紫色土小流域不同土地利用类型的土壤氮素时空分异特征

以紫色土区12.10 km²的万安小流域为研究区域,于2011年4月(旱季)和8月(雨季)小麦和玉米收获期共采集552个表层土壤(0~15 cm)样品,利用传统统计学和地统计学相结合的方法对流域土壤全氮和硝态氮的时空变异特征进行研究.结果表明,不同土地利用类型土壤全氮含量差异显著,并呈以下顺序:水旱轮作田>林地>旱地;同一土地利用类型旱季、雨季土壤全氮含量不存在显著差异.其中,4月和8月林地、旱地、水旱轮作田土壤全氮含量分别为1.16、0.90、1.21 g·kg^-1和1.13、0.94、1.29 g·kg^-1.但旱季和雨季土壤硝态氮含量差异显著,其中,4月和8月林地、旱地、水旱轮作田硝态氮含量分别为12.08、24.22、31.22 mg·kg^-1和3.98、11.18、2.27 mg·kg^-1,表现出土壤硝态氮旱季累积、雨季流失的特点;受到内部因素和外部因素共同作用,旱地、水旱轮作田土壤全氮空间分布具有中等空间相关性,而林地土壤全氮的强烈空间相关性主要受到内部因素的影响.本研究分析了紫色土区不同土地利用类型条件下的流域土壤氮素的时空变异特征,将会为流域土地资源管理和环境修复提供较好的科学依据.     

可靠性强化试验在暴露产品故障中的应用

以某型号产品的可靠性强化试验为例,介绍了可靠性强化试验在显露产品潜在故障及薄弱环节中的应用。以试验中出现的软硬件故障分析来介绍强化试验中如何通过暴露缺陷来提高产品可靠性,以及强化试验在暴露软件故障中的应用。     

复杂地下硐室群核事故钚气溶胶扩散行为研究

涉核地下硐室群核事故产生的钚气溶胶威胁核设施的长期运营安全,现有关于封闭空间内的钚气溶胶扩散行为研究主要涉及简单硐室,而未涉及复杂地下硐室群,复杂地下硐室群核事故钚气溶胶扩散行为尚未得到充分揭示。首先对核事故钚气溶胶源项进行分析,讨论了钚气溶胶颗粒产生的方式和粒径分布特征,给出了硐室内钚气溶胶初始浓度的估算方法;然后通过分析钚气溶胶颗粒的空气动力学行为,给出了适合于描述钚气溶胶颗粒在硐室内传输的本构模型,建立了地下硐室群内钚气溶胶扩散行为模拟方法;最后以某复杂地下硐室群为例,采用Ventsim软件对两种释放场景(缓慢释放和剧烈释放)、不同释放位置条件下钚气溶胶的扩散行为进行了数值模拟,并对硐室群核事故应对措施展开了讨论。结果表明：钚气溶胶在硐室群内的扩散行为主要受核泄漏方式、核泄漏位置、钚气溶胶颗粒粒径以及通风系统的影响,通过合理规划硐室群布局、通风风路、防核泄漏措施等,可有效降低核污染扩散的风险。该研究结果对于地下硐室群核安全设计、核应急处理与核扩散风险管控等措施的制定具有一定的参考价值。     

基于注意力机制优化的LSTM河流溶解氧预测模型研究

溶解氧(DO)是水体中的重要水质指标,构建数据驱动模型,实现对溶解氧的准确预测,将为水环境管理提供科学有效的技术手段. 考虑到溶解氧序列数据非线性强、非平稳性突出的特点,提出一种基于双阶段注意力权重优化机制的长短时记忆网络(long short-term memory, LSTM)的河流溶解氧预测模型(DAIW-LSTM模型),该模型的编码器包含双阶段权重优化的空间注意力机制,而解码器包含双阶段权重优化的时间注意力机制. 将该模型应用于流溪河流域白云李溪坝、流溪河山庄、从化街口等水质监测站溶解氧日均值预测的研究,开展了该模型与DA-LSTM、LSTM、Bi-LSTM等基线模型的预测效果对比分析,探讨了特征权重优化机制及上游站点水质数据输入对模型预测性能的影响. 结果表明:①通过与基线模型的预测效果对比,验证了DAIW-LSTM模型的精准性,其对白云李溪坝站溶解氧预测的对称平均绝对百分比误差(SMAPE)、平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)分别为0.075、0.611、0.712,在所有模型中最优. ②对于新的注意力权重优化机制,第二阶段会对第一阶段的初步权重进行优化修正;针对pH、电导率、水温、气温等影响溶解氧预测的重要特征,DAIW-LSTM模型会自适应调整其权重在时间序列上的分布,从而提高该模型的预测精度. ③加入上游水质特征的输入影响,通过9个组合试验对比可知,DAIW-LSTM模型仍然为表现最佳的模型,该系列组合试验也证明上游站点及其特征变量选取的重要性. 研究显示,注意力权重优化机制的引入使得该模型相较其他基线模型展现出更好的适用性和精准性,可为地表水水质预测研究提供新思路.      

加热对有机-重金属复合污染土壤影响研究

该文考察了加热温度和加热时间对废旧电器拆解场地的有机-重金属复合污染土壤有机污染物浓度、重金属浸出浓度、重金属弱酸提取态含量和土壤理化性质的影响。加热温度试验结果表明,300℃以上加热6 h后,土壤有机污染物含量均达到建设用地第一类用地要求,但镉和镍的浸出浓度均超过了地下水Ⅳ类水质标准。400℃以上加热6 h后,土壤重金属浸出浓度均达到地下水Ⅳ类水质标准,但土壤理化性质变化较大,综合考虑加热温度对土壤污染物含量和理化性质的影响,300℃是最佳的加热温度。300℃下加热时间试验结果表明,随着加热时间的增加,镉和镍的浸出浓度逐渐下降,但加热至18 h后,镉的浸出浓度依然超标,而土壤理化性质变化较大,综合考虑加热时间对土壤理化性质影响,300℃下的加热时间需要控制在12 h以内。后续根据需要再结合固化/稳定化技术处理可使土壤满足使用要求。     

中国住宅室内BTEX浓度水平及其影响因素

2016年12月～2017年12月在全国5个气候区的223户民用住宅中进行不同季节入户,对空气中污染物采样,并对苯系物(苯、甲苯、二甲苯和乙苯)浓度进行分析.苯、甲苯、二甲苯和乙苯的算术平均浓度分别为6. 78、17. 4、17. 68和9. 87μg·m~(-3).相比其他国家室内苯系物浓度,中国室内苯系物浓度稍高;我国相关标准对于室内苯系物浓度的标准限值远高于其他国家和组织的标准限值.在众多影响室内苯系物浓度的因素中,主要分析了装修完工时间、吸烟和做饭频率与苯系物浓度的相关性.结果表明,室内苯系物浓度仅在装修后2 a内有明显地降低;与装修完工时间呈不显著的负相关关系;装修程度一致时,吸烟和不吸烟家庭中室内苯系物浓度无显著性差异,但吸烟时散发的苯可能更易于以三手烟的形式存在室内,长期室内苯的贡献率大于甲苯;做饭时产生的挥发性有机物主要是烷烃和醛酮类,而房间中苯系物浓度与做饭频率的相关性不大.     

低含液输气管道内积液特性研究现状及展望

管道的湿气输送过程是典型的低持液率气液两相流工况。从湿气输送过程积液形成的机理出发,分析了流体性质、输送条件、管道结构3类参数对积液形成的影响规律,结果表明管道倾角、管径、气液比是积液形成的主要影响因素。回顾了理论模型的发展历程并对比分析了不同模型的精确性,阐述了各稳态和瞬态模拟软件的适用范围和优缺点,介绍了超声波等无损检测技术在流型识别和积液高度检测领域的应用现状,进而分析了3种方法各自存在的不足,展望了未来的研究方向可以从多起伏大倾角粗管径室内实验工况、高精度可视化多相流模拟器以及高精度易操作非介入式检测技术开展,为集输管线的积液消除和管线长周期安全运行发挥关键支撑作用。     

液化天然气装卸泄漏扩散模拟研究

针对目前国内LNG槽车装卸采用万向旋转接卸臂+法兰盘接头进行LNG装卸作业,可能出现泄漏的位置为法兰盘接头和万向旋转接头情况,利用有限元仿真软件对LNG装卸时万向旋转接头密封完全失效进行模拟,计算得到泄漏量为1.507 t/h;并针对某接收站采用PHAST软件模拟计算法兰接头全脱、局部破裂及万向旋转接头密封意外失效工况下,LNG泄漏扩散情况,分析得到泄漏孔径、泄漏时间、天气条件对于形成可燃气云尺寸及扩散范围的影响情况,法兰接头完全脱开时泄漏形成气云的最大距离和最大面积为万向旋转接头密封失效泄漏时的12倍和1 000倍。LNG槽车装卸采用法兰盘接头,LNG泄漏可燃气云覆盖面积大,存在巨大爆炸风险,应开展LNG低温干式接头研究,避免LNG装卸接头泄漏爆炸事故发生。     

利用H+浓度变化控制含Cl-的氨氮废水的电解时间

采用电化学间接氧化法处理含Cl^-的中高浓度氨氮废水,针对不同浓度的氨氮废水的电解时间的控制,提出利用废水的H⁺浓度变化控制氨氮废水实际处理时间.从理论计算及对模拟和实际氨氮废水进行电解分析发现：当废水氨氮还没有完全降解时,每一个NH₄⁺降解的过程中会生成一个H⁺,c（H⁺）随着时间线性上升;当氨氮刚好完全降解时,c（H⁺）达到最大值;此后继续电解且废水pH＜7时,电解过程形成的OH^-会持续消耗H⁺,c（H⁺）随着时间线性下降.利用pH计实时监测废水的pH值,通过程控信号转换器进行c（H⁺）与pH值的换算,将pH值信号转化为c（H⁺）信号,可提高决策的准确性和灵敏度.