基于CESM-EnSRF系统全球甲烷及臭氧卫星资料同化试验研究

臭氧(O3)与甲烷(CH4)均是大气中重要的微量气体,对全球气候变化有着重要的影响.为提高全球范围的臭氧、甲烷在气候模式中的预报效果,使用集合平方根滤波(En SRF)同化方法及地球系统模式(CESM)构建了CESM-En SRF卫星资料同化预报系统,并通过设计试验,将大气红外探测器(AIRS)的臭氧与甲烷观测资料同化到气候模式中,对模式的同化再预报效果进行系统的测试与评估.结果显示,臭氧、甲烷分析集合均值的偏差及均方根误差皆低于背景集合均值的偏差及均方根误差.臭氧、甲烷的同化再预报偏差及均方根误差较控制实验都得到改善,但对5 h Pa以上高度臭氧预报准确性的改进效果很小.随循环同化的进行,平流层臭氧与甲烷的平均同化改进率呈增加趋势,并逐渐趋于稳定;对流层平均同化改进率随时间变化不明显.试验表明,该系统可有效利用臭氧与甲烷的观测资料对模式场进行合理的改善,从而有效地提高臭氧、甲烷在气候模式中的再预报效果,但对于平流层顶-中间层高度(5 h Pa以上)臭氧预报准确度的提高,模式中臭氧光化学过程的准确模拟较同化观测资料具有更重要的作用.此外,循环同化对提高5~150 h Pa高度臭氧及1~200 h Pa高度甲烷在CESM模式中的预报效果最有效.     

立井揭煤前测定煤层瓦斯压力的方法与实践

为了解决复杂环境下立井揭煤前煤层瓦斯压力的可靠测定,基于揭煤井筒瓦斯地质特征、煤岩体物理力学性质,应用COMSOL软件模拟揭煤工作面在接近目标煤层时,井筒周围煤岩的地应力分布特征,直观展现了目标煤层中的应力分布结果。模拟结果表明,立井工作面距煤层的垂直距离为7 m时,煤层中会形成一个近似于环形的卸压圈,卸压半径为16 m,因此煤层瓦斯压力测试孔的终孔位置应布置在井筒中心线16 m以外的原始地应力区,以保证测压点瓦斯压力不受揭煤井筒卸压区的影响,令测压结果准确可靠,从而更好地预测煤与瓦斯突出区域的危险性。同时,结合立井揭煤工作面的水文地质特征和井筒严重淋水情况,自主研发并应用了瓦斯测压孔"两堵一注"封孔材料及特定的封孔工艺,进一步保障了封孔质量和瓦斯压力测试结果的可靠性。最后,依据测压结束时测压管内的实际水压情况,对测压结果进行修正,并依据实测瓦斯含量,采用间接法对所测得的瓦斯压力进行验证,实测值在反算得到的瓦斯压力值域内,表明此方法有效可行。     

液化和压缩气体半球形扩散模型集的构建和应用

国内外液化和压缩气体的泄漏爆炸事故屡见不鲜,针对其性质和短时间近地面扩散的特点,总结、修正和扩展了瞬时泄漏下的平均半球形扩散模型。对于连续泄漏,利用数学积分理论建立了静风下的半球形扩散模型。接着对有风时的情况进行建模推导,将风速和气体自身扩散速度进行矢量合成,得到了半椭球形扩散和半椭圆锥与1/4椭球体组合扩散下气体的质量浓度和质量浓度变化趋势。最后用实例验证了该模型的先进性。该模型集能较好地反映液化和压缩气体泄漏后不同泄漏情况、时间、近地面区域和风速下的扩散浓度空间分布及其动态变化过程,为事故后果预估和应急救援决策提供参考。     

边坡爆破高度对边坡稳定性的影响

为了解爆破后由急倾斜且具有水平裂隙发育岩体组成的边坡稳定性及其内部破坏规律,最终总结出爆破高度对边坡稳定性的影响特征,使用基于颗粒流理论的PFC3D进行该工况模拟。利用PFC3D中的JSET和Bonds模拟非连续和连续性的岩体构造形式,以对实际的岩体中岩块和裂隙发育进行模拟。针对存在该类型构造发育边坡的实际工况,设置了13个爆破点的6个爆破方案进行模拟。研究了模拟结果表现出的边坡内部裂隙和位移随爆破高度的变化规律。其表明了对于同时起爆各爆破点而言,爆破高度越高爆破后边坡越稳定的结论,并分析了出现该现象的原因。说明了结论的普适性,同时该边坡实际的爆破情况也支持了该结论。     

碳减排路径模式选择研究——基于私家车管控的个人碳交易和碳税比较

为了研究大城市私家车碳减排的有效路径,引入个人碳交易概念,提出管控大城市私家车碳排放的设想,制定了个人碳交易管理办法基本内容;运用Cobb-Douglas效用函数建立了管控大城市私家车个人碳交易和碳税的经济模型,依托调研数据定量化研究交通领域的个人碳交易机制,运用Matlab软件绘制了个人碳交易和碳税方案的适用范围图形,并对二者的减排效果进行比较。结果表明:个人碳交易与碳税都可以使消费者减少实际行车里程并保证总效用的增加,个人碳交易比碳税更容易为消费者接受,并能够达到碳减排的效果;在消费领域碳减排初期、社会减排任务量不大时,个人碳交易优于碳税,当减排任务很大时,碳税政策更为有效;碳减排量对消费者刚性需求的影响决定着个人碳交易制度的接受程度。应在北京、上海等大城市或其他城市的拥堵区域试行个人碳交易管控大城市私家车出行的制度,并开展实施细则的研究。     

大规模突发事件应急资源调度的多目标鲁棒优化研究

为及时有效地控制大规模突发事件的不良影响,考虑应急响应系统中多种应急物资需求呈不确定性的特征,建立最小化总成本和总时间的多目标-两阶段临时配送中心选址和应急资源调度模型。采用相对鲁棒优化方法对模型进行求解,利用区间估计描述不确定性因素,并引入扰动系数和控制参数调节模型的鲁棒性和最优性。数值实验结果表明,该模型能有效解决需求不确定下应急资源调度网络的构建问题,且能保证应急决策良好的鲁棒性。最后,通过分析测算单目标与多目标模型下目标值的结果以及不同控制参数与扰动系数下目标值结果,进一步验证了该模型符合应急响应实际情况。     

HAZOP助学系统在安全工程专业实习中的应用

提出一种基于Browser/Server构架的HAZOP(Hazard and Operability Analysis)助学系统,采用开放式自学习设计,通过收集审核HAZOP工程分析案例,构建"标准偏差信息库",为生产实习提供HAZOP学习指导。系统可实现相似偏差信息检索、辅助分析、专家在线审核及自动生成报告等功能。以柴油加氢精制装置为例,介绍该系统辅助HAZOP分析的过程。实践表明,系统有助于学生理解偏差、后果及控制措施的工程意义,有效掌握HAZOP方法要点,加深对工艺安全的理解,提高实习的教学效果。     

国内外循环农业研究与发展比较分析

循环经济是一种促进人与自然协调、和谐的经济发展模式,发展循环经济已成为国家战略。循环农业是把循环经济理念应用于农业生产,在农业生产过程和产品生命周期中减少资源、物质投入量和减少废物排放量,达到生态和经济良性循环的农业发展模式。因此,系统地对国内外循环农业研究成果和发展状况进行比较分析,总结先进经验,对于探索我国循环农业发展道路,促进循环农业发展具有较强的理论指导和实践意义。     

区域经济与环境协调发展的指标体系及定量评价方法研究

区域环境是区域经济持续发展的重要基础,区域经济是区域环境发展的前提和保证。两者的协调发展是区域可持续发展的必由之路。区域环境与经济协调发展的定量评价,是分析、评价经济与环境协调发展的重要工具。文章从经济发展对环境的影响和对社会的贡献程度出发建立了经济与环境协调发展评价指标体系,进而提出了区域经济与环境协调发展的定量评价方法,对区域经济与环境协调发展评价具有重要现实意义。     

生态学的新认知

本文从自然属性、社会属性以及方法论属性三个方面论述了生态学的内涵.生态学随着时代的发展而不断发展与完善,具有强烈的时代特征.同时生态学具有渗透性特征,向学科、产业、政区以及社会各领域.指导人类的生产与生活,便于最优地处理社会、经济与环境的关系.同时也阐述了目前广泛应用的"生态"的内涵.