汶川地震重灾区泥石流灾损土地利用及生态修复模式——以北川县都坝河小流域为例

汶川地震诱发了大量泥石流灾害,灾损土地利用和生态修复是灾区产业重建面临的重要课题。以北川县都坝河小流域为研究对象,通过调查灾损土地禀赋、灾害特征、土地需求,采取多因素耦合和关键因子限制分析法,探讨灾害胁迫条件下的经济活动与生态修复之间的互馈作用,结果表明：（1）流域新增土地供给源主要为泥石流灾损土地,土地资源化利用受灾害、聚落和产业结构控制;（2）灾损土地根据成因划分为沟口堆积型、沟道冲淤型以及岸坡侵蚀型,三者的肥力、安全性及交通条件等特征具有显著差异;（3）基于“因灾分区、耕地优先、产业共建、美居造景”的原则,建立了灾损土地的利用方式和生态修复模式,并选取杨家沟进行验证,沟域灾损土地利用方式为生态林地、产业林地及优质耕地,分别占比28.5%、56.3%、15.2%,生态修复措施主要为提高土地安全度、提升植被覆盖率和增强水保功能。该研究建立的震区土地利用和生态修复模式可有力协调人地矛盾、发展绿色经济和提升人居环境。     

星形线电除尘器内EHD流动与粒子行为数值模拟

为了研究星形线电除尘器内电流体动力学（EHD）流动与荷电粒子运动行为及两者间相互作用,构建了线板式电除尘器（ESP）内关于EHD和带电粒子运动学的耦合数值模型.该模型采用有限体积法离散求解电场方程和空间电荷方程,在拉格朗日法下建立带电粒子运动方程,并与FLUENT湍流模型进行耦合.利用这一模型,对3种电场风速下星形线电除尘器内流动形态与粒子运动行为进行了细致模拟,并分析了二次流动对气流、粒子浓度分布的影响.结果表明,星形线电除尘通道内二次流动对流动形态和粒子浓度分布存在显著作用.随电场风速的降低,这一作用将越明显.EHD流动对细小荷电粒子运动的影响更为显著.二次流动产生涡旋并作用于主流来影响粒子运动行为.收尘板面的涡旋挤压粒子流远离壁面向流动中心运动,放电极下游的涡旋则促进粒子流向收尘板壁面靠近.此外,由于捕集通道中强二次流的存在,Deutsch计算式对除尘效率、特别是对于亚微米粒子捕集效率的计算并不准确.     

油脂对红壤结构性质与水流运动特征的影响

本文通过室内灌水入渗试验,研究了灌溉水油脂浓度（0,1.0,3.0和10.0g/L）、灌水频率（1d1次,2d1次,4d1次）和灌溉模式（纯清水灌溉,纯含油脂灌溉水灌溉,含油脂灌溉水-清水交替灌溉）对受灌土壤结构性质与水流运动特征的影响.结果显示,随灌水进入到受灌土壤中的油脂主要集中在优先流通道中快速运动,优先流湿润锋处的土壤油脂浓度较高且不受灌溉水中油脂浓度的影响,表明即便是采用较低油脂浓度的灌溉水灌溉,依然对地下水系统存在较高的污染风险;高频率、低定额的含油脂灌溉水灌溉有利于进入到受灌土壤中的油脂向深层土壤运动,使得斥水性土层厚度增大,从而导致入渗水流运动的不确定性及地下水系统的污染风险均增大;油脂对受灌土壤团聚体的再团聚作用只有在其浓度较高时才能形成,含油脂灌溉水-清水交替灌溉因降低了受灌土壤的油脂浓度反而导致土壤团聚体分散和破碎.研究成果对再生水和原污水农田灌溉制度设计具有参考价值.     

中国乘用车塑料的动态物质流分析

结合行业信息并基于动态物质流模型,本文对1950~2050年间中国乘用车塑料流量与存量进行了历史测算与情景分析.历史测算表明：1950~2018年国内乘用车行业累计消耗了以聚丙烯（PP）、聚氨酯（PU）等为主的塑料3278万t,产生了337万t塑料废弃物;报废汽车拆解后的车用废塑料仅28%得到回收利用.针对未来情况,本文设计了乘用车保有量、单车塑料使用量两大关键因素下的不同情景组合.结果显示车用塑料存量及废塑料产生量将大幅增长,到2050年存量将达到0.7~2.7亿t,废塑料产生量将达到500~1600万t,汽车拆解和塑料再生等相关行业对此应充分关注.到2050年车用废塑料回收率若能提升至80%,将减少376万t/a的车用废塑料填埋或焚烧,显著减少环境风险.     

中国报废汽车中铂族金属回收潜力估算

基于Gompertz模型预测中国2018~2050年民用汽车的社会保有量;在此基础上,采用物质流分析方法估算得出我国汽车高峰报废年限大约为9a.然后,通过市场供给A模型预测我国2018~2025年汽车报废量,结果显示,我国汽车报废量到2025年将达到2535.05万辆,并且地理空间分布极不均衡.基于上述汽车报废量的时空分布,测算不同技术发展情景下废汽车三元催化剂中的铂族金属回收潜力和需求量.结果显示：如果按照当前催化剂消耗水平,全国铂族金属的需求量均在2019年达到峰值,铂钯铑分别达到4.57,65.70,7.92t,有望实现行业内闭环供应;如果以欧盟汽车尾气治理标准为目标,而现有汽车技术不发生根本变化,需求量将大幅增加,铂钯铑分别在2020年达到峰值85.01,109.38,8.37t,存在严重的供需矛盾.为此,建议在汽车生产者责任延伸制度中,关注废催化剂的回收和再生利用,以促进前端生产环节在不同技术选择中考虑稀贵金属的供给限制.     

双区静电除尘器的数值模拟研究

采用数模拟的方法研究了双区静电除尘器内流场分布、颗粒荷电及颗粒运动等难以直接测量的物理过程,构建了双区静电除尘过程完整的数值模型.采用泊松方程、电流连续性方程和匀强电场方程描述电场,采用N-S方程和雷诺应力标准湍流模型描述流场,采用拉格朗日法描述颗粒运动轨迹.通过截面风速与颗粒去除率的模拟值与实验值的对比,验证了数值模型在模拟内部流场和颗粒运动时的准确性.数值模拟结果表明：双区静电除尘器内部流场分布对入口风速的变化非常敏感;颗粒荷电方式占比由颗粒粒径决定;荷电区内颗粒向极板的趋近过程由流体曳力和电场力共同完成,收尘区内的趋近过程则由电场力主导;入口流速通过改变颗粒前进速度和内部流场形态来影响颗粒运动轨迹.     

上海市机动车污染实时排放预警系统设计与应用

研究上海市机动车污染的动态排放测算和网格化动态排放清单构建,在实时的交通数据和交通环境监测数据的基础上,结合交通模型、机动车排放清单模型等业务模型和算法,依托大数据存储、可视化和GIS等技术,开发了上海市机动车污染物实时排放预警系统,实现了上海市全市道路的机动车动态排放测算、交通环境政策实施情景模拟和网格化排放清单,更新频率为每30 min一次,包含PM、NOx、CO、SO2、VOCs等污染物和9种车型。系统建成后直接服务于首届中国国际进口博览会,为大气污染排放实时总量跟踪评估、污染源管控措施分析及监测成因分析等提供了有力的实时数据和技术支撑。     

Sulphate, Nitrogen and Base Cation Budgets at 21 Forested Catchments in Canada, the United States and Europe

To assess the concern over declining base cation levels in forest soils caused by acid deposition, input-output budgets (1990s average) for sulphate (SO₄), inorganic nitrogen (NO₃-N; NH₄-N), calcium (Ca), magnesium (Mg) and potassium (K) were synthesised for 21 forested catchments from 17 regions in Canada, the United States and Europe. Trend analysis was conducted on monthly ion concentrations in deposition and runoff when more than 9 years of data were available (14 regions, 17 sites). Annual average SO₄ deposition during the 1990s ranged between 7.3 and 28.4 kg ha⁻¹ per year, and inorganic nitrogen (N) deposition was between 2.8 and 13.8 kg ha⁻¹ per year, of which 41–67% was nitrate (NO₃-N). Over the period of record, SO₄ concentration in deposition decreased in 13/14 (13 out of 14 total) regions and SO₄ in runoff decreased at 14/17 catchments. In contrast, NO₃-N concentrations in deposition decreased in only 1/14 regions, while NH₄-N concentration patterns varied; increasing at 3/14 regions and decreasing at 2/14 regions. Nitrate concentrations in runoff decreased at 4/17 catchments and increased at only 1 site, whereas runoff levels of NH₄-N increased at 5/17 catchments. Decreasing trends in deposition were also recorded for Ca, Mg, and K at many of the catchments and on an equivalent basis, accounted for up to 131% (median 22%) of the decrease in acid anion deposition. Base cation concentrations in streams generally declined over time, with significant decreases in Ca, Mg and K occurring at 8, 9 and 7 of 17 sites respectively, which accounted for up to 133% (median 48%) of the decrease in acid anion concentration. Sulphate export exceeded input at 18/21 catchments, likely due to dry deposition and/or internal sources. The majority of N in deposition (31–100%; median 94%) was retained in the catchments, although there was a tendency for greater NO₃-N leaching at sites receiving higher (<7 kg ha^-1 per year) bulk inorganic N deposition. Mass balance calculations show that export of Ca and Mg in runoff exceeds input at all 21 catchments, but K export only exceeds input at 16/21 sites. Estimates of base cation weathering were available for 18 sites. When included in the mass balance calculation, Ca, Mg and K exports exceeded inputs at 14, 10 and 2 sites respectively. Annual Ca and Mg losses represent appreciable proportions of the current exchangeable soil Ca and Mg pools, although losses at some of the sites likely occur from weathering reactions beneath the rooting zone and there is considerable uncertainty associated with mineral weathering estimates. Critical loads for sulphur (S) and N, using a critical base cation to aluminium ratio of 10 in soil solution, are currently exceeded at 7 of the 18 sites with base cation weathering estimates. Despite reductions in SO₄ and H⁺ deposition, mass balance estimates indicate that acid deposition continues to acidify soils in many regions with losses of Ca and Mg of primary concern. The U.S. Government's right to retain a non-exclusive, royalty free licence in and to any copyright is acknowledged. The Canadian Crown reserves the right to retain a non-exclusive, royalty free licence in and to any copyright.     

曲面零件在拉深过程中内皱时刻及影响因素

进一步推导了曲面零件悬空区上的应力分布及临界失稳公式。然后通过计算机编程 ,求解了临界失稳方程 ,得到了拉深系数、相对锥顶半径、相对圆角半径、材料相对厚度与临界失稳时刻间的关系曲线 ,并对曲线变化的规律进行了分析。     

对熏烟扩散模式应用的探讨

工程上应用的大气污染物扩散模式中 ,熏烟模式由于其非定常性而与其他扩散模式有很大的区别。正确处理模式中各参数及变量的相互关系才能客观地反映污染物对环境影响的结果。本研究通过对熏烟模式的非定常性和各参数、变量相互关系的分析 ,提出了正确使用该模式的方法