我国边疆城镇精细化管理技术研究∗

智慧城市的发展对城市安全提出了更高的要求,提升城市管理与应急反应水平是提高城市安全水平的重要保障。城市三维场景快速重建与精细化管理是智慧城市构建的重要支撑技术。针对我国边疆城镇地区社会稳定和公共安全管理的应用需求,提出了航天、航空、地面、室内外一体化的数据采集与处理方法,解决了基于高性能计算的大规模倾斜三维影像数据快速建模关键技术。以我国西部边疆典型城镇新疆库尔勒市为试验区,开发城市精细化管理系统,实现城市人口信息的精细化管理及突发事件应急响应预案的动态模拟等应用功能,验证了研究内容的合理性与实用性。     

氧化沟反应器流体力学特性的数值模拟与实验研究

采用CFD数值计算和体视PIV测试相结合的方法研究卡鲁塞尔氧化沟反应器流场特性。探索复杂边界条件下反应器流场的模拟方法,采用体视PIV技术分别测量了反应器直道、弯道处三维全场流速;研究不同位置处纵、横、垂三向的流动结构和沿程分布特点。结果表明,模拟与实验结果较吻合;纵、垂两向的流动分布是决定沟内水力特性的主要因素;横、垂两向的流动是决定污泥沉积位置的主要因数;外沟靠近曝气叶轮直道段的流速分布上大下小,在低速区底部易发生污泥沉积;外沟远离曝气叶轮直道段流速分布上小下大,利于防止泥水分离;弯道段受横比降和横向环流的影响,内侧容易形成低速区或停滞区而发生污泥沉积。     

三峡水库小江回水区溶解有机物的三维荧光光谱特征

为了解三峡水库水体中溶解有机物(DOM)的特征及来源,以小江回水区为研究对象,对其DOM的三维荧光光谱进行了测定与分析,探讨了荧光强度与DOC、CODMn和叶绿素a的关系。结果显示：小江回水区DOM的三维荧光光谱主要表现出3个峰,类腐殖质荧光峰A、类蛋白荧光峰B和C;DOM荧光强度与DOC、CODMn相关性较好,表明荧光溶解有机物质的含量可以较好反映水体中有机碳和可被氧化有机物的含量;在8月份非水华暴发时期荧光强度和叶绿素a相关性较差,表明DOM荧光物质主要不是由浮游植物产生。综合分析可以推断小江回水区DOM的来源既有外源输入,也有内源输入,且外源输入对DOM荧光物质的贡献大于内源输入.     

不同类型填料的三维电极/Fenton试剂法处理苯酚废水

采用不同类型填料对三维电极/Fenton试剂法处理苯酚模拟废水进行研究.结果表明.不同类型活性炭填料对苯酚去除率有很大影响,粒炭不适合做粒子电极,采用5.0 mm柱炭处理效果较好;采用石英砂与活性炭混合填料的处理效果比单一活性炭填料好,但苯酚去除率提高不明显;电解槽反应器中按比例投加涂膜活性炭和活性炭混合填料能明显提高苯酚去除率;当涂膜活性炭与活性炭体积比为1,2时,苯酚去除率最高,达96.8%.     

数字矿山巷道三维管理的研究与设计

数字矿山是近年来的一个研究热点,而井下三维巷道的可视化是该研究领域的关键问题之一.详细阐述了如何利用C++和OpenGL技术来进行三维巷道建模与显示,并结合实例进行了分析,有效解决了井下三维巷道的设计与现实问题.     

大气中痕量挥发性有机物气相色谱保留时间的预估

为探寻环境中挥发性有机物气相色谱保留行为与结构的关系,应用三维原子场全息作用矢量(3D-HoVAIF),对39个大气中痕量挥发性有机物进行了结构表征.采用逐步回归对变量进行筛选,建立了8变量定量结构色谱保留相关(QSRR)模型,模型的复相关系数为R-1=0.985; 进而将3D-HoVAIF矢量与相对分子质量结合,建立了9变量QSRR模型,模型的复相关系数为R-2 = 0.991; 采用留一法交互检验,结果分别为RCV,1 = 0.970、RCV,2 =0.978,表明模型具有良好的估计能力和稳定性.     

针对连片木结构房屋火灾的计算机数值模拟

针对少数民族村寨连片木结构房屋,利用火灾动力学仿真软件Fire Dynamics Simu lation（FDS）,对连片木结构房屋火灾的蔓延过程进行三维数值模拟,分析火蔓延中各种参数的时空分布变化,并对计算的结果进行可视化输出。希望藉由FDS软件来仿真当发生火灾时,整个火灾蔓延的过程包括：房屋内部烟雾的流向、温度的分布、最大热释放速率,进而为连片木结构房屋的防火设计提供参考依据。     

声波地图

为了解决城市中过多的噪声污染,科研工作者日前开发出一种三维计算机模型的声波地图,能通过变换的颜色,来表明不同等级的噪音来源。这些地图可用来评定某一范围内受噪声影响的程度。     

基于生态系统服务流视角的人地系统动态演化评估

陆地表层复杂的人地关系地域系统是人类活动的载体,同时承载着人类活动产生的环境影响。人地关系动态演进过程体现了人类对环境与自然资源开发和利用的深化。随着我国经济社会的迅速发展、生态系统服务的退化消失,人地系统矛盾日趋尖锐。生态系统服务流对生态系统服务的转化、输送与维持具有重要作用,是自然生态系统与社会经济系统之间的桥梁,能够在人地系统间建立时空连接。以黄河中下游的快速城市化发展地区(河南省郑州市)和生态环境保育区(河南省南阳市)为研究对象,构建生态系统服务供需综合评估框架,揭示中尺度区域人地关系动态演变规律。结果表明：近30年间,郑州市的人均三维生态足迹增长力度大于南阳市,而生态承载力水平小于南阳市。2020年郑州市人均三维生态足迹与南阳市的差值为0.195 9 hm²/人,人均生态赤字是南阳市的2倍、1990年的121倍。由此可知,快速城市化发展地区的生态系统服务供给能力和可持续发展水平远低于生态环境保育区,人地系统矛盾比生态环境保育区尖锐。基于生态系统服务流视角的区域人地系统动态演化评估,可为决策者制定科学、合理的区域生态保护和高质量发展政策提供支持。     

黄河上游羊曲水电站对土著鱼类的影响与保护

河流具有供水、发电、调节气候等重要功能,是生态服务功能正常发挥的重要保障。通过建立三维数学模型对羊曲河道进行水动力模拟,分析羊曲建库后水位、流速的变化以及对鱼类栖息地的影响。结果表明:羊曲建库后,水位高程变化幅度0~0. 3m,流速明显变缓。对于土著鱼类,羊曲坝下(龙羊峡库尾回水变动段)将可能形成产卵场;库区内的浅水区将成为新的索饵场;羊曲水电站至班多坝下段黄河干流中越冬场也将会增加。