基于物联网技术的滑坡监测数据自动采集系统研究∗

针对传统滑坡监测数据采集系统布线困难、自动化程度低、成本高等问题,设计了一种基于物联网技术的滑坡监测数据自动采集系统。该系统以 ZigBee 无线传感器网络、无线通信技术为核心,通过布置在滑坡体上的传感器节点采集数据。利用 ZigBee 协议和互联网将数据实时传输到监控中心,使相关工作人员及时掌握滑坡体信息。 以三峡库区八字门滑坡为例,分析了该滑坡当前监测手段的不足,建立了八字门滑坡的物联网监测系统,分别对系统的硬件组成和软件程序进行设计。针对节点能量供应和数据远程传输问题,提出将太阳能供电系统和北斗短报文模块应用到数据采集系统来弥补野外条件的不足。结合八字门滑坡的地形地质条件,优化了滑坡测点的布置方案,并开发了数据采集界面以实现监测数据的自动采集和直观显示。     

藏东南地区降雨型滑坡致灾阈值及滑坡危险性量化分析

基于中国地面降水日值格点数据和藏东南滑坡事件目录,构建累积降雨量—历时关系阈值（E-D）模型,量化藏东南地区降雨型滑坡事件降雨阈值,分级预测1990-2019年319个降雨型滑坡,并分析909个滑坡点对居民地、道路、河流的危险性。研究结果表明:①昌都市降雨阈值略高于林芝市,藏东南地区阈值在0≤D≤100区间内介于世界范围滑坡降雨阈值的上限和下限。②“极易发生”的降雨型滑坡30年内可能发生次数高达104次和101次,分别位于昌都市丁青县的中部地区和林芝市墨脱县境内的雅鲁藏布江中北部;“易发生”降雨型滑坡主要集中分布于工布江达县中部、墨脱县北部、左贡县境内沿江河地带;“较易发生”降雨型滑坡集中分布于丁青县东南部、八宿县和左贡县西部的江河地区。③藏东南地区受滑坡影响的居民地主要分布于边坝县中北部、丁青县南部、察雅县中西部和贡觉县的东南部地区;受滑坡影响的中、高危险性道路段主要集中在边坝县中北部、丁青县南部河流附近、洛隆县中部、察雅县西北部、江达县东南和贡觉县境内的沿金沙江附近地区;受影响的水系主要为边坝县中北部河段、丁青县南部河段、洛隆县中部河段、察雅县西北部的澜沧江河段、江达县东南和贡觉县境内的金沙江河段。本文研究为藏东南地区滑坡灾害的防灾减灾提供重要依据。     

Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons from aqueous solution by raw and modified plant residue materials as biosorbents

Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons （PAHs）, e.g., naphthalene, acenaphthene, phenanthrene and pyrene, from aqueous solution by raw and modified plant residues was investigated to develop low cost biosorbents for organic pollutant abatement. Bamboo wood, pine wood, pine needles and pine bark were selected as plant residues, and acid hydrolysis was used as an easily modification method. The raw and modified biosorbents were characterized by elemental analysis, Fourier transform infrared spectroscopy and scanning electron microscopy. The sorption isotherms of PAHs to raw biosorbents were apparently linear, and were dominated by a partitioning process. In comparison, the isotherms of the hydrolyzed biosorbents displayed nonlinearity, which was controlled by partitioning and the specific interaction mechanism. The sorpfion kinetic curves of PAHs to the raw and modified plant residues fit well with the pseudo second-order kinetics model. The sorption rates were faster for the raw biosorbents than the corresponding hydrolyzed biosorbents, which was attributed to the latter having more condensed domains （i.e., exposed aromatic core）. By the consumption of the amorphous cellulose component under acid hydrolysis, the sorption capability of the hydrolyzed biosorbents was notably enhanced, i.e., 6-18 fold for phenanthrene, 6-8 fold for naphthalene and pyrene and 5-8 fold for acenaphthene. The sorpfion coefficients （Kd） were negatively correlated with the polarity index [（O＋N）/C], and positively correlated with the aromaticity of the biosorbents. For a given biosorbent, a positive linear correlation between logKoc and logKow for different PAHs was observed. Interestingly, the linear plots of logKoc-logKow were parallel for different biosorbents. These observations suggest that the raw and modified plant residues have great potential as biosorbents to remove PAHs from wastewater.     

广西不同石漠化等级下SPAC水势梯度及其环境效应

以野外观测为基础,对广西不同石漠化等级(无石漠化、轻度石漠化、中度石漠化和重度石漠化)下土壤-植被-大气连续体(Soil-Plant-Atmosphere Continuum,简称SPAC)系统中的水势日变化、气象因子日变化过程进行了研究。结果表明:随着石漠化程度的增加,大气水势降低,大气水势对不同石漠化程度的反应敏感。岩溶区石漠化等级下植物和土壤水势较低,不同石漠化条件下的植物叶水势在-7.79±0.43~-2.68±0.11 Mpa之间,土壤水势在-4.00±0~-0.08±0.04 Mpa之间,重度石漠化等级下植物处于萎蔫状态。植物在正午受到的水分亏缺程度为:重度石漠化中度石漠化无石漠化轻度石漠化。无石漠化下植物叶片水势与大气温度呈正相关关系,与大气相对湿度呈负相关关系,轻度石漠化、中度石漠化和重度石漠化下植物叶片水势与大气温度呈负相关关系,与大气相对湿度呈正相关关系。水分在SPAC系统中运移,其能量消耗主要集中在叶片-大气的过程。叶-气水势差差值大小为:中度石漠化重度石漠化轻度石漠化无石漠化。随着石漠化程度的增加,SPAC水势梯度提高,各介质层水势差的增大,提高了水分循环和能量交换的强度。     

汶川地区龙门山系滑坡稳定性分析与评价

近年来,随着高速公路的快速发展,大型重点工程项目的日益增多,滑坡治理问题开始凸显,特别是滑坡治理工程也显得越来越重要。针对汶川地区大型滑坡体的特点,取龙门山系的一处大型滑坡为例,结合前期勘察的资料及工程地质条件,对该大型滑坡的成因机制和形成条件进行了分析,查明了滑坡的发育条件及其分布特征,同时对滑坡的破坏模式进行了分析,结合天然工况、暴雨工况和地震工况开展了滑坡稳定性系数和推力计算,对滑坡进行了稳定性分析与评价。结果表明,滑坡总体稳定,局部有失稳的可能。在未来持续暴雨的作用下,可能出现局部变形加剧,稳定系数进一步降低,考虑到G213线对汶川经济和社会稳定的重要性,对其进行一定的工程治理措施是必要的,最后结合滑坡的特点为其治理提出了建议。     

外源新碳对红壤团聚体及有机碳分布和稳定性的影响

以中国科学院长期定位试验站的红壤为研究对象,通过室内模拟实验,利用δ~(13)C示踪方法,将稳定同位素碳(δ13C)标记的水稻秸秆添加入红壤,研究水稻秸秆添加对红壤水稳性团聚体分布及稳定性的影响,探索水稻秸秆腐解过程中有机碳在不同粒级团聚体中的动态变化以及分布规律.研究结果表明:未添加水稻秸秆的红壤(对照组),微团聚体(250μm)占主体,2000μm粒级水稳性团聚体含量最少.与对照相比,添加水稻秸秆后(试验组)促进了2000μm粒级水稳性团聚体的团聚.不同培养时期,2000μm水稳性团聚体增加了108.3%~270.3%,促使大团聚体占主体,显著提高了红壤水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、R0.25值,降低了分形维数(D)值,土壤结构明显得到改善.各粒级团聚体有机碳含量也显著得到提高,2000μm团聚体有机碳含量比对照组增加了14.7%~41.5%.土壤有机碳在53μm粒级团聚体中分布随着粒级的增大而增大,即2000μm2000~250μm250~53μm.不同粒级团聚体δ13C值动态变化显著,有机碳的周转速率增大.外源新碳前期主要分配在2000μm、250~53μm粒级团聚体中,并促进了原有机碳的分解,后期主要分配在微团聚体中.红壤大团聚体有机碳含量与团聚体稳定性呈极显著的相关关系(p0.01).     

L形和U形三维钝体结构绕流的数值模拟研究

采用大涡模型对L形和U形三维钝体建筑物的绕流特性和风压分布特性进行数值研究.考虑平均和脉动速度入口边界,在雷诺数为1.5×105～7×105条件下,对2种钝体的9种分析工况进行瞬态动力分析,并将计算结果与已有研究进行对比.研究表明,钝体绕流对周围流场影响的强弱程度依次为尾流区、屋顶区、来流区,影响大小随着流场与钝体之间...     

大渡河干海子滑坡稳定性研究

干海子滑坡位于大渡河流域,规模巨大.为研究该滑坡的稳定性,在对滑坡基本特征及变形破坏特征等深入研究的基础上,采用极限平衡法(Geo-slope软件)和有限差分法(FLAC-3D软件)对该滑坡的稳定性和应力应变特征进行了计算、模拟.稳定性计算模拟主要从深层、浅层及局部稳定三方面入手分析,计算模拟结果与滑坡的宏现地质现象均...     

西安咸阳国际机场污水排放口潜在滑坡稳定性分析

对西安咸阳国际机场污水排放口潜在滑坡的工程地质勘察结果表明,该滑坡处于极限平衡状态。采用B ish-op法参数反演和直快剪试验结果,分别用二维、三维极限平衡法和二维、三维有限元法,对该滑坡进行稳定性计算。结果表明:有限元法(二维、三维)的计算结果偏大,二维极限平衡法的计算结果最小;极限平衡法(二维、三维)与二维有限元法宜选取试验结果的大值平均值,三维有限元法则取试验结果的小值平均值较为合理。最后,根据三维有限元法的计算结果,提出了削坡压脚的防护措施。     

热阻力概念的修正及计算方法

以隧道火灾为背景,对一维加热管流中的热阻力进行了研究。通过压力场数值模拟与理论分析,直接证实了热阻力的存在,并表明传统概念上的热阻力明显大于实际的能量损失。根据能量方程提出水平无粘管流的热阻力应等于气流经过加热区的全压力降,而非静压力降;等截面管流的热阻力大小应为传统热阻力值的1/2。这一修正使热阻力概念具有了严格的流体力学意义。在定义新的热阻力系数基础上,建立了2个热阻力系数表达式及低马赫数条件下热阻力的近似表达式。将该近似表达式与热损失方程进行对比,表明两者在低马赫数条件下具有一致性。研究成果进一步发展了热阻力理论体系,对隧道火灾及其它相关工程热物理问题的研究与应用都具有重要价值。