Predicting Periphyton Cover Frequency Distributions across New Zealand's Rivers

Regression models of mean and mean annual maximum (MAM) cover were derived for two categories of periphyton cover (filaments and mats) using 22 years of monthly monitoring data from 78 river sites across New Zealand. Explanatory variables were derived from observations of water quality variables, hydrology, shade, bed sediment grain size, temperature, and solar radiation. The root mean square errors of these models were large (75‐95% of the mean of the estimated values). The at‐site frequency distributions of periphyton cover were approximated by the exponential distribution, which has the mean cover as its single parameter. Independent predictions of cover distributions at all sites were calculated using the mean predicted by the regression model and the theoretical exponential distribution. The probability that cover exceeds specified thresholds and estimates of MAM cover, based on the predicted distributions, had large uncertainties (~80‐100%) at the site scale. However, predictions aggregated by classes of an environmental classification accurately predicted the proportion of sites for which cover exceeded nominated criteria in the classes. The models are useful for assessing broad‐scale patterns in periphyton cover and for estimating changes in cover with changes in nutrients, hydrological regime, and light.     

气泡尺寸对曝气池内气液两相流数值模拟的影响

为探索在曝气池气液两相流数值模拟中气泡尺寸对两相流流动特性的影响,采用大涡模拟和欧拉－拉格朗日方法建立了曝气池两相流数学模型.基于模型实验得到的工程上常用的微孔曝气盘的气泡尺寸分布,在数值模拟中设定了3种气泡尺寸分布方案,比较了不同的气泡尺寸设定方案对计算曝气池内水流流速和气含率等参数的影响.结果表明,气泡尺寸对水流流场具有较大的影响,而对气含率分布的影响在大部分区域不明显,只在气含率峰值附近影响较显著;使用多组气泡尺寸的设定方案可以提高计算结果的准确性,采用单组气泡尺寸时应尽量使其接近平均气泡直径.     

大尺度料斗卸料扬尘控制技术的研究与探讨

针对大尺度料斗在抓料斗、重载汽车等卸料过程中产生的扬尘问题,分别对单侧抽风式扬尘控制技术、多侧抽风式扬尘控制技术、单侧吹吸式扬尘控制技术和多侧吹吸式扬尘控制技术等扬尘控制技术的扬尘控制效果进行了探讨。另外,针对两边同时具有卸料点的大尺度料斗,在重载汽车卸料过程中产生的扬尘问题,提出了移动式扬尘控制技术对其扬尘进行控制;并结合具体实例对移动式扬尘控制技术的应用进行了介绍,同时指出了其使用过程中存在的问题。     

压裂钻孔孔壁破坏行为与注水流量相关性试验研究

为分析流量对水力压裂钻孔起裂特征的影响,开展了不同注水流量水力压裂实验,得到了煤体起裂过程的孔壁压缩应变-水压曲线。结果表明,流量的增大使破裂形态趋于复杂,表现在裂缝的数目及宽度会变多增大,而原煤则更易于沟通原生裂隙;对于无明显节理的配比型煤,随着注水流量增大,孔壁应变速率和起裂压力均增高;对于含明显节理的原煤,孔壁应变速率及起裂压力变化具有一致性,但与流量变化不一致,原煤内部的节理会影响试块起裂行为,降低钻孔内能量积聚速率和煤体破裂强度。研究成果对于揭示钻孔起裂行为具有重要理论意义,为水力压裂实验研究提供了一种新思路。     

水力压裂冲蚀磨损对连续管剩余寿命影响研究

针对水力压裂中连续管内壁冲蚀磨损严重和连续管易失效的问题,基于液-固两 相流和冲蚀理论,建立了连续管内部砂砾冲蚀模型。采用Grant和Tabakoff模型求解砂 砾冲蚀速率,借助实验数据验证了CFD数值模型。利用该模型研究了连续管在不同弯曲 度、砂砾粒度、压裂液注入量、质量流量、压裂液粘度对连续管内壁的冲蚀特性。研究 表明:弯曲连续管比直连续管冲蚀磨损严重,且弯曲度对连续管内壁的冲蚀磨损影响较 大。随着注入量的增加,壁厚平均损失值和壁厚损失峰值呈现快速递增趋势。支撑剂固 体颗粒的粒度对连续管内壁的冲蚀磨损影响较大,粒度为40目时连续管冲蚀速率最大。 随质量流量的增加,连续管剩余寿命呈线性下降。随压裂液粘度的增加,连续管内壁冲 蚀速率总体呈现下降趋势。     

油水两相流弯管处安全分析

针对油水两相流经过弯管时的流向改变会导致流体速度和压力发生突变,造成发生静电事故和腐蚀事故风险上升 的不利影响,提出了RSM模型和Mixture模型相结合的安全分析方法。该方法对不同入口速度和含水率的油水两相流进行 数值模拟,并用Origin软件拟合了进口最大允许流速与管径及含水率的经验关系。结果表明,在含水率和入口速度一定 时,随着管径的增加,弯管处的最大速度呈现逐渐减小的趋势:当管径和入口速度一定时,随着含水率的增加,弯管处 的最大速度也逐渐减小。最大压力出现在弯管外拱壁处,最小压力出现在弯管内侧拱壁处。在实际生产中,增加弯管下 游直管段内侧壁的壁厚,可有效防止空化腐蚀所造成的危害;通过含水率来确定安全流速,可有效降低静电事故的风险 。     

基于空间视角的资源流动内涵与构成要素的再思考

资源流动研究已成为资源科学领域新的研究视角和学科成长点,但对资源流动的理论提升、方法总结和范式探讨依然相对较少。论文从地理学的空间视角,对资源流动的内涵及构成要素进行分析。论文给出资源流动的定义,并指出,节点具有业务职能功能、效用功能及社会经济功能,空间位置和流量是节点两个突出的空间特征,不同的节点必然会形成不同的等级,未来应加强对节点功能的量化分析以及完善和发展节点分布特征及等级划分的研究方法;通道和网络具备从属和引导功能,衡量其发育程度主要根据网络的结构特征与网络节点特征,未来应探讨伴随新的交通方式而出现的新功能,系统地对通道网络进行优化分析,构建集多种运输方式为一体的多方式的资源流动通道网络优化模型,针对资源流动流量、强度以及成本等因素进行优化研究;域面是节点、通道网络的载体,根据资源流动节点吸引和辐射的范围,可以将域面划分为不同的等级,加强国际市场因素对我国资源流动域面影响的研究。同时指出,进一步从理论上探讨节点、通道、流动网络及流场的类型,在流动中所起的作用以及彼此之间的作用机制等,将是对资源流动构成要素研究的重要突破。     

Preferential leaching of nitrate,chloride and phosphate in an Australian clay soil

This paper investigates leaching of water and nutrients (NO^‐ ₃, Cl^‐, PO^3‐ ₄) from the unsaturated layer in an Australian soil using a multisegment percolation system (MPS). Large undisturbed soil cores were collected from a clay‐based, basaltic plain, agricultural soil at Grassmere, 300 km west of Melbourne, Australia. Significant heterogeneity (or preferential flow) of effluent moisture and solutes was detected (one‐way ANO VA, p < 0.001). Fifty percent of the applied nitrate and chloride leached from the soil core within three days after initial application. Hundred percent of the applied nitrate and chloride leached from the soil core within 8 days after application. These results indicate little incorporation into the soil matrix, and possible denitrification or mineralisation. In contrast, after 18 days, less than 1 % of the total applied phosphates leached from the soil, indicating strong adsorption. Our experiments indicate considerable heterogeneity in water flow patterns and solute leaching on a small spatial scale. Very rapid transport of nitrate and chloride through the soil was evident, in comparison phosphate leaching was negligible. These results have important implications for the management of nutrient schedules in agricultural soils, particularly those located in the Western District of Victoria, Australia.     

基于复杂系统理论的天津市环境与经济关系分析

基于区域环境与经济系统开放复杂性特点,利用最大流原理建立区域环境与经济复杂系统模型分析二者间的关系. 以天津市为研究对象,研究了其环境与经济系统在2001—2010年的发展过程,借助Matlab R2010a求ξ(系统稳定性系数),通过ξ的变化规律分析各组元间的相互作用和系统的整体发展状况. 结果表明:2001—2010年天津市环境与经济系统中各组元间的相互作用逐年增强,ξ逐年上升并在2010年达到最大值(18.615 4),表明该系统中环境与经济各组元间的相互作用逐渐协调,天津市的环境与经济发展呈相互促进的关系.      

石油资源流动空间结构的要素解析

石油资源横向流动是以源地、汇地、中转交流地及其间的运输通道为构架的资源空间运移系统,具有显著的空间特征。为解决现有的资源流动空间结构研究中,研究对象及其内涵各异,且相互不成体系的问题,论文以石油资源横向流动为例,借鉴哈格特的空间结构认知模式,将石油资源流动的空间结构系统地解析为流动节点、流动关系、通道网络和流场四大要素,并分别对其空间内涵、特征、意义以及研究重点与相应方法进行分析,进而探讨了其对于资源流动机制与流动优化研究的促进作用,从而使得石油资源流动空间结构的研究体系更加系统、严密,并可为其他资源的流动研究提供借鉴。