基于土壤微环境分层的平原水稻灌区磷污染模型

灌溉农田产生的非点源磷是造成水体富营养化的主要原因之一,但是目前国内外的磷污染模型对于平原灌区灌溉和排水管理下的水分运动过程和氧化还原条件下的磷转化过程的定量表征还比较欠缺。该研究构建了适用于平原水稻灌区水分运动和磷转化迁移的机理性磷污染模型,模型根据稻田水量平衡和沟道运动波方程模拟灌区产汇流,采用考虑土壤微环境分层的磷转化模型和对流扩散方程模拟灌区产汇污。模型中将耕作层分为有氧层和无氧层,定量表征了由于水田干湿交替导致的土壤分层溶解氧变化和磷的转化过程。为了验证模型的可靠性,利用黑龙江省和平灌区2018年试验田实测田间土壤水、积水及排水和2条支沟实测排水的水量和水质数据对模型进行了率定和验证。验证结果显示试验田、一排和七排排水的径流流量、磷浓度的模拟结果与实测结果都吻合较好。模拟排水流量的Nash-Sutcliffe效率系数(NSE)和决定系数(R^2)分别大于0.820和0.815;模拟总磷浓度的NSE和R^2分别大于0.811和0.821;考虑土壤微环境分层后得到的土壤可溶磷垂向分布结果比不考虑分层时与原位实测结果更接近。该磷污染模型被用于模拟和平水稻灌区的非点源磷污染。灌区磷污染浓度过程统计结果显示,2018年水稻生育期内通过排水和渗漏流失的磷为1.88 kg/hm^2,约占施肥和灌溉磷输入的5.7%。其中分蘖期和拔节孕穗期径流磷输出负荷最大,分别为0.85和0.60 kg/hm^2;泡田期和分蘖期渗漏输出负荷最大,分别为0.11和0.16 kg/hm^2。灌区一排和四排由于控制面积大,输出磷污染物总量大于其他排水沟。该研究所构建的磷污染模型包含稻田灌溉和排水过程的水分运动及稻田干湿交替引起的氧化还原变化条件下的磷转化和运移,可为平原灌区水肥运筹管理下的磷运移模拟提供更准确的方法。

基于环境分层方法的双足机器人路径规划研究

为了实现双足机器人在障碍环境中的路径规划,提出一种将三维环境分层的方法,用两个截面将环境分为高于机器人身高障碍层、低于机器人抬脚高度障碍层和中间障碍层。首先在中间障碍层进行机器人轨迹规划,再根据机器人各种步态的不同损耗构建代价函数,把规划好的轨迹放到最底层进行规划修改,最终得到双足机器人在规划路径上代价最小的一系列连续的动作,通过计算机仿真实验验证了方法的有效性。

基于运行环境分层模型(SMEA)的轨道交通信号系统工程应用安全风险辨识方法

轨道交通信号系统作为一种较复杂的安全苛求系统,充分的风险辨识和管理是确保系统持续安全运行的必要条件。同时,持续上升的应用量也对安全风险的管理效率提出了更高的要求。本文提出一种系统运行环境分层模型SMEA,通过对信号系统运行环境的分层划分,充分辨识信号系统工程应用特定的安全相关风险因素;并采用差异性分析的思路,减少对成熟设备重复的分析和风险管理,提高安全相关风险的管理效率。

水下航行器热尾流在稳定分层环境中的浮升规律

一、在稳定分层流中热尾流浮升的分析 稳定分层环境中,对远程热尾流作假设:1)流动定常;2)尾流是轴对称的;3)在尾流未达到最大浮升高度时,在分层环境中尾流的扩展与均匀流中的扩展相似;4)密度变化仅在浮力项中考虑,这就是所谓的Boussinesq近似。

温度分层环境下火灾烟气羽流上升高度公式分析

对小尺度空间温度分层环境下柴油有焰火及棉绳阴燃火烟气运动进行了实验和数值模拟。结果表明,在分层环境下,烟气与环境空气温度差造成的浮力在某一高度消失并转为负值,致使烟气停止上升而向横向扩展。Morton积分公式低估了烟气羽流上升的最大高度,且在相同出口条件及分层环境下,柴油烟雾比棉绳烟雾下降趋势快,上升高度小,其原因在于积分公式中自相似卷吸及烟气为空气假设。引入烟气密度修正系数和自相似修正系数,对Morton公式进行了修正和讨论。

稳定线性热分层环境下火灾烟气羽流积分解及实验分析

对稳定线性热分层环境下湍浮力羽流无量纲积分方程首次采用数值解法进行求解 ,得出浮力通量、动量通量等参量在轴线上的变化规律以及羽流中性浮力点的高度和羽流最大上升高度。 2种不同尺度空间及不同烟气羽流出口条件的实验表明 ,实际火灾烟气羽流最大上升高度与理论计算结果及文献经验公式相符 ,从而表明积分模型数值解的有效性 。

不同分层高度下的空调室内热环境实测分析

以某大空间实验基地为研究对象,针对大空间建筑中常用的喷口侧送侧下回送风气流组织形式,对分层高度分别为4m、5m、6m的分层空调负荷进行了理论分析与计算。研究结果表明分层高度越高,负荷越大,能耗越高;但分层高度过低,在满足射程的同时会带来吹风感,分层高度每提升2m,负荷增加1.5kW左右。通过对夏季室内热环境进行实测,得到了不同分层高度下的空调室内热环境相关参数,对比分析得到该建筑的最佳分层高度4m,为大空间分层空调设计提供实验基础。

分层水环境曝气诱导形成内波的过程与特性

采用分层水库模型,在平均温度梯度为0.37℃/cm条件下,开展了系统的曝气诱导内波的中试研究.分析了曝气诱导形成内波的过程,探究了曝气诱导形成内波的类型,重点揭示了曝气扰动源形式和跃温层厚度对内波形成过程和特性的影响.实验结果表明:扬水曝气产生的气水两相流是一种非定常的周期性扰动源,气水两相流的尾迹带动整个模型水体上下振动,这种振动在分层水体跃温层处诱导形成内波.从激发源角度上说,它是一种尾迹效应波.气弹释放周期在44.06~58.69s之间时,内波波高达到最大,当气弹释放周期达到180s时不能形成连续的内波;曝气器出流口增大,内波波高、周期呈增大趋势.分层水体的跃温层厚度也影响内波的形成,相同温度梯度条件下,随着跃温层厚度的增加,内波的波高、周期随之增大.

分层水环境人工诱导内波的强化混合效果

针对目前国内外缺乏对内波和水流上涌对水体混合的相对强弱关系研究的现状,采用近似计算的方法,提出了一种区分内波和水流上涌对水体混合所做贡献的新方法,定量计算了内波和水流上涌对水体混合的贡献率.在温度梯度、跃温层厚度、曝气器出水口位置均相同的条件下,当曝气强度从62.5L/(h·m^3)增加到125L/(h·m^3)时,内波对水体混合的贡献从82%降到了50%;在温度梯度、曝气强度、曝气器出水口位置均相同的条件下,随着跃温层厚度的增加,内波对水体混合的贡献从78.5%增加到83.5%.无消波装置的水体混合的有效功率比有消波装置的水体混合有效功率增加了40%以上,影响内波混合最根本的原因是所形成内波的A/T.实验证明内波只需要很少的能量就具有强大的混合作用,而曝气产生的循环水流的混合作用却截然相反,即内波混合具有较高的能量利用率,利用内波破坏水库水体分层和改善水源水质具有广阔的应用前景.

密度线性分层环境下垂直贴壁异重流数值模拟

通过求解雷诺时均NS方程,应用考虑密度的物质输运模型模拟计算了密度分层环境下的垂向二维贴壁射流过程,采用数值模拟方法对异重流的演进过程、头部运动速度进行了研究,并根据计算结果分析了异重流的演进特征以及浮力系数对运动特征值的影响。模拟结果表明数值计算结果与试验结果吻合,说明该数值模型可以比较准确地模拟分层流体环境下异重流的演进过程。

盐度分层环境中水面舰船尾流电导率场的半经验分析

采用独立常数法对盐度分层环境中水面舰船尾流电导率场进行半经验分析 ,获得了舰船尾流横截面的扩展和衰减规律以及尾流横截面上的电导率信号的分布规律 ,可为鱼雷的电导率探头追踪水面舰船尾流的数学模型提供基础 .

分层环境中人体呼出射流预测模型及实验研究

本文采用分层水箱模拟温度分层环境中射流流动,验证人员呼出气流积分模型的有效性。将实验观测得到的均匀环境以及分层环境下热射流演化图像与模型预测结果比对,实验表明均匀环境下热射流能够不断浮升,而温度分层环境中热射流浮升到一定高度后沿水平方向震荡和扩散,积分模型的预测结果准确描述了射流发展特征。该水箱分层实验为研究各种大尺度分层流动现象奠定良好的实验基础,为分层环境中人员呼出污染物扩散提供可靠的实验方法。

水下滑坡运动诱导形成的内波特性及破坏分层特征

为改善湖库因季节性水温分层而导致的水质恶化现象,通过水下滑坡体扰动的方式人工诱导产生内波,探究了水下滑坡运动诱导形成的内波特性及其对水体温度分层结构的破坏特征,结果表明:水下滑坡破坏水体温度分层结构主要通过扰动引起上下层水体交换实现,在此过程中内波作用效果持久且较为平缓;滑坡倾角和滑坡体运动速度对分层水体破坏效果有重要影响;滑坡倾角为45°工况相较60°工况诱导的内波规模更大。

我国环境法律归责的重要地位及完善的阻力

本文通过对我国环境法立法现状的分析,将其与我国经济发展相协调讨论,着眼于我国环境法要发挥其有效作用所应当注重和合理添加的相关制定原则,以此来提高我国环境法的约束力以及可操作性。同时提出经济环保不对称、环境法规分层制定原则的论点,并结合我国环境法的特点和不足进一步论证这一观点。

生态环境损害赔偿权利人资格之反思与重构

生态环境损害赔偿制度作为广义的环境公益诉讼制度的重要组成部分,在建立的初始阶段面临诸多挑战。从矛盾内外因双向视角看,该资格的赋予既无法解决地方政府权力扩张的问题,也容易对其他环境诉讼权利主体行使诉权产生阻碍。生态环境损害赔偿权利人资格的设立应当保持与《环境保护法》《民事诉讼法》《行政诉讼法》规定的环境公益诉讼和《民法典》侵权责任编的高度统一,方能使法律与国家政策规定之间不会相互冲突。因此,应以“公共池塘资源”理论为视角,并以环境公益生态分层为补充,构建合作竞争机制下优化配置环境公益类诉讼主体资格资源的制度。

论高校学生校园文化环境的分层及互动融合

作为大学生思想和行为的外部条件,高校学生校园文化环境包括影响学生思想形成发展和学生思想政治教育的一系列文化要素。基于大学生的角色定位和基本需求,高校学生校园文化环境可分为管理文化环境、生活文化环境与学习文化环境三个层面,各层面既相互排斥又互相融合,在以学生的"身份转换"为媒介、以"社会实践"为依托的基础上,完成其内在的关联交互。更好实现高校学生校园文化环境各层面的互动融合,应把握目标导向、组织依托、时空布局、思想凝聚四个原则向度,促进高校学生校园文化环境的和谐统一,提升文化育人实效性。

基于热路解析模型的海底电缆动态温度场计算与短时允许载流量评估

准确计算海底电缆动态温度场和短时允许载流量对保障海缆安全运行具有重要意义。针对现有的解析方法无法精确求解海底电缆动态温度场和短时允许载流量的问题,提出一种最优热路解析模型,将海底电缆的本体和埋设环境进行分层建模,推导出可以计算海底电缆外部环境等效热阻、热容的公式;然后采用热电类比法构建海底电缆本体和埋设环境的热路解析模型,并应用控制变量法确定热路解析模型的最优分层数和最优传热半径。最后,以某500 kV型号的交流海底电缆为例,对所提最优热路解析模型进行分析验证。计算结果表明:该最优热路解析模型具有较好的准确性和高效性;基于该模型对海底电缆的短时允许载流量进行评估,计算发现海底电缆短时允许最大载流量与海底电缆的初始稳态电流和过载时间有关。

延河流域种子植物区系特征与物种空间分布

以延河流域为例,采用环境梯度分层采样技术,对该流域种子植被的区系成分进行调查分析。结果表明,延河流域主要的种子植物区系共涉及57个科、148属、211种,其中裸子植物3科3属3种,被子植54科145属208种。从植物区系科属的分布型看,热带亚热带成分占31.57%,温带成分占28.07%;从属的分布型看,热带亚热带成分占11.72%,温带成分占60.54%。温带成分构成了本区系的主体,本区种子植物区系属温带性质。虽然数量上较整个黄土高原的植物区系成分较少,但这些物种却是该流域种子植物群落的主要构成种,对该区的生态恢复具有更重要的意义。在此基础上,进一步借助物种空间分布与环境要素响应图,分析211个物种分布的环境梯度空间,结果表明,它们可直接满足生态恢复重建的物种选择等需求,具有较好的应用价值。

曝气条件对等温层曝气器水力性能的影响

等温层曝气器内表观水流速度直接影响等温层曝气的充氧效果,针对表观水流速度难以准确计算的普遍问题,系统分析了曝气室内气水两相流运动所受的驱动能量与损失能量,提出了尾涡和顶部能量损失的无量纲表达式,建立了曝气室内水流的一维水动力学模型,以及基于MATLAB真域算法的模型求解方法.采用美国Prince湖等温层曝气器的实际运行数据,对该模型进行了验证,表观水流速度的预测误差在±8%以内,明显低于现有预测误差±20%.当曝气孔直径为2.6mm、曝气量从0.018m3/h增加到0.063m3/h时,曝气室内表观水流速度随曝气量的增加而增加;当曝气量固定,曝气孔直径从2.6mm减小至0.26mm时,表观水流速度随曝气孔直径的减小而增加,而当曝气孔直径进一步减小至0.026mm时,表观水流速度基本不受影响.计算了不同条件下的驱动能量和各项损失能量,揭示了引起表观水流速度变化的内因.建立的水动力学模型可用于指导等温层曝气器的设计和优化.

大空间火灾接触式感烟探测仿真分析

为研究接触式感烟探测器在大空间火灾场景中的工作性能,针对点型和空气采样2款探测器产品,分别采用数值风洞实验和ASPIRE2程序模型化环境烟雾到达其各自探测腔的过程;结合某体育馆FDS火灾分析结果,给出了该2款探测器基于遮光率响应阀值的工作性能评测。结果表明:点型探测器对小功率火探测失效;空气采样探测器探测效果受管网布置影响较大,水平管结合下垂管的组合采样方式能有效克服热分层环境影响,对各种火灾情况应对能力强,尤其对小功率火探测优势明显。