以溶解态为主。TMZ是有机碳浓度和形态转变的重要场所,POC在此发生沉降并矿化,强水动力导致的解吸和微生物的降解作用可能会促使其向DOC转化。     

智慧城市人地系统理论框架与科学问题

智能技术的快速发展，不仅为城市人地系统的监测与调控提供新的技术手段，更会对城市人地系统的要素结构、耦合关系及动态演进等产生深刻影响，探索并构建面向智慧城市的人地系统理论势在必行。从流空间、“人—技术—空间”一体化耦合、复杂韧性系统等方面探讨了智慧城市人地系统的理论基础，进而提出智慧城市人地系统的概念模型。面向未来，智慧城市人地系统研究需要聚焦要素时空耦合过程、要素构成及影响机理、建模方法与评价、综合调控与优化路径等内容。从智能技术带来的人类行为模式与活动变化、空间智能化、虚实关联等方面，提出智慧城市人地系统理论、方法创新与可持续调控的未来展望，以完善适应中国国情的智慧城市人地系统理论方法体系，支撑城市地理学创新及“智慧大脑”、数字孪生城市建设等现实需求。     

基于多因素耦合的航空运输系统脆弱性分析*

为分析航空运输系统脆弱性，提升航空运输系统安全水平。基于脆弱性理论，针对航空运输系统运行特点，提出航空运输系统脆弱性概念，并归纳分析航空运输系统安全影响因素；采用触发器原理建立基于航空运输系统脆弱性影响因素耦合的事故形成机理模型，选取1973—2019年的120起全球重大航空事故为数据基础，构建可量化航空运输系统脆弱性影响因素耦合关系的N-K模型。结果表明:影响航空运输系统耦合关系的关键因素为管理因素，有针对性地加强航空运输系统安全脆弱性关键耦合因素的管控，能更好地提高航空运输系统安全水平。     

等离子体活化水灭活金黄色葡萄球菌生物膜

利用大气压空气等离子体诱导生成的活化水(PAW)对金黄色葡萄球菌生物膜的失活效果和机制开展研究。采用菌落形成单位方法对生物膜失活效果进行了评价;采用刃天青荧光染色方法研究了细胞的新陈代谢能力;采用H_2-DCFDA荧光染色法检测了细胞内活性氧的浓度;采用分光光度法检测了活化水中具有代表性长寿命活性组分浓度。结果表明,60 min产生的活化水浸泡30 min后,菌落形成单位从10~(7.4)减少到10~(2.6);生物膜中约70%的细菌丧失了新陈代谢能力;活化水处理后,生物膜细菌胞内活性氧(ROS)的浓度有明显升高趋势;随着等离子体处理时间的延长,活性基团H_2O_2、NO_2~-、O_3的浓度均有不同幅度地提高。综合以上分析,等离子体活化水具有良好的灭菌效果,而且活化水中积累的大量活性基团与细胞内ROS协同作用可能是生物膜失活的主要原因。     

力磁效应下螺栓拉伸过程中磁信号检测试验

为探究高压设备在承压过程中法兰连接处螺栓受应力情况，基于力磁耦合效应，结合对螺栓拉伸过程中应力分布的有限元仿真，对螺栓进行了轴向拉伸过程中的应力检测，探究了螺纹连接不同位置的磁信号在拉伸过程的变化。试验结果表明:螺母前几扣处应力较大，后几扣处几乎没有应力集中；对螺栓六角头进行磁信号检测，发现六角头处应力集中不明显；对比42CrMo及35CrMo材料试样在相同拉伸及卸载载荷情况下的磁信号，反映了不同材料应力增大均可促进其磁信号发生变化；通过检测螺母有无铁磁性时螺栓拉伸过程中的磁信号，发现螺母所受压应力对磁信号变化影响较大。结果对工程应用磁信号检测金属法兰密封性具有指导性作用。     

长江经济带旅游资源开发强度与生态能力耦合协调关系研究

在国家生态文明战略的大背景下,探究旅游资源开发强度与生态能力的关系对实现旅游业可持续发展有重要意义.以长江经济带11个省市为例,根据2009～2018年统计数据,利用熵值、超效率DEA、耦合模型等研究方法深入探究旅游资源开发强度与生态能力二者关系及匹配程度,并利用GIS地理软件分析旅游资源开发强度与生态能力二者的耦合协调度空间差异性.研究发现:(1)长江经济带11个省市的旅游资源开发强度演化轨迹大体呈现"上升-下降-上升"的趋势,但在研究期间各省市旅游资源开发强度整体呈现增长态势.(2)长江经济带生态能力逐渐得到加强,其值从2009的0.692增长至2018年的1.169.(3)样本期间,旅游资源开发强度与生态能力属于极度耦合,两者存在强稳定强联系,且东部长三角板块协调度显著优于西部云贵板块协调度.长江经济带旅游资源开发强度与生态能力存在耦合协调关系,且旅游资源开发强度与生态能力二者交互发展处于高度匹配阶段,有利旅游产业可持续发展.