基于GIS和分形理论的城市蔓延度研究——以马鞍山市为例

在快速城市化过程中,城市不断扩张而产生的蔓延现象与土地可持续发展紧密相关,合理控制城市蔓延度可以节约资源,促进城市内涵式发展。根据蔓延度内部机理和分形理论构建蔓延测度指标体系,采用GIS方法,通过分维数、空间稳定性等指数,以马鞍山市为例分析研究区城市蔓延度特征和时空差异。研究表明:(1)分形理论适用于城市蔓延度的定量研究;(2)从时间维度看,研究区内部不同区域间的蔓延趋势总体相似,但蔓延程度有所差异;(3)从空间维度看,蔓延度与分维数、建设用地破碎度呈正相关,与空间稳定性指数呈负相关。马鞍山市城市蔓延的机制是土地导向,经济发展是抑制过度蔓延的动力。     

聚合氯化铁一腐殖酸絮体的空间异质性研究

采用专业的软件对聚合氯化铁一腐殖酸（PFC—HA）絮体二维图像进行灰度解析与高度校正,确定了聚合氯化铁混凝腐殖酸的体系中不同PFC投药量时典型絮体的空间高程分布矩阵;并据此分别计算了PFC絮体的二维分形维数（Ds）、不同方向的Hurst指数及一维自仿射分形维数日．结果表明,不同PFC投药量下,利用TPSAM、PCM、C...     

城市综合承灾能力评价的分形模型

基于结构决定功能的系统原理,运用分形理论,构建城市综合承灾能力分形评价模型。首先构建了城市综合承灾能力评价指标体系;其次进行原始数据标准化处理及指标数据之间相关性的消除;接着进行研究对象的分形评价与分维计算;最后通过对29个城市实例进行计算,并与模糊可变识别评价方法、指数评价方法进行比较验证,得到各城市综合承灾能力属于相对较强、中等和较弱的各占13.79%6,5.52%和20.69%。实例分析结果与各城市承灾能力实际状态基本一致,显示该方法能利用一个综合反映多因素之间复杂关系的特征指标给出相应的评价等级结果。     

基于分形学的瓦斯爆炸事故时序数据分析模型及应用

针对煤矿瓦斯爆炸灾害子系统的复杂非线性动力学特性,以南方某省1958—2007年的煤矿瓦斯爆炸事故发生数构建时间序列,应用霍斯特时间序列数据的标度行为,提出瓦斯爆炸时间序列的重标极差分析(R/S分析)方法。结果表明:瓦斯爆炸时间序列的霍斯特指数为0.550 2,分形维数为1.449 8,其分式布朗运动轨迹表现出一定的持久性和非高斯性。为诊断瓦斯爆炸事故时间序列变异年份,对时间序列进行分段R/S分析,获得变异年份为1974年,以1974年为分界点构成2个时间序列,霍斯特指数分别为0.589 1和0.697 5,分形维数为1.410 9和1.302 5,与煤矿瓦斯爆炸事故时间序列的持久性趋势一致。煤矿瓦斯爆炸事故时间序列看似无序却蕴藏规律,反映了系统的动力学变化特征,R/S分析方法可以描述煤矿瓦斯爆炸事故时间序列的动力学特征。     

加载絮体形态对短流程超滤膜污染影响效应

以聚硫酸铁（PFS）为混凝剂,微砂为载体颗粒,系统考察了采用加载絮凝-超滤联用工艺净化含高岭土、腐植酸和锑[Sb（Ⅲ）]的模拟原水过程中,不同PFS和微砂投加量条件下加载絮体形态特性以及其对超滤膜通量衰减、膜污染可逆性和宏观出水水质等的影响,并分析了膜污染机理.结果表明,PFS投加量对絮体形态及膜滤效能和膜污染影响显著,且投加量过少或过多均会产生不利影响,以30mg/L为宜;与不投加微砂的工况相比,加入微砂更易于形成大而结构较为松散的絮体,可有效削弱不可逆膜污染,并获得较为稳定的超滤出水水质;超滤末端膜比通量与絮体平均粒径呈良好的正相关性（R²=0.8774）,但因加载絮凝体系中引起分形维数变大的不同类型颗粒（包括小粒径范围絮体和未被加载絮体捕获的微砂）对超滤净水过程产生的影响各异,致使膜通量与分形维数的负相关性较差（R²=0.5760）.     

磁絮凝高效处理高浊度废水的性能及机理研究

自来水供水厂在运行过程会产生大量高浊度废水,其中富集了许多微生物、有机物及无机杂质,若直接排放会严重污染河流水体及周边土壤.采用磁絮凝工艺处理自来水厂供水过程中产生的高浊度废水,通过单因素和正交试验考察了聚合氯化铝(PAC)投加量、磁种(Fe3O4)投加量、废水初始pH值和沉降时间对废水中浊度、COD和UV254去除效...     

不同染料化合物在颗粒活性炭上的分形吸附规律

研究了颗粒活性炭对6种染料的吸附特征,结果表明,它们的吸附等温线均符合Ffendlich方程;由此计算出颗粒活性炭的表面分形维数均处于2到3之间．不同染料吸附时计算出的分形维数不同,吸附染料过程是在分形表面上发生的反应．吸附动力学过程分为快速吸附和慢吸附两个阶段,而且溶液中剩余染料的浓度变化动力学符合方程：Cout∝t^-α,表明该过程具有类分形动力学特征;并由指数α计算上述动力学反应的分形维数D．在实验的温度范围内,6种染料的吸附量和速度均随着温度的升高而增加;绿色染料吸附时的类分形动力学参数指数α和分形维数D也随之升高,而其它染料不呈现类似的规律．     

溶气气浮过程动力学模型的分形观

凝聚/絮凝过程中形成的絮体通常具有分形几何结构,导致絮体的密度、渗透性发生了变化,从而对于固液分离过程(沉淀、气浮和过滤)带来很大的影响。本文基于前人对于絮体分形的研究成果,建立了絮体与微气泡之间接触碰撞的动力学方程、絮体/微气泡聚集体在水中上升的分形速率方程。絮体与微气泡间的相对尺度和流态的不同会有不同的碰撞机制,相应的动力学方程式与絮体的分形维数也有不同的关系。     

燃气爆炸作用下房屋裂缝开展的分形模拟

烯气爆炸灾害下房屋裂纹开展有的模式与受均布压力破坏时的相同,在参照实验所得混凝土裂缝的分形维数资源的基础上编制了相应的软件,利用分形插值的方法实现裂缝开展的模拟,模拟结果较好地反映了裂缝发展的真实情况,且较以往的模拟方法节约了大量存储空间。     

考虑非饱和特性的黄土湿陷性与微观结构分析

利用扫描电子显微镜测试技术对3个场地16个土样的微观结构进行观测,并使用图像处理软件对微观图像进行处理、对土样孔隙的几何特征参数和分维数进行了提取,土样孔隙分布分维数为1.816~1.936。利用分形几何学原理建立非饱和土的孔隙分布函数,对天然湿度下黄土中水分分布进行分析,运用回归分析的方法对孔隙的分维数、非饱和孔隙孔隙率和湿陷性的关系进行了分析。结果表明:孔隙分维数越大,孔隙结构越复杂;天然湿度下处于非饱和状态的黄土孔隙孔径均大于40μm,黄土的湿陷系数随着孔隙分维数、非饱和孔隙孔隙率的增大而增大,非饱和孔隙是造成黄土湿陷的主要原因。