从营养平衡角度分析富营养化水体生态修复方法

调节水体营养平衡是控制富营养化水体碳、氮、磷营养负荷及恢复水体生态系统的重要手段。从微生物、水生植物和水生动物三方面剖析了基于营养平衡调控的水体生态修复机理。着重介绍了基于营养平衡调控的工程修复方法(生态浮岛,沉水植物,人工湿地,微生物修复)的原理、优缺点及改良方法。生态浮岛易受水生植物的根茎长度及系统碳源的限制,可悬浮复合填料或提供还原态无机物作为电子供体替代有机碳源;将水生动物、微生物与沉水植物结合可提高沉水植物修复法的环境适应性;人工湿地存在碳氧水平和基质碳源不足的问题,可通过增氧和向基质添加天然有机物质、无机底物等方法解决;微生物修复受到的限制因素较少。未来可在工程应用中组合使用上述修复方法,从而构建多级水生态平衡系统。

随机地震激励下水中悬浮隧道的动力响应

将张力腿定位的水中悬浮隧道结构简化为弹性简支梁和弹性支撑刚性梁的叠加,基于Euler(欧拉)梁理论给出悬浮隧道管段受迫振动时的运动方程,等效线性化处理动力方程非线性项;采用虚拟激励模拟随机地震输入,数值模拟平稳随机地震下水中悬浮隧道管体的动力响应,给出管段的位移功率谱.通过位移功率谱分析表明:随着消能连接装置阻尼系数和张力腿弹簧系数的增大,管段的动力响应减弱,其中张力腿的刚度对悬浮隧道管体的震动影响较为显著.

国产深海准实时传输潜标系统设计

基于海洋环境安全保障、海洋环境预报和海洋科学研究的需要,开展国产深海准实时传输潜标系统的设计,重点进行锚泊系统水动力分析、观测设备工作同步性、准实时通讯系统安全可靠和系统低功耗等整体技术设计;开展轻型感应耦合传输缆制作、大深度感应耦合传输和智能收放通讯等数据实时通讯技术的研究;进行适用于准实时传输潜标系统的多种类国产设备的稳定性和可靠性优化、规模化集成和系统化的应用示范,形成半潜升降式准实时通讯潜标与浮子式准实时通讯潜标各1套。所设计的准实时传输潜标系统集成了1台抗污染CTD、19台感应耦合CTD、8台感应耦合T、4台感应耦合传输的ADCP、2台单点海流计和6台感应耦合数据传输仪,并配有2套声学释放器;潜标系统本体设计含有3个水下流线型浮体、1套通讯浮子、1套准实时卫星通讯装置(半潜式水下绞车或海面浮子)和1套锚泊缆系,可实现深达2000 mm的剖面温盐深和海流等海洋要素的高频率、多要素、多层次的长期连续观测和数据准实时传输,以便对科学问题解决和海洋环境安全保障等提供及时的数据支撑。

基于TLP系泊振荡浮子波能发电装置锚固性能研究

介绍锚固基础由潜浮体和张力筋腱组成的振荡浮子波能发电装置及10kW海试样机。采用AQWA软件分析液压阻尼对装置的影响；运用TOPSIS评估方法探寻潜浮体的最优布置位置。研究表明：综合考虑装置位移响应、锚链张力和质量因素，潜浮体位置存在最优解.

碰撞荷载下悬浮隧道结构受力及人体损伤研究

为了研究悬浮隧道受碰撞荷载下的结构受力和人体损伤情况,将光滑粒子流体动力学与有限元法耦合,利用ANSYS/LS-DYNA软件模拟了不同质量、不同速度潜艇撞击悬浮隧道的工况。研究表明,潜艇的动能大部分以隧道管壁形变的方式转化为隧道的内能;将波动较大的结构受力简化,得到了水下结构碰撞的结构受力拟合公式;通过对隧道纵向各点碰撞方向速度最大值的分析,发现潜艇撞击速度的增加比潜艇质量的增加对隧道和隧道内人体损伤的影响更严重;得到了关于撞击速度和潜艇质量的重度损伤区域长度的计算式。

波浪与水面浮体相互作用中共振现象的数值模拟研究

该文基于不可压缩黏性流体的N-S方程和VOF方法,采用CFD软件FLUENT,对波浪与水面浮体相互作用中的共振现象,进行了数值模拟研究。首先研究了波浪越过潜堤后的波浪变化,验证了模型的准确性;而后基于动量源项造波方法,建立了前端消波的数值模型,并探讨了水上漂浮的两物体在波浪作用下的共振问题。结果表明:共振频率与共振峰值和实验数据吻合良好。另外还探讨了浮体的浸没水深对共振频率和共振峰值的影响。

潜水式生态介质箱对黑臭水体的修复效果

生态浮床作为一种常规治理技术得到了广泛使用,但其只能修复表层富氧水体,对下层缺氧水体的修复能力有限.本研究针对实际黑臭水体的修复需要,设计了潜水式生态介质箱(潜水组),并以传统的生态浮床(浮床组)为对照进行对比试验,研究修复前后黑臭水体的水质变化,考察了水生植物的生长状况及N、P积累能力.结果表明:随着修复时间的延长,两组处理对各污染物的去除率均逐渐升高,其中潜水组去除全氮(TN)、铵氮(NH4^+-N)、全磷(TP)的能力优于浮床组,但其去除化学需氧量(CODMn)的能力稍逊;潜水组植物(苦草)的生长状况优于浮床组植物(菖蒲),且苦草对水体中TN、TP的吸收积累能力和去除贡献率均优于菖蒲;此外,苦草的质膜透性、丙二醛和叶绿素含量均低于菖蒲,说明苦草更适于在黑臭水体中生长,该潜水式生态介质箱是新型的一体化原位修复装置,更适用于黑臭水体的修复实践.