火灾科学研究的方法与领域浅探

文章针对火灾科学的特点,提出了火灾科学研究的领域,并对其研究方法进行了探讨,同时对加强学科交流与国际合作提出了建议。     

集输管线安全管理与应急系统的研究

安全管理与应急已成为当前社会的一个重要研究热点,为了使集输管线的安全管理与应急更直观更高效,通过研究地理信息系统（GIS）空间分析技术、事故演化动态过程模拟等技术,基于应急过程驱动,开发建立了集输管线安全管理与应急系统。该系统主要研究集输管线的安全管理以及泄漏事故应急处置流程的数字化,包括公众安全防护、快速预测预警、后果模拟、应急通知及人员疏散等功能,研究表明,该系统能为集输管线安全管理和应急决策提供重要的手段。     

低山丘陵区土壤硒、镉空间分异对土地利用景观特征的响应

为明确低山丘陵区土地利用景观特征和景观格局对土壤硒(Se)、镉(Cd)含量空间分异的影响.以重庆市江津区为研究区,采集和测定了247件表层土壤样品,将研究区划分为3519个1 km×1 km网格单元,再基于30 m土地利用数据测算了每个网格单元土地利用景观特征指数和景观格局指数,并运用冗余分析(RDA)和双变量空间自相关(Moran’s I),定量探讨了景观格局对表土Se、Cd含量分异的影响.结果表明：(1)江津区表土Se(0.36 mg·kg^-1,算术均值,下同)、Cd(0.27 mg·kg^-1)含量高于渝西地区土壤背景值,但表土Cd含量略低于全国农用地风险筛选值.(2)林地表土Se含量(0.43 mg·kg^-1)显著高于耕地(0.34 mg·kg^-1),而水田(0.29 mg·kg^-1)、旱地(0.27 mg·kg^-1)土壤Cd含量高于林地(0.25 mg·kg^-1).(3)受成土母质影响,空间上林地景观聚集度与土壤Se含量呈负相...     

环境风作用下船舶甲板庚烷油池火下游气体温度分布特性

船舶甲板常处于海上有风环境,发生火灾后难以预测火灾态势的发展,将对船上人员的生命和财产安全构成巨大的威胁,因此开展有风环境下船舶甲板火灾研究十分必要。以船舶甲板上发生庚烷油池火灾为例,运用FDS数值模拟软件建立环境风作用下船舶甲板油池火模型,分析不同风速和火源功率下船舶甲板近壁面气体温度分布特性。结果表明：有风环境下,火源下游甲板近壁面气体温度分布可划分为3个阶段,并对应存在两个温升峰值点;第二温升峰值点下游气体温度随着与火源距离的增加呈现指数衰减的趋势,继而结合量纲分析,建立了无量纲温升与无量纲距离的相关关系模型。     

降水过量氘指示的北极冬季海冰消融及水汽变化

在全球变暖背景下,持续减少的海冰正在通过降水和蒸发改变着北极水循环。降水同位素及其过量氘参数（d）作为水循环示踪剂对北极水文气候变化研究具有重要帮助,但由于观测资料匮乏,目前有关北极水循环的同位素示踪研究鲜有报道。本文以冬季海冰主要消融区——巴伦支—格陵兰海（BGS）为例,调查了BGS冬季降水d值与海冰和大气环流的关系。结果表明：BGS降水d值与海冰范围呈显著正相关,而与巴伦支—喀拉海（BKS）反气旋指数呈显著负相关。BGS降水d主要受海冰变化导致的局地蒸发控制,当海冰减少时,局地蒸发水汽增加,贡献了更多低d的降水。增强的BKS反气旋通过绝热下沉增温和向极的水热输送,加强了BGS海冰消融与局地蒸发,降低了降水d值;而较低纬地区输送水汽以高的d值为特征,其对BGS降水的直接贡献有限。该项研究从同位素的视角厘清了局地蒸发与较低纬地区水汽输送对北极降水的相对重要性,不仅有助于理解海冰减少对北极水循环的影响,也对北极古气候重建具有重要启示。     

海拉尔盆地地下水铀的分布特征及富集规律

通过采集海拉尔盆地地表水样品12件,地下水样品67件,运用Durov图、等值线图和铀形态计算理论,结合数理统计方法,分析研究区域地下水铀的分布特征和赋存形态,结果表明:海拉尔盆地赫尔洪德凹陷地区主要为HCO₃-Ca·Na型,蹉岗隆起、乌尔逊凹陷和贝尔凹陷地区主要为Cl-Na型和HCO₃-Na型,巴彦山隆起地区主要为HCO₃-Na型,红旗牧场和新宝力格凹陷主要为Cl-Na型.研究区域铀的分布范围为17~425μg/L,平均值为80μg/L,标准偏差为70μg/L,引发了区域地源性地下水铀污染问题.地下水中以UO₂(CO₃)₃^4-和UO₂(CO₃)₂^2-的主要形式存在,与Eh表现的氧化还原环境具有一致性,其中呼伦贝尔湖东南部属于地下水铀成矿有利区域.潜在铀成矿范围属于重碳酸铀酰占优势的HCO₃型含铀地下水,铀酰碳酸盐复合物应占主导地位,铀的溶解与HCO₃^-的增加有关,地下水中的铀存在参与碳酸盐岩和硫酸盐岩的混合溶滤作用的可能性,UO₂(CO₃)₃^4-、UO₂(CO₃)₂^2-、U₄O₉和沥青铀矿等处于饱和状态,总Fe和(Ca²⁺+Mg²⁺)浓度较低,各种水化学指标对铀富集具有指示意义,因此可将其视为潜在铀源的参考依据.     

乘用车不锈钢装饰条耐蚀性能研究

采用化学分析、金相分析、盐雾试验方法研究了市场上几款车型不锈钢装饰条的化学成分、金相组织和耐蚀性能。试验结果显示,SUS430MA BA5和SUS436L耐大气腐蚀性能良好,是理想的装饰条材料,SUS430因含C量高,且不含稳定化元素Nb和Ti,耐蚀性差,不适合用做装饰条。     

滇池外海北岸封闭水域控养水葫芦对水质的影响

在滇池外海北岸污染严重的0.25 km2封闭性蓝藻治理试验示范区内控养水葫芦,以削减富营养化水体内源氮(N)、磷(P)等污染物,探讨有效改善湖泊水质的生物治理措施.6月底按9.30 kg m-2投放水葫芦种苗,控养面积2.51hm2,示范区水面覆盖度为10%.结果显示:水葫芦放养后生长迅速,特别是在7-9月份,最大生长速率达37 2.7 g m-2 d-1;整个植株干物质平均N、P含量分别为23.22 g kg-1和5.03 g kg-1,每t鲜重水葫芦吸收1.63 kg N、0.35 kg P,通过水葫芦种养示范工程,直接由示范工程水域吸收带走N 1.15 t、P 0.25 t;水葫芦生长期间(7-12月),种养区较对照区水体DO、SD和p H均有下降;水葫芦根系具有较好的吸附拦截浮游藻类效果,致使种养区水体TN、TP和CODMn浓度显著高于对照区(P<0.05),并与水体Chl-a浓度显著正相关(P<0.05);水葫芦采收后并未引起二次污染,水质无恶化趋势.综上认为,规模化控养水葫芦可显著削减水体N、P等内源污染负荷,同时对浮游藻类吸附拦截效果明显,可将其滞留于特定水域,又能吸收利用藻类衰亡释放到水体的污染物,减轻外部空白水域水质恶化的压力.     

基于AHP-PSO的滇池流域生态补偿标准评估

通过AHP（层次分析法）在决策目标、影响指标及评估方案3层要素之间,选取湖泊环境、社会因素及经济因素3个维度的25个基层指标,建立了湖泊生态补偿标准评估指标体系。采用MATLAB软件编写了2个程序,分别用于求解初始评分矩阵、计算评估方案权重和辅助PSO（粒子群优化算法）修正指标体系中不满足一致性要求的初始评分矩阵、优化层次分析结果。经计算,生态系统服务价值理论与污染治理费用法的权重分别为38.16%、61.84%。选用生态系统服务价值理论与污染治理费用法两种评估方案,并结合市场价值法、成果参照法、影子工程法、Vollenweider模型及完全混合模型,通过实证研究检验评估标准的合理性。计算得出滇池流域的生态补偿标准总额为32.630 2亿元/a,流域内单位面积的生态补偿标准为5 207元/（a·hm²）。     

基于PCA-BBO-SVM的尾矿坝变形预测模型与性能验证研究*

为准确预测尾矿坝变形趋势,通过主成分分析法（PCA）对尾矿坝变形影响因子进行优选,基于生物地理学优化算法（BBO）对支持向量机（SVM）参数进行寻优,建立PCA-BBO-SVM尾矿坝变形预测模型,并以杨家湾尾矿坝为例对模型性能进行验证。研究结果表明:PCA-BBO-SVM模型在4个测点的RMSE为0.139 6,0.274 2,0.317 0,0.530 6;MAE为0.112 5,0.213 5,0.269 0,0.412 9;MAPE为0.525 0%,0.692 3%,2.621 2%,1.311 2%;预测精度及对局部波动的预测能力均高于BP、GS-SVM、GA-SVM和PSO-SVM模型,研究结果可为尾矿坝变形预测提供模型支撑。