HRT对ABR处理低浓度废水的效果和颗粒污泥特征的影响

采用效果检测、粒度分布与分形等方法,研究了ABR处理低浓度废水时水力停留时间(HRT)对其运行状况和颗粒污泥特征的影响.结果表明,随着HRT从24 h逐渐缩短到5 h,反应器保持了较高的有机物去除效果,运行稳定阶段的COD去除率多在90%以上,主要承担COD去除的格室由反应器的前2格逐渐过渡到中间3格室;反应器后面格室颗粒污泥的MLSS值随着HRT的缩短总体也呈增加趋势,MLVSS/MLSS值先降低后升高,前3个格室的MLVSS/MLSS值高于后2个格室的趋势越来越明显.分形维数和粒度的变化表明,HRT为24 h和18 h时,ABR中颗粒污泥呈现表面光滑、结构密实和粒径逐渐增大的特点;HRT为12 h和8 h时,形成大而中空、表面相对不规则的疏松颗粒污泥; HRT为5 h时,水力扰动破碎、筛分以及微生物修补作用的综合影响导致颗粒污泥粒径减小、表面光滑、结构密实.在同一HRT下,ABR不同格室中颗粒污泥D1和D2呈现出相反的变化趋势,显示了沿着ABR格室,颗粒污泥表面变得光滑时对应的结构比较密实的特征.     

聚合氯化铁-腐殖酸(PFC-HA)絮体的粒度和分形维数的动态变化

通过采集PFC-HA絮体的单个样品和拍摄它们的二维图像,研究了在不同混凝条件下絮体的粒度和分形维数的变化.结果表明,原水pH的下降滞后了PFC-HA絮体的出现.原水pH≥7.0时,随着投药量的增加,PFC-HA絮体的分形维数D2(lgA-lgdL)和D3(lgV1-lgdL)随之降低,表明絮体的结构越来越疏松;而原水pH=5.0时,PFC-HA絮体的分形维数存在波动.在PFC的最佳投药量时,水力条件的优化可以提高HA的去除效果,但随着原水pH的下降,HA去除效果的提高程度也随之减小.在最佳水力条件下,PFC-HA絮体的粒度为数百微米,其分形维数值较大,表明絮体的结构较为密实.此外,PFC-HA絮体的粒度分布具有(类)分形特征,最佳水力条件下正的D.值表明絮体的粒度分布趋向平稳.在整个混凝搅拌过程中,PFC-HA絮体的分形维数的变化是与混凝的溶液化学条件、搅拌时间和分形维数类型有关,其D2具有先上升后下降的趋势,这一过程中絮体结构先趋向密实,然后趋向疏松.而且慢速搅拌过程中絮体的尺度也是先增加后下降.     

二氧化碳致裂对煤岩孔隙表面分形特征影响实验研究

为了探究二氧化碳致裂对贵州高瓦斯低渗透煤层的孔隙致裂增透作用,提出了应用低温氮吸附与FHH模型相结合的方法,分析致裂前后煤样的微观孔隙特征变化,并将分形维数与孔隙特征参数结合。研究结果表明:二氧化碳致裂对煤的孔隙具有明显的作用效果,致裂后煤岩体中微孔含量、比表面积减少,而孔容、平均孔直径增加;致裂作用会使煤的分形维数减小,孔隙表面受致裂效果会趋于光滑;受二氧化碳致裂作用,分形维数的大小与平均孔直径、孔容和吸附量等存在负相关关系,与比表面积、微孔含量等呈正相关关系。     

基于分形理论的徐州城市空间结构演变研究

基于迭代原理的城市形态分形研究方法,运用分形维数（相关维数、半径维数、膨胀维数）和标度曲线,定量分析了徐州城市空间结构演变规律。结果表明：分形维数可以定量揭示城市用地的空间分布和空间组织结构,标度曲线可以定量揭示不同空间尺度下各类用地的标度行为,二者相互结合可以更好地测度城市空间结构演变的规律;徐州城市居住用地、工业用地、交通用地空间分布的均质程度在逐渐增强,但公共设施用地空间分布的均质性较差;随着城市的扩张,居住用地和工业用地表现出显著的外迁趋势,市中心区的商服功能则进一步加强,城市由市中心向外围逐渐形成明显的“公共设施用地 居住用地 工业用地”布局的圈层结构,并在城市外围形成新的商服中心;与居住用地和公共设施用地相比,工业用地边界形态复杂,稳定性较差。     

基于聚集分形的江苏省区域旅游空间结构差异分析

旅游系统空间结构是旅游地理学的重要研究方面,而其空间结构差异研究有助于揭示旅游系统的地域分异规律,并为优化旅游空间系统提供理论依据。以江苏省13个地级市国家2A级以上旅游景点为研究对象,运用分形方法对2001年和2010年的空间结构进行聚集维数的测算与分析。结果表明：（1）时间尺度上表现为苏南地区旅游景点的发展模式由点状向面状扩展,空间尺度上表现为从苏北到苏南由点状发展模式向面状发展模式转变;（2）各个城市的旅游景区（点）具有聚集分形特征,且存在3种不同的类型,在相同类型中的各个城市旅游景区（点）聚集维数值在不同区间的变化也存在差异;（3）空间结构上表现为密度从中心旅游景点向周围腹地衰减的规律     

洞庭湖区景观镶嵌结构和分形特征研究

利用1980、1990、2000年三期TM影像,应用遥感、地理信息系统技术和景观生态学相结合的方法研究了洞庭湖区景观镶嵌体的结构和形态特征。结果表明：洞庭湖区景观格局与动态特征以耕地、水域、居住建设用地变动为主;各种景观类型的分维数各不相同,分维数的大小依次是：耕地﹤未利用地﹤建设用地﹤水域﹤林地﹤草地,其中建设用地的分维数最接近于1.5,处于最不稳定状态,草地和林地分维数年际波动不大,处于最稳定的状态,耕地随着时间的推移,分维数不断降低;同一种景观类型的分维数在不同地貌条件下也存在差异,其中耕地、水域和居住建设用地的分维数随海拔增加呈增加趋势,草地和林地的变化则表现为相反,这种差异反映了地貌、地势、区位条件和人类活动对于同一景观类型的斑块形态的影响。     

汉水流域城市空间分布的分形研究及优化举措

流域空间结构研究是空间结构理论研究的深化,是基于具体区域类型的空间结构理论研究尝试。而流域城市空间结构是流域空间结构的重要组成部分。以汉水流域为例,对其城市规模结构、空间分布进行了研究,得出：城市体系比较完整,但城市首位度大,规模结构失衡;城市密度较大,空间分布很不均衡;城市分布的轴向特征明显。接着用差异度（表征城市等级规模的分形参数）和关联维数（刻画城市空间分布的分形参数）进行了验证,最后对优化城市群体结构提出了几点建议：强化武汉一级中心城市的龙头作用;构建襄（樊）十（堰）南（阳）成长三角;积极发展地方性中心城市;加快区域空间结构轴的建设。     

水系分形特征对流域径流特性的影响——以赣江中上游流域为例

以赣江流域中上游的8个水文站点所控制的流域为研究对象，以水系分形维数为指标来描述流域水系特征，以Hurst指数为指标来描述流域径流序列复杂性，研究两者之间的关系，并分析流域水系特征、水系变迁对流域旱涝灾害的影响。研究表明，流域水系分维数越高，水系越复杂，其径流深序列Hurst指数则越高，其径流过程则越简单，反之亦然。径流序列的复杂程度在一定程度上可以反映出洪涝干旱灾害发生的可能性，径流越复杂，则洪涝干旱灾害发生可能性越高。因此，一般来说水系分维越高，水系越复杂，则洪涝干旱灾害发生的可能性也就越低。各流域水系分维与径流深序列的关系，可以在一定程度上说明水系变迁对洪涝干旱灾害的影响：在气温、降水、地形、植被等要素变化不大的情况下，水系、河网消亡将增加洪涝灾害和干旱灾害发生的可能性。     

分形维数在洪水分期的应用

分数阶积分是分形理论的一个重要分支,应用分数阶积分进行时间序列维数估计,其精度比box维数、量规法等方法高。在此方法的基础上,以金沙江上游石鼓站42年的流量数据为研究对象,对流量散点序列进行了分形分析,在初步证明洪峰散点序列是一种分形的前提下,将分数阶积分应用到洪水分期上,通过估算的维数确定洪水分期原则并定量划分了洪水的分期时间,论证了洪水分期的合理性,并将分数阶积分估算维数法与容量维数法进行比较。对比传统洪水分期方法,分形维数分期结果较为客观,受经验和人为影响较小,但是容量维数方法需要选择大量的洪峰点,分析计算的工作量很大,而分数阶积分具有运算方便、结果准确等优点,而且建立的分形函数关系方便进一步分析研究。〖     

“红三角”地区城镇体系结构分形研究

分形维数是刻画城镇体系结构的有效参数。将“红三角”地区分成韶关、郴州、赣州三个城镇体系,分别测算各个城镇体系的Hausdorff维数、空间关联维数及牛鸦维数比、随机集聚维数。测算结果表明:①赣州、郴州两市的中等位序城市较多,人口分布比较均衡,而韶关市城镇体系等级规模差异明显,人口分布差异程度较大,韶关市区人口规模大,具有较强的垄断性;②各城镇体系中的城镇有集中到某一地理线上的趋势,具有轴线特征,同时整个地区的交通网络比较完善,整体通达性好,但城镇体系空间关联程度不够紧密;③各城镇体系空间分布呈现集聚性特征。最后对“红三角”地区城镇体系建设提出了发展次级中心城镇、加强区域空间结构轴建设、适当调整行政区划和加快交通基础设施建设的建议。