岩溶凹陷式露天矿山大流量涌水治理技术

我国岩溶地质分布广泛,岩溶突涌水已成为石灰石矿山安全生产的巨大灾害与挑战。以广西某岩溶凹陷式露天矿山大流量涌水为研究对象,针对该矿山地质条件复杂、集中涌水量大、流速高等特点,利用岩溶发育特征、资料分析与地球物理探查等方法初步圈定矿山径流带区域;进一步通过钻探、跨孔CT和示踪联通试验等精准查找到矿山Y01特大涌水点岩溶管道的具体位置,在此基础上研究并实施了矿山涌水治理技术与工艺。研究表明:(1)针对复杂岩溶凹陷式露天矿山大流量、高流速的涌水特征,提出并实施了“非连续帷幕截流+关键通道探查与封堵+止浆垫控流降速”的岩溶矿山涌水综合治理体系。依据岩溶发育的不均匀性,提出了非连续帷幕封堵裂隙型涌水区域的思想;对大流量岩溶管道型集中涌水设计采用止浆垫控流装置,通过控流能有效降低关键过水通道内水流速度,为注浆材料的有效留存沉积和工程的成功封堵提供了重要条件。(2)关键孔联合注浆工艺是岩溶管道型涌水成功封堵的保证,关键孔是指直接揭露岩溶涌水管道或与涌水管道联通性极强并对注浆堵水起主要作用的钻孔。针对矿山Y01岩溶管道型特大涌水精准查找到2个关键孔,均在矿坑南部:一个是距涌水点直线距离约50 m的近距离钻孔(以下简称“近孔”),另一个是距涌水点直线距离约150 m的远距离钻孔(以下简称“远孔”)。现场采用近孔、远孔2个关键孔联合注浆工艺:近孔以粗骨料和自主研发的可控凝结新型材料进行注浆,远孔仅注水泥浆液;近孔粗骨料和新型材料既能降低管道内的水流速度为远孔浆液起到更好的留存沉积作用,又能作为封堵材料起到增强的功能,远孔因其离涌水点距离长、辐射范围广、浆液扩散充分而能确保封堵长度和效果。近孔、远孔协同配合同步注浆是封堵管道型大流量涌水的有效组合工艺。(3)涌水口止浆垫控流降速装置的合理有效调控,配合关键孔联合注浆工艺的同步实施,进一步确保了注浆浆液的有效快速留存和沉积,是岩溶地区封堵管道型大流量涌水的创新性技术和方法。项目实施后,彻底封堵矿坑内集中涌水量达7.12万m^(3)/d的Y01特大涌水点,实现总减水量8.43万m3/d(含非连续帷幕注浆封堵),保证了矿山的正常安全开采,大幅降低了抽排水费用,同时保护了周边环境和地下水资源,具有显著的经济效益和社会效益。研究成果可为我国矿山涌水灾害治理提供理论价值和经验借鉴。

基于下采样交互时空注意力网络的交通流量预测

准确预测交通流量对于缓解城市交通和线路规划具有至关重要意义。为了解决现有交通流量预测模型在处理时间序列相关性及长期依赖捕获方面的不足,提出了一种基于下采样交互时空注意力网络(Downsampled Interactive Spatio-Temporal Attention Network,DISTAN)的交通流量预测模型。该模型首先结合静态道路空间拓扑结构和时间信息,通过节点嵌入和独热编码构建时空嵌入。然后,在编码层采用下采样交互式学习结构以及注意力机制,以综合局部和全局信息。在解码层,增加过去和当前预测偏差的正则化损失函数,以防止过拟合。最后,通过在四个真实世界数据集上的性能测试,证明了提出的DISTAN的有效性和优越性。

泄洪消力池消力墩消能特性数值模拟研究

消力墩是常用的泄洪消力池消能结构物之一,对其消能效果与结构优化研究在枢纽结构设计中具有重要作用。为此,基于描述非恒定流运动的雷诺平均(RANS)方程和描述紊流运动的Realizableκ-ε湍流模型,采用VOF自由表面追踪方法,建立了模拟大自由表面变形流体运动的数值计算模型,对坝面泄洪引起的跌坎型消力池内复杂流体运动及消力墩的消能特性进行研究。首先,对不同坝面泄洪条件下消力池内水流运动进行模拟,通过将自由液面、水流流态及底板压强分布等的模拟结果与室内实测数据进行对比,验证了模型的模拟精度和可靠性;在此基础上,模拟分析了矩形、直角梯形和T形三种典型消力墩对消力池内水流流速、液面形态及湍动能分布的影响,探讨了长、宽、高相同、几何形状不同的消力墩的消能效果。结果表明,对水流能量的耗散作用,矩形消力墩优于直角梯形消力墩、直角梯形消力墩优于T形消力墩。

来流方向对百叶窗翅片‒后扩型涡产生器热工水力性能的影响

为改善百叶窗翅片-扁管式热交换器(LFHE)的热工水力性能,将后扩型涡产生器(CFDVG)布置于LFHE冷却管表面,得到百叶窗翅片-后扩型涡产生器(LF-CFDVG)。考虑到主动进气格栅(AGS)的使用将引起热交换器芯部空气来流方向的改变,进一步研究了空气速度为3 m/s时来流方向对LF-CFDVG热工水力性能的影响。结果表明:受CFDVG出现后最小自由流面积减小、空气流速增大而导致的摩擦阻力增加以及CFDVG引起的压差阻力增大的影响,LF-CFDVG的压降Δp总是大于未布置CFDVG的LFHE(Baseline)。在来流方向角γ由0°增加到30°的过程中,受空气流速减小的影响,Baseline和LF-CFDVG中的压降Δp均减小,因此增加γ可降低空气流动阻力。与此同时,在CFDVG诱导形成的纵向涡输送的高速、低温主流对CFDVG间冷却管壁的冲击下,相较于Baseline,LF-CFDVG的对流换热能力显著增强。在γ由0°增加到30°的过程中,受空气流速及纵向涡强度、尺度减小的影响,Baseline和LF-CFDVG中的对流换热系数均减小,因此增加γ有损于换热能力。另外,在γ由0°增加到30°的过程中,LF-CFDVG的综合性能不断降低,因此增加γ不利于综合性能的改善。

中国古代亭台楼阁审美观物体系的形成

亭台楼阁是中国古代重要的审美视角,并以此形成了一种极具特色的审美观物体系。这种审美观物体系的形成,主要归因于中国古代经典文本中的特殊观看模式。首先,由台这种建筑所引发的观看模式,在《周易》中形成一种仰观俯察的视线;其次,屈原在《离骚》中又展现出一种游目流观的审美视线,二者共同构成了中国传统文化中的重要美学话语。同时,楼阁亭榭的空间结构也加入了由台引发的审美观看当中,从而形成中国古典美学中的亭台楼阁审美观物体系。

超声脐动脉血流参数联合唐氏筛查对胎儿生长受限的预测价值

目的:探讨超声脐动脉血流参数联合唐氏筛查对胎儿生长受限(FGR)的预测价值。方法:选取规律产检且诊断为FGR的86例孕妇作为观察组,另选取同期86例孕检正常得妊娠孕妇为对照组。所有孕产妇均行唐氏筛查和彩色多普勒超声检查。比较两组产妇唐氏筛查指标[甲胎蛋白(AFP)、游离β-绒毛膜促性腺激素(β-hCG)和游离雌三醇(uE3)]及超声脐动脉血流参数[搏动指数(PI)、阻力指数(RI)、收缩末期流速(PSV)、舒张末期流速(EDV)、时间平均峰值流速(TAmax)、PSV/EDV(S/D)值]的差异,采用Logistic回归分析确立FGR发生的独立预测因素,应用受试者工作特征曲线(ROC)验证评价指标的预测效能。结果:两组年龄、既往孕次及既往产次比较,差异无统计学意义(P>0.05);观察组分娩孕周及新生儿体质量低于对照组(P<0.05)。观察组超声脐动脉血流参数PI、RI及S/D均高于对照组(P<0.05),EDV及TAmax低于对照组;两组PSV比较,差异无统计学意义(P>0.05)。观察组AFP及β-hCG均高于对照组,uE3低于对照组(P<0.05)。Logistic回归分析结果显示,PI、RI、S/D、β-hCG及uE3对FGR均有较高的预测价值(P<0.05)。ROC显示,联合检测的曲线下面积为0.970,95%CI为0.933~0.990,敏感度和特异度分别为89.54%和96.52%,联合检测预测价值更高。结论:超声脐动脉血流参数、唐氏筛查指标对FGR有较好的预测价值,且二者联合使用时能进一步提高预测效能。

抗菌羽绒的短流程制备及其性能

为降低抗菌羽绒制备中的原绒损耗,缩短工艺流程,将抗菌整理剂加入羽绒最后一道漂洗浴中,经振荡浸渍、离心脱水、烘干制得抗菌羽绒。借助扫描电镜、傅里叶红外光谱仪等对羽绒结构进行表征,通过平板菌落计数法测试羽绒的抗菌性能,同时分析此工艺对羽绒基础指标的影响。结果表明:采用短流程工艺制得的抗菌羽绒其形貌、蓬松度不受影响,抗菌剂填充并附着在绒丝纤维表面凹纹和菱节夹角处,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有优异的抗菌性能,抑菌率达100.00%;经3次水洗,抗菌羽绒对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别达到90.00%和66.18%,具有一定的耐水洗性能;短流程抗菌工艺降低了对原料绒的损伤,抗菌羽绒的清洁度、残脂率、耗氧量、气味并未发生明显变化。

偏环路运行的反应堆功率控制改进策略研究

为了提高反应堆的运行灵活性和促进反应堆系统设计满足用户的多样需求,本文研究了在丧失一台反应堆冷却剂泵工况下的反应堆偏环路运行模式,提出了两种改进策略来提升反应堆功率控制的响应速度,以应对反应堆偏环路运行时冷却剂流量的快速下滑。一种策略是提高汽轮机降负荷速率,通过堆跟机的方法提高降功率的速度;另一种策略是直接下落预先选定的控制棒组。通过三维物理-热工耦合的模拟方法,对两种改进策略开展了论证比较。结果表明,通过细化控制棒分组,采取顺序落棒的方式,可以较快地降低反应堆功率以匹配冷却剂流量下滑,并在反应堆安全性和可运行性方面建立较好的平衡。

迷宫-对冲组合式最小流量阀流道设计研究

电站给水泵最小流量阀长期处于高温、高压等恶劣工况环境下工作,阀内极易出现空化汽蚀、冲刷泄漏等问题,将会影响阀门的使用寿命。为了提高阀门的降压和控速能力,本文基于迷宫式最小流量阀的流动特点,提出了一种新型盘片结构,利用数值模拟方法对迷宫式、对冲式和迷宫-对冲组合式流道结构的流动特性进行研究,得到了三种流道内部压力和速度的分布情况。结果表明:在相同条件下,迷宫式流道结构有利于降压,但出口流速大,对冲式流道结构有利于控速,新型迷宫-对冲流道既能保证降压又能控制速度。

植物根系对垂直流人工湿地水力条件的影响

选择旱伞草、芦苇、灯芯草、美人蕉4种不同根系特征的植物，通过控制分蘖数并借助反应器理论研究植物根系对基质水力条件及水质净化的影响。结果表明，植物分蘖数的增加过程可以用Logistic方程描述，无论初始栽种密度是多少，若不加以控制，植物生物量都会扩大到湿地所能容纳的最大密度．植物分蘖与根系发育总体上呈正相关关系．芦苇和灯芯草相关性较好，植株重一根重和分蘖数一根体积的相关系数在0．93～1．00之间。美人蕉和旱伞草的相关性不高，植株重一根重和分蘖数一根体积的相关系数在0．43～0．69之间．植物根系向下穿透基质的时候，一方面可起到一定的疏通作用，使基质孔隙率提高3％～44％；另一方面则会在穿透过程中产生横向的压力，起到使基质断面孔隙大小均一化的作用，使Peelet准数提高6％～90％。没有发现水质净化与分蘖数（地上植株重量）以及根系体积的规律性关系。植物对水质净化的作用不大，可以起到一定的但非决定性的防堵塞效果。

下降管式生物质快速热解实验装置设计与实验

为了确定在固体热载体加热方式下反应温度和停留时间对生物质热解挥发特性的影响,设计了陶瓷球热载体加热下降管式生物质热解实验装置,并进行了生物质热解挥发特性实验。该实验装置能够对反应温度进行精确控制,实现生物质粉和陶瓷球热载体按比例连续均匀喂料及热解残炭样品的采集。实验物料为玉米秸秆粉,反应温度分别为450、500、550℃。停留时间通过反应物在反应管内下降距离间接测量,下降距离分别为150、550、850、1 150 mm。利用灰分示踪法计算得到了不同条件下生物质的热解挥发率。实验结果表明:玉米秸秆粉的热解挥发率随着热解温度的升高、下降距离的加长而非线性增大。

明渠湍流涡运动尺度分布特性

为了解明渠湍流涡运动尺度沿水深的分布特征,使用高精度粒子图像测速法水槽试验系统测量充分发展的明渠湍流,利用改进后的功率谱分析方法,对明渠湍流涡运动尺度沿水深分布、上升流、下扫流和平均涡量等进行了分析。结果表明:明渠湍流涡运动尺度大小沿水深增加呈先增大后减小;沿水深增加下扫流比上升流更容易发生;各自水深的顺向涡涡量大于逆向涡涡量,在近壁区平均涡量最大;明渠湍流近壁区产生涡量大、尺度小的涡结构,沿水深增加,涡尺度发展变大,但受水面区下扫流抑制,涡尺度又变小。

下降管生物质热裂解液化反应器设计

以固体热载体加热工艺原理设计开发了一种新型下降管生物质快速热裂解液化反应器。详细阐述了反应器中的陶瓷球热载体换热器、颗粒喂料器、反应管、颗粒分离及热裂解气冷却系统等主要组成部件的结构,并对各部件的性能进行了试验测试。试验结果表明,热载体的温度与喂料速率控制精确,热载体与炭粉颗粒分离完全;空心锥喷嘴非常适合生物质热裂解气体产物的喷淋冷却,当喷嘴孔径为4.0 mm、液体压力为0.2 MPa时雾化效果最佳,利用该喷淋冷却方式时秸秆类生物质热裂解生物油的收集率达到43%。

复合垂直流构建湿地的设计方法及净化效果

阐述了复合垂直流构建湿地的设计理论基础及方法,分析其投资与运行管理费用,测试该系统对受污染水体的净化效果.中试系统表明对受污染地面水体中的化学需氧量(CODCr),五日生化需氧量(BOD5)和总悬浮固体(TSS)的去除率分别为66.1%,76.7%和72.4%.结合实际介绍了一个应用本系统处理受污染地表水的实例,实际工程对COD和BOD5的去除率分别为82.6%和85.8%.复合垂直流构建湿地投资低、运行费用省、维护简单、出水水质好,是一种实用有效的水处理技术,对水体水质改善和水生态系恢复具有重要意义.

高氨浓度下生物流化床内亚硝化过程的选择特性研究

对于高氨低碳废水生物处理 ,短程硝化——反硝化生物脱氮工艺是一条颇具吸引力的途径 .本文采用下向流内循环生物流化床反应器 ,在高浓度氨条件下 ,探讨了亚硝化过程的稳定性 .试验结果表明 :在系统运行初期 ,由于硝酸菌对环境的适应性和生长的滞后性 ,暂时出现亚硝酸积累 ,但伴随硝酸菌适应与繁殖 ,亚硝酸被完全氧化 .高浓度游离氨对硝酸菌氧化速率有抑制作用 ,而对亚硝酸菌抑制不明显 ,也造成亚硝酸积累 ,但这种对硝化菌选择性抑制所获得的亚硝酸积累是不稳定的 。

竖直下降管换热实验台改进设计与实验

下降管式热解液化装置能够实现生物质热解液化。为了研究下降管中生物质半焦和陶瓷球两种散体混合下落的换热规律,在前期研究的基础上,对实验设备进行了改进设计,并将原实验物料——生物质粉更换为生物质半焦,使实验结果对实际装置的设计与改进更具指导意义。根据不同温度陶瓷球(50、60、70℃)与室温空气的换热实验,通过热平衡分析,得到了陶瓷球热载体与空气的对流传热系数h=600 W/(m2.K);陶瓷球与生物质半焦颗粒换热实验表明,不考虑边界效应时竖直管内温度呈线性分布;对流换热为竖直下降管系统热量传递的主要方式。

于桥水库铜绿微囊藻上浮运动规律及其控制

对天津于桥水库中铜绿微囊藻竖向分布及其上浮速度进行了测定,在大约3倍透明度水深处藻类数量最多,向上或向下,藻类数量均减小。在无光条件下,上浮速度≤1 cm/min的铜绿微囊藻占77%,上浮速度1~1.5 cm/min的藻类占10%,上浮速度1.5~2 cm/min的藻类占6%,还有7%的铜绿微囊藻上浮速度大于2 cm/min。当向下的流速达到1.65 cm/min时,基本能阻止铜绿微囊藻的上浮。竖向水力混合能将表层藻类输送到下层,从而抑制藻类的生长。

潮流追踪解析算法

在电网规划和稳定控制方面,电源和负荷的源流关系是十分关键的信息。潮流追踪技术是获取源流关系的有效方法,研究旨在提高潮流追踪方法的效率和实用性。基于比例共享原理和电路的基尔霍夫原理,构造了新的顺流追踪矩阵和逆流追踪矩阵,矩阵元素采用电网潮流计算的线路潮流结果和节点潮流结果,通过顺流和逆流矩阵的矩阵分解和前推回代技术实现了单源或单流的分配系数计算。算法计算负担小,具并行计算潜力。在多个系统中进行了验算,证明了算法的正确性和可靠性。

低溶氧下生物流化床内亚硝化过程的选择特性研究

采用下向流内循环生物流化床反应器 ,在低浓度溶解氧条件下 ,探讨了亚硝化过程的稳定性 .试验结果表明 :在 0 .5～ 1 .0 mg/L溶解氧 ( DO)下 ,DO成为增殖的限制基质 ,可实现亚硝酸的稳定积累 .当进水NH+ 4 -N为 3 0 0 mg/L时 ,出水 NH+ 4 -N小于 2 0 mg/L;在保证氨氮去除率大于 90 %的前提下 ,使出水硝态氮中亚硝酸比例稳定在 80 %以上 .选择过程完成后亚硝酸菌成为生物膜中的优势菌群 .

下降管冷态热解液化实验台设计与应用

为了探索下降管式热解液化装置中生物质半焦和陶瓷球两种颗粒混合下落的运动规律,设计了下降管冷态模拟装置。通过冷态模拟,测试了陶瓷球和生物质半焦喂料器的稳定性和连续性,该装置能够实现两种颗粒的均匀、精确、连续喂料,能够满足实验所需要的两种颗粒的不同混合质量比的要求;PIV实验测试表明,该装置能够满足实验需要;陶瓷球和生物质半焦的混合,消除了PIV用圆管测试时由于光的反射和折射问题在管道轴线两侧所形成的许多亮白条纹,提高了数据的准确性。