碳中和背景下的水资源利用与保护

实现水资源高效智慧的利用与保护,是国家推进能源结构调整,促进低碳技术发展和环境保护,应对全球气候变化,实现“碳达峰、碳中和”战略目标的共性关键基础。为此,本文从水资源科技发展对碳中和的重大促进作用视角出发,回顾总结了水资源利用与保护的历史和战略发展趋势,阐明了水资源利用对开拓清洁能源应用潜力、促进国家能源结构低碳化的关键作用,研究了水资源利用与保护对于缩减碳源、提高碳汇的天然优势,并从规划运行智慧化、生态能源一体化、空间利用充分化、设计建造绿色化和改造发展统筹化等五大发展方向,系统凝练了智慧水利信息网络及反馈调控、多源信息监测体系及一体化模式、特殊地下空间利用及地下蓄能设施、生态水利工程及零碳水电站系统、中小型水电站改造并网及离网型水风光互补系统等高效智慧利用与保护水资源的技术方法。研究成果对长江黄河等重要流域保护、推进国家水资源利用重大战略工程实践、助力实现碳达峰、碳中和“3060”目标均具有重要促进意义。

落锤式冲击动力实验教学装置研制

研制了一套落锤式冲击动力实验教学装置,服务于本科教学实践和科创活动。介绍了该装置的设计思路、结构特征,并进行SCT试件动态断裂实验来验证该装置动力学测试可行性。发现该装置可捕捉实验过程的载荷曲线、试件裂纹的扩展路径和速度,从而准确服务于材料的动态力学实验研究。该装置的研制有助于学生充分理解结构动力响应、岩石混凝土灾变力学等方面的理论知识,并提高其实践创新能力与科研素养。

深埋锦屏大理岩力学特性与能量演化研究

与浅层岩体相比,深层岩体赋存环境更为复杂,导致其力学特性与常见的浅部岩体存在较大差异。锦屏二级隧洞工程最大埋深超过2500 m,其引水隧洞最高地应力达70 MPa,开展高应力条件下硬岩的力学特性研究,具有重要的理论价值和现实意义。采用四川大学MTS815岩石力学试验系统对取自2400 m深的锦屏大理岩开展单轴和三轴压缩等系列静态力学试验。试验结果表明:锦屏大理岩的单轴抗压强度为180.43 MPa,随围压的增长,大理岩表现出“脆-延-塑”力学特征,围压32.0 MPa为分界点;同时,起裂应力、损伤应力和峰值应力均具有相似的增长趋势,所定义的脆性指标的下降趋势逐渐趋于平缓;低围压下,弹性能在峰前占主导,而高围压下,耗散能增长更为显著,弹性能峰前峰后差值减小,表现出更为明显的塑性特征。研究结果为准确描述深层岩石力学行为、确保深部工程稳定性提供了一定的理论基础。

南水北调中线一期工程对生态环境的影响分析

南水北调工程是我国的战略性工程,中线一期工程的通水可有效缓解受水区水资源紧张问题,但同时也对周边环境产生一定程度的影响。从地表径流补给、地下水变化、水质变化、生物多样性变化和局部气候效应等方面分析其对沿线生态环境的影响,提出工程水源地和沿线存在的生态问题很突出,主要包括:水源地的水土流失和沿线的区域水环境问题。

基于Matlab和Fortran的有限元数值分析

结合Matlab和Fortran进行有限元数值模拟,选取了几个典型简化模型建模计算,分析了应力、位移状态,并将数值模拟结果与理论计算进行对比分析。