近50年长江中游洪水脉冲与渔业产量的关系演变

洪水脉冲对渔业资源的影响在中国一直缺乏实证性研究。以长江中游为例,收集了1963—1973年、1978—1985年、1996—2010年3个时段的渔业产量和宜昌站日流量数据,定义了9个描述洪水脉冲的水文指标,采用相关分析法和逐步回归法,识别了与渔业产量显著相关的洪水指标,建立了洪水指标与渔业产量的回归方程。研究发现:长江中游的渔业产量与洪水指标之间存在正相关关系;与渔业产量显著相关的洪水指标依次是:洪水脉冲的持续时间、流量大小和发生频率。洪水脉冲对渔业的生态作用具有时效性,可能对当年、第2年和第3年的渔业产量产生影响,时效性的长短主要取决于渔获物的年龄结构。洪水指标与渔业产量的相关性在3个时段呈逐渐减弱趋势,渔业产量能用洪水指标解释的比例由1963—1973年的高于0.85,降至1978—1985年的0.63,再降至1996—2010年的0.32。相关性减弱的原因为捕捞强度增加及水利工程运行等所导致的渔业资源衰减。

三峡库区1995—2008年土地利用/覆被变化分析

为研究三峡库区建设期间的土地利用变化情况,对三峡库区1995年和2008年TM影像进行土地利用/覆被解译,建立土地利用数据库,定量分析了土地利用/覆被在结构、数量、类型上的变化。结果表明:在1995—2008年间,研究区水田面积减少、旱地增加,耕地面积总量减少;有林地(森林)、灌木林地、其它林地(果园、苗圃等)、建设用地和水域面积增加;疏林地和草地面积减少。土地利用/覆被组成结构的总体态势基本保持不变。

LZ50钢在变幅荷载作用下应力交互作用的研究

在现有的研究中,材料的恒幅疲劳试验结果往往被用来表征其疲劳性能以及用于可靠性分析。但是在缺少变幅疲劳试验数据的情况下很难对材料的疲劳寿命给出较为准确的预测。利用超声疲劳试验设备对LZ50钢进行了变幅疲劳性能的研究。并利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了疲劳断口的形貌特征。试验采用了荷载步线性累加的加载形式,选取最大荷载σhigh=390 MPa。实验结果表明:经过小荷载作用后的实验材料其疲劳性能有着显著的增强,表现出明显的Coaxing效应。通过分析,引入强化因子对Corten-Dolan累积损伤准则进行修正,经修正过后的Corten-Dolan累积损伤准则能较好的预测材料在本文所使用工况下的变幅寿命。

电动势法对298.15K下NaBr-Na_2B_4O_7-H_2O体系中NaBr平均活度系数的测定

采用电动势法测定了在298.15K下NaBr-Na2B4O7-H2O体系中NaBr平均活度系数,混合溶液的离子强度为0.01～0.50 mol/kg,分析了混合溶液中NaBr平均活度系数与Na2B4O7离子强度分数的关系。研究结果表明,测定的NaBr平均活度系数是可靠的,并在一定浓度下该NaBr平均活度系数随Na2B4O7离子强度分数的增大而增大。应用测定的NaBr平均活度系数拟合了Pitzer方程混合离子作用参数。

四川都江堰龙池“8·13”八一沟大型泥石流灾害研究

2010年8月13日都江堰龙池八一沟在强降雨(75 mm/h)下导致强大雨水启动沟道及两侧松散堆积物后,冲毁各支沟内的拦挡坝,最终溃决形成规模巨大的过渡性泥石流。在八一沟大型泥石流灾害现场调查的基础上,首先对形成泥石流的地形、水源、物源3个基本条件进行了论述;其次分析了八一沟泥石流的特征和成因;再次计算了泥石流的动静力学参数:容重1.88 g.cm-3左右,泥石流的洪峰流量达1 082 m3.s-1,泥石流的屈服应力在6 700 Pa以上,一次泥石流固体总量为116×104m3,堆积扇上巨石的冲击力为2 449 t;最后分析了泥石流的发展趋势:八一沟流域内还存在大量崩滑体及沟道松散堆积体,在强降雨作用下,很容易再次启动,形成泥石流,造成灾害。

三峡工程蓄水以来对长江中游四大家鱼自然繁殖影响研究

长江中游四大家鱼具有宝贵的种质资源价值,但近年来,其早期资源量逐年下降明显。合适的涨水条件和水温是四大家鱼自然繁殖的重要条件,严重的气体过饱和可能威胁到四大家鱼鱼卵和幼鱼的存活。分别分析了三峡工程运行后对四大家鱼自然繁殖的上述三方面影响,结果表明三峡工程的运行对家鱼自然繁殖期涨水过程没有明显的改变,由于水温的推迟引起下游四大家鱼自然繁殖时间后移,使得相应的涨水条件较天然情况下发生变化。三峡水库的泄洪会引发较为明显的气体过饱和现象,可能对家鱼鱼卵和幼苗产生不利影响。为了缓解这些影响,建议开展针对性的三峡工程生态调度工作。为了更好地保护四大家鱼早期资源,建议对家鱼产卵场开展研究和修复工作。

玄武岩纤维再生混凝土的基本力学性能

玄武岩纤维作为一种新型绿色的工程材料,可显著提高混凝土的力学性能,为再生混凝土的研究和推广提供了新的发展思路。研究了玄武岩纤维掺量分别为0、2和4 kg/m3情况下,对不同再生骨料替代率下的玄武岩纤维再生混凝土物理和力学性能的影响。结果表明,在纤维掺量为2 kg/m3时,50%替代率再生混凝土的密度最大;当纤维掺量少于2 kg/m3,再生混凝土的抗拉强度随纤维含量的增加而降低;对于50%再生骨料替代率下的再生混凝土,玄武岩纤维含量为4 kg/m3时对其力学性能提高最明显。

干湿循环下高液限黏土与高液限粉土压缩特性比较研究

通过分析干湿循环后高液限黏土和高液限粉土的高度、质量和压缩系数等试验结果,比较研究了干湿循环条件下高液限黏土和高液限粉土压缩特性的变化规律,并从机理上对两者的变化规律进行了分析,结果表明高液限黏土和高液限粉土在吸失水的过程中所产生的质量和高度变化规律基本相似,质量变化率和高度的变化都是随着干湿循环次数的增加趋于平稳。两种土的压缩系数的变化规律也较为相近,在第1次干湿循环后压缩系数的增长较为明显,高液限粉土的压缩系数增长率为40%～180%,高液限黏土的压缩系数增长率为60%～120%,但都在3次干湿循环过后趋于稳定,在5次干湿循环过后两种土的压缩系数趋于相等。同时在干湿循环过程中高液限粉土的压缩系数基本上都小于高液限黏土。试验中还发现对于高液限粉土和高液限黏土来说,干湿循环是一个不可逆的过程。

鱼道结构优化研究

大坝切断了鱼类的洄游路线,对鱼类的生长繁殖产生影响,尤以对洄游及半洄游性鱼类的影响为甚。某水电站所处河段是锥吻叶须鱼、横口裂腹鱼等半洄游性鱼类洄游的必经通道。为保护珍稀鱼类,修建了一座垂直竖缝式鱼道。对该鱼道进行一系列模型实验,通过模型实验,认为该鱼道内主流上的流速接近鱼类极限游泳速度,而且鱼道内水流扰动大,给鱼类洄游带来困难,有必要对其结构进行优化。提出了一种优化的新结构,使每一个水池都具有三级跌坎及一个凹槽,优化鱼道相比于原模型,鱼道内的平均流速降低了30%以上,水流也更为平缓。另外,凹槽中形成静水区,可以为鱼类提供休息场所。认为优化的鱼道结构在流速和流态方面对鱼类洄游有利。

结冰风洞液滴运动及传质传热特性分析

针对结冰风洞喷雾系统设计和分析的需要,建立了计算液滴运动及传质传热特性的数值方法。该方法将空气流动和水滴运动解耦计算,首先采用计算流体动力学的方法模拟空气流场,在此基础上,用拉格朗日法计算水滴运动轨迹,并根据雷诺比拟计算水滴运动过程的传质传热特性。采用本文方法对液滴在3 m×2 m结冰风洞中运动及传热传质过程进行了模拟,分析了导致液滴沉降的原因,总结了影响液滴温度和直径变化的因素,得到了液滴在运动过程中沉降和蒸发的基本规律,为深入开展结冰风洞喷雾特性研究打下了较好基础。

基于节点信任的LEACH协议簇头选举改进算法

针对LEACH协议在选举簇头时没有考虑到节点的信任值和节点的剩余能量,提出了一种新的簇头选举改进算法,即在数据传输阶段同时计算节点的信任值,为下一轮选举簇头节点作参考,从而在相对延长了网络寿命的同时确保了数据的可靠性,加强了网络的安全。由于在计算节点的信任值过程中已包含节点,故不需要额外考虑节点的剩余能量。仿真结果表明,改进后的算法不仅在网络寿命上要优于LEACH算法,同时在安全性能分析上也优于LEACH协议。

煤粉—惰性介质混合体系爆炸特性实验研究

为深入认识煤粉—惰性介质混合体系爆炸行为,在Siwek 20 L球形爆炸测试系统内研究了煤粉—惰性介质混合体系的爆炸威力(最大爆炸压力、最大升压速率、燃烧持续时间)、敏感度(爆炸上、下限)和惰性介质的抑爆效力,并重点考察了点火能量、煤粉热值、惰性介质组分、煤粉浓度、煤/惰性介质混合比等因素的影响。结果表明,添加惰性介质能显著降低煤粉爆炸威力,其抑爆效力随点火能量增加而下降,并由此建议采用5～10 kJ点火能量考察惰化效应;煤粉热值增加可显著提高混合体系的爆炸威力;就惰化效应而言,湿分的抑爆效力优于磷酸二氢铵和碳酸钙,而磷酸二氢铵的抑爆效力又优于碳酸钙,其中煤粉完全惰化所需惰化剂量与煤尘浓度密切相关,在200～400 g/m3处有最大值,为"最危险浓度";增加惰性介质添加量可降低爆炸上限,提高爆炸下限,有效压缩煤粉尘可爆浓度范围。研究结果对深入理解粉尘爆炸规律、优化惰化标准,完善测试方法有参考价值。

三峡水库香溪河库湾水华高发期浮游植物群落结构分布特征

为研究香溪河库湾水华高发期浮游植物群落结构的分布特征及其影响因素,2010—2011年3—8月在库湾沿程布点、采样,对浮游植物群落结构及其演替规律、环境因子时空动态过程进行了详细监测。结果表明:香溪河库湾水华高发期最常见的藻种为小球藻(Chlorella)、小环藻(Cyclotella)、隐藻(Cryptomonas)、衣藻(Chamydomonas)、直链藻(Melosira)、栅藻(Scenedesmus);早春浮游植物细胞密度最小,夏季浮游植物细胞密度最大;库湾浮游植物随时间变化呈硅藻—绿藻—蓝藻的演替趋势,硅藻和绿藻是库湾中相对比例较大的浮游植物门类;物种多样性指数及均匀度指数在时间上差异明显,空间上差异不显著;水温、Zeu/Zmix及RWCS是影响香溪河库湾水华高发期浮游植物群落结构的主要因素,ρ(D-Si)对硅藻的生长有重要影响。

基于正交设计的土体细颗粒迁移积聚水槽实验研究

在中国形成泥石流的主要物质来源是一种包含了黏粒、粉粒、砂砾和砾石等组分的"宽级配弱固结土",土体细颗粒迁移、积聚、阻滞效应将导致泥石流的触发。基于上述认识,考虑斜坡坡度、降雨时间、降雨强度等3个影响土体细颗粒迁移积聚特征的因素,利用正交原理设计水槽实验,对各因素进行了敏感性分析。在实验基础上,将细颗粒增量作为表征在人工降雨水槽实验中土体运移效应的评价指标,运用极差、方差和回归分析等手段,对影响细颗粒迁移积聚特征的3个因素进行分析。结果表明:基于正交原理设计的人工降雨水槽实验,大大缩短了实验周期;影响土体颗粒运移效应的诸多因素中,降雨历时是主要因素,以下依次是降雨强度、斜坡坡度;其中,降雨强度和降雨历时是土体颗粒迁移的决定性因素,斜坡坡度的影响次之;细颗粒增量y与控制因素降雨强度x1与降雨历时x2可用y=(40.92-0.83x1-0.0045x21-8.12x31+81.26x2)/(1-0.42x1+619.8x2)统计关系式来描述。所得结果对土体细颗粒积聚迁移的确定提供了依据,为细颗粒运移效应的深入研究提供了参考。

基于考虑时变性的宾汉姆流体的渗透注浆机理研究

结合宾汉姆流体的流变方程与流体粘度的时变性特性,建立了考虑时变性的宾汉姆流体的流变方程与渗流运动方程,并在一些假设的基础上,推导考虑时变性的宾汉姆流体的球形及柱形渗透注浆机理,通过设计两组室内注浆试验对其进行了验证。试验结果表明:由考虑时变性的宾汉姆流体的渗透机理公式计算出的理论扩散半径与试验实际测量的扩散半径虽然有20%左右的差异,但处于可接受误差的范围内,因而在总体上能够较好地反映考虑时变性的宾汉姆流体的注浆渗透规律,对注浆设计、施工和理论研究等方面具有一定的参考价值与指导作用。

夯击载荷作用下埋地输气管道的可靠度分析

强夯是导致埋地输气管道第三方破坏的主要载荷形式之一。针对西气东输东段管线,将埋深作为随机变量,确定其分布规律。利用LS-DYNA商业有限元软件,基于非线性动力学基本理论和动态算法,在半无限土介质中,通过对动力参数和接触参数的合理设置,建立了夯锤-土-埋地管道在动力接触条件下的相互作用模型,计算不同埋深下夯击载荷对埋地输气管道的最大应力Sm,确定了Sm的分布规律。最后,由相关文献得到管道强度r的正态分布规律,运用应力-强度干涉模型的可靠度计算方法求得管道可靠度,并与Monte Carlo法的抽样结果进行比较。研究对埋地输气管道第三方破坏的预测预防以及管道的设计、施工具有重要的参考价值。

流域水电梯级开发水温累积影响特征分析

采用立面2维水温模型,以金沙江下游梯级水电站为例,对各梯级水库的水温分布及变化过程进行了数值模拟。计算结果揭示了梯级水电站水温累积影响的3大特征,即下泄水温延迟效应、平坦化效应和库内水温的同温化效应。研究结果还表明:联合调度时,梯级下泄水温的延迟效应和平坦化效应随梯级数量增加而强化,但其强化趋势趋缓;下游梯级库区水温同温化现象显著,库区在升温期垂向温度梯度和全库温差减小明显,下层过渡层和温跃层基本消失,库底同温层厚度扩大。

二氧化硫液相浸取低品位软锰矿的动力学

研究了液相中二氧化硫对低品位软锰矿的浸出行为。考察了液相搅拌转速、温度、二氧化硫浓度及pH对锰浸出率的影响,研究了软锰矿粒径及表面元素相对含量随锰浸出率的变化,并对其浸出的动力学模型进行了分析。实验结果表明,搅拌转速为400 r/m in时可消除外扩散对锰浸出率的影响。锰浸出率随温度、二氧化硫浓度的升高而增大,随pH的增大而减小。当锰浸出率为80%时,软锰矿粒径减小约20%,表面锰含量减小73%,硅元素含量增大18%。动力学研究结果表明,软锰矿的浸出过程为扩散-化学反应混合控制过程,反应的活化能为36.85kJ/mol,二氧化硫浓度、氢离子反应级数分别为1.559 5和0.588 4。