THE EFFECT OF OXYGEN APPLIED THROUGH DRID SHIP CONSTANT HEAD VESSEL TO DIALYSATE ON DIALYSIS HYPOXEMIA

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考虑井周堵塞效应的定水头非完整回灌井流模型

针对传统定水头井流模型无法反映井周含水层堵塞对含水层渗流响应影响的问题,在假设井周含水层渗透系数在堵塞作用下随时间呈指数形式衰减的基础上,建立了考虑堵塞效应的定水头非完整回灌井流模型。通过对模型进行变量代换、Lapλace变换和有限余弦Fourier变换及其逆变换,推导了定解问题在Lapλace空间的解,并采用Stehfest数值逆变换方法得到了实时空间内的半解析解。参数分析结果表明,较小的渐近渗透系数Kr,∞会减小回灌过程中回灌流量和水头抬升,并降低含水层的拟稳态渗流响应,而较大的渗透系数衰减指数λ仅降低了渗透系数衰减过程中水头抬升和回灌流量,并不影响含水层达到拟稳态时的渗流状态;因Kr,∞和λ不同引起的水头差沿径向距离先增大后减小,在井周堵塞区与主含水层交界面达到最大值;回灌堵塞使得水头抬升分布在井周堵塞区与主含水层交界面上存在明显的折点,并造成含水层水头在抬升过程中存在显著的下降阶段,上述特征可为回灌堵塞评估与预测提供参考。

单向拉伸对土-土工织物系统渗透特性的影响试验

为探究单向拉伸对土-土工织物系统渗透性能的影响,选取了同一种类型3种不同规格的有纺土工织物,利用常水头渗透仪分别对经向、纬向拉应变为0%、3%、6%、9%状态下的W100、W120、W150土工织物进行常水头渗透试验,并分析单向拉伸对3种织物渗透特性的影响。结果表明:不同规格的土工织物在受经向拉伸时,土-土工织物系统的渗透系数呈现出一种先下降再上升的趋势;在受纬向拉伸时,土-土工织物系统的渗透系数不断增大且没有最终稳定值。

确定裂隙岩体渗透系数张量的一维环单元模型研究

裂隙岩体的渗透张量确定一直是渗流领域研究的重点。本文基于广义达西定律,提出一种新型空间一维环单元模型来计算三维裂隙岩体的渗透张量,该模型简化了以往复杂的三维面状流模型。通过解析法和数值模拟法对一维环单元模型的合理性进行验证,并利用面单元模型校核该模型的精度。结果表明:对于同一裂隙岩体,环单元模型计算得到的渗透张量,与现场压水试验校核过的数据相比,误差在合理范围之内,与面单元模型计算得到的结果相比,基本相同;环单元模型是一种可行、精度高且实用的简化模型,比面状流模型简单,在计算渗透张量时能极大地减小运算规模,优化了算法。研究成果可为确定裂隙岩体的渗透张量提供新思路。

叶片包角对恒扬程泵性能的影响

为了研究叶片包角对恒扬程泵性能的影响规律,设计了6种不同包角叶片的叶轮,基于雷诺时均N-S方程、RNG k-ε湍流模型进行了定常数值计算,并对计算结果进行了实验验证.结果表明,在切断流量之前泵的扬程随包角的增大而减小,0°包角时泵的扬程最大,15°、30°、45°包角时泵的扬程基本相等,60°包角时泵的扬程最小,75°包角时泵的扬程随流量的增大线性减小.叶片包角对泵的效率具有较大影响,泵的效率在任一包角随着流量的增大先增大后减小.在切断流量附近,效率达到最大值;切断流量之前,效率随包角的增大而增大;切断流量之后,包角越大,效率随流量增大而减小得越快.

含石量对土石回填体渗流特性影响的试验研究

西南山区城市浅表多为土石回填体地层,而土石回填体渗流特征的土石级配敏感性规律难以把握。降雨入渗条件下,浅埋隧道及深大基坑开挖多诱发地表沉降及边坡滑塌等灾害。基于现场土石回填体的颗粒级配,通过室内常水头试验对回填体渗透系数的含石量敏感性与细颗粒流失现象进行了研究。发现,土石回填体渗透系数随含石量的增加呈指数形式增长,并于含石量为60%时开始骤增。不良级配下,土石回填体中粗、细颗粒间黏聚性与附着性差是细颗粒流失的主要原因,而细颗粒的流失量随渗流时间的延长呈现由小变大再到平稳的变化过程。实际中可根据地层透水要求合理调整现场土石回填体的块石含量,同时应重点关注高含石量土石回填体的细颗粒土流失问题,以保证施工地层的稳定性。

堰塞体溃决离心模型试验供水系统关键技术研究

堰塞体溃决洪水洪峰流量及洪水时程曲线特征的预测是堰塞湖应急抢险及下游风险控制方案制订的重要依据。堰塞体溃决的离心模型试验,在研究堰塞体溃决机理、溃决过程及溃决洪水的历时曲线特征方面独具优势,但离心模型试验供水系统的设计,涉及到从外部静止状态到高速旋转状态的模型中连续供水,同时还要保证堰塞体溃决过程中上游水位为设定的常水头,是堰塞体溃决离心模型试验中的关键性的一大难题。本文围绕以上难题,设计了一种环形水箱以解决从静态到动态模型的连续供水问题,通过理论分析,确定了环形水箱中可提前注入的最大水量。另外在试验箱设置了竖井式溢流口,可以排出高出设定常水头的水体,保证了上游水位的稳定。通过以上设计有效地解决了供水系统中的关键难题,并在后续堰塞体溃决离心模型试验中得到了验证。

水泥稳定土的孔结构特征与渗透性能

采用变水头法和定水头法分别测试水泥稳定土的渗透系数,对比水泥掺量和龄期的影响,同时利用压汞法,测试不同龄期的水泥稳定土的孔结构,分析孔结构与渗透性的关系。研究结果表明,两种方法结果所呈现出来的规律总体一致,数量级相差一级;渗透系数随龄期延长而降低,早期降低较多,28 d后趋于稳定,水泥用量增加,渗透系数降低明显,且水泥用量为10%时,性价比较高。水泥土的孔结构随龄期延长和水泥用量的增加,趋于细化,平均孔径和孔隙率均降低,有利于渗透性能的提高。另外,水工法和土工法两种方法测得的相对渗透系数与孔结构特征参数的规律基本一致,大致呈正相关。

非承压含水层定水头抽水两区井流数值模型研究

为了揭示在非承压含水层中定水头抽水试验引起的达西−非达西两区流动机理,提出基于有限差分法的地下水定水头抽水井流数值模型。该模型根据抽水的流态特征将含水层分为2个区域:靠近抽水井的有限非达西渗流区域和远离抽水井的半无限达西渗流区域,其中非达西流区域流态的模拟基于Izbash方程实现。通过与COMSOL Multiphysics的有限元数值解进行比较,验证了所提出数值解的可靠性。最后,研究有限非达西流效应对水头和抽水井抽水速率的影响以及井内水头对抽水井抽水速率的影响。研究表明:在抽水试验中非达西区域的影响不可忽略,湍流会分别导致两区流中水头较纯非达西流和纯达西流的水头偏大和偏小,且随抽水时间的增加逐渐变大;通过减小抽水井井内水头或增大非达西系数可提高抽水速率,但该影响会随抽水时间的增加而逐渐减弱;断面流量随径向距离的增大而不断减小,断面流量与径向距离曲线下降速率不断减小,且在转换界面处会出现转折点。该模型为定量研究在非达西流和达西流耦合作用下抽水井附近的井流水头特征提供了一种简洁的方法,并为调查定水头抽水测试期间的抽水速率提供理论依据。

林分不同径级根系对土壤饱和导水率的影响

为研究重庆四面山根系分布对土壤饱和导水率的影响,选取四面山典型人工林,采用恒定水头法测定土壤饱和导水率,通过origin方差分析、相关系数分析探究不同林分类型、土壤深度、径级根系对饱和导水率的影响,旨为延缓地表径流和植物种植提供数据支撑及科学指导。结果表明:1)不同林分间径级根系所占比例存在差异,总体上根系所占比例呈现随垂直深度向下减少趋势,针叶纯林≤5 mm的根系比例最高,为71.00%~98.67%;针叶混交林中,不同径级根系分布均匀;针阔混交林根系径级分布呈现随土层垂直深度增加径级根系增大的规律;2)各林分随着土层深度的增加,其土壤饱和导水率呈现递减趋势,且在0~20 cm显著高于其他土层;相同土层深度的不同林分条件,土壤饱和导水率具有显著差异;另外,同一深度不同林分平均土壤饱和导水率从大到小依次是:针阔混交林>阔叶混交林>针叶混交林>杉木纯林>马尾松纯林;3)5种林分中,根系直径为>1~3 mm与土壤饱和导水率有极强相关性,根系直径≤1 mm及>3 mm与土壤饱和导水率的相关性较低。

隔膜式气压罐定压装置在空调水系统的应用

暖通空调系统定压补水系统的作用,是保证采暖或空调水系统冷热介质,在系统内不倒空、不汽化、不超压,并维持系统具体一定的压力,是水系统正常稳定运行的关键环节,文中通过工程实例详细介绍了该装置的选型计算方法,以及其优点和实用意义。

恒定水头井入渗Green-Ampt模型的改进与验证

在假定恒定水头井入渗近似为以井内积水表面积为入渗面的一维入渗基础上,用湿润体内平均体积含水率增量代替Green-Ampt活塞模型中的饱和含水率与初始含水率差值。用入渗率和累积入渗量倒数的线性关系间接推求Green-Ampt模型中的参数,用湿润锋平均基质吸力和土壤饱和导水率。从而建立了适用于恒定水头井入渗的Green-Ampt模型。同时根据体积等效原理,定义了三维入渗中难以直接测定的概化湿润锋深度。经3种类型土壤的室内试验检验,表明该模型具有较好的精度,能精确地计算不同累积入渗量时的湿润体体积。

过滤方式对浸没式超滤膜出水水质和膜污染的影响

运行条件是影响超滤膜过滤性能的重要因素,针对这一问题,以东江水源水为研究对象,系统考察恒定水头和恒定通量2种过滤方式对浸没式超滤膜出水水质和膜污染的影响.中试结果表明,恒定水头和恒定通量2种过滤条件下,超滤膜对颗粒物和有机物的去除效果相差不大.在长期运行过程中,恒定水头过滤引起的不可逆膜污染比恒定通量过滤条件下严重,通过选择合理的膜通量和清洗方式,采用恒定通量过滤可使膜系统在较长时间内保持稳定运行.

垃圾土渗透性和持水性的试验研究

通过室内常水头试验测定了垃圾土的饱和渗透系数,通过室内压力板仪试验测得垃圾土的土-水特征曲线。基于土-水特征曲线预测了垃圾土的非饱和渗透系数,并通过室内入渗试验进行了初步验证。常水头试验得到深层、中层和浅层垃圾土的饱和渗透系数分别为3.56×10-4、3.50×10-3、4.81×10-2cm/s。土-水特征曲线试验表明,垃圾土饱和含水率和残余含水率较高,进气值很小,土-水特征曲线在低基质吸力时存在陡降段,其中浅层垃圾土的陡于深层垃圾。验证试验表明,预测得到的非饱和渗透系数与实测结果接近,基于土-水特征曲线预测垃圾土非饱和渗透系数的方法基本可行。

城市生活垃圾渗透系数测试研究

采用常水头测渗实验,对不同压实密度和水力梯度下的新鲜垃圾与陈垃圾的渗透系数进行测试,根据达西定律求得渗透系数值.由于垃圾的不均匀性、小颗粒的运动和大孔隙沟道流的形成和改变,实验初始阶段渗透系数值先增大至峰值,然后缓慢降低直至趋于稳定.实验稳定后,新鲜垃圾压实密度为0.75～0.95 t/m3时,渗透系数值约为1.26E-03～1.43E-03 cm/s.陈垃圾在压实密度分别为1.2和1.4 t/m3时,渗透系数为8.29E-04和1.35E-04 cm/s.

恒定水头条件下离子型稀土单井注液的影响范围

在离子型稀土原地浸矿中,合理设置注液井网有利于提高资源回收率,计算井网参数的关键环节是确定单井注液影响范围,即湿润体特征及湿润锋运移规律。通过不同水头下稀土入渗试验可知,其湿润体形状近似为半椭球体,入渗初期横向湿润距离较垂向湿润距离大,随着入渗的进行,垂向湿润锋的发展速度较横向湿润锋的增大,湿润体形状由半椭球体向半球体发展。湿润体体积和累计入渗量之间存在显著的线性关系,表明湿润体内平均含水率增量基本上保持为一定值,横向和垂向最大湿润距离与入渗时间存在极显著的幂函数关系。基于Green-Ampt模型和水量平衡原理,建立了湿润体特征值计算模型,模型结果与试验结果吻合度较高,具有较高应用价值。根据三维Green-Ampt模型入渗能力曲线可知,随着时间的延长三维入渗率增加,这是三维入渗模型与一维入渗模型的显著区别。

原状非饱和离石黄土向上渗流规律试验研究

地下水(潜水)位上升,在黄土(非饱和土)中会产生一种特殊的渗流现象——向上渗流。为了探索黄土中的向上渗流规律,自主研制了非饱和土向上渗流试验仪,对4组原状非饱和离石黄土试样(高20 cm,直径8 cm)均分别进行定压力水头为1 cm、5 cm、10 cm条件下的向上渗流试验,观察水在土中向上渗流的过程、渗流锋面形态及变化,从而获取渗流锋面位移-时间关系(渗流速度)、渗流压力-渗流速度关系等渗流特征参数,并分析不同条件下的向上渗流规律,得出如下主要结论:(1)渗流锋面位移与时间关系曲线呈似抛物线状;(2)依据渗流速率变化,可将渗流过程大致分为快速上渗期、缓慢上渗期、趋稳上渗期3个时段,对比分析得到定水头压力、干密度及天然含水率等因素对渗流速率的影响;(3)试验发现虫孔发育且贯通性良好在水分入渗过程中起到一定的促进作用,会加快向上渗流的速率,通过对所得试验数据进行回归分析,得到渗流锋面位移H与时间T的拟合公式。

复杂应力状态下土料三轴渗透试验

为研究高土石坝坝体内土体单元在复杂应力状态下的渗透性能,在中型三轴仪上对同一土料场3种不同级配土料进行三轴渗透试验。试验围压分为5级(100 k Pa、400 k Pa、800 k Pa、1 200k Pa和2 000 k Pa),每级围压下分4种应力水平(0、0.2、0.4和0.8),当试样在初始应力状态下变形基本稳定后,采用常水头法测试试样的渗透系数。试验结果表明:级配是影响渗透系数的重要因素,相同应力条件下土料粉粒和黏粒含量越高,渗透系数越小;随围压和应力水平的提高,土料的渗透系数逐渐降低;粉粒和黏粒含量越低、大颗粒含量越高,围压对土料渗透系数的影响越显著;对于不同级配相同密实度试样,应力水平对渗透系数的影响程度基本一致。在分析渗透系数随围压和应力水平变化规律的基础上,建立了能描述复杂应力状态条件下土体渗透系数的经验公式。

新场岩体定压力压水试验数据解译方法的对比

以高放废物地质处置北山预选区新场岩体三个深钻孔的定压力压水试验为例,分别从压水阶段数据求解、压力恢复阶段数据求解和特殊试验段参数求解3个方面,对稳定流公式法和非稳定流参数拟合法进行了对比,得到了如下结论：非稳定流参数拟合法较稳定流公式法适用的渗流类型更多,使用数据量更大,结果更为可靠；在压水阶段和压力恢复阶段数据完整时,优先选择压力恢复阶段非稳定流参数拟合结果作为试验段的渗透系数.依据上述筛选原则,得到了新场岩体BS17～BS19三个深钻孔渗透系数的概率分布图,可初步判断新场岩体为低渗透性岩体,适宜于高放废物地质处置.

非饱和土向上渗流试验仪的研制与应用

地下水(潜水)位上升,在黄土(非饱和土)中会产生一种特殊的渗流现象——向上渗流。为了探索黄土中的向上渗流规律,研制了非饱和土向上渗流试验仪。试验仪器由补水装置、渗流装置、连接管及试验台等部件组成,可用来模拟不同水势压力(定水头压力)条件下潜水位上升的水土作用过程。该试验仪不仅可直接观察水在土中向上渗流的过程、渗流锋面形态及变化,而且可以获取渗流锋面位移-时间关系(渗流速度)、渗流压力-渗流速度关系等渗流特征参数,揭示向上渗流规律,服务于黄土灾害(滑坡、崩塌、地面沉降等)研究。基于此试验仪器,采取两组原状非饱和离石黄土,对其均分别进行定压力水头为1cm、5cm、10cm的向上渗流模拟试验,试验结果表明:试验仪器能够较好模拟定水头压力条件下潜水位上升的水土作用过程、直观再现水在土中的向上渗流以及获取所需的向上渗流特征参数,具有一定的应用前景及价值。