基于SPH方法与GPU并行计算的复杂阶梯流数值模拟

为了更有效地模拟和分析地铁站内复杂楼梯上洪水流动的动力学特征,采用光滑粒子流体动力学方法(SPH)并借助GPU并行计算技术对复杂形态(带1、2、3个休息平台的直行、直角转弯L型)阶梯上洪水流动特征和漫延过程进行数值建模和计算分析。基于SPH方法和GPU并行加速的复杂阶梯流模型的数值模拟结果表明:该模型不但可以计算获得更好的阶梯流流态,而且具有较高的计算效率;不同休息平台数、不同形态阶梯上洪水水流呈现差别较大的水流特征;该模型借助GPU并行加速,适合研究大尺度复杂楼梯上洪水漫延问题,可为分析和评估洪水水流对地铁站楼梯上被困人员疏散过程的影响提供有力的工具。     

Impacts of Urbanization on Stream Habitat and Fish Across Multiple Spatial Scales

We analyzed the relation of the amount and spatial pattern of land cover with stream fish communities, in-stream habitat, and baseflow in 47 small southeastern Wisconsin, USA, watersheds encompassing a gradient of predominantly agricultural to predominantly urban land uses. The amount of connected impervious surface in the watershed was the best measure of urbanization for predicting fish density, species richness, diversity, and index of biotic integrity (IBI) score; bank erosion; and base flow. However, connected imperviousness was not significantly correlated with overall habitat quality for fish. Nonlinear models were developed using quantile regression to predict the maximum possible number of fish species, IBI score, and base flow for a given level of imperviousness. At watershed connected imperviousness levels less than about 8%, all three variables could have high values, whereas at connected imperviousness levels greater than 12% their values were inevitably low. Connected imperviousness levels between 8 and 12% represented a threshold region where minor changes in urbanization could result in major changes in stream condition. In a spatial analysis, connected imperviousness within a 50-m buffer along the stream or within a 1.6-km radius upstream of the sampling site had more influence on stream fish and base flow than did comparable amounts of imperviousness further away. Our results suggest that urban development that minimizes amount of connected impervious surface and establishes undeveloped buffer areas along streams should have less impact than conventional types of development.     

都江堰市红色村干沟泥石流活动特征及危险性评估

"5·12"四川汶川大地震导致灾区地质灾害危险性大大增强,严重影响了周边居民的生命财产安全。都江堰市虹口乡红色干沟泥石流灾害隐患点是其中之一。根据泥石流的成因、类型、规模,以及泥石流的活动特征,对泥石流活动进行了危险性评估,指出泥石流防治工程方案应采用以排为主,适当拦挡的原则,建拦挡坝用以消能、调节泥石流流量;建防护堤用以限制泥石流漫流,对居民区进行有效防护。     

稠油热采系统综合能耗监测方法及评价

针对目前稠油热采系统节能措施和节能产品对某一环节单个节能产品的节能效果进行检测、评价的现状,提出了将稠油热采系统作为一个整体,采取组合节能措施及产品,给出了稠油热采系统的能耗监测流程、监测要求、程序与方法、数据分析评价方法等。形成了稠油热采系统综合能耗监测数据分析及效果评价方法。     

挥发性油藏回注气井控因素分析及措施

文章明确了挥发性油藏天然气回注井控的安全环保关键因素;量化了低渗挥发性油藏天然气回注注入能力,确定注入端各节点安全生产压力分布,攻关相关配套工艺设备,实现安全有效注入;开展室内实验和PVT相态拟合,分析注天然气后天然气和原油性质变化规律,创新非混相驱组分数值模拟参数优化方法,开展带人工压裂裂缝的组分数值模拟,精准确定压力场分布,降低计量及监测不准带来的安全隐患;明确注气井气窜影响因素,优化注采参数,抑制油井气窜,降低生产风险,实现井控安全情况下的天然气驱环保高效开发。     

用人工湿地处理乳制品厂废水的研究

在进水ＣＯＤ浓度４００ｍｇ／Ｌ－８００ｍｇ／Ｌ,温度１５℃－２３℃时,人工湿地装置处理乳制品加工废水的ＣＯＤ去除率达９７％－９８％,面积负荷率达２３．３ｇ／（ｍ＾２．ｄ）－２８．２ｇ（ｍ＾２．ｄ）,ＢＯＤ５的去除率达９７％－９９％,ＢＯＤ５的面积负荷率为１２．６ｇ（ｍ＾２．ｄ）－１７．２ｇ（ｍ＾２．ｄ）,几乎７０％－９０％ＣＯＤ和ＢＯＤ５去除率发生在进水沟段。     

北方地区受污染河湖水体潜流湿地净化技术研究与工程应用

结合实验研究和工程应用实践,在湿地填料选择、水力负荷变化、植物特性、结构优化、越冬运行等方面,对我国北方地区潜流人工湿地设计、建设、运行管理中的关键技术问题开展了系统、深入研究.结果表明:石灰石、粗砂等脱氮除磷综合效果较好,且取材方便、价格便宜,应是人工湿地主选填料,钢渣、褐铁矿除磷效果良好、沸石的氨氮吸附能力强,可作为辅助材料;湿地植物对水质净化贡献约为5%～15%,其地上部分的生物量移除贡献不足5%,湿地植物对系统水力负荷维持、冬季保温、生态景观等还具有较大贡献;以植物保温为主,结合冰下取水、水位管理等可实现北方地区潜流湿地冬季正常运行;优化提出了竖向复合流湿地结构,具有节约用地、硝化-反硝化作用效果显著、抗淤堵等特点.研究成果已在工程实践中得到成功应用,对人工湿地在我国北方地区的推广应用具有重要借鉴意义.     

基于嵌套模型的地下水侧向径流边界刻画方法研究——以湖北碾盘山冲积平原地下水数值模拟为例

侧向径流边界的刻画方法是地下水数值模拟中的关键问题。以湖北碾盘山汉江水利水电枢纽工程为例,基于有限单元法和嵌套模型的水量转换方法,分别建立包括完整水文地质单元的区域模型和仅包含汉水Ⅰ级阶地的平原区模型;通过区域模型的分区水均衡运算,计算平原区侧向径流边界的径流量,并以区域模型水均衡为框架,分别采用二类流量边界和一类水头边界刻画侧向径流边界,建立了平原区模型;深入分析区域模型和平原区模型间参数和水量的转换关系,并对比了两类边界条件刻画方法的优缺点和适用条件。结果表明:采用嵌套模型能够得到较为准确的地下水侧向径流量;在平原区模型中采用二类流量边界刻画侧向径流边界有利于提高平原区模型的精度和稳定性;边界条件除具有双重含义外还具有双重特征,在模型建立过程中应充分认识边界条件的位置特征和数量特征,并合理概化。     

佛山水道及其支涌复氧试验研究

对几种曝气方式的溶解氧提升情况、充氧动力效率,及COD、氨氮的去除率进行了简单比较,得出微孔雾化曝气和橡胶坝曝气是适合佛山水道及其支涌河流人工复氧的最佳方法.