基于LEAP模型的“零碳”电厂建设路径

电力行业是首要的碳排放行业,在“双碳”目标提出的背景下,加强“零碳”电厂建设路径研究尤为重要.以某国有发电企业为例,基于电厂近几年碳排放情况,结合其能源结构、地理气候条件等构建了LEAP模型,设置基准情景、能源结构调整情景、技术进步情景和综合情景,分析了各情景下能源消费需求,并预测各情景下未来碳排放量.结果表明,2060年,在能源结构调整和技术进步情景下发电部门碳排放总量较基准情景分别下降75.97%和54.55%,证明清洁能源替代碳减排潜力大,火电机组灵活性改造及升级更换超超临界发电机组可降低煤耗减少碳排放量,同时发展CCUS技术意义重大,建设CCUS项目是在保留一定火电规模下实现电厂碳中和的必要条件.在综合情景下,在2056年左右电厂可实现“零碳”排放.研究成果可为“零碳”电厂建设提供思路.     

盐渍土环境中RC桥墩柱地震损伤试验研究与计算分析∗

为了研究盐渍土环境中RC桥墩柱的地震损伤,设计制作了10根RC桥墩柱,对其进行了电化学快速锈蚀试验及低周反复加载试验。试验中的主要设计参数为轴压比和锈蚀率。观察和记录了试件的开裂过程及破坏形态,通过实测数据绘制了构件的荷载—位移滞回曲线。在已有基础上提出了锈蚀RC桥墩柱在低周反复荷载作用下的双参数损伤模型,并对其进行了对比分析。试验结果表明:锈蚀率越大,滞回曲线捏缩现象越明显,滞回环面积逐渐减小,峰值荷载和极限位移也逐渐减小,试件耗能能力和延性明显降低,其损伤越来越严重;轴压比越大时,试件极限变形越差,耗能能力越低,其损伤越严重。通过与Mccabe损伤模型及Park-Ang损伤模型进行比较分析,得知该损伤模型更能准确反应构件的实际破坏程度,可为盐渍土环境中RC构件的损伤评估提供参考依据。     

污水处理厂化学品环境归趋模型研究现状及展望

污水处理厂化学品环境归趋模型是化学品末端管控的重要工具. 当前针对污水处理厂中化学品迁移、转化和分布预测的模型开发及应用逐渐增加,但相关模型种类较多、适用性各具特点,尚缺乏污水处理厂化学品环境归趋模型的综合比较和应用清单报道. 本文汇总了目前已用于污水处理厂内化学品环境归趋模拟的模型与化学品适用清单,根据模型建模机理,将其分为三类：基于逸度原理（STP）、基于质量浓度（SimpleTreat、WW-TREAT、WATER9、TOXCHEM和WEST等）以及基于活度原理（Activity SimpleTreat）的污水处理厂化学品环境归趋模型. 本文系统性介绍了相关模型的基本结构、原理和不同场景下化学品归趋研究的应用情况,概述其在表达形式、输入参数、输出结果以及适用案例等方面的局限性和优点,结合数百个模拟/监测数据集进一步验证各类模型的准确性,并探讨其不确定性重要来源. 文章为目前污水处理厂化学品环境归趋模拟研究提供了更清晰的现状分析,为新污染物末端治理工具的选择提供了参考依据,并总结了该领域的发展趋势和前景.     

基于PLUS模型的河南省“三生空间”多情景模拟及生态环境效应分析

基于2000年、2010年和2020年分辨率为30 m的土地利用数据,通过土地转移矩阵和生态环境效应模型分析河南省的“三生空间”分布和生态环境质量,并以2020年土地利用数据为基础,利用PLUS模型模拟河南省自然发展、生产优先和生态优先情景下的2030年、2040年和2050年的土地利用数据,并计算生态环境质量指数和生态贡献度. 结果表明：①2000~2020年,生产空间面积缩减,生活空间和生态空间面积扩张;②2000~2020年,生态环境质量指数由0.364 6上升到了0.366 5,又下降到0.365 7,处于中等水平;③2030~2050年,“三生空间”的分布基本不变,且自然发展和生态优先情景下的趋势也基本不变;④3种情景中,生态优先情景下的生态环境质量指数最高. “三生空间”的分布对国土空间未来的规划及生态环境建设具有重要意义.     

黏性土剪切蠕变特性研究进展

黏性土是研究剪切蠕变最常见的土体类型,也是滑坡中普遍存在的土体类型。黏性土剪切蠕变破坏诱发了大量自然或工程边坡失稳,造成不可预估的人员伤亡和经济损失,所以开展黏性土剪切蠕变特性研究具有科学的理论意义和实际的工程效益。在收集整理国内外相关资料的基础上,从试验方法、蠕变特性、力学强度特征以及蠕变本构模型等方面总结了目前黏性土剪切蠕变特征的研究现状及进展,取得如下主要认识:(1)由于复杂的室外条件,黏性土剪切蠕变研究方法主要采用室内环剪试验、三轴压缩试验以及直剪蠕变试验;(2)黏性土的蠕变过程呈现多阶段变化特点,即瞬时变形阶段、衰减阶段、稳态阶段以及加速蠕变破坏阶段,期间伴随着衰减蠕变与非衰减蠕变的变形特征;(3)影响坡体稳定性的强度特征指标主要包括:峰值强度、残余强度、启动强度、完全软化强度以及长期强度,其量值受水化作用、土体的矿物成分和粘粒含量、土体结构的内部连结特征、土体的粒度分布特征以及塑性指数等共同影响;(4)常用蠕变模型有经验模型和元件模型,分别包括Mesri、Singh-Mitchell和Maxwell、Kelvin以及Burgers,建立合适的蠕变本构模型能准确地描述土体的变形特征;(5)基于剪切蠕变性质的研究成果,今后的研究方向集中于以下几个方面:微观模型的研究;新技术和研究方法的应用和改进;建立可描述加速蠕变阶段的元件模型。     

厌氧污泥对萘和联苯吸附性能实验

以联苯和萘为研究目标,分别进行了厌氧污泥对这两种有机物单独及混合存在条件下的吸附试验,并考察了双模式模型(分配作用加表面吸附)对厌氧污泥吸附有机物的适用性.研究发现,联苯或萘单独存在时,厌氧污泥对其吸附的实验结果与双模式模型基本吻合;当两种物质同时存在时,实验结果表明在竞争溶质浓度较低的情况下,较低浓度联苯和萘没有表现出明显的竞争作用.此外,还考察了高含盐量对厌氧污泥吸附萘及联苯性能的影响,发现含盐量对其影响不显著,双模式模型在高含盐量的情况下仍然适用.     

农药环境风险评估中常用的计算毒理学模型软件

农药的大量使用为我国带来了严重的环境和健康问题,仅依靠传统生物测试和环境监测的方法已经不能满足农药风险评估的需要。利用计算毒理学模型,可以实现农药的高通量风险评估。本文主要介绍了农药环境风险评估中常用免费的EPI Suite、QSAR Toolbox和PBT Profiler等定量结构-活性关系(Quantitative Structure-Activity Relationship,QSAR)模型软件和SCI-GROW、PRZM-GW、China-PEARL和EQC等环境多介质模型软件,以期能为农药的风险评估和科学管理提供参考。     

滨海核电厂冷却水明渠浅水排放三维数值模拟

层化效应是自然河口水体的典型特征,本文采用TELEMAC三维水动力数学模型,研究了不同层化强度下温排水在理想河口的输移扩散规律。结果表明：层化强度最大的小潮,温排水的垂向扩散受到显著抑制,导致中层水体的温度及其包络面积显著高于表层和底层,且小潮期间较强的重力环流导致中下层温度包络范围存在净向上游的分布趋势;层化强度最弱但潮汐混合作用最大的大潮,温排水整体影响范围最小;中潮工况下的温度包络线分布与小潮类似,但影响范围有所减小。未考虑层化效应的中潮计算结果显示：温排水的表层影响范围显著高于其他水层,中层以下温排水影响范围很小,且未出现净向上游的分布趋势。由此可见,在河口层化水体中,温排水的输移扩散规律与非层化水体存在显著差异,因此,在取排水设计时应重点考虑层化效应的影响。

     

气候变化和人类活动对丹江口入库径流的影响及评估

科学估算气候变化和人类活动对河川径流的影响,可以更为合理地规划利用地球水资源。针对丹江口水库入库径流的减少问题,分别采用Mann-Kendall方法和Pettitt检验,对1960~2012年间丹江口水库入库径流的年际和年内变化趋势进行了分析,并与同时期汉江上游20个地面观测站的降水、气温的年际和年内演化趋势进行了比较,从气候变化和人类活动影响的两个方面分析了入库径流减少的原因。在此基础上,利用气候弹性模型分别估算了气候变化和人类活动对径流的影响度。结果表明:近年来丹江口入库径流的减少主要受春季和秋季径流减少的影响,在春季径流的减少总量中,气候变化的贡献度为67%,人类活动为33%;秋季径流的减少总量中,气候变化的贡献度为88%,人类活动为12%。气候变化是导致丹江口入库径流减少的主要原因。     

用灰色模型预测我国铁路水害发展趋势

根据近１５ａ来我国铁路水害年断道时间和断道次数的数据特点,将不同程度水害年分为三个等级。在此基础上,建立了铁路水害的灰色预测模型。并用此模型预测了近期铁路水害大小和远期的发展趋势。这对于我国铁路水害防治的宏观决策具有指导意义。