基于多孔环形喷嘴的可燃爆粉尘分散特征的密度效应研究*

为了研究不同密度的可燃爆粉尘在内置多孔环形喷嘴的20 L爆炸特性测试装置中的分散特征，基于负载粒子流方法、耦合DPM动量平衡方程和时间平均 Navier Stokes控制方程组，实现3种不同密度的煤粉、铝粉和锆粉在20 L爆炸测试装置中粉尘分散全过程的数值模拟。研究结果表明:多孔环形喷嘴的分散较为均匀，但是约束管道末端存在局部粉尘残留区，致使爆炸仓内真实粉尘浓度远低于形式浓度；爆炸仓中心位置的最大湍动能随着粉尘密度的增加而减小，只有显著地变化粉尘密度才能展示区分度较高的浓度峰值和抵达浓度峰值的时间。     

基于ACF-AMDF的气井环空液面回波特征提取方法

为了精确有效地提取声波法检测气井环空液位的回波周期，在分析环空中测试波的传播特征及基音周期检测的基础上，提出1种基于检测信号短时自相关函数(ACF)及平均幅度差函数(AMDF)的液面回波周期提取方法；利用自主搭建的室内模拟实验系统开展了不同初始环空压力下环空液位检测实验；对检测信号进行中心削波处理并计算ACF/AMDF，提取出液面回波周期并与理论计算值对比分析；同时分析了现场环空液位检测信号，提取其回波周期。研究结果表明:提出的新方法能有效地用于提取环空液面回波周期；室内实验中，该方法最大误差绝对值为1.54%；该方法能够有效抑制液面回波信号中的随机噪声及接箍反射波等，处理后的信号曲线在回波周期处峰值更加突出、集中，而在其他位置更加平滑，提高了对液面回波周期特征的辨识能力。     

模拟配水管网中管材和余氯对生物膜形成的影响

 以环状生物膜挂片反应器(BAR)模拟实际管网,研究了有氯、无氯2种原水情况下,镀锌钢、铸铁、不锈钢、PE、UPVC5种管材上细菌的生长规律.结果表明,单位面积最大细菌数,镀锌钢>铸铁>UPVC>不锈钢>PE;在无氯原水的试验中,达到单位面积最大细菌数所需天数,镀锌钢>(铸铁、不锈钢)>UPVC,PE管上细菌没有较大增加.加氯可控制镀锌钢、PE、UPVC上细菌的生长速度,此外,3种金属管材会发生锈蚀,引起水浊度、色度上升;PE是防止微生物在管壁生长最理想的管材;不锈钢则是值得选择的金属材料.     

Distribution characteristics of dissolved organic carbon in annular wetland soil-water solutions through soil profiles in the Sanjiang Plain, Northeast China

Overwhelming evidence reveals that concentrations of dissolved organic carbon （DOC） have increased in streams which brings negative environmental impacts. DOC in stream flow is mainly originated from soil-water solutions of watershed. Wetlands prove to be the most sensitive areas as an important DOC reserve between terrestrial and fluvial biogeosystems. This reported study was focused on the distribution characteristics and the controlling factors of DOC in soil-water solutions of annular wetland, i.e., a dishing wetland and a forest wetland together, in the Sanjiang Plain, Northeast China. The results indicate that DOC concentrations in soilwater solutions decreased and then increased with increasing soil depth in the annular wetland. In the upper soil layers of 0-10 cm and 10-20 cm, DOC concentrations in soil-water solutions linearly increased from edge to center of the annular wetland （R^2 = 0.3122 and R^2 = 0.443）. The distribution variations were intimately linked to DOC production and utilization and DOC transport processes in annular wetland soil-water solutions. The concentrations of total organic carbon （TOC）, total carbon （TC） and Fe（II）, DOC mobility and continuous vertical and lateral flow affectext the distribution variations of DOC in soil-water solutions. The correlation coefficients between DOC concentrations and TOC, TC and Fe（II） were 0.974, 0.813 and 0.753 respectively. These distribution characteristics suggested a systematic response of the distribution variations of DOC in annular wetland soil-water solutions to the geometry of closed depressions on a scale of small catchments. However, the DOC in soil pore water of the annular wetland may be the potential source of DOC to stream flow on watershed scale. These observations also implied the fragmentation of wetland landscape could bring the spatial-temporal variations of DOC distribution and exports, which would bring negative environmental impacts in watersheds of the Sanjiang Plain.     

长江中下游人工鱼礁水动力特性实验研究

受三峡蓄水的影响,长江中下游水文生态系统发生明显变化,导致四大家鱼产卵适宜度下降以及像中华鲟这类生殖洄游性鱼类鱼卵孵化率降低。建设人工鱼礁是缓解长江渔业资源衰退、保护长江物种多样性、保持长江渔业可持续发展的一项重要措施。基于水槽模型实验,以透空正六面体型人工鱼礁为研究对象,将鱼礁块体与护岸相结合铺设在河道岸坡上,构成鱼礁型生态护岸。通过对鱼礁型护岸周围水面线及水流流速等水力特性进行测量分析,得到了鱼礁型护岸的鱼类产卵场水力因子。结果表明:在长江中下游河道两岸铺设透空型人工鱼礁其周围水流流速可维持在0.84~1 m/s之间,处于四大家鱼产卵繁殖最适宜的流速范围内;且由于鱼礁的存在,使岸坡附近水流流速梯度增大并产生上升流及背涡流等一些复杂的水流流态,这些水力因素又刺激了四大家鱼的交配活动,增加鱼类的产卵量。     

水中苯挥发引起的热力学焓变过程

利用水槽试验对苯的挥发特性进行研究,在此基础上,通过数值计算探求苯在挥发过程中热力学因素焓的变化规律.结果表明,焓变的时空变化与浓度的时空变化密切相关.随挥发时间的增加,苯浓度下降,焓变的数值也越来越小;随水流下移,苯浓度峰值下移,焓变峰值的位置也不断下移;随着铅垂高度Y的增加,苯的扩散速度增大,焓变值不断减小;而在同一时刻,在宽度Z方向,焓变的数值曲线都呈阶梯性变化.     

洪水作用下汽车的起动流速研究

针对洪水作用下汽车的起动条件开展了一系列的研究:首先分析部分淹没状态下汽车的受力情况,结合滑动平衡的临界起动条件建立相关方程,导出了洪水中汽车起动流速公式;然后在室内水槽中对三款模型车进行了一系列的起动试验。试验结果表明:对于同一款模型车,平行于水流方向放置时,起动流速与水深的相关性较好;并且水深越大,起动流速越小。接着运用试验资料率定了起动流速公式中的相关参数。最后采用模型相似率及率定后的计算公式估算了原型车辆在不同水深下的起动流速,两种方法所得的结果较为接近,故预测结果较为可靠。     

堰槽式明渠废水流量监测数据有效性判别技术研究

针对缺少堰槽明渠废水流量监测数据有效性判别技术的现状，研究了计量检定期间对废水流量计的监督检查技术，设计了现场计量检定项目、流量计运行维护情况、生产工况的变化3个方面检查内容、8项检查指标，并分别提出了检查方法及检查结果的判定与处理，填补了中国废水流量自动数据有效性认定的技术空白，完善了废水流量监测的质控体系。开展的试点工作表明，该文提出废水流量计监督检查技术具有较好的实用性。     

Dissolved Oxygen and Nutrient Fluxes Across the Sediment–Water Interface of the Neckar River,Germany: In Situ Measurements and Simulations

A benthic in situ flume and a 1D biogeochemical sediment model to evaluate solute fluxes across the sediment–water interface have been developed. The flume was successfully used to determine oxygen and nutrient fluxes at various locations of the Neckar River in Germany. The experimental results were linked with vertical pore water concentration profiles and independently verified with the model. By combining experimental and model results we assessed the influence of dissolved oxygen concentrations in the water column and the availability of degradable organic matter on sediment oxygen demand. The results and the derived relations can be used to parameterize the sediment module of large scale water quality models, allowing one to assess the influence of sediment–water interactions on various aspects of river water quality. Moreover, the biogeochemical sediment model can help to improve the general understanding of the processes governing solute concentrations and fluxes in sediments and across their interfaces.     

水动力条件对湖泊水体磷素质量浓度的影响

以环形水槽为研究手段，利用其可控的流速及可模拟的无限长，解决了前人未解决的湖泊水体水动力难以真实模拟的难题，模拟研究了不同流速对湖泊(太湖)水体中磷素质量浓度的影响。研究表明，随着水体流速的变化，湖泊水体中TP质量浓度的变化呈现3个阶段，即下降期、上升期和突增期。从物理化学和泥沙起动理论两方面，结合水流对悬浮物和沉积物的作用，分析了各阶段产生的原因。文章认为下降期的产生是因为在低流速下，一部分磷被悬浮物的絮凝沉淀带走所引起；上升期的产生则是因为流速上升扰动沉积物，使其达到少量动状态所引起；突增期的产生则是因为流速导致了沉积物普遍动而产生的。在研究范围内，溶解性磷质量浓度与水体流速有着明显的正相关关系；而在低流速下，溶解性磷是TP的主要组成成分，其质量浓度的相对比例可高达87％。结合太湖的有关研究，文章认为这是水华现象产生的关键原因。