“三水”统筹的流域水生态环境分区管控技术与实践

基于“三水”(水生态、水环境、水资源)统筹,开展流域空间精细化管控对推进新时代流域协同保护与治理具有重要意义。按照“‘三水’问题识别—‘三水’分区划定—质量目标确定—管控单元集成”的思路,构建了流域水生态环境分区管控技术方法。以白洋淀流域为实践对象,识别出流域性突出生态环境问题;衔接现有水生态环境管理分区与政策要求,划定生态保护红线、环境质量底线及资源利用上线;明确“三水”分区域差异化生态环境管理目标与资源环境承载约束,聚类叠“三水”分区并综合划定水生态环境综合管控单元、制定结构化生态环境准入清单。

红河断裂对莺歌海盆地地热系统的控制作用

基于莺歌海盆地地热背景,从地热系统的水源、流体通道、热储和盖层4个方面系统地去评价红河断裂对其的控热作用。研究结果表明,通过水样、气样分析,断裂构造在地热水循环中起到重要的控制作用;红河断裂的差异变形显著影响裂隙型热液热储的平面分布范围和纵向发育深度的异质性;莺歌海盆地地热系统是以地幔热物质作为主要热源,红河断裂带和盆地内中央凹陷底辟带为主要通道,裂隙型热液热储和上部大面积水道、海底扇、三角洲等储集体为主要热储,莺歌海组巨厚泥岩为主要盖层。

130 t钢包底吹氩工艺数值模拟

以130 t钢包为研究对象,利用Fluent软件模拟研究了不同底吹工艺对钢包内流场及死区的影响。结果表明,当中心距由0.65R减少至0.50R时,钢液平均流速由0.24 m/s下降至0.05 m/s,低流速区域占比显著增加,靠壁端钢液流动缓慢,渣金界面平均流速由0.18 m/s下降至0.009 m/s,死区比例由7%增加至25%,总体搅拌效果下降;当透气砖中心夹角由85°增加至180°时,钢液平均流速下降至0.09 m/s,渣金界面平均流速为0.05 m/s,死区体积比增加至28%;随着吹氩量的增加钢液流速明显加快,死区体积减小,钢液混匀时间逐渐缩短,200 L/min时平均流速增加至0.43 m/s,渣金水平界面流速为0.32 m/s,不发生卷渣现象,钢液混匀时间为300 s。综上,确定两透气砖直径为φ165 mm,透气砖夹角为85°,透气砖中心距为0.65 R,渣层厚度为100 mm,空气层厚度为400 mm,底吹时间为600 s条件下,透气砖1的氩气流量为200 L/min,透气砖2的氩气流量为210 L/min为最佳方案。

滁州市大气环境质量底线及管控分区研究

在“三线一单”编制工作中,划定大气环境质量底线和管控分区是关键内容之一。文章以滁州市为研究对象,描述了大气环境质量底线的划定方法和目标要求,测算出滁州市各县市区大气污染物分阶段的允许排放量和达标削减比例,同时划定了7个优先保护区、24个重点管控区和8个一般管控区。针对大气环境管控区提出管控要求,并对划定成果进行初步应用探索,以期对其他各市编制“三线一单”工作提供参考。

煤矿薄基岩区底砾层水害治理技术研究与应用

运河煤矿7308工作面邻近煤层露头区,为解决受第四系底砾-风氧化带含水层水害威胁问题,采用井上下联合钻探的方式对工作面附近区域含水层情况进行探查,查明开采区域附近第四系底砾-风氧化带含水层富水性及连通性。采用一孔多用的方式,通过探查钻孔进行靶向注浆加固、封堵,有效封堵了相邻采空区第四系底砾-风氧化带水补给水源,加固了煤层顶板,降低了工作面回采期间的水害威胁,解决研究区内松散含水层下采煤安全问题,实现了减水开采,降低了矿井涌水量,具有重要的经济效益和社会效益。

协同锚固技术在大采深构造带区域巷道支护中的应用

为有效控制26轨道下山在大采深临近构造带附近时,受到地应力作用产生的巷道变形加剧现象,通过研究分析协同锚固理论,优化支护方案,增加巷道底板施工槽钢+注浆锚索的加固措施,实践表明:采取加固措施后,底板变形移近量为13.4 mm,相较于未采取底板加固措施的31.2 mm,减小17.8 mm的移近量,协同加固方案取得显著加固卸压效果。

超大面积深基坑盆式开挖的工程实例分析

基坑回弹变形是基坑开挖卸载过程影响基坑安全较大的因素之一。基坑回弹量与卸荷量、基坑面积、支撑和围护结构等方面有关,基坑回弹量过大时,会带动立柱桩上抬,将降低混凝土内支撑的承载力或使钢支撑失稳破坏,超大型基坑回弹变形尤其明显。除对基坑支护结构采取针对性措施外,通过基坑土方开挖工序的优化,也可以达到降低基坑回弹量的目的。结合上海宝山区某全地下污水厂超大面积深对基坑工程实例,分析盆式开挖方式对超大面积深基坑回弹的影响。最终计算及实测数据表明:由于底板提前分块形成,充分发挥了工程抗拔桩的作用,基坑回弹变形量显著减小。

侧面进料在循环流化床密相区混合特性的试验研究

建立三维循环流化床冷态试验研究装置,采用热颗粒示踪技术,在不同风速和静止床高下,考察了两种粒径的示踪颗粒注入密相区后沿水平进料方向、横向和垂直方向的混合特性。结果显示,在不同工况下,注入口下方的温升始终最明显,表明边壁处的乳化相有明显的向下运动。垂直方向测点的温升大于水平方向,但水平进料方向和水平横向的温升没有明显差别。提高风速有利于侧面进料与床料的混合。与注入口完全淹没在密相区相比,注入口位于飞溅区有助于侧面进料在密相区横截面的混合。

挟沙水流卡门常数的理论研究

挟沙水流的流速分布,特别是其中的卡门常数,一直是冲积河流水力学研究的热点问题之一。实测资料表明挟沙水流流速分布仍遵循对数流速分布规律,但在主流区的卡门常数要小于清水时的卡门常数,而在近底区的卡门常数与清水基本一致。在引入颗粒切应力的基础上,从理论上推导了同时适用于主流区和近底区的统一流速分布模型。利用该流速分布模型,得到挟沙水流的卡门常数沿垂线是变化的结论,即从近底区的约0.4渐变到主流区的小于0.4。并给出了主流区卡门常数的理论表达式,认为主流区卡门常数与近底区的泥沙浓度和泥沙粒径有关。该卡门常数的理论公式与实测资料较为吻合。

深海海底反射会聚区声传播特性

在深海声道条件下,海水折射效应会使得声场出现会聚效应;在不完全声道条件下,深海海底对声场具有重要影响.利用在中国南海海域收集到的一次深海声传播实验数据,研究了深海不完全声道环境下的海底反射对声传播的影响.实验观测到不同于深海会聚区的海底反射会聚现象,在直达声区范围内的海底地形隆起可导致海底反射会聚区提前形成,并使得部分影区的声强明显提高.由于不平坦海底和海面的反射破坏了完全声道环境下的会聚区结构,在60 km范围内存在两个海底反射会聚区,会聚区增益可达10 dB以上,同时在11 km附近的影区和51 km附近形成高声强区域.当接收深度与声源深度相同时,第二会聚区的增益高于第一会聚区.在第一会聚区内,随着接收深度的增加,声线到达结构趋于复杂,多途效应更加明显.使用抛物方程数值分析结合射线理论对深海海底反射会聚区现象产生的物理原因进行了分析解释.研究结果对于声纳在深海复杂环境下的性能分析具有重要的指导意义.

上海市突发环境污染事故风险区划

环境风险区划是区域布局型环境风险管理及环境风险分区管理的重要手段.本研究在环境风险系统理论的指导下,借鉴"自上而下"和"自下而上"传统区划方对上海市突发环境风险进行区划研究.上海市突发环境风险区划中"自上而下"环境风险一级区的划分是依据上海市1990～2008年突发污染事故历史时空格局获得;而"自下而上"是通过构建上海市风险区划指标体系,在对指标进行概念模型量化的基础上,运用基于遗传算法的K均值聚类在最小区划单元进行聚类区划,并依据上海市政府宏观规划对聚类后的图斑碎块进行科学性和实用性调整,获得上海市突发环境污染事故风险亚区和小区;将上海市突发环境风险一级区及亚区和小区集成分析,实现上海市突发环境污染事故风险综合区划.结果表明:上海市突发环境污染事故风险区划包含2个风险一级区,5个风险亚区和21个风险小区,客观揭示了上海市突发环境污染事故风险的空间分布规律.针对上海市布局型环境风险和不同风险区提出相应的管理措施,为上海市综合减灾降险和风险管理决策提供科学依据.

深海海底斜坡环境下的声传播

海底地形变化对声传播具有很大影响,在南海深海区域海底斜坡环境下进行了一次声传播实验,实验显示倾斜海底环境下声传播损失出现了一些不同于平坦海底环境下的现象,分析并解释了海底地形变化对产生声传播差异的原因.结果表明,海底斜坡对声波的反射增强作用可使斜坡上方的声传播损失减少约5 d B.当声波第一次入射到达的海底位置有较小幅度的山丘(凸起高度小于1/10海深)时,海底小山丘即可对声波有反射遮挡作用,导致在其反射区特定传播距离和深度上出现倒三角声影区,比平坦海底环境下相同影区位置处的传播损失增大约8 d B,影响深度可达海面以下1500 m.而海底斜坡对声波的反射阻挡作用使得从海面反射及水体向下折射的会聚区结构消失,只剩下从水体向上折射的会聚结构.因此,海底地形对深海声传播影响较大,在水下目标探测和性能评估等应用中应予以重视.

大渡河谷底卸荷松弛现象及其形成机制

近年来越来越多的大渡河钻孔资料揭示,谷底浅表层岩体破碎、弱风化、强度低、透水性较强,具有明显的卸荷松弛现象。通过钻孔覆盖层及谷底岩体钻孔岩心研究并结合已有的研究成果的深入分析后表明,在谷底刚形成时,谷底出现应力包,应力集中足以在较短时间内使谷底岩体沿结构面发生剪切破坏形成谷底松弛带,然后应力集中向深部转移。覆盖层年龄测定结果表明,大渡河谷底形成距今已有25 ka,正是在这一漫长的岁月里由谷底应力集中导致谷底岩体变形松弛,逐渐形成现今的弱风化、弱卸荷带。

LF精炼过程中通电升温阶段底吹氩方式的优化

在LF(ladle furnace)精炼过程的通电升温阶段多采用双喷嘴等流喷吹的吹氩方式.本文提出一种双喷嘴差流吹氩的底吹方式,以某钢厂135 t钢包为原型设计1∶4非等温水模型实验平台,在总流量相同的情况下进行底吹比例为1∶1,2∶1和3∶1的温度均匀化实验,结果表明底吹比例为2∶1时的各监测点无量纲温差最小,均匀化效果最好.建立流动-传热耦合数学模型对实验结果进行验证,结果表明在总流量相等的情况下,底吹比例为1∶1,2∶1和3∶1时流动死区占比分别为14.1%,9.1%和9.8%,温度死区占比分别为6.2%,2.6%和0.3%,2∶1差流底吹方式在活跃流场和促进温度均匀化方面具有优势.

大型循环流化床底部区域颗粒浓度波动研究

在内径400 mm、高9 100 mm的大型冷态循环流化床实验装置上利用光导纤维探头研究底部区域颗粒浓度的波动行为,并采用统计方法和功率谱分析了浓度波动.结果表明,正常流化条件下,颗粒浓度标准偏差在径向上随r/R的增大而增大,而随轴向位置的增高而减小;标准偏差随颗粒循环速率的增大而增大,而随表观气速的增大而减小.分析颗粒浓度波动的功率谱发现,主频不明显,0－10 Hz范围内振幅较大.实验结果为循环流化床装置的设计、数值模拟和工程放大提供了一定依据.

基于岩体损伤的大型高陡危岩稳定性评价方法

大型高陡危岩在自重荷载及人类工程活动等多因素共同作用下,其底部区域损伤劣化速度更快,成为影响危岩整体稳定性的“薄弱环节”,易发生底部压裂,引发整体失稳。传统方法将这类大型危岩视作整体,忽略了薄弱区域对危岩整体稳定性的影响,可能导致计算结果与实际情况不符。基于此,文章针对高陡岩体底部压裂失稳模式,引入损伤理论,提出了考虑底部薄弱区域损伤演化的稳定性评价方法。以三峡库区左岸箭穿洞危岩为例,采用规范推荐的倾倒与滑移工况稳定性评价法和本文提出的基于损伤的底部压裂破坏稳定性评价法进行了对比计算,前者算得稳定系数分别为5.49和1.82,后者得到压剪与压张稳定系数分别为1.11和1.06,表明考虑底部薄弱区域岩体损伤的评价方法与实际情况更加相符。研究还发现当高陡危岩高度一定时,底部薄弱区域范围越小(即高占比越大),其受到的上覆荷载越大,当高占比大于10后对上覆荷载的影响明显减弱。当高占比一定时,底部薄弱区域上覆荷载增长率与危岩高度呈线性相关。研究结果可为大型岩质崩塌防灾减灾提供一种新的分析思路与参考。

大型循环流化床底部区域颗粒浓度分布研究

为获得内径400mm、高9100mm的大型循环流化床底部区域颗粒浓度分布规律，利用光导纤维探头研究了该区域颗粒浓度的径向分布。实验结果表明，颗粒浓度径向分布不均匀，呈现出典型的环一核结构。r/R=0．8可以作为环一核分界点。增大颗粒循环速率，颗粒浓度增大，边壁区域增大幅度比中心区域大。增大表观气速，颗粒浓度减小，边壁区域减小幅度比中心区域大。径向不同位置颗粒浓度随轴向高度增加均减小。边壁区域减小幅度比中心区域大。

坡洼过渡地区岩性油藏勘探实践——以齐家—鸳鸯沟地区为例

坡洼过渡地区是已往勘探常被忽略的构造带,但却是岩性油藏形成的有利场所。由于勘探形势的发展以及辽河油田公司各级领导对岩性油气藏勘探的高度重视,使得坡洼过渡地区岩性油藏勘探工作逐步得以深入,并不断取得新的勘探突破,对储量的贡献也逐步增大。本文以辽河坳陷西部凹陷齐家—鸳鸯沟地区为例,总结了坡洼过渡带岩性油藏的勘探成果,明确了下步勘探潜力,为勘探其他具有相似成藏条件的地区提供了借鉴经验。

天然气水合物及其地球物理识别方法的研究进展

天然气水合物的研究涉及地球物理、地球化学、地质等多种学科 ,其中地球物理方法在天然气水合物的探查和研究中发挥着重要的先导作用。对水合物的类型及物理化学性质、自然赋存和成藏条件、资源评价、勘探开发手段以及水合物与全球变化和海洋地质灾害的关系等进行了综合论述 ,较为系统地论述了天然气水合物及其地球物理识别方法研究的进展 ,并结合中国水合物探查研究的实际 ,初步预见中国南海北部海域具有水合物成藏的良好前景。

南海东北部973剖面BSR及其热流特征

对南海东北部973项目采集的地震测线进行了处理，阐明了恒春海脊处天然气水合物似海底反射（BSR）的特征.不同类型剖面的分析表明，单道地震剖面可以揭示南海东北部地区BSR一定的分布，但地震处理对揭示BSR分布全貌起重要作用.南海东北部的BSR具有世界大陆边缘BSR典型的特征，切穿了沉积层理反射，与海底起伏大体平行，为一强振幅的负极性反射.该BSR特征明显，意味着南海东北部地区存在含天然气水合物沉积.利用甲烷水合物与多组分天然气水合物相平衡曲线，计算了稳定带底界的埋深，并与BSR深度进行了对比分析.无论是甲烷水合物稳定带底界还是多组分天然气水合物稳定带的底界，单一地温梯度计算的结果不可能与BSR深度在整个剖面上对应.可知本区横向上地温梯度变化较大.利用BSR资料估算了地温梯度并求得热流值.计算表明，地温梯度与热流值由西向东，随着离海沟距离的增大、离岛弧距离的减小而减小.BSR计算得到的热流值为28-64 mW/m^2，与台湾西南实测热流值的结果基本可以对比.