气候变化背景下能源转型的地方战略——以德国、美国和日本为例

近年来,加快全球能源转型、实现绿色低碳发展已经成为国际社会的共同使命。在能源转型的进程中,能源结构由传统集中式逐步走向社区分散式,公民由被动接受能源决策向主动参与能源治理实践转变。德国、美国、日本在地方能源转型中根据地区特点衍生出能源合作社、地方型能源公司、公民电厂等发展模式,充分强调公民的参与权利,因地制宜地发挥地方政府的能源治理作用,实现了公民与地方政府在能源转型过程中的良性互动。三国地方政府享有充分的土地利用规划权、成熟的公民参与能源治理途径及多样化的跨域能源合作等经验,对我国地方推动能源转型、应对气候变化具有借鉴意义。     

短期放牧对半干旱草地生态系统CO_2和NO_2排放的影响

通过在北方农牧带半干旱草地生态系统(山西右玉)设置不放牧、轻度放牧、中度放牧和重度放牧4个不同强度的放牧实验,运用静态-暗箱法测定放牧第一年生长季的温室气体通量,研究不同放牧强度对该地区温室气体通量的影响。结果表明:(1)CO2和N2O在生长季表现出随着温度和水分变化的明显季节动态变化,但是与不放牧相比,第一年不同放牧强度对CO2和N2O排放速率没有显著影响;(2)放牧显著降低了土壤含水量(P0.05),中度放牧降低了土壤微生物生物量碳(MBC,P0.05),中度和重度放牧降低了土壤微生物生物量氮(MBN,P0.05);(3)CO2排放速率和土壤温度、土壤水分之间呈显著正相关关系,土壤温度、可溶性氮、微生物生物量氮以及CO2排放速率之间呈显著正相关关系。放牧增加了温度与CO2排放的相关性,但对N2O排放相反。(4)虽然放牧降低了土壤含水量,但是没有发现不同放牧强度间CO2和N2O排放的差异,说明短期内不同的放牧强度尚未对土壤微生物结构与功能造成显著影响,需要继续进行长期深入的研究,揭示放牧强度对温室气体通量的影响机制。     

淋滤水量对多环芳烃在土壤剖面中纵向迁移的影响研究

为了揭示淋滤作用对多环芳烃(PAHs)在土壤剖面中纵向迁移的影响,选取北京市昌平区一条具有代表性的土壤剖面作为实验样品,进行了PAHs土柱淋滤模拟研究。结果表明:经过淋滤作用后,淋滤水量不同的三个土柱(A1,A2,A3,淋滤水量依次增大)表层土中残留PAHs总量逐渐降低,但不同环数PAHs含量降低幅度存在较大的差别,低环数PAHs受影响程度更大;在淋滤水量相同的情况下,不同环数PAHs的含量均存在随土柱深度的增大而逐渐降低的趋势,但降低程度存在一定差别。由此推测,通过长期淋滤作用,表层土中的PAHs可以向深层土壤迁移,这些认识可以为深层土壤及浅层地下水的多环芳烃污染评价及保护提供合理的理论依据。     

匀强电场下分散相液滴聚结行为分析

基于Cahn-Hilliard方程的相场方法,通过流场和电场的耦合作用,建立了匀强电场下分散相液滴聚结行为模型,从微观角度研究液滴聚结过程中电场力规律和流场分布情况,探讨了液滴聚结过程的机理,采用数值模拟研究了电场强度、液滴直径和液滴间距对液滴聚结的影响。结果表明,电场强度越大,液滴直径越大,液滴间距越小,液滴聚结时间越短,为电脱盐中电聚结技术提供了理论基础。     

基于FERC模型的油品流淌火灾定量风险评估方法研究

为了评价油品储运过程中的流淌火灾风险,提出1种基于FERC模型的油品流淌火灾定量风险评估方法。以某汽油管道为例,分析大孔泄漏、中孔泄漏、小孔泄漏３种模式下流淌火各参数的动态变化过程,计算管道周边不同位置处的个人风险值。研究结果表明:流淌火燃烧面积的最大值随泄漏速率的增加而增大,对于给定的算例条件,大孔泄漏情景下的最大燃烧半径较小孔泄漏增大了18.4倍;相较小孔泄漏,大孔泄漏下安全距离增大了6.7倍;在距离泄漏点100 m的位置,小孔泄漏、中孔泄漏和大孔泄漏条件下的辐射热流密度值分别为0.13,1.34,8.02 kW/m2;距离泄漏点34 m处时,大孔泄漏已经占总个人风险的99%;在开展风险评价时,应着重分析大孔泄漏的情景。     

长输管道凹陷提压回圆评价方法

为了解决长输管道深凹陷所导致的清管器及内检测器难以通过的工程问题,基于局部提高管道内压可使凹陷回圆、深度减小以达到清管器或检测器可通过深度门槛值的思想,建立了内压作用下管道凹陷回圆过程非线性有限元模型;提出了管道凹陷回圆系数的定义;通过应力应变响应分析对凹陷回圆过程的安全性进行论证;对回圆系数的影响因素进行分析,探讨径厚比、管材、凹陷尺寸、初始内压、回圆压力等参数对回圆系数的影响;基于有限元计算算例,采用非线性回归的方法拟合了凹陷回圆系数工程计算公式。研究结果表明:在极限回圆压力工况下,凹陷回圆过程中管道未发生二次塑性损伤;误差分析显示拟合所得公式预测精度较好,可用于长输管道凹陷的回圆评价。     

大尺寸通风管网中障碍物对瓦斯爆炸冲击波传播特性影响的数值模拟

为了研究大尺寸通风管网中的瓦斯爆炸传播规律,采用数值模拟方法,针对具有不同障碍物数量的大尺寸通风管网模型,利用Fluent分析管网中各个监测点的超压变化曲线以及障碍物附近的速度矢量图,分析爆炸冲击波传播规律。研究结果表明:初期瓦斯爆炸后,障碍物的存在改变了通风管网内未燃瓦斯的积聚区域;高温和高压发生耦合作用,在氧气相对充足的进气管道中形成二次爆炸;障碍物与火焰波以及管网自身结构变化等多种因素形成复合作用,改变了通风管网内瓦斯爆炸冲击波的传播路径和叠加区域的位置;无障碍物时高压区域出现在进气管道中,有障碍物时高压区域出现在中部直管与斜管的交汇处附近,且数值相对较大。     

基于FLACS的化工园区公共管廊事故后果模拟

针对化工园区公共管廊的特点,利用FLACS软件对上海化学工业区内的公共管廊进行三维建模,在考虑风场、建筑物等因素影响的基础上,模拟了丙烯和氢气管道的介质泄漏扩散及爆炸事故,分析了特定场景中的可燃云团扩散过程、爆炸冲击波发展规律及后果严重程度。研究结果表明,丙烯和氢气管道发生泄漏后都可能引发气云爆炸,且通风状况越差、障碍物越多,爆炸冲击波的破坏作用越强。当管内介质为丙烯时,爆炸后果影响较轻;而管内介质为氢气时,爆炸会对周围建筑物和人员造成较大的破坏,且局部区域存在较高的爆炸超压值。模拟结果为公共管廊的规划布局、事故预防、安全管理等提供了理论指导。     

输气管道潜在影响半径计算公式优化

ASME B31.8S—2016《输气管道系统完整性管理》通过大量简化和假设,得出了基于管道管径与压力关系的输气管道潜在影响半径简化公式,在输气管道高后果区识别中得到广泛应用。通过对该简化公式进行分析,表明泄漏衰减因子的取值对潜在影响半径计算结果有着极大的影响,泄漏衰减因子随管径的增大而增大,但不随压力变化而变化,统一将泄漏衰减因子取为0.33,并不适用于大口径管道。最后通过对不同管径管道泄漏衰减因子进行计算,得到了不同管径管道的潜在影响半径计算公式。研究成果可为管道潜在影响半径的确定,尤其是大口径管道潜在影响半径的确定提供依据。     

基于模糊综合评价-集值统计法的大型商场外因火灾风险性分析

大型商场火灾发生的原因多种多样,且易造成严重的后果和恶劣的社会影响。为了提高大型商场火灾风险性等级并且为其评价研究提供一种更加合理的评价方法,采用将2级模糊综合评价与集值统计法相结合的模型对大型商场外因火灾的风险性进行评价。根据相关法律法规并借鉴已有研究成果,充分考虑外因火灾的特点(主要从消防设施及能力因素、消防安全管理因素、人员应急疏散因素3个方面进行分析),建立针对大型商场外因火灾的评价指标体系,其中二级指标包括3个,三级指标包括12个。利用集值统计法将评价指标的描述表示为一段区间值,进而确定各评价指标的权重,并对得出的权重进行可靠性分析,采用加权平均模型确定火灾风险性总的相对隶属度,并求出模糊特征向量;最后根据总得分确定火灾的风险性等级。利用该方法对沈阳某大型商场外因火灾危险性进行了评价分析,并与传统的评价方法(层次分析法)相对比,其评价结果都为"二级(好)",表明该方法的评价结果合理。同时分析得到了大型商场火灾防控的薄弱环节,并提出了相应的有效改进措施。