高水头旋流阻塞复合内消能工水力特性研究

旋流阻塞复合内消能工是适用于高坝泄洪消能的一种新型消能工,为了分析其在超高作用水头下的泄洪消能适用情况,采用模型试验与数值模拟相结合的方法,对200 m作用水头条件下该消能工的水力特性进行了研究。结果表明:泄流量为1547 m^(3)/s,略大于设计值,满足泄流要求;洞内形成了稳定的空腔旋流,旋流洞段空腔直径约6~7 m,旋流角约60°,壁面压强约110×9.8 kPa,最大点流速约45 m/s;起旋器与旋流洞段为0.050~0.274 Hz的低频脉动,且水流空化数均大于1.2,运行安全;阻塞扩散段末端最小瞬时负压为-3.81×9.8 kPa,且水流空化数较小,但水流掺气率较高,有利于减免发生空蚀;阻塞扩散段末脉动优势频率为46.99 Hz;总消能率达82.1%,消能率高。研究成果可为该复合消能工在高水头下的泄洪消能应用提供参考。

渤海渔业生物重金属污染及风险评价

重金属污染是渤海长期面临的环境问题之一,同时对渤海海产品安全和人体健康构成潜在风险。为了解渤海海域鱼类重金属污染状况,在该海域采集的渔业生物中随机选取了10种144条鱼类样本,运用电感耦合等离子体质谱法测定了鱼类肌肉组织中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr和As的含量;采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法和金属污染指数法评价了单一重金属和综合重金属污染情况;采用每日摄入量和目标危害系数评估了渤海鱼类重金属污染对人体的食用安全风险。研究结果显示,渤海鱼类肌肉中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr和As的平均含量分别为(0.702±0.680)、(9.697±5.279)、(0.035±0.059)、(0.029±0.035)、(0.093±0.091)和(0.959±0.813)mg/kg。与我国其他海域相比,渤海鱼类重金属含量处于较高水平。鱼类重金属污染评价结果显示,Cd和无机As(iAs)为渤海鱼类重金属污染的主要元素,细纹狮子鱼(Liparistanakae)受到重金属综合污染的程度最大。食用风险评估结果表明,摄食渤海鱼类带来的重金属每日摄入量处于较低水平,所有鱼类样本单一重金属和综合重金属目标危害系数值均<1,表明正常摄食渤海鱼类不会对消费者构成健康风险。本研究结果有助于加深理解渤海渔业生物的重金属污染状况,同时为保障渤海水产品的食用安全提供科学依据。

阻塞式旋流泄洪洞空腔环流的能量特性

旋流泄洪洞内的空腔环流既不同于常规有压流,也不同于明流,因此采用理论分析和模型试验相结合的方法,建立了空腔环流断面的能量积分表达式,并对具有较好抗空化特性的阻塞式旋流泄洪洞内空腔旋流的能量特性进行了研究。结果表明:建立的空腔旋流能量方程利用相关水力特性进行计算的结果符合洞内的能量变化和转化规律,随着阻塞面积收缩比的增大,空腔环流的压强势能所占比例明显增加,动能所占比例减小,与阻塞收缩比增大时壁面压强增大、流速减小的规律一致;在水平洞起始段,切向动能大于轴向动能的部位延长,在阻塞面积收缩比m=0.49时,约增长至5倍洞径长处;增加阻塞,对竖井段的能量损失影响很小,但能较大提升水平旋流洞段的消能率。

基于准自由涡分布的阻塞旋流泄洪洞流场分析

为解决高坝泄洪建筑物亟待解决的高速水流问题,提出新型的阻塞旋流泄洪洞。采用试验研究和理论分析相结合的方法,对该类泄洪洞在不同阻塞体型下的流态、泄流量、壁面压强、空腔直径、旋流角和流速等水力特性进行研究,并在此基础上基于准自由涡分布理论对旋流流场进行分析。结果表明,阻塞有利于改善旋流洞内流态,增大壁面压强,可大大减小空化可能性;阻塞使旋流空腔半径减小,旋流角增大,同时阻塞处水流急剧紊动,提高了水流消能率;阻塞可减小泄流能力是其不利之处。依据水流流动的形成机理分析和试验实测流速分布特点,基于准自由涡分布规律对切向流速进行分析,得到相关参数;建立了壁面压强、旋流角、空腔直径、泄流量与切向流速分布参数等水力特性间的关系式和相对轴向流速的计算表达式,并通过试验实测数据验证了旋流准自由涡运动规律的正确性。研究成果可为阻塞旋流泄洪洞的研究与应用提供参考。

叶酸、蛋氨酸摄入量,MTHFR多态性与结直肠癌关系的病例对照研究

目的:研究亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)基因多态,叶酸、蛋氨酸摄入量与结直肠癌易感性的关系。方法:应用PCR-RFLP法,检测126例结直肠癌患者和343例正常对照者的MTHFRC 677T和A1298C两个位点基因多态,比较不同基因型与结直肠癌风险的关系,以及两个多态位点与叶酸、蛋氨酸的联合作用。结果: MTHFR C677T和A1298C突变基因在对照组中的频率分别为39.7%和17.1%。MTHFR A1298C突变基因携带者与野生型相比,患结直肠癌的风险显著降低(OR=0.51,95% CI:0.27～0.95);在叶酸个别摄入量组,MTHFR C677T多态使结直肠癌的风险显著降低(OR=0.23,95% CI:0.06～0.93)。结论: MTHFR A1298C位点多态性是直肠癌的保护因素 ,在叶酸摄入充足的条件下,MTHFR C677T多态是结肠癌的保护因素。

大气边界层阵风相干结构的产生条件

壁湍流相干结构的发现是近代湍流研究的重大进展之一,从20世纪50年代开始,在大气边界层湍流中也发现了相干结构——对流云街,并进行了系统的研究。近些年来,人们发现在近地层湍流中也存在相干结构。利用北京325 m气象塔对城市下垫面中大风和小风天气的风速分析,发现较有规律的周期3-6 min的阵风,且有明显的相干结构,而对不同下垫面的阵风研究,均发现存在这种相干结构,这种阵风相干结构对通量输送有不可忽视的作用。本文利用2012年4月甘肃省民勤县巴丹吉林沙漠观测塔的超声风速和平均场风速、温度观测资料,对阵风相干结构的产生条件进行了分析。采用傅立叶变换,将三维超声风速按频率分成基流（周期10分钟以上）、阵风扰动（周期1到10分钟）、湍流脉动（周期小于1分钟）三部分,结合平均场的资料分析发现：阵风相干结构出现在静力中性、不稳定甚至略微稳定的条件下,或者说机械作用主导的大气边界层,阵风区就会出现相干结构,热力作用对其有抑制和干扰的作用。从而,阵风的相干结构和壁面相干结构都出现在中性条件下,是机械湍流的现象,都主导着动量能量的输运。阵风区的相干结构并不等同于对流云街,他们出现在不同的大气稳定度条件下且尺度不同。

基于MIKE SHE模型的流域地下水水文响应

为研究在流域或盆地尺度上降雨入渗补给地下水水文响应的滞后效应,采用Arc GIS技术,并基于MIKE SHE软件数值分析的方法,建立了丹麦Skjern流域地表水-地下水耦合的分布式水文模型,运用观测值对该模型进行参数率定。通过观测值和模拟值对比,同时分析了Skjern流域气候条件和地下水埋深对地下水水文响应的影响,结果表明：丹麦属于温带海洋性气候,Skjern流域地下水补给集中在9—12月和1—3月;地下水位埋深为1m左右时,降雨入渗补给很快到达地下水面,地下水补给峰值的滞后时间很短,大约1~2 d;对于地下水位埋深在2~5 m之间的,滞后现象较为明显,峰值滞后4~5 d;对于地下水位埋深〉10 m的,峰值滞后时间则很长。该模型模拟Skjern流域效果较好,模型对于Skjern流域具有一定的适用性和应用潜力。

湖泊水体与沉积物中磷形态分布相关性分析

以南京玄武湖和河海大学东湖为例,采取钼酸铵分光光度法和SMT分级提取法测定湖底沉积物和上覆水中总磷和各形态磷含量,以探究不同的湖底沉积物与水体中磷含量的分布及其关联性。试验结果表明：湖底沉积物中磷含量受人为作用、植被情况、水力条件、地理位置等因素影响,OP含量远高于IP含量,IP中以NaOH-P为主体,约占40%~50%,HCl-P含量较少但更稳定,不易被固定吸附;上覆水体中TP含量与湖底沉积物中TP、AdsP、NaOH-P含量呈明显正相关关系,与OP和HCl-P含量无明显相关性,表明湖泊沉积物-水界面磷交换过程中以活性磷占主要交换量。该研究表明湖底沉积物磷负荷与水体磷含量密切相关,为从内源治理水体富营养化提供了理论依据和研究方向。

农业系统溶解性有机态氮淋滤损失及影响因素研究进展

农田土壤氮素的淋溶影响农田土壤和水环境质量的演变,是农业非点源污染的重要过程。农业系统中传统观念认为氮渗漏由硝酸盐控制。过去人们认为土壤淋失过程中,进入水中的主要是无机态氮,计算氮均衡时经常忽视有机态氮。但是近年来人们发现土壤有机态氮淋失现象可能比无机态氮淋失更为严重,有机态氮渗漏进入河流和饮用水源地导致富营养化和酸化,对人类健康带来很大的风险。从有机态氮的分类和定义、收集溶解性有机态氮(DON)的方法及其提取方法、对农业系统有机态氮淋滤损失及其控制因素研究进行了评述,阐明了农业系统中影响有机态氮淋滤损失的因素,以及它将给人类健康和环境带来风险的程度。如何定量研究农业系统DON淋滤损失是未来研究的方向。

90°竖直弯管内水力特性数值模拟研究

为研究竖直弯管水流的流动特性,数值模拟采用SIMPLE的求解方法求解N-S方程和k~ε紊流方程,自由水面采用VOF方法进行追踪。在上游水箱断面自编程序使用了水位边界条件,对4种恒压水头与4种管径条件下的上游竖管、90°弯管、下游水平管内的速度场和压力场进行了计算,得到各工况下弯管内二次流动现象(迪恩涡)。分析不同水头与管径条件下流场的产生机理,结果表明:各工况下水头损失系数随着雷诺数的增大而逐渐减小,并最终接近经验值,空化数最低值均在10°截面上的内壁面出现;弯管段内壁压强均低于外壁压强,该压强差维持着弯管内的二次流动。

基于AD590的温度测控电路及应用

介绍了基于AT89C51系列单片机的温度测控电路,它可对外界温度进行测量、误差修正、判定传感器故障与高温报警,并具有键盘控制和警情通讯显示功能,可以通过键盘根据当前环境和温度的需要设定温度的上下限。一旦测量温度超出设定温度范围,可以给出声光报警提示,单片机执行相应动作,对当前环境温度进行控制。

南宁市琴行音乐文化产业调查与分析

经过调查发现,南宁市的琴行可分为综合型、单一品牌型、单一乐器型、二手型四类,并具有中心扩散分布、销售与教学结合、经营外国乐器较多等特点。基于对其中两家琴行的个案调研可知,琴行的音乐培训不仅可以直接营利,还可以带动乐器销售。在与考级活动结合后,其师资较为专业化,其学生多为青少年和纯粹的成年人器乐爱好者,中档乐器的销量较好,且音乐活动创造的文化符号可作为其营销资本。另外,琴行在对考级人员的音乐历史文化修养及音乐审美积淀的培养方面尚有改进的必要性和潜力。

大单宽流量低傅汝德数收缩墩底流消力池的试验研究

为解决大单宽流量、低傅汝德数底流消能中存在振荡水跃,进而导致消力池内流态不稳定、水面波动大、消能率低等问题,采用模型试验的方法,对在消力池前设置收缩墩后的收缩扩散与底流复合消力池进行了研究。结果表明:设置Y型收缩墩后消力池内呈较为稳定的收缩射流与淹没水跃的三元复合流态,水流更为稳定,振荡水跃消失,可有效解决池内的水流间歇性振荡和水面大幅波动等问题。同时,设置收缩墩后,可有效降低池内最大临底流速,由近30 m/s降至约20 m/s。消能率由60.93%提升至66.61%,消能效果显著。此外,下游河道冲刷大大减小。最不利冲刷工况下的2年一遇洪水时,基岩最大冲深由近32.0 m降为5.6 m。消力池前设置收缩墩,对于因受地形地质等客观条件限制,无法通过改变池长池深来解决大单宽低傅汝德数的底流消能问题,提供了一种新思路。

增设收缩墩后的跌坎消力池三维流场研究

当消力池池长和池宽受到限制时,跌坎底流消能工在大单宽流量、低Fr来流条件下引起的振荡水跃对消力池具有较大的破坏力;模型试验研究发现,在跌坎消力池前采用收缩墩后的联合消能工可有效解决上述问题。选取RNGk-ε模型和流体体积函数法(Volume of Fluid,VOF)自由液面追踪法,构建有无收缩墩2种跌坎消力池并进行数值模拟,得到流场内的水力特性,并结合试验数据对有无收缩墩的2种跌坎消力池方案进行对比分析。结果表明:跌坎消力池池内紊动能不足和大尺度漩涡的不稳定性是引起振荡水跃的主要原因;设置收缩墩后水流经收缩墩横向收缩和纵向拉伸后形成收缩射流,在消力池内形成2条细长的强紊动区,形成了更多三维漩涡,漩涡尺度变小,紊动剪切加剧,破坏了不设收缩墩时的水跃旋滚,有效地消除了振荡水跃。这种消能工对工程条件限制下的低Fr数、大单宽流量底流消能具有较高的推广应用价值。

“太和镇外来入侵植物调查”活动设计

外来植物是指在一个特定地域的生态系统中,不是本地自然发生和进化而来,而是通过不同的途径从其他地区传播过来的植物。外来植物如果能够在自然状态下获得生长和繁殖,并且对人类的生产与生活、对本地的动植物生存与生态系统带来严重的危害,就构成了外来植物的入侵。外来入侵植物由于对环境的适应能力、生存能力与繁殖能力强,且当地缺乏控制其无序生长的天敌,再加上外来入侵植物对资源与环境的竞争力强,人为干扰后恢复快,能破坏当地的生态链与食物链.

某闸坝工程跌坎底流消力池体形优化试验研究

大单宽、低弗劳德数闸坝工程底流消能时易存在不稳定流态且消能率低等问题,结合某工程进行了跌坎底流消力池体型优化试验研究。结果表明,原方案采用小挑角跌坎消力池,闸门局开,上下游水位差较大,且下游水位较低运行时,消力池内因挑坎挑射水流与池内水流衔接易产生不稳定流态;将入池挑坎改为平角跌坎并在消力池内布置消力坎后,池内为稳定的淹没水跃,水面变化平缓,池内临底流速不超过10 m/s。优化后的平角跌坎消力池+池内消力坎方案,从根本上解决了原方案水流衔接引起的池内水流剧烈紊动、水面大幅波动、消能不足等问题。

基于满意度的高速公路投资效益评估方法研究

为使高速公路投资效益评估更加合理有效,在分析传统评估方案的基础上,以项目评价指标体系为出发点,引入满意度法,并以模糊综合后评价理论为基础创建新评价方法。结合哈同高速建设项目,对模型的应用效果进行检验。实际运用表明,文中方法有良好的应用价值。

水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性研究

为了探究水平旋流内消能泄洪洞段与尾水洞段流态适用性条件,建立了一种新型的泄洪内消能工水力模型,即洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能工。试验以原型流量1 200 m3/s、最大总作用水头150 m为标准进行了模型试验的体型设计,然后对设计的该消能工进行了1∶60.25几何比尺下的水工模型试验。结果表明:当1.5<X/D<9.1时,旋流洞内空腔直径沿程先增大后迅速减小最后平稳,当9.1<X/D<10.3时,空腔直径呈现出逐渐增大并最终稳定至r/D=0.45左右的趋势;上游水位对于下游尾水洞段的流态影响条件不大,当下游水位0.5D﹤h﹤0.85D时,旋流洞与尾水洞内会形成旋流远驱水跃流态,当下游水位0.85D﹤h﹤0.95D时,旋流洞与尾水洞会出现旋流临界水跃流态,当下游水位0.95D﹤h﹤3.2D时旋流洞与尾水洞会出现旋流淹没出流流态。

旋转阀正脉冲随钻测量仪转子负载特性研究

为了解旋转阀正脉冲随钻测量仪正常工作时影响随钻测量仪工作效率的因素,分析多种工况下单个正脉冲压力信号生成过程中,阀体总成转子轴向力、转矩、旋转阻力矩的变化情况,建立轴向力数学模型及阀体总成仿真模型。利用液压流体力学相关理论,对阀体总成中转子轴向力及转矩进行理论分析,利用数值仿真和随钻测量系统测井平台现场实验结果进行验证。通过对旋转阀正脉冲随钻测量仪转子负载特性分析,得到转子在不同工况下的转子轴向力及转矩周期性变化规律,为系统驱动电机的选择提供了理论依据。现场实验结果表明,正脉冲随钻测量仪在大负载条件下信号稳定,未出现正脉冲信号大幅波动现象。

洞内淹没射流及水平旋流梯级内消能的适用性研究

为了适应高水头泄洪消能的需要,提出了一种新型的泄洪内消能工,即洞内淹没射流与水平旋流梯级内消能工。以流量1 200 m3/s、最大总作用水头150m为标准进行了该消能工的体型设计,然后对设计的消能工进行了1∶60.25几何比尺下的水工模型试验。结果表明:下游出现与明渠相似的多种水跃流态,淹没射流孔口系数0.5~0.56,起旋器喉口流量系数0.32~0.35之间;旋流空腔直径先增大后迅速减小最后平稳,在旋流阻塞孔口处空腔直径又迅速增大最后稳定;下游水位H下小于2.0 D时,下游旋流洞段压强相对变化幅度较小,H下大于2.0D时,上下游水位对旋流洞压强影响较大;上游水位的变化不影响淹没射流速度相对变化,下游水位的变化,对水平旋流洞段影响较大;上游淹没射流消能、竖井消能、旋流洞消能与下游旋流阻塞扩散消能的消能率分别占总消能率的15%、10%、30%、10%,其中下游水平旋流洞段承担主要消能部分。