石马河泄洪与东江水利枢纽调节不同情景下东江水质的模拟与分析

以东江干流下游东江水利枢纽~石龙河段为研究范围,构建基于MIKE21的二维感潮河段水动力、水质模型,以氨氮为水质控制因子,模拟分析汛期石马河泄洪排污及东江水利枢纽不同水量调节情景下,东深供水工程东江取水口水质变化规律,结果表明：1受潮流影响,石马河各种泄洪流量情景下取水口氨氮浓度变化与潮位变化关系密切,显示出较为明显的大小潮变化的周期性;2涨潮过程是影响取水口水质的主要控制因素,氨氮浓度超标均发生在高高潮时;3石马河泄洪量愈大对东江水质影响愈大,东江水利枢纽水量调节对下游水质有明显的改善作用。结果可为汛期石马河橡胶坝与东深供水工程取水口联合调度及东江水利枢纽应急水量调度提供决策依据。

基于SCS模型的跨界小流域物质通量估算——以东莞石马河流域为例

为研究无观察资料跨界小流域的降雨-径流过程,物质通量及生态补偿问题,采用SCS（Soil Conservation Service）模型计算东莞石马河流域的月径流量,通过分析不同断面水样化学指标并结合径流量,估算了2012年石马河主要物质通量以及不同行政区污染物贡献百分比.结果表明,石马河流域最大月径流量出现在2008年6月,为9.12×108m3,最小值为8.61×106m3;不同时期的流域水质污染类型差异显著,2012年2月的水样重金属Mn、Zn、Cu和Fe的浓度范围分别为0.38∽0.75、0.09∽0.49、n.d.∽0.09和0.55∽9.86mg/L,6和11月则受N和P的污染,TN和TP浓度范围分别为6.66∽30.05mg/L和0.05∽2.49mg/L;2012年石马河重金属、N和P通量为318.16、12029和203.35t;在3次调查中,行政区对石马河N和P贡献率为惠州（59.78%和45.22%）〉东莞（35.50%和38.92%）〉深圳（4.71%和15.86%）,重金属平均贡献率的排序为东莞（43.90%）〉惠州（42.57%）〉深圳（13.52%）.

FGH4097合金热等静压成形数值模拟

基于连续介质理论,应用Shima模型描述FGH4097合金粉末热等静压的致密化变形规律,采用有限元分析软件MSC.marc对装FGH4097合金粉末圆柱包套的热等静压过程进行了数值模拟和试验验证,分析了包套的变形规律以及温度场对坯料致密化过程的影响。结果表明:在热等静压过程中,Shima模型对描述FGH4097合金粉末的致密化过程具有较高的精度,圆柱包套的数值模拟结果和试验结果的尺寸误差控制在2%以内;包套的厚度以及边角效应对热等静压过程中坯料的收缩变形有着显著的影响;热等静压过程中坯料内温度梯度所导致的应力状态差异使得坯料的收缩偏离各向同性。

城镇化流域降水径流氢氧同位素特征及洪水径流分割

为研究人类活动影响下河流降水径流响应特征,以珠江三角洲典型城镇化流域石马河为研究对象,采集2017年1-12月日降水、河水样品和3场台风期间的时段降水、洪水样品,通过测定其氢氧稳定同位素组成(δD、δ18O),分析流域降水、径流氢氧同位素组成特征,并利用同位素二元混合模型,分割3场台风降水事件中事前水及事件水对流量过程的贡献。结果表明,研究区域大气降水δD、δ18O的变化范围分别为-105.10‰^+9.98‰和-14.80‰^-0.55‰,年加权平均值为-57.88‰和-8.61‰,大气降水线为δD=7.70δ18O+8.61(R2=0.98);河水δD、δ18O的变化范围分别为-91.23‰^-15.96‰和-12.66‰^-4.01‰,δD-δ18O基本落在局地大气降水线上,表明降水是石马河径流的主要来源。3场台风期间,事件水占洪水总径流量的比例分别为59.7%、55.0%和69.4%,均高于事前水占比。洪水涨水初期事前水和事件水同步增长,涨水后期事件水比例逐渐增大,洪峰期间比例大于80%,成为径流主导成分,表明流域城镇化过程中下垫面不透水面积的增加会显著改变水文循环过程。本研究成果可为珠江三角洲城镇化流域水文预报提供理论基础。

光学用铍材冷、热等静压成形数值模拟

利用多孔铍实测Shima型屈服准则,运行于MSC.Marc有限元平台,对光学用金属铍冷等静压(CIP)、热等静压(HIP)过程分别进行数值仿真和分析。数值结果与实测值进行了对比。研究表明:(1)基于实测屈服准则对铍粉末冶金过程的仿真精度完全可以满足工程要求,对CIP过程,铍坯压实密度的误差低于0.9%,最大尺寸误差约为4%;对HIP过程,铍坯压实密度与实测相同,最大尺寸误差低于2%。(2)CIP过程中铍坯的致密化一直持续进行到降压段前期;而在HIP过程中铍坯的致密化则在升温段基本完成。(3)CIP完成后铍体的残余应力水平非常低,仅在数兆帕量级;HIP过程在铍体内形成的残余应力为温度应力,高值区主要分布在铍体尖角、棱边等处,最大值超过400 MPa。(4)CIP,HIP过程中铍坯的等效应变与相对密度间具有显著的线性关联性。

多孔铍的屈服准则

通过对不同初始密度铍试样进行单轴压缩试验,研究了多孔铍的宏观屈服特性,并首次给出了多孔铍Shima模型形式的屈服准则。结果表明:应力修正因子(表观应力与基体应力的比值)f’与相对密度R呈幂函数关联,幂指数为2. 8866,系数为1. 0;静水压影响因子f与孔洞率1-R也呈幂函数关联,幂指数为-0. 3862,系数为1/2. 8997;利用本屈服准则对铍热等静压成型的有限元仿真可实现的最高压制相对密度达0. 98;对比计算显示,f’,f的准确性对仿真结果的可靠性影响甚大。结果还表明:由本屈服准则可以获得泊松比v关于R的显性函数,v随R单调增加,计算结果与实测值相符;由v可以确定屈服准则的适用范围,是f≥21/2/3,表达成相对密度,对铍而言R≥0. 5548。进一步分析表明,等静压工艺可以显著降低屈服应力,更容易实现铍的成型和致密化。