Overburden fracture evolution laws and water-controlling technologies in mining very thick coal seam under water-rich roof

Considering the danger of water inrush in mining very thick coal seam under water-rich roof in Majialiang Coal Mine,the universal discrete element(UDEC)software was used to simulate the overburden fracture evolution laws when mining 4#coal seam.Besides,this study researched on the influence of face advancing length,speed and mining height on the height of the water flowing fractured zones(HWFFZ),and analyzed the correlation of face advancing length and change rules of aquifer water levels and goaf water inflow.Based on those mentioned above,this research proposed the following water-controlling technologies:draining the roof water before mining,draining goaf water,reasonable advancing speed and mining thickness.These water-controlling technologies were successfully used in the feld,thus ensured safely mining the very thick coal seam under water-rich roof.

Study on Safeguard System of Eco-tourism Compensation of Hukou Section during Ecological Water-control Project of Poyang Lake

Through analysis on the background to develop eco-tourism and necessity for ecological compensation,based on specific condition of Hukou County,in line with the situation to develop eco-tourism during ecological water control project of Poyang Lake,residents' interest protection system and ecological benefit safeguard system for eco-tourism compensation were put forward.

数字孪生永定河建设实践

数字孪生永定河建设是流域治理管理现代化的主要标志。围绕永定河生态修复与治理,构建数字孪生永定河,建设水利感知、数据底板、模型平台、知识平台、业务应用等内容,相关成果应用于永定河全年全线有水的生态水量调度与海河“23·7”流域性特大洪水的防洪调度,取得了初步成效。建议下一步从完善数据底板、完善防洪模型、提升防洪“四预”能力、提升水资源调度“四预”能力等方面加强数字孪生永定河建设,助力流域治理管理现代化。

基于大数据视域下造纸工业废水控制软件系统升级改造研究

造纸业对水的需求整体较大,在造纸的过程中所生成的废水涉及到各类杂质,如颜料、纤维等,若是无法及时进行相应处理,则会对周围环境带来显著影响。基于大数据技术,成功开发造纸废水远程监控系统,对原有的废水控制系统进行升级。升级之后的系统使用微信小程序用作上位机,而下位机则使用了STM32芯片,借助于WIFI模块、云服务器等,将现场运行的动态参量传递至微信小程序,可对设备进行远程监控。系统在运行之后,具有较高的实时性,同时反应也具有较高的灵敏度,可以对造纸厂的废水排放进行远程监控。

基于物联网的灌溉系统定量控制算法设计研究

精量节水灌溉成为农业生产发展的关键技术。为此,基于硬地育秧过程对土壤水分的精准化控制需求,设计了一种定量灌溉控制系统。同时,根据育秧过程中的土壤需水状况监测结果,设计定量灌溉控制算法,对育秧过程中的水分状况进行预警,实现了精准化灌溉控制。

基于电气自动化的灌溉水电双控系统设计

针对我国灌溉系统水资源利用率较低的问题,基于电气自动化对灌溉水电双控系统进行了设计。灌溉水电双控系统主要组成包括控制模块、信息采集模块、收费管理模块、执行模块和通信模块。为了实现节水灌溉,提升水利用率,在管理方面对控制系统软件进行设计,在技术方面对控制系统算法进行设计。为了验证灌溉系统的性能,对系统进行了数据计量准确性试验和节水灌溉运行试验。试验结果表明:系统可以准确地测量用电量和用水量,且可自动启动节水灌溉。

“四水四定”最严格水资源管理管控指标研究

“四水四定”最严格水资源管理管控指标是水资源刚性约束制度的重要组成部分,是贯彻落实《节约用水条例》的重要抓手,“四水四定”的研究有助于推动用水方式由粗放向集约节约转变。通过分析“四水四定”的水是什么水、四定是什么的内涵,提出水资源的管控指标、经济社会发展保障及涉水均衡协调指标等;按照“城、地、人、产”用户维度和发展—水流—生态维度,构建了“四水四定”管控指标体系。文章以江苏沛县为例,从管控指标库的构建,以及考虑代表性、独立性、可比性和实用性四个方面的特征,建立了沛县的“四水四定”水资源刚性约束指标及目标,为各地正在开展的建立刚性约束制度和“四水四定”建设方案提供参考。

基于深度学习的LSTM-GRU复合模型矿井涌水量预测方法研究

为了解决矿井涌水预测问题,引入深度学习理论,将长短期记忆网络(LSTM)和门控循环单元(GRU)进行结合,选取矿井涌水量为研究对象,建立一种LSTM-GRU的矿井涌水预测模型。以陕西某矿的矿井涌水量为样本数据,采用7∶3的比例将数据集划分为训练集和测试集,选择模型训练效果较好的梯度下降算法确定网络模型参数和正则化参数,为了证明LSTM-GRU模型的预测精度,同时将结果分别与传统的ARIMA模型和LSTM模型预测矿井涌水所得到的预测结果进行对比。结果表明:LSTM-GRU复合模型的平均绝对百分比误差(RMSE)为70.51,均方根误差(MAE)为53.4,平均绝对误差(MAPE)为2.80%,可决系数(R^(2))为0.86,具有较高的预测精度和可靠性,预测效果优于传统的ARIMA模型和LSTM模型。

控制性供水湖泊旱限水位确定方法——以洱海为例

旱限水位作为干旱预警以及工程抗预案的重要指标和依据,对科学指导湖泊开展抗旱调度具有重要的作用。本文针对控制性供水湖泊的特征,在充分考虑湖泊自身生态健康稳定的同时,结合湖泊兴利调节逆序递推计算,提出了一种控制性供水湖泊旱限水位计算方法,以洱海为例,验证了该方法的合理性。结果表明:通过设定旱限水位,在考虑湖泊最小生态需求的基础上,通过在干旱前期预留水量,可有效缓解干旱年份的湖泊周边地区的严重缺水情况;在设置旱限水位后,连旱最不利年份下洱海环湖供水缺水量减少1023万m^(3),引洱入宾农业灌溉用水减少1016万m^(3),环湖城市供水、引洱入宾灌溉严重缺水月数分别减少11、10个,低于最低生态水位月数减少15个。本研究为水旱灾害防御部门制定湖泊旱限水位、指导湖泊开展抗旱调度提供了一套通用算法,能够为干旱防御决策提供科学依据和技术支撑。

乳化沥青提高原油采收率研究进展

乳化沥青具有注入性能好、封堵强度高等优点,作为一种选择性堵剂在油田提高采收率领域比其他化学剂体系更具应用潜力。本文总结了国内乳化沥青堵水体系的开发历程及现场选择性堵水的应用效果。通过调研近年来国内外文献,概述了乳化沥青堵水的作用机理,一种是作为乳液的作用机理,主要是乳液颗粒被变形捕获产生贾敏效应和乳液液滴的机械滞留使水的流动阻力增大;另一种是其分散相也就是乳液破乳后沥青的作用机理,主要是沥青黏附在岩壁上起到的堵水作用。同时,总结了乳化沥青稳定的主要影响因素,包括温度、水相中的电解质浓度和pH值以及分散相中的沥青质,并且论述了各因素影响乳化沥青稳定性的作用机理。最后,详细叙述了乳化沥青应用于油田调剖堵水领域的最新研究进展,研究表明乳化沥青不仅具有优异的封堵效果,还具有独特的封堵选择性。此外,乳化沥青还能与CO_(2)吞吐、泡沫调驱组成复合增产技术进行现场应用,并且指出了乳化沥青应用于调剖堵水领域存在的问题与未来展望。

复杂底水气藏水侵动态模拟及应用——以元坝长兴组气藏为例

元坝长兴组气藏为局部发育隔夹层的条带状生物礁底水气藏,不同气水分布模式下两相渗流机理复杂,水侵动态认识不深入,控水对策制定缺乏理论指导,严重制约了气藏高产稳产。通过设计流体微观渗流实验,分析不同气水分布模式水侵机理,建立隔层型及无隔层型气井水侵早期预警模型,开展气井见水风险评级,形成差异化控水稳气技术对策。研究成果表明:1)气藏隔层发育使得水侵机理呈现显著差异,考虑复杂气水分布模式能够有效提升水侵动态模拟精度,气井见水时间预测误差可小于10%。2)无隔层型及隔层型2类气水分布模式气井无水采气期的可控因素影响程度由强到弱均为避水高度、生产压差及井筒内径。3)针对无隔层型井区气井,避水高度对气井无水采气期影响趋势与生产压差及井筒内径有显著差异,其影响规模可达另2个因素的3倍以上;隔层型气井无水采气期对于各因素敏感性较无隔层气井显著降低,影响程度变化趋势趋于一致。4)识别气井水侵加剧特征后,应综合考虑底水锥进临界产量及产能来动态调控气井生产压差,延缓水侵速度,元坝气田产水风险井无水采气期平均延长2.3年,控水侵效果显著。以上研究成果有效支撑了元坝气田水侵动态分析及防控对策制定,为同类型气藏高效开发提供技术借鉴。

基于效益复产的控水采气技术——以磨溪气田嘉陵江组二段气藏为例

高产水气井因低效或无效益关停后,井口压力恢复较高,井控安全风险大。按照原有常规开发模式复产将面临地层水处理成本高、无人值守生产管理难度大等问题。为实现磨溪气田下三叠统嘉陵江组二段气藏安全效益复产,综合考虑气藏生产管理、安全环保和经济效益等因素,提出新型控水采气技术作为高压、高产水、低负效气井复产的工艺措施。通过开展控水采气生产现场试验,分析不同产水量、产气量、生产时长和间开周期条件下油压、产量等动态数据之间的关系,确定合理生产压差、产水规模和间开周期;同时结合气藏生产组织、生产管理等综合因素确定开关井制度,通过安装智能间开系统等配套工艺,进一步提升控水采气技术措施效果。研究结果表明:(1)该技术确保气藏关停井整体成功复产,有效降低了井控风险;(2)通过现场试验和推广应用,验证了选井标准和工艺参数计算方法的科学性;(3)“智能间开系统”等配套工艺进一步提升了现场运用效果。该技术为关停井复产、高压井管控、精细生产管理及提高气藏采收率提供了有力的技术支撑,在同类气藏中具有较强的推广应用价值。

平原河网水动力优化调度与水环境改善的响应关系研究

平原河网河道流动性较差是引起水环境污染严重的主要原因,引调水是改善平原河网地区水环境的重要措施之一。本文以佛山市三山围为例,基于实测资料构建了河网水动力水质耦合模型,采用15天的连续水动力水质监测数据对模型进行了验证,并将NSE和RMSE模型评价指标用于模型评价。同时结合地势、潮汐规律和景观水位等设计了4种闸控模式和7种景观控制水位,共28种模拟工况,模拟分析了不同条件下的水动力水质改善与内外江潮位变化、引排水流量及其空间分布、闸控方式和景观水位等综合响应机理。结果表明:构建的模型合理可靠。研究区域受引排水路径的影响,河道流动性差异较为显著。综合考虑河道流量分布、水流路径、分汊河道分流作用和外江污染物浓度等对河道水质的作用效果并有效结合潮汐河网的动态水环境容量和污染源排放的时空分布对水环境的改善作用将非常显著。与低景观控制水位相比,高景观控制水位的内江动态水环境容量相对较大,污染物浓度较低。景观控制水位从0.2 m上升至0.8 m时,不同引调水路径的引水流量上升28.00%~64.70%,断面氨氮浓度削减了0.85~5.50 mg/L,削减比例达到28.89%~67.23%。本研究为平原潮汐河网水环境优化调度研究提供了新的思路,为相关部门对平原河网的水环境改善提供了重要的参考。

饮用水厂含藻原水加压处理的实验研究

饮用水厂的原水多取自湖泊和水库等封闭水体,较高浓度的含藻原水影响居民用水质量,现有除藻技术对含藻原水处理效果差,或使藻细胞破裂、释放胞内物质,造成二次污染。本研究采用加压处理含藻水,消除藻类对饮用水质的影响。通过小试实验研究了加压预处理的除藻效果和参数。结果表明,加压处理对典型微囊藻类——铜绿微囊藻有较为明显的去除效果,当压强增大到0.7 MPa时效果最佳,可达到最大除藻效果。加压使囊泡破裂是一个瞬间且不可逆的过程,加压不会使藻细胞破裂,其内容物未释放而污染水体。

基于“船载舱养”模式国内养殖工船的大气和水污染排放控制研究

基于“船载舱养”的养殖工船模式构建理念,结合10万吨级大型养殖工船建造项目,阐述目前法规、国标对养殖工船防止大气污染和防止水污染的控制措施,并对养殖工船设计、建造和营运给出建议。

“水污染控制工程”实验教学中学生创新和实践能力的培养与提升

“水污染控制工程”实验是兰州大学环境科学本科专业开设的一门实践课程。通过学习“水污染控制工程”,使学生加深对水污染控制工程基础理论和各种废水处理技术的掌握,了解相应实验设备的操作,实验数据的处理和分析,污水处理构筑物的设计、运行和管理,污水处理方法的比选以及工艺流程的构建等,旨在通过实验培养学生运用基础理论知识和各种处理技术解决实际水污染问题的能力。为培养和提高具有创新意识和实践能力的实用与技术型专业人才,在教学内容、方法、手段、考核环节等方面进行了一系列探索和革新,在取得良好教学效果的同时,学生的综合能力得到大幅提升。

振荡水柱波浪能发电装置机电转换及控制研究进展

在间歇、随机及波动的波浪作用下,振荡水柱波浪能发电装置的空气透平转速和扭矩长期随海况多级变化、短时随波浪波动,机电转换系统结合变工况控制策略是实现输出电能最大化和平稳化的关键之一。该文从振荡水柱式波能转换技术原理及特点出发,重点分析机电转换环节运行工况、运行要点及拓扑结构,归纳总结不同类型控制策略,探讨机电转换及控制技术现状、存在问题,并展望未来发展趋势。

饮水中镉检测实验室间比对实验的影响因素分析

目的通过2021年“饮用水中镉的检测”实验室间比对项目实验,探讨影响生活饮用水中镉测定结果的因素,提出测定的关键点。方法制定质量控制措施,优化仪器参数条件,分别应用石墨炉原子吸收分光光度法(atomic absorption spectrometry,AAS)和电感耦合等离子体质谱法(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)测定2021年“饮用水中镉的检测”项目考核样品。结果饮用水中镉实验室间比对实验两个浓度水平考核样品Z值均小于1(Z值≤2为满意结果),结果满意。结论采取适宜的仪器工作条件和质量控制措施,规避实验中可能影响测定结果的因素,是保证检测结果准确性的有效手段。

论王安石与苏轼的治水方略——以玄武湖与西湖为例

王安石与苏轼是北宋思想、文化、政治上的巨人,人们对其相互关系展开过多方面论述。王安石治理玄武湖的巨大失败是不容否认的事实,苏轼治理西湖取得巨大成功则是妇孺皆知的史实。从对玄武湖与西湖治理显示的治理理念以及对后世产生的影响探讨王安石与苏轼的治水方略,对于今天的社会治理、文化建设可以提供多方面启示。

“双碳”背景下医院住院病人水控管理系统的定量分析——以某三甲医院2019-2022年数据为例

针对医院在“双碳”目标下管理和控制住院病人洗澡用水的问题进行了深入研究,通过整理某三甲医院2019-2022年的水控数据,定量分析了住院病人的用水情况,并评估了各种因素对用水量的影响。研究结果表明,即使在严格落实“一床一陪护”制度的今天,水控系统仍然能够显著降低住院用水,同时日间手术量、床位周转率等指标也与住院患者用水量有相关性。提出与运用的定量分析模型对医院精细化管理有积极意义,提供了对病区管理评价的新工具。