大尺度障碍物与泄爆面对天然气内爆炸的协同作用规律研究

为阐释民用建筑内部大尺度物品与门窗等泄爆面对天然气爆炸灾害的协同作用机制,基于典型厨房空间布局及内部物品特征,借助计算流体动力学技术研究了不同泄爆面开启压力和不同大尺度障碍物体积阻塞率条件下天然气内爆炸火焰速度、爆炸超压的分布规律。研究结果表明:大尺度障碍物与泄爆面对室内天然气爆炸过程具有显著的协同作用,共同促进火焰速度与爆炸超压的显著增长,并缩短峰值超压到达时间;大尺度障碍物的存在虽然显著降低了室内天然气的体积,但从增加房间内湍流源和相对长径比的角度进一步促进了泄爆效应;大尺度障碍物与泄爆面协同作用下,室内火焰速度呈现明显的阶段性特征,并在泄爆面附近发生波动。研究结论可为民用建筑物内气体爆炸事故调查分析和灾害评估提供科学依据。     

羟胺强化Fenton反应降解水中氯酚

针对传统Fenton体系Fe（Ⅲ）累积和pH适用范围过窄等缺点,采用羟胺（HA）强化的HA-Fenton体系,以对氯苯酚（4-CP）为目标污染物进行降解实验,考察了Fe（Ⅱ）投加量、H2O2投加量、HA投加量和溶液pH等工艺条件对4-CP去除率的影响。实验结果表明：HA-Fenton体系适用于酸性和弱酸性条件,最佳pH范围为3.0~4.0;在溶液pH为3.0、Fe（Ⅱ）投加量为5.0 μmol/L、H2O2投加量为0.4 mmol/L、HA投加量为0.20 mmol/L的最适条件下,反应10 min, 4-CP去除率达64.25 %。     

Irrigation Water Allocation Using an Inexact Two‐Stage Quadratic Programming with Fuzzy Input under Climate Change

Agricultural irrigation accounts for nearly 70% of the total water use around the world. Uncertainties and climate change together exacerbate the complexity of optimal allocation of water resources for irrigation. An interval‐fuzzy two‐stage stochastic quadratic programming model is developed for determining the plans for water allocation for irrigation with maximum benefits. The model is shown to be applicable when inputs are expressed as discrete, fuzzy or random. In order to reflect the effect of marginal utility on benefit and cost, the model can also deal with nonlinearities in the objective function. Results from applying the model to a case study in the middle reaches of the Heihe River basin, China, show schemes for water allocation for irrigation of different crops in every month of the crop growth period under various flow levels are effective for achieving high economic benefits. Different climate change scenarios are used to analyze the impact of changing water requirement and water availability on irrigation water allocation. The proposed model can aid the decision maker in formulating desired irrigation water management policies in the wake of uncertainties and changing environment.     

三峡库区典型土壤酸碱缓冲性能及其影响因素研究

受酸沉降和化肥施用等外源性酸输入的影响,三峡库区土壤面临着严重的酸化威胁。通过选取三峡库区两种典型土壤(紫色土和黄壤)作为研究对象,采用酸碱滴定法对土壤酸碱缓冲性能及其影响因素进行了研究。结果表明:在一定的p H范围内,紫色土(p H 6.5~2.5、6.2~11.5)和黄壤(p H 5.6~2.8、5.5~10.7)的p H变化与外源性酸、碱加入量均呈线性相关关系。通过分段拟合获取的缓冲容量结果显示,紫色土酸、碱缓冲容量分别为101.3、34.6 mmol/kg;而黄壤酸、碱缓冲容量分别为105.3、38.0 mmol/kg。黄壤和紫色土主要受碳酸钙与阳离子交换的缓冲作用;缓冲体系及初始p H、机械组成等土壤理化性质的不同是导致库区典型土壤酸碱缓冲容量差异的主要原因,总体表现为黄壤酸、碱缓冲性能略优于紫色土。此外,由于近年来酸沉降和氮肥用量的增加,使得库区土壤面临的酸化威胁呈上升趋势。该结果对库区土壤环境容量和典型土壤酸化潜势等研究具有参考价值,还可为区域外源性酸临界值评估以及应对策略制定提供理论依据。     

基于GEV干旱指数和DFA方法的苏北地区季节性干旱研究

为分析近年来江苏省苏北地区季节性干旱灾害特征,利用苏北五市1989~2013年的逐月降水量资料,建立月降水量的广义极值分布函数,通过分析广义极值干旱指数(GEVI),研究苏北五市近25a的季节性干旱分布和干旱等级的时空变化特点。在此基础上,利用去趋势波动分析方法(DFA)对苏北五市月平均降水量的周期性规律进行研究。结果表明,苏北五市的月降水量均服从广义极值Fréchet概率分布,且具有从西北(徐州)地区向东南沿海(盐城)地区递增的空间分布特征,整体上属于干旱灾害频发的地区,且以轻旱为主且季节性特征明显。苏北五市的月降水量存在幂律相关性,即降水量具有较强的正长程相关性,因此,未来苏北地区干旱的总体趋势将与过去特征正相关。     

基于地面监测数据的2013~2015年长三角地区PM2.5时空特征

近年来,长三角地区灰霾天气持续增多,空气细颗粒物污染问题日益突出。基于2013年1月至2015年5月长三角地区及周边缓冲区内共214个空气质量监测站点PM_2.5逐时监测数据,运用普通克里金插值方法,从年、季、月尺度上分析了PM_2.5的空间分布格局和时间动态变化。结果表明:(1)2 a来,长三角地区PM_2.5浓度空间分布明显呈现整体北部高南部低,局部地区略有突出的分布特征;长三角地区PM_2.5浓度年均值为57.08μg/m³;其中,江苏省PM_2.5的年均值为三省市最高,为65.84μg/m³;其次为上海市,年均值为53.87μg/m³;浙江省PM_2.5的年均值较小,为51.53μg/m³。(2)从季节尺度分析,长三角地区PM_2.5浓度变化表现出冬春季高,夏秋季低的变化趋势;这与区域内冬季风向来源、降水稀少、气象扩散条件差有着密切的关系; (3)长三角地区月浓度变化大致呈U形分布; 12月份PM_2.5浓度最高; 3月份以后, PM_2.5浓度开始呈逐步下降趋势;在5~9月份,区域PM_2.5处于"U"字的谷底,其中6月份夏收时期秸秆焚烧、气象等因素导致PM_2.5浓度有略微升高;进入10月份后迅速攀升,且11、12月份呈现持续升高态势。     

洪泛区林地的开发对鱼类栖息地面积的影响模拟

洪泛区的开发利用,必然会导致洪泛区林地糙率的改变。河漫滩也是河流洪泛区的一部分。洪泛区糙率的减小,会使河水流速增大,从而减小鱼类可用栖息地面积。因此,在洪水发生时,为了给鱼类提供避险场所,保护有效栖息地面积,需研究洪泛区林地的开发对鱼类的影响。利用River 2D软件模拟在一定频率的洪水条件下,不同的河漫滩糙率对应的鱼类栖息地加权可用面积(WUA),分析了糙率的改变对河流鱼类栖息地的影响。结果表明:随着河漫滩糙率的降低,加权可用面积(WUA)逐渐减小,河漫滩范围内WUA的变化幅度比较大,河漫滩的特性对鱼类栖息地面积的影响很大。洪泛区植被的砍伐,会使鱼类栖息地面积减小。因此,应防止洪泛区的过度开发,保护河流生态环境。     

三峡蓄水前后宜昌–城陵矶水情多尺度变化特征分析

采用Morlet小波分解重构和频谱分析等方法,对宜昌、枝城、沙市、监利和城陵矶1997~2014年水位和流量及三峡水库2003~2014年入库、出库流量和库水位数据进行了统计分析,探究了各水文站在三峡建坝前后水情的变化特征及原因。结果表明:各观测站的水位和流量沿程递减,水位的年内波动处同一水平,研究河段内上游河段流量年内和年际变化比下游河段剧烈;各水文站水位和流量变化的显著周期为6.05、11.78、21.2、30.29和53个月,各水文站水位1 a周期变化幅度均在2 m以上,其他周期上的变化幅度为0.08~0.82 m;三峡水库蓄水活动对下游水文站水位和流量等水情的影响有限,主要反映在对水情趋势项的影响上,三峡大坝蓄水后,各水文站水位和流量受到一定程度影响,呈波动性递减变化。     

工业搬迁区绿化带土壤铜污染及其在植物体内的迁移

老工业搬迁区主要道路两旁绿化带土壤由于历经老工业企业的变迁和环境的污染破坏,可在一定程度上对这一地区环境的历史变迁及重金属污染状况起到指示作用。采集沈阳铁西老工业搬迁区绿化带土壤及其绿化乔木和灌木植株样品,分析土壤中铜的总量及生物有效态含量,同时分别分析了绿化乔木(8种)和绿化灌木(6种)植株根、枝条和叶片的含铜量。结果表明,搬迁区绿化带土壤中含铜量为29.14~166.95mg/kg,显著高于沈阳市土壤铜元素的背景值;土壤有效态铜为0.23~1.72mg/kg,达到中等水平(0.3~1.0mg/kg)的占采样点总数的70.0%。数据还显示,绿化乔木和灌木对铜的蓄积能力依品种不同差异显著,同种植物不同部位(根、枝条和叶片)对铜的富集能力不同;总体上,绿化乔木植株体内含铜量的分布规律为根叶片枝条或叶片根枝条,绿化灌木植株体内含铜量的分布规律为根叶片枝条。对铜蓄积能力较强的绿化乔木为榆叶梅(Amygdalus triloba Lindl.)、垂柳(Salix babylonica Linn.)、旱柳(Salix matsudana Koidz.)和银杏(Ginkgo biloba),对铜蓄积能力较强的绿化灌木为大叶女贞(Ligustrum lucidum Ait.)、小叶女贞(Ligustrum quihoui Carr.)和紫叶小檗(Berberis thunbergii cv.Atropurpurea)。     

移动床生物膜反应器—膜生物反应器深度处理模拟废水及工业园区综合废水

将移动床生物膜反应器(MBBR)与膜生物反应器(MBR)有机结合,研究了该MBBR—MBR串联系统在水力停留时间(HRT)为17.50、11.75h条件下的脱碳脱氮的效果以及对工业园区综合废水污染物的去除情况。结果表明:(1)MBBR—MBR串联系统脱碳脱氮的效果良好,HRT的改变对系统的去除效果有一定的影响,随着总HRT由17.50h变为11.75h,模拟废水中COD的去除效果降低,但氨氮、硝态氮和TN的去除效果基本不受影响。(2)MBBR—MBR串联系统处理印染工业园区综合废水也有较好的效果,当进水COD、氨氮分别为150~450、20~40mg/L时,出水COD、氨氮平均分别为53.1、1.8mg/L,MBBR—MBR串联系统对COD、氨氮的去除率平均分别为80.4%、93.1%,但系统对TN的去除效果不是很理想。