基于气象-地形-水文-地质-人文耦合的滑坡灾害空间预警研究

广东省小流域地区滑坡灾害具有多发性、广泛性和严重性的特点,严重影响山区社会安定和经济发展.长期以来区域滑坡灾害预警和单体地质灾害稳定性研究总是在两个不同的体系下进行,二者缺乏有机联系,常用的滑坡灾害预警单元也不能反映成灾机理.以广东省梅州市程江流域的松岗小流域为研究区域,以斜坡单元为基本单元,以气象、水文、人文过程为主要参数,通过分析各参数与灾害形成的内在关系,结合GIS技术,构建气象-地形-水文-地质-人文耦合模型,并通过历史数据对模型进行验证,结果表明,该模型不仅提高了滑坡预测的空间精度,而且可对特定降雨条件下的滑坡灾害进行客观有效地预测.     

基于不同岩层组合对底板阻水效应的流固耦合机理研究

为了探究不同岩层组合底板对承压水的阻隔效果,以淮北矿区下组煤底板为研究 对象,建立了三种不同组合特征底板模型。基于FISH语言对FLAC3D软件进行二次开发, 对流固耦合条件下不同组合特征底板采动应力及围岩渗透性进行了综合分析。结果表明 :流固耦合条件下,底板采后应力转换点深度较不考虑底板水压条件下加深,且底板深 部出现了明显的卸压现象;硬软型底板采后卸荷程度及应力转换点降幅最大,而软硬相 间型底板受最小;硬软型底板采后渗透性提高4.5倍,而软硬相间型底板仅提高1.4倍, 研究结果揭示出软硬相间岩层组合底板阻水效果最好,而硬软型底板最差。     

复杂形态井巷工程三维激光扫描与MIDAS-FLAC3D耦合建模稳定性分析研究

受井巷工程空间形态的复杂性及探测技术的局限性影响,部分人员无法进入的复杂形态井巷工程的实际空间形态往往很难准确获得,复杂井巷工程的数值分析往往很难进行建模或建立模型与实际误差较大,而在此基础上进行的稳定性分析结果可靠性往往较差。采用三维激光扫描技术对复杂形态井巷工程进行三维激光点云扫描,基于点云数据运用MIDAS软件建立精确形态的复杂井巷工程模型,通过耦合技术建立最终可以在FLAC3D中进行运算并且与实际形态相一致的数值模型。最后以某矿山主溜井为工程实例,利用三维激光精确扫描技术获取该井巷工程的实际空间形态,在此基础上进行MIDAS与FLAC3D耦合方法的建模分析,对该复杂井巷工程的稳定状况进行了稳定性分析。     

基于惰化降温耦合作用的采空区低温CO2注入位置研究

为了更好的使用低温CO2预防采空区煤自燃事故,利用FLUENT数值模拟的方法,结合宣东二号煤矿Ⅲ3煤层209工作面的实际条件,构建了考虑采空区不同压实程度的低温CO2注入采空区惰化降温耦合作用数值计算模型;分别研究了CO2注入量为540m3/h和720m3/h时,不同注入位置对采空区氧化带内最高温度点和氧化带宽度变化的影响。研究表明,合理的低温CO2注入位置为距工作面支架尾梁20～30m。     

多因素耦合的加工车间关键风险因素定量分析

为了准确分析加工车间关键风险因素,考虑多风险因子交互影响的情境,提出了一种基于模糊决策实验室分析法的加工车间关键风险因素定量分析方法。首先,从人员、设备、环境、物料和管理因素等5个维度辨识加工车间风险因素并建立风险因素集;基于此,采用三角模糊数对专家判断语义进行表征,然后运用DEMATEL法计算多因素耦合下的风险重要度,从而确定加工车间的关键风险因素。最后,以安徽省某机械加工车间为例,说明所提出方法的应用过程。结果表明,加强对安全制度和安全文化建设等关键风险因素的控制,有助于加工车间的风险控制,改善车间生产安全。     

风险因素交互耦合下机加工车间安全评估

为了评价风险因子耦合作用下的机加工车间安全状况,构建了一种基于协调耦合理论的机加工车间安全评价模型。首先,从人员因子、设备因子、环境因子和管理因子4个维度要素分析机加工车间风险因子间的耦合作用机理;基于此,建立机加工车间安全评价指标体系;然后,构建耦合协调模型对多因素交互耦合下的机加工车间安全状况进行评价;最后,以安徽省某汽车机加工车间为例,对所建立的模型进行验证。结果表明,管理因子和人员因子对机加工车间的整体安全水平贡献最大,同时,车间整体安全状况良好,评价结果与实际情况基本相一致。     

催化铁与生物耦合工艺条件下表面附着层特征分析

催化铁与生物耦合在污水处理中有独特技术优势,处理过程中催化铁表面易形成附着层,对界面反应影响较大.使用扫描电镜、X射线能谱、X射线粉末衍射及红外光谱等表征手段对催化铁表面附着物的微观形态、元素组成、物质构成等理化性质进行了表征.不同工艺条件下,铁、碳、氧均为催化铁表面附着层的主要元素,纯曝气氧化条件下附着层相对疏松,主要为羟基氧化铁等铁氧化物;耦合生物除磷工艺条件下主要为非晶态物,较密实且易附着微生物;耦合生物脱氮工艺条件下附着物微观结构呈颗粒或絮状,含有复杂铁矿物. 对比发现:微生物的参与促进附着层的非晶化,增强催化铁表面结合有机物的能力;曝气可加速铁表面更新,厌氧条件利于微生物附着.     

农村小流域景观结构与水质耦合关系分析——以仪征市陈集镇为例

选择江苏省仪征市陈集镇2个典型的农村小流域进行水质监测和景观空间分异耦合关系研究,结果表明:不同地势区景观结构差异明显,水环境特征也有较大差别。随着地势的降低,总氮、总磷浓度在小徐庄流域呈降低趋势,而高塘流域则先升高后降低;总磷、总氮、氨氮、硝态氮浓度与源景观比例、沟渠密度和景观多样性指数具有良好的相关关系,逐步回归分析发现,94%的总氮浓度由源景观比例和沟渠密度决定,80%以上的氨氮和硝态氮浓度由源景观比例决定。因此,可以通过对流域景观结构的优化调整,达到对流域景观中养分的有效管理,实现对农业非点源污染的控制。     

基于DRIVE-Urban模型的长沙市区暴雨内涝灾害研究

以城市内涝模型DRIVE-Urban为基础,对长沙市区内的两次典型内涝事件进了街道尺度(10 m分辨率)和6个不同重现期(5年、10年、20年、30年、50年和100年)下的模拟,并根据模拟结果确定了内涝风险等级和风险区划。结果显示DRIVE-Urban模型能够很好地反映市区内街道积水的淹没情况,两次内涝点命中率(POD)分别达到了64%和67%,且随着重现期增大,积水面积也逐渐增大,积水面积最高占比甚至达到了市区总面积的8.2%,约96.51 km²。内涝的风险等级分为低风险、中风险、较高风险和高风险。高风险和较高风险区域主要集中在岳麓区东部、天心区北部、芙蓉区、开福区南部、雨花区北部以及高新区南部,而高新区北部、岳麓区西部和雨花区南部风险等级较低。     

海底隧道交通事故风险耦合演化机理研究

为明晰海底隧道交通系统内部风险因素之间的耦合关联和事故演化机理,从驾驶人、道路、车辆、环境和管理5方面阐释海底隧道风险因素内涵,定性分析风险因素之间的耦合作用,建立海底隧道交通事故风险演化立体网络模型,提出海底隧道风险因素量化评价标准;并构建海底隧道交通事故风险耦合尖点突变模型,深入分析海底隧道交通系统风险状态演化的主要形式;结合应用实例,对海底隧道风险因素耦合进行计算评价。结果表明：多因素耦合对海底隧道交通系统产生的风险影响大于单因素耦合,驾驶人因素风险相对最大,车辆因素风险相对最小,并从人、物2个因素方面提出针对性的事故风险预防措施。研究结果可为海底隧道交通安全管控提供理论参考和借鉴。