面向对象的湖泊污染控制智能工程设计方法

针对传统湖泊污染治理在工程设计上存在的不足,在分析传统方法与面向对象的智能设计方法差异性的基础上,提出面向对象的智能设计方法的关键特征,即:对象视角、因果为基、集点成面、时空优化.以蓝藻控制为对象,基于垂向水动力扰动机和抽水除藻回灌技术,对蓝藻控制和水质改善的效果进行了面向对象的智能设计分析.主要的研究结论如下:传统的工程设计范式无法科学指导切实有效的湖泊污染工程设计与决策;在案例中,智能设计方法基于对象视角和定量因果分析,确定扰动机技术对于实现低到中等的水质改善目标(如在本试验水体中设置Chla浓度峰值控制目标为70μg·L-1)具有比抽水技术高得多的效率,但如果水质目标高于一定值(如在本试验水体中设置Chla浓度峰值控制目标>100μg·L-1)时,扰动机不能实现,抽水技术可以实现,但单独使用抽水技术成本太高;结合两种技术比单独使用其中一项都更有效率,且两种技术的定量规模控制对实际工程效益和成本具有显著影响.本研究显示了应用面向对象的智能设计方法的重要性与潜力,为促进湖泊污染的有效治理、有效改善湖泊水质以及相关决策提供一种新的方法学和思路.     

胶州湾围隔实验中溶解有机物三维荧光特征

利用三维荧光激发发射矩阵光谱法(EEMS),测定胶州湾围隔实验中不同营养盐条件下产生的溶解有机物的三维荧光特性.结果显示,浮游植物可产生类蛋白和类腐殖质荧光,类蛋白荧光峰由类酪氨酸(tyrosine-like)荧光峰和类色氨酸(tryptophan-like)荧光峰组成,主要位置为Ex_max/Em_max=270 nm/290～310 nm,Ex_max/Em_max=270～290 nm/320～350 nm的荧光峰强度比较弱;在Ex_max/Em_max=250～260 nm/380～480 nm(A峰)、Ex_max/Em_max=310～320 nm/380～420 nm(C峰)和Ex_max/Em_max=330～350 nm/420～480 nm(M峰)位置均出现零散的类腐殖质荧光峰,其中以A峰为主.类酪氨酸荧光强度明显高于类腐殖质荧光强度.浮游植物量降低时,类酪氨酸荧光强度与叶绿素a浓度呈明显的负相关.硅藻和甲藻产生的类酪氨酸和类色氨酸荧光强度之间具有较好的相关性,两者来源相似, 并且甲藻与硅藻相比能够产生更多的类蛋白荧光物质.不同环境下类腐殖质混合物的组分比例不同,甲藻生长环境下相对于硅藻具有较低的A/C比值.     

基于灰色关联度的集对分析方法在高层建筑火灾危险性评价中的应用

为了对某钢管厂高层建筑进行火灾风险评估,基于高层建筑的防火、灭火设计要求,从防火系统、灭火系统、安全疏散和消防安全管理四个方面构建了高层建筑火灾危险性指标评价体系,并运用层次分析法确定了各火灾危险性影响因子的权重。根据集对分析的联系度模型对高层建筑进行火灾危险性评估,确定其安全等级。结合灰色关联度理论对差异度与同一度、对立度两组数据进行计算比较,选取绝对关联度大的值作为差异度系数i的值,从而可以确定各组联系度的值。根据联系度最大值所属的安全等级,确定了高层建筑的火灾危险等级为一般安全,结果与实际情况相符。     

旅游城市环境规划优化方法与应用研究(Ⅱ)昆明旅游圈环境规划优化

将IFMOPOMTCE该模型应用于昆明市旅游圈旅游环境规划优化的实例当中,取得了较为成功的效果,并采用情景分析和交互式调整的方法制定出两种方案。通过比较分析确定出适合昆明旅游业持续发展的最优发展方案,为决策者提供了科学的决策依据,从而证明了该模型的实用性和可操作性。     

冻融交替处理下湿地土壤可溶性铁的动态变化研究

通过原位土柱模拟实验,对比研究了冻融交替下(-10℃冻结1d后5℃融化7d作为1个冻融周期,共5个周期,并以5℃恒温培养为对照)三江平原典型环形湿地土壤可溶性铁的动态变化.结果表明,冻融交替处理导致了环形湿地3种典型湿地土壤(毛苔草群落的腐殖质沼泽土、乌拉苔草群落的草甸沼泽土和小叶章群落的草甸白浆土)溶液中的pH和Eh在经过第1个冻融周期后大都先升高,而在后4个周期后再逐渐降低;在整个实验过程中冻融组的pH有84.4%低于对照,而Eh则有82.2%的高于对照;各土壤溶液中的可溶性铁都以Fe3+为主,而Fe3+的还原受到冻融交替处理的抑制,无论Fe2+、Fe3+或总铁(TFe)的含量大都低于对照,其中TFe从(1.25±0.16)mg·L-1减少到(0.62±0.08)mg·L-1;不同土类之间,腐殖质沼泽土的pH、Eh和可溶性铁含量变化趋势与草甸白浆土的变化趋势差异显著,处于过渡带的草甸沼泽土则在pH的变化趋势上更接近于草甸白浆土,而在Eh和可溶性铁含量的变化趋势上更接近于腐殖质沼泽土;各土类不同土层之间,冻融交替对湿地上层土壤的影响要小于深层土壤.     

热-力循环载荷下身管镀层裂纹扩展规律研究

目的研究身管镀层裂纹的扩展机理,提高身管寿命。方法针对身管镀层裂纹损伤,提出一种基于扩展有限元方法(XFEM)结合内聚力模型(CZM)的方法。建立热–力耦合的镀层身管有限元模型,通过间接耦合的方式,将温度场导入有限元模型,通过CZM本构模型来模拟其损伤失效行为。对镀层初始裂纹在热–力载荷下扩展到镀层/基体界面的情况进行仿真分析。结果在高温高压环境下,镀层初始裂纹扩展速度很快,在第1发射击完成后便扩展到基体结合面,初始裂纹扩展到镀层/基体界面时,裂纹尖端的存在使局部具有较大切应力,达到1180 MPa。在连续射击工况下,造成镀层结合面的开裂。结论在高温高压载荷下,镀层初始裂纹很快扩展到镀层/基体界面,且身管镀层承受的热应力是导致镀层开裂的重要因素。     

瓦埠湖流域庄墓镇农田土壤氮磷分布及流失风险评估

为揭示瓦埠湖流域庄墓镇农田土壤氮磷含量、分布及其流失风险状况,在该镇下辖的10个行政村,采集农田表层土壤样162份.在对不同形态氮、磷含量分析测试的基础上,采用氮磷指数法量化土壤氮磷流失风险,并以基于ArcGIS的Kriging插值技术,对全氮全磷含量、生物有效性氮磷含量及氮磷指数值进行空间插值模拟.结果表明,该镇土壤全氮含量平均值为1.67 g·kg-1,全磷为0.71 g·kg-1;生物有效性氮磷含量平均值分别为0.26 g·kg-1和0.33 g·kg-1,分别占全氮全磷含量的14.93%和47.30%.全氮含量较高的采样点主要散布在侯集村、杨湾村、刘浅村;全磷含量较高的采样点主要集中在侯集村、杨湾村、枣林村.整个庄墓镇土壤氮、磷指数平均值分别为2.11和2.13.10个行政村氮、磷总指数大小排序为:杨湾村>庄墓村>薛桥村>刘浅村>李庄村>金桥村>枣林村>张圩村>侯集村>徐岗村.总体上,庄墓镇土壤氮流失以中、低风险为主,高风险区仅零星出现在杨湾村局部地方;磷流失风险也以低风险为主,中等以上风险也主要集中在杨湾村.     

水位高程变化对湿地土壤微生物代谢功能的影响研究——以蚌湖为例

在淡水湖泊生态系统中,水位高程的变化会对整个生态系统产生重要的影响。本研究以鄱阳湖最具代表性的碟形湖——蚌湖为实验地点,研究了水位高程对于湖泊湿地土壤微生物代谢功能的影响。在实验中沿水位高程及植被带演替布设6个样地,利用Biolog-Eco技术探究不同水位高程样地土壤微生物群落代谢功能的多样性及分布规律。结果表明:随着样地水位高程的降低,土壤含水量逐渐升高,地表植被的覆盖率逐渐减少,土壤有机养分出现先减小后增大的趋势;而土壤微生物对碳源代谢活性随着高程的降低依次减弱,且优先利用的碳源种类和碳源利用率也有显著不同。通过dbRDA排序分析表明:土壤微生物群落功能多样性沿高程呈现区域性分布特征,相邻的两样地土壤微生物碳源代谢功能更为相近。影响湿地土壤微生物碳源代谢功能的主要因子为土壤含水量、土壤有机质含量、pH、NH_4-N和地表植被类型。本研究结果可为合理管理和保护鄱阳湖湿地生态系统提供科学的指导。     

中亚热带红壤区不同土地利用土壤田间持水量估测

田间持水量是衡量土壤保水性的重要指标,也是进行农田灌溉、作物水管理和水文模型的重要参数,但其测定繁琐而耗时,迫切需要一种简捷精确的估测方法。采集了50个来自稻田和旱地的1 m深原状土壤剖面样,然后基于土壤基本理化性质,利用多元逐步回归方法对土壤田间持水量进行模型预测。结果显示:(1)对于稻田土壤,田间持水量主要受容重和有机碳影响,而对于旱地则主要受土壤质地影响;(2)构建的田间持水量传递函数,对于稻田土壤预测精确度较高,调整的确定系数达到0.79,对于旱地则相对较弱。研究表明土地利用方式对田间持水量精确估测影响较大,利用土壤传递函数法对田间持水量的快速获取有一定参考价值。     

大通湖主要污染物浓度空间分布及其污染来源解析

为了解大通湖主要污染物TN、TP和NH3-N的空间分布特征及污染来源,于2017年9月对大通湖及周边河流进行采样分析。结果表明,大通湖周边入湖河流的ρ(TN)为0. 74～2. 18 mg/L,ρ(NH3-N)为0. 094～0. 874 mg/L,ρ(TP)为0. 02～0. 243 mg/L;湖体ρ(TN)为0. 82～1. 47 mg/L,呈现湖体中间低、四周高的特征,ρ(NH3-N)为0. 14～0. 42 mg/L,但整体差异较大,高值区主要在大通湖西南及东部,ρ(TP)为0. 160～0. 289 mg/L,水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类,TP为湖体的主要污染物,湖体的ρ(TP)变化呈现出从四周向中部增加的趋势,高值区主要集中在大通湖正南及湖心处;根据2016年大通湖区域污染源统计及入湖污染物计算,大通湖水环境的TP污染负荷大小排序为农田径流畜禽养殖生活污水工业污染网箱养鱼旅游服务。