基于固-液摩擦纳米发电机的海洋红外对射自供能发电胶囊

为了实现海上电子围栏中红外对射装置的自供能,同时降低供电成本和简化安装,设计了一种基于固-液摩擦纳米发电机的海洋红外对射自供能发电胶囊。对摩擦纳米发电机发电胶囊(PC-TENG)进行仿真电学分析与0.02~2.00 Hz工况下的实验,验证了PC-TENG可以将波浪能转换为电能。仿真模拟的最大电势为3.2 V,基于去离子水的PC-TENG最大短路电流和开路电压分别为27.38μA和2.84 V。为了提高装置的实用性和输出性能,采用更接近海水的摩尔分数4%的氯化钠溶液作为液体摩擦材料进行对比实验,最大短路电流和开路电压分别为21.62μA和2.08 V,验证了使用海水作为液体摩擦材料的可行性。最后,进行了耐久性测试,基于去离子水的PC-TENG短路电流和开路电压分别衰减了5.5%~6%和3%~4%,基于摩尔分数4%的氯化钠溶液的PC-TENG短路电流和开路电压均衰减了6%~7%,验证了发电的耐久性,为海上电子围栏供能提供了新的参考和思路。

登州浅滩地貌近期演变研究

在野外实际测量和历史资料与图件收集的基础上,以地理信息系统技术为支持对大量数据进行了计算分析;应用数学插值等方法,计算分析了登州浅滩近期变化情况,分析研究了地貌形态演变原因,并对其以后的演变规律做出了预测。研究结果表明,在不受人为影响的前提下,按自然规律,登州浅滩在人为大规模破坏后将进入一个长期的缓慢的恢复过程。伴随着浅滩物质总量的恢复,其形态也向着挖沙前的自然状态演变,但是变化缓慢。

黄河三角洲北部岸滩的侵蚀演变

为研究黄河三角洲海底冲刷演变规律,2004年6月和9月,在黄河三角洲北部、飞雁滩以东岸段进行了2次共21条水深剖面测线的调查工作。通过1985年、1999年两期历史水深资料与本次实测水深资料的对比研究发现:自1985年以来,研究区一直处于冲蚀状态,1999年以后局部区域出现微弱淤积,侵蚀中心逐渐向东南、向岸迁移。测区总体演变趋势以侵蚀为主,强度逐渐减弱,并向冲淤平衡缓慢过渡。

郑西客运专线建设的植被影响分析

基于郑西客运专线建设工程所占用的各类植被面积,对工程造成的农田、林地和荒草地的生物量损失进行了估算。结果表明,该工程占用的植被面积为1526.12hm^2,其中农田、林地和荒草地分别为1240.17hm^2、232.99hm^2和52.96hm^2,工程在4年的施工期内造成的生物量损失共计65081.82t,其中农田植被生物量损失为30535.64t,占46.9%,林地植被生物量损失为33077.59t,占50.8%,荒草地植被生物量损失为1468.59t,占2.3%。随着边坡防护、站场绿化等植被恢复措施的实施,初期每年可补偿的植被生物量为1220.90t。

土霉素废水的强化臭氧化试验研究

对土霉素废水进行臭氧化及强化臭氧化试验研究。考察了土霉素废水臭氧化降解过程中pH值、初始浓度和气相臭氧浓度等对降解反应速率的影响,并进行了超声、微波强化试验。结果表明,反应的最佳pH值范围位于弱碱性条件,气相臭氧浓度越高土霉素的降解反应速率越快;超声和微波强化后,反应速率分别提高到未强化前的1.61倍和1.85倍。

开孔护圈对海上风力机单桩基础的冲刷防护试验

基于圆形护圈调整桩基局部流场,护圈开孔进一步交换上下两侧水体,降低结构振动并减少桩基冲刷深度,从而维持风力机的正常运行。为验证开孔护圈的防护效果,开展不同开孔型式护圈防护下的单桩基础冲刷物理模型试验。通过设计9种不同型式的开孔护圈,探究护圈开孔形态、开孔数量和开孔位置对防护性能的影响。结果表明:护圈改变桩基边缘冲刷形态,护圈开孔可提高桩基前期冲刷速率;相比传统护圈,内侧开孔护圈和外侧开孔护圈防护效果较差,而中间开孔护圈可进一步减小单桩基础周围冲刷深度,并控制冲刷深度不均匀性,提升护圈防护效果。

大面积干滩守护工程的应急技术现状与进展探讨

由于以土工织物和压载物组成的系结压载体软体排的整体性强、柔韧性好、紧贴河床、抗冲击性能好、使用年限长,在长江航道应急处理与航道整治工程中得到了越来越多的应用。同时在枯水季节充分利用低水位,抢修开展干滩防护,控制冲刷、稳定航道的环节中,压载体软体排工艺得以不断改进。本文系统分析了岸滩主动防护、被动守护工程技术的发展历程和研究现状,重点阐述了单元排、D型排、X型排、钢丝网格、铺石、抛石、透水框架、仿沙波排、透水结构等工艺及其综合应用工艺在干滩守护工程中的应用进展和重要突破,并结合我国干滩守护工程技术研究进展与应用实践总结了软体排技术的未来发展方向。同时,在各类干滩守护工程技术施工应用时,可能引发溢油、化学品泄漏等环境风险事故,需增加"生态航道"建设理念、加强环境风险应急体系建设、强化生态修复等方面的研究。

石墨烯钒酸铋复合纳米纤维处理含油废水的性能研究

采用水热法制备石墨烯修饰的钒酸铋复合纳米纤维光催化剂,采用扫描电镜、X射线衍射和紫外可见漫反射对复合光催化剂进行了表征,结果表明,RGO的加入未影响BiVO_(4)的单斜相结构,且对复合光催化剂禁带宽度具有一定的窄化作用。将复合光催化剂用于含油废水中油类物质的降解,通过RGO的吸附和BiVO_(4)的光催化降解两者有机结合,RGO@BiVO_(4)复合纳米纤维对含油废水的降解速率是单纯BiVO_(4)的5.3倍,在反应120 min后除油率可达89%,出水油含量低于《船舶污染物排放标准》(GB 3552—2018)中石油类污染物的排放标准限值。研究为船舶含油废水的处理提供了一种新思路。

长江航道整治工程风险因素识别与应用

工程风险研究是基于科学的预测、评估、分析,制定风险防范措施和应急方案,以期能有效地规避、预防、控制长江航道整治工程施工过程中可能产生的风险因素。在分析长江干线航道整治工程武安段的现状、特点及其对环境产生的影响基础上,发现急需制定一套切实可行的风险研究方法。本文根据长江航道整治工程特点构建了风险分析指标体系,采用层次分析法,得到了各因素与工程风险的关联,识别确定整治工程的重大风险源,最后根据量化的综合分析结果,探讨了有针对性的防范措施及应急方案。

港口煤堆场起尘量估算的关键参数取值研究

通过对12个港口煤堆场的起尘量计算与校核,归纳了采用JTS 105-1—2011《港口建设项目环境影响评价规范》推荐公式进行港口煤堆场起尘量预测时含水率取值的规律。结果表明,结合港口所在区域常年平均风速对含水率进行取值,可以使起尘量估算结果与实际情况更为接近。建议当港口所在区域常年风速大于4 m/s时,煤炭含水率在3.6%~4.0%范围内进行取值,港口所在区域常年风速小于或等于4.0 m/s时,煤炭含水率在5.4%~5.8%范围内进行取值。

螺旋桩安装扭矩计算方法与验证

当海上风电高压海缆登陆后跨越平原淤泥质海岸时,由于不均匀沉降,其高压电缆排管容易裂损破坏。螺旋桩施工方便,安装速度快,可用于不均匀沉降的应急控制。螺旋桩的安装扭矩是其工程应用的重要设计内容,其螺旋贯入过程中的周围土体产生了土体强度的扰动弱化,对安装扭矩计算的准确性有着较大影响。结合工程实践,通过有限元软件动态模拟螺旋桩贯入全过程,以等效塑性应变为判据量化安装后桩周土体扰动程度,创新性地提出扰动折减系数法,为计算扰动弱化后的土体强度提供了新方法。结果表明:对螺旋桩安装过程进行三维有限元模拟是可行的,同时也可以定量分析桩周土体扰动程度空间分布的动态变化,从而更科学地预测螺旋桩安装的施工关键控制参数。

基于纸板模具的新型单元排结构施工技术研究

基于枯水季节护滩工程施工工艺与大面积单元排混凝土浇筑需求,提出基于纸板模具的新型单元排结构施工技术。该单元排结构由纵横向纸板、入仓多孔板、丙纶绳、外框架组成,纸板可塑性强,且可进行防水、防潮处理等,无须拆模,在混凝土浇筑完成的同时单元排制作完成,可大幅度缩短大面积单元排制作时间,降低施工成本,减小混凝土浇筑难度,提高单元排整体质量,适用于大面积临水岸滩软体排施工抢修。室内试验结果表明,纸板不仅有利于混凝土保水养护,且可对混凝土块边角进行保护。工程实践表明,单块单元排混凝土可在入仓10min内充满各浇筑框格,在入仓30min内完成振捣与整平处理,可忽略浸水效应的影响。

航道整治护滩结构的混凝土单元排施工模具刚度特性研究

为适应枯水季节的长江中游航道整治护滩结构施工紧迫性,纸板模具已经成功应用于其大面积的混凝土单元排护滩结构工程。文章针对工程应用中的纸板模具刚度问题,采用三点弯曲试验,研究了湿度变化对纸板模具刚度的影响。结果表明:蜂窝纸板弯曲变形分为弹性阶段、屈服阶段和塑性坍塌三个阶段;蜂窝纸板极限弯曲荷载与相对湿度近似呈线性负相关关系;蜂窝纸板弯曲刚度与相对湿度近似呈反比例函数关系;蜂窝纸板屈服挠度随着相对湿度的增加,先增大后减小。

淤泥质海岸螺旋桩的轴向承载特性研究

海上风电高压海缆登陆后往往需要跨越平原淤泥质海岸,高压电缆排管易发生不均匀沉降而裂损,螺旋桩因施工方便、速度快,可用于不均匀沉降的应急控制。螺旋桩的承载力是其工程应用的重要设计内容,其桩型参数的改变,对极限抗压承载力有着较大影响。本文结合工程实践,通过开展抗压承载力数值模拟,研究分析了螺旋桩叶片宽度、叶片个数、叶片间距、桩体埋深对螺旋桩极限抗压承载力的影响。研究结果表明:增大螺旋板叶片宽度,可提高螺旋桩极限抗压承载力;双叶片螺旋桩的极限承载力明显比单叶片大;增加螺旋板叶片间距,螺旋桩极限抗压承载力整体呈先增大后减小的趋势;增加桩体埋深,桩基极限抗压承载力明显增大。

海庙港溢油扩散数值模拟研究

为了分析海庙港新增通用泊位工程对周边水域的影响,利用MIKE21建立二维水动力模型,模拟其水动力特性,采用实测资料对模拟结果进行验证。在获得水动力数据的基础上,对溢油事故进行环境影响预测。结果表明,风、潮工况对溢油运动轨迹影响较大,当风向与潮流方向一致时,油膜中心运动速度较大,油膜中心点间距较大,而当风向与潮流方向相反时,油膜运动方向甚至会与潮流方向相反,不同的风向直接导致溢油漂移方向不同。

内河多点分散码头大气污染叠加影响特征

港口码头大气污染主要为扬尘污染,包括装卸扬尘、道路扬尘、料堆扬尘和裸土扬尘.单个码头和多个分散码头扬尘大气污染在区域特征上具有较大的差异性.以山东济宁港为例,探讨内河港口多点、分散码头的大气面源污染叠加影响,以期为系统评价港口大气污染提供技术支撑.研究表明,内河港口的码头源强小、分布散,对区域空气环境质量总体影响有限,但对港区分布区域的几何中心位置叠加影响最为严重.在不考虑大范围高空气象条件差异和变化时,ADMS模型在预测较大范围内多个污染源的叠加影响方面仍具有较好的适用性.