滏阳河表层沉积物氮分布特征和界面无机氮扩散通量估算

为了揭示非常规水源补给河流沉积物-水界面氮交换过程及其特点,为非常规水源补给河流富营养化机制提供基础数据.选择典型非常规水源补给河流(滏阳河)为研究对象,分析河流沉积物中氮素空间分布及上覆水-孔隙水氮营养盐垂直分布特征,并估算滏阳河不同区段沉积物-水界面无机氮扩散通量.结果表明,滏阳河整体表层沉积物总氮含量范围在770~10590 mg·kg~(-1)之间,其中有机态氮为氮素的主要存在形式,占总氮比例达84.9%~99.3%.NH3-N为无机氮的主要形态,含量范围为3.23~1135.00 mg·kg~(-1).溶氧量作为影响沉积物-水界面无机氮分布的主要因素.邯郸段硝氮浓度在孔隙水中随深度逐渐升高,孔隙水平均硝态氮浓度达3.54 mg·L~(-1),为上覆水8倍之多.邢台、衡水、沧州段硝氮浓度随深度而逐渐降低;滏阳河下游衡水段和沧州段进入沉积物-水界面后氨氮浓度呈下降趋势.滏阳河上游邯郸段与邢台段沉积物-水界面NH3-N由沉积物向上覆水扩散,扩散通量为48.9~1471.0μmol·m~(-2)·d-1.下游河段部分点位NH3-N表现为上覆水向沉积物中扩散,扩散通量在-932~-456μmol·m~(-2)·d-1之间.非常规水源补给河流在氮营养盐外源得到控制后,仍存在内源释放风险,将会加大河流治理与修复的难度.     

钢筋与混凝土界面的疲劳特性

钢筋与混凝土界面的脱粘是钢筋混凝土材料与结构的主要失效形式之一。针对建立的几何剪切筒模型和选取的常用实验加载方式,对3种不同损伤模型推导出循环荷载作用下钢筋与混凝土界面脱粘应力解析模型;借助描述疲劳裂纹扩展的Paris公式,进一步研究和分析了界面疲劳脱粘速率及界面疲劳裂纹扩展长度与循环加载次数的关系;同时分析了材料刚度衰减对疲劳裂纹扩展速率和扩展长度的影响。笔者对钢筋与混凝土界面的疲劳特性研究所建立的损伤模型和分析方法,为混凝土结构的安全设计及其寿命评估提供一个新思路。     

消防监控界面的语音信号研究

以汉语消防用语为实验材料,结合消防界面使用环境的高噪音特点,通过工效学实验,研究不同长度、内容的语音信号在不同噪音水平下的可懂度。结果表明,人对语音信号的获取与识别受到噪音水平以及信号内容、长度的影响。在不同水平的噪音背景下,语音信号的参数呈现不同的变化趋势。噪音对信号的掩蔽作用显著,其中低音最易被掩蔽。在消防监控界面中,语音信号的适宜语声为女中音。词类信号的适宜语速为5字/秒,普通句的适宜语速为7字/秒,含数字句的适宜语速为6字/秒。实验结果为设计者在消防界面中使用语音信号提供了依据,有助于缓解视觉通道压力,提高信息获取的速度和准确性,从而缩短火情侦察的时间与范围,降低火灾伤亡。     

河蚬扰动沉积物界面效应及其在水中代谢速率

采用室内培养实验,研究了河蚬扰动对沉积物耗氧速率与营养盐通量的影响及河蚬在水中的呼吸与排泄速率.结果表明,河蚬增大了沉积物耗氧速率与溶解活性磷(SRP)、NH4+、NO3-向上覆水释放通量.河蚬在沉积物-水系统中产生NO3-速率与其在水中产生NO3-速率不存在显著差异.而河蚬在水中呼吸速率是其在沉积物-水中所产生净耗氧速率的4.3倍,河蚬在水中排泄SRP、NH4+速率分别为其在沉积物-水中所产生净SRP、NH4+释放速率的7.3倍与20倍.这些显著差异可能是由于河蚬在水中与沉积物中的活动形态不同.     

筋‐土界面刚度软化对加筋土挡墙动力特性的影响∗

加筋土挡墙被广泛应用于公路工程、铁路工程、水利工程、边坡等支挡结构中,筋土界面的动力剪切特性对加筋土挡墙的稳定性和耐久性有重要的影响。采用室内直剪试验研究了不同剪切频率(1 Hz,2 Hz,3 Hz)和不同竖向压力(50 kPa,100 kPa,150 kPa)条件下粗粒土与格栅界面的循环剪切特性。通过对循环剪切试验数据的拟合分析得到了筋土界面剪切刚度变化的经验公式,然后编制fish语言将该公式导入FLAC3D软件。通过分析考虑筋土界面剪切刚度变化规律的加筋挡土墙三维计算模型,并与振动台试验的试验数据进行了对比验证,发现了考虑筋土界面刚度软化的模型更符合实际情况。采用验证以后的三维计算模型对地震作用下考虑筋土界面和不考虑筋土界面剪切刚度软化的加筋土挡墙动力特性进行了对比分析。结果表明:考虑筋土界面剪切刚度的软化对地震作用下加筋土挡墙有明显的影响,在地震峰值加速度为0.4g时,考虑软化后墙体水平位移比不考虑软化增大了8.8%,加速度放大系数比不考虑软化增大了1.76%,筋材的最大拉力比不考虑软化的减小了6.9%。因此筋土界面的剪切刚度软化对地震作用下加筋土挡墙的影响不可忽略。     

春季大亚湾海域沉积物-海水界面营养盐的交换速率

2007年4月应用实验室培养法研究了大亚湾海域沉积物-海水界面营养盐的交换速率(ν)和交换通量(F),并与间隙水分子扩散模型计算结果进行了对比。结果表明,νDIN变化范围为304.21~441.92μmol/m2.d,平均为368.05μmol/m2.d,νPO4-P变化范围为27.08~110.21μmol/m2.d,平均为48.64μmol/m2.d,νSiO3-Si变化范围为1878.10~6024.40μmol/m2.d,平均为3653.84μmol/m2.d。与间隙水分子扩散模型计算结果相比较,两者之间存在数量级的差异。产生差异的原因在于,间隙水分子扩散模型在浅水海湾中应用时没有考虑到沉积物底栖生物活动以及风浪扰动等因素的影响。大亚湾海域春季FDIN/SE为2.03×107mol,FPO4-Pi/SE为2.68×106mol,FSiO3-Si/SE为2.02×108mol,为维持大亚湾春季的初级生产力,沉积物交换过程可提供约10%的DIN、21%的PO4-P和98%的SiO3-Si。     

表面活性剂去除土壤和地下水中LNAPLs作用机制研究

去除多孔介质中滞留的LNAPLs,表面活性剂对LNAPLs的增溶和降低界面张力是关键.在实验测得不同浓度Triton X-100溶液对正十六烷的增溶以及它们之间界面张力的基础上,通过平衡清洗实验和砂柱冲洗实验分析了不同形态正十六烷的产生规律和机制.结果表明,正十六烷溶解能力与Triton X-100浓度成正比,当Triton X-100浓度大于临界胶束浓度CMC时,计算得摩尔增溶比MSR=1.680 4,胶束相/水相分配系数对数值lgK_mc=1.715 8;正十六烷-Triton X-100溶液之间界面张力与Triton X-100浓度成反比,其变化规律符合高斯模型（R₂=0.996 4）;溶解态正十六烷和自由态正十六烷与增溶和降低界面张力分别有较好的对应关系,表明增溶和降低界面张力都对多孔介质中正十六烷去除有影响,其中降低界面张力可以有效增加多孔介质中正十六烷的流动性,在正十六烷去除过程中起主要作用.     

德国开发新技术：向无处不在的空气要水

干燥的沙漠,四处见不到一点湖泊、河流和地下水的影子,到哪里去寻找饮用水呢？德国研究人员最近发明了新方法：向无处不在的空气要水。德国弗劳恩霍夫学会下属的界面工程处理和生物技术研究所宣布,研究所和一家德国公司合作开发了一种可以自给自足地将空气中湿气转化为饮用水的设备。它能帮助沙漠地区居民解决部分缺水问题。在以色列内盖夫沙漠中,空气的年平均相对湿度是64％,相当于每立方米空气中含有11．5毫升水。研究人员说,这种设备完全依靠太阳能供电供热,可在没有电网的地区使用。     

对位芳香族聚酰胺复合纳滤膜制备及高温纳滤性能

本文以对位芳香族聚酰胺(PPTA)超滤膜为基膜,无水哌嗪(PIP)与1,3,5-苯三甲酰氯(TMC)分别作为水相单体和油相单体,采用界面聚合法制得高通量耐热PPTA/PA复合纳滤膜.研究了反应条件对PPTA/PA复合纳滤膜高温纳滤性能影响,观察了复合纳滤膜表面形貌与致密层结构,考察了渗透通量、耐热性以及抗污染等性能.结果表明,当PIP浓度为15%wt,TMC浓度为2.5%wt,热处理温度和时间分别为60℃和8 min时,所得PPTA/PA复合纳滤膜对不同染料分子截留率可达95%以上,对二价盐截留率可达90%以上.在高温条件下,所得PPTA/PA复合纳滤膜表现出优良的染料脱盐性能,在刚果红染料与Na₂SO₄截留率保持在99%的同时,渗透通量可达50 L·m^-2·h^-1·MPa^-1以上.     

贵州山区石灰土侵蚀及石漠化的地质原因分析

石灰土是广泛分布于亚热带喀斯特山区的一种非地带性土壤，近几十年来，位于西南喀斯特分布中心的贵州石灰土地区石漠化扩张速度明显加快，已经对该地区数千万群众的基本生存条件构成严重威胁。从地质学角度详细分析这一地区石灰土土壤侵蚀和土地石漠化的形成原因，分析结果表明：石灰土本身的矿物学特征和基本理化性质较好，并不是造成土壤侵蚀和石漠化的主要原因。石灰土成土速率慢，土壤允许流失量小；作为土壤营养库的富含有机质和矿质养分的表土层一旦被剥蚀，土壤结构迅速退化，土壤侵蚀愈演愈烈；喀斯特独特的二元结构和地形地貌是石灰土侵蚀的主要影响因子；石灰土与基岩之间缺少风化母质的过渡，岩土界面的土壤侵蚀是石灰土侵蚀的重要特征；这些因素才是导致石灰土地区土地石漠化的主要原因。