轻质高强多功能点阵夹层结构研究进展

根据材料类型和点阵结构,对点阵夹层结构进行了分类简述,并从静态、动态力学性能上,分析了各类点阵夹层结构的优缺点。简要叙述了设计过程中,综合考虑材料、结构以及功能等影响因素,针对不同使用工况的要求,可对各影响因素进行匹配设计,以实现传热特性、电磁波屏蔽特性、声学特性等不同的功能性需求。然后介绍了复合点阵夹层结构(嵌锁组装、模具热压成形、穿插编织)和金属点阵夹层结构(冲压成形、挤压线切割、拉伸网折叠、搭接拼装、熔模铸造以及增材制造)的主要制造工艺。最后提出如何将设计因子与多目标进行匹配及优化设计,是轻质高强点阵夹层结构的重点研究方向,轻质高强点阵夹层结构将朝多材料及多结构复合方向发展,开发新的制造工艺,提高费效比,是点阵夹层结构材料需解决的问题。     

湘江干流水环境质量演变特征及其关键因素定量识别

为科学有效地保护湘江流域水环境,定量识别湘江干流主要水质指标的驱动因素,该研究基于1990~2016年水质监测数据及沿岸永州 长沙五市社会经济发展指标,采用Mann-Kendall检验法分析湘江干流水环境演变趋势,通过逐步回归分析确定各地区各水质指标主要驱动因素。结果表明：湘江干流COD_Mn、Cd、As整体呈下降趋势,上游BOD₅呈下降趋势,上中游NH₃-N呈上升趋势,中游衡阳、株洲市重金属Cr⁶⁺呈上升趋势,衡阳市TP呈上升趋势,中下游BOD₅呈上升趋势;定量追溯各水质指标影响因素得出工业污染是湘江干流重金属As、Cr⁶⁺、Cd主要驱动因素,永衡株潭地区NH₃-N,衡阳市BOD₅、COD_Mn、TP及衡株潭地区BOD₅均以农业污染影响为主;发现产业结构调整对干流水环境有显著影响,建议在流域产业结构调整过程中加强转型升级。     

土地集约利用与生态效率的耦合协调发展研究

如何处理好土地集约利用与生态环境之间的关系,实现土地利用的经济、社会和生态三效益协调发展是新型城镇化建设中面临的一个重要问题。该文利用2005～2016年中国30个省、直辖市、自治区面板数据,通过全局主成分分析方法和超效率SBM模型对土地集约利用综合指数和生态效率进行测算,试图揭示土地集约利用与生态效率的耦合协调发展状况。结果表明：（1）土地集约利用水平呈逐步递增趋势,增长幅度表现为东部>中部>西部>东北地区;（2）生态效率逐年增加,增长幅度表现为东部>中部>西部>东北地区;（3）2016年,7个（23%）省市达到协调发展类,4个（14%）省市属于濒临失调类;19个（63%）省市属于失调衰退类。其中,上海和宁夏属于生态效率滞后型,其他省市均属于土地集约利用滞后型。此外,二者的耦合协调度有较明显的空间正相关性,但集聚程度逐渐减弱,空间分异愈加明显。     

江苏历史时期洪涝灾害时空分布特征

以江苏历史文献记录的洪涝灾害为研究对象,分析历史时期江苏地区洪涝灾害发生的时空差异性特征,探讨影响洪涝灾害时空差异性的原因。时间尺度上,历史时期江苏地区洪涝灾害明清时期多发,集中于夏秋季节,其影响因素有长时间异常降水、风暴潮以及厄尔尼诺事件等。空间尺度上,洪涝灾害多发生于太湖平原、里下河平原及沿江地区。唐宋时期,太湖平原、沿江地区是江苏省洪涝灾害最为集中的地区,明代以降苏北平原洪涝灾害更为集中,原因应该是宋代太湖平原人口激增,涸湖造田破坏了太湖东泄水道,明清后泄洪能力得到提升,长江口的演变则使得沿江地区潮灾逐渐减少,而里下河平原因为黄河夺淮入海,导致泥沙沉降,水流不畅,成为洪涝走廊。     

长江经济带用水量时空差异的驱动效应研究——基于生产和生活视角

分解长江经济带生产用水量、生活用水量时空差异的驱动效应,有利于用水总量控制目标的顺利实现。采用LMDI(Logarithmic Mean Divisia Index)方法,兼顾生产用水和生活用水,将用水总量时空差异分解为生产强度效应、产业结构效应、经济规模效应、生活强度效应和人口规模效应。结果显示:生产用水量是长江经济带及各省份用水总量变化的主要来源,生活用水量对用水总量的促增作用也逐渐增强;生产强度效应、产业结构效应是抑制用水总量增加的主要和次要因素,而经济规模效应、生活强度效应是促进用水总量增加的主要和次要因素,人口规模效应对用水总量的促增作用相对较弱;农业、工业经济增长都促进了用水总量增加,尤其是农业,农业、工业用水强度普遍下降及农业增加值所占比重下降,都促进了用水总量下降;生产用水量是各省份用水总量空间差异的主要来源,各省份用水总量与江苏、重庆空间差异的驱动因素存在差异性。因此,各省份应该贯彻落实高质量发展、转变经济增长方式,重点开展生产环节节水、兼顾生活环节,继续降低产业用水强度、优化升级产业结构,加强生活用水定额管理、提高节水意识,各省份可以以江苏、重庆为参考对象,依据用水总量空间差异驱动因素,充分挖掘可行的节水路径。     

嘉陵江有毒鱼类的分布研究

为了丰富人们对有毒鱼类的认知,结合8年的调查数据和已有资料对嘉陵江中有毒鱼类的种类、分布和食性进行研究。研究结果发现:在嘉陵江中有毒鱼类共计18种,隶属于4目6科17属,随着分类水平的变化(从目、科、属到种),有毒鱼类在不同分类级别下所占的比例逐渐降低。嘉陵江有毒鱼类中仅圆口铜鱼(Coreius guichenoti)和鳜(Siniperca chuatsi)分布于中下游,其余16种有毒鱼类分布于整个嘉陵江干流。Jaccard’s相似性分析表明各江段有毒鱼类分布的相似性极高,卡方(χ~2)检验结果显示各江段有毒鱼类分布无显著性差异(p0.05)。嘉陵江分布的有毒鱼类共4类,包括卵毒鱼类2种,血清毒鱼类1种,胆毒鱼类9种以及刺毒鱼类7种,其中鲇(Silurus asotus)既属于卵毒鱼类也属于刺毒鱼类,胆毒鱼类全部来源于鲤科鱼类,暂没有发现皮肤黏液毒鱼类。这18种有毒鱼类共包含7种食性类型,主要以杂食性和肉食性类型为主,分别占有毒鱼类种类数的38.89%和33.33%。通过本研究可知,有毒鱼类在嘉陵江中分布广泛,有毒鱼类种类和类别较多。该研究促进了人们对嘉陵江有毒鱼类相关知识的了解,为进一步研究嘉陵江有毒鱼类奠定了基础。     

小尺度上蜜蜂传粉服务与耕地利用集约水平之间权衡关系研究

传粉作为重要的生态系统服务之一,对维持野生植物群落和粮食生产至关重要。近年来随着全球农业投入迅速增加,耕地利用集约化程度大幅提高,昆虫传粉能力受到严重影响。由于全世界约2/3的主要粮食作物依赖传粉服务,因此传粉服务的下降将威胁着全球粮食安全。然而,传粉服务与耕地利用集约水平的相互关系有待在全球各地区进行进一步验证,尤其在中国这种农业大国。以鄱阳湖滨湖区典型村落为研究对象,基于高精度土地利用数据、传粉蜜蜂生物物理数据、区域社会经济以及实地调研数据,采用InVEST模型、GIS分析工具、数理统计和回归分析方法。定量揭示小尺度上耕地集约利用与蜜蜂传粉服务之间的权衡关系。结果显示:(1)研究村落2000年和2013年蜜蜂传粉服务丰度平均值分别为0. 127和0. 108,期间下降幅度为15. 50%。总体上,研究村落蜜蜂传粉服务有较明显的削弱。(2)受退耕还林、退田还湖以及耕地撂荒等因素的综合影响,研究村落耕地利用区域减少了37. 66 hm~2,约占村落土地总面积的13. 55%。但由于农药、化肥、机械以及劳动力等投入的增加,该村各耕地利用类型的集约度分值均有大幅度提高,增幅均高达2倍以上。(3)耕地利用集约度变化与蜜蜂传粉服务变化回归系数为-0. 164,两者呈负相关关系,也即两者之间存在此消彼长的权衡关系。研究村落耕地利用集约度的提高削弱了蜜蜂传粉服务功能。     

赤水河流域土地利用结构对氮素输出的影响

以赤水河流域为研究对象,根据Landsat8 OLI卫星影像获取流域土地利用现状,利用ArcGIS的水文、空间分析模块提取22个子流域,分析子流域不同形态氮(TN、NO_3~--N、NH_4~+-N)的输出特征及其与土地利用结构之间的关系。结果表明:赤水河各子流域TN、NO_3~--N、NH_4~+-N浓度范围分别为1. 27～4. 13、1. 14～3. 97、0. 01～0. 35 mg/L。TN和NO_3~--N与流域内耕地、灌草的相关系数分别为0. 663 (p 0. 01)、0. 538 (p 0. 05)和0. 631(p0. 01)、0. 530(p0. 05),TN、NO_3~--N、NH_4~+-N与流域内耕地、灌草浓度表现为显著正相关,流域内耕地、灌草对TN、NO_3~--N输出均表现为显著的"氮源"作用。NH_4~+-N的相关系数为-0. 558(p 0. 01),耕地对NH_4~+-N输出起显著"氮汇"作用。TN、 NO_3~--N与林地的相关系数为-0. 673 (p 0. 01)、-0. 652(p0. 01),林地对TN、NO_3~--N输出起到了显著的"氮汇"作用。NH_4~+-N与林地的相关系数为0. 435(p0. 05),林地对NH_4~+-N的输出起"氮源"作用。各子流域的分析结果表明,流域受土地利用结构带来的面源污染影响显著。     

长江经济带城市黑臭水体空间分布格局及影响因子

满足人民群众对优美生态环境的需要是建设美丽中国的核心要务,而城市黑臭水体是危害城市居民生产生活和身心健康的重要污染源。该研究以长江经济带城市黑臭水体为研究对象,综合运用GIS技术与地理探测器方法,识别其空间特征及分布规律,探究不同因子对黑臭水体空间格局的影响差异并提出整治建议。研究表明:(1)长江经济带城市黑臭水体空间分布呈凝聚型分布,且空间分异较为明显。核密度表现为多单核中心独立、次级中心带状及零星分布特征。(2)黑臭水体重心位置处在湖北和湖南省中部城市区域,其系统具有明显无标度区,分形特征显著,空间结构复杂性强。(3)不同类型黑臭水体均属正值空间相关性,呈"上游冷、中下游热"的冷热点区差异格局。(4)空间结构的地理探测影响因素在全域范围内贡献力不明显,分区影响因子匹配凸出。工业废水排放量、居民生活用水量、排水管道长度等是显著影响因素。建议应从严守生态规矩、建立黑臭水体治理体制机制、完善识别评定技术标准体系、创新实践整治、丰富理论研究等方面推进城市黑臭水体治理和消除。     

超深井径向钻孔钛合金管转向阻力计算及安全评估

为了解决塔河油田6 000 m及以上深井径向钻孔作业时管柱强度低、无法很好地传递钻压等问题,提出利用修井机和油管、钛合金管进行径向钻孔工艺,并通过数值模拟的方法优选有矫直段的单向弯曲转向轨道,研究轨道转向半径、钛合金管外径及壁厚、轨道与管柱间隙对钻进能力的影响,其次,通过正交试验方法,对上述参数进行敏感度分析并进行参数优选。结果表明:轨道转向半径及间隙与转向阻力呈反比关系,而钛合金管外径以及壁厚与其呈正比。因此,推荐钛合金管与转向器轨道的组合参数为:轨道转向半径为600 mm,转向角度为30°,钛合金管外径为25 mm,壁厚为2 mm,钛合金管与转向器轨道的间隙为4 mm。