串联网式过滤器泥沙拦截效果试验研究

为了探究泵前、后串联网式过滤器在实际灌溉工程中的分级过滤特性并提高滤网拦沙率,对3种进水含沙量、4种滤网孔径和3种颗粒级配条件下串联网式过滤器的过滤性能开展了正交试验和全试验。结果表明:增大含沙量会加速过滤器滤网堵塞,使部分大于滤网孔径的泥沙颗粒通过滤网;随着进水粗颗粒泥沙的增多,一级过滤效果越明显;不同滤网孔径条件下各粒组出水沙中值粒径和最大粒径变化率范围分别在5.1%~13.0%、1.7%~17.6%之间;通过极差分析和方差分析探究拦沙率对各因素的敏感度,其主次顺序为滤网孔径、颗粒级配、含沙量;当进水沙中值粒径为0.50 mm、含沙量为0.20 g/L时,泵后过滤器滤网孔径较优组合为0.25 mm×0.16 mm;拦沙量与各级滤网孔径有关,选择滤网孔径为(0.49~0.78)d 50的泵前过滤器和(0.32~0.50)d 50的泵后过滤器进行过滤,有利于提高过滤器拦沙率,延长其使用寿命。

基于雨水截流率的合流制改造措施研究

合流制溢流污染控制是中国当前城市排水系统(尤其是在密度大和改造难的老城区)所面临的一项急迫且艰巨的重要任务。为削减溢流污染且充分发挥原有设施的调控能力,建立一套经济可行的合流制改造措施至关重要。基于水环境容量,以雨水截流率作为污染控制指标,联合当量降雨强度确定截流调蓄总量,利用MIKE Urban的时间—面积模型构建某大城市老城区排水系统的水力水质模型,通过对截流、调蓄改造进行可行性与经济性分析,制定原有截流设施保持不变、增设水泵限流装置、新建4 mm降雨量调蓄池的改造方案。模拟改造后,雨水截流率由58.9%提高到85.3%,不仅简化了截流调蓄改造的计算,增强其普适性,还进一步提高了截蓄两者的联动性,在满足污染控制要求的同时更直观地体现溢流污染控制效果,对老城区更合理高效地开展合流制改造具有指导意义。

地被物调控对川西亚高山次生林枯落物持水性能的影响

为弄清地被物调控对次生林地水源涵养能力的影响,对阿坝州米亚罗林区3个退化程度(轻度、中度、重度)的岷江冷杉次生林分别进行了7个地被物调控处理,其中移出3个梯度(10%-C1、30%-C2、50%-C3)、输入3个梯度(10%-R1、30%-R2、50%-R3)、对照-CK,监测其枯落物持水性能的变化,结果显示:次生林的枯落物蓄积量受林分密度和林分结构以及分解速率影响,表现为中度退化>重度退化>轻度退化,枯落物最大持水量与蓄积量呈正相关,也表现为中度退化>重度退化>轻度退化,且中度退化次生林枯落物最大持水量比重度退化次生林高出50.45%,比轻度退化次生林高出57.42%。地被物调控后不同次生林蓄积量、最大持水量和有效拦蓄量均是R2处理(移入30%)最高,其中轻度退化次生林R2的最大持水量比CK(对照)高出35.48%;中度退化次生林R2的最大持水量比CK高出312.24%;重度退化次生林R2的最大持水量比CK高出47.93%。不同次生林最大持水率与最大持水量、蓄积量没有相关性,其中中度退化次生林R3的最大持水率(移入30%)最高,比CK高71.66%。从监测数据来看,R2处理能较快地对提升枯落物持水性能作出响应,且在中度退化次生林的效果最好。

滇池环湖截污体系优选截留率及其影响因素研究

农村农业非点源污染是滇池污染负荷的主要来源之一,环湖截污治污体系对农村农业污水的截留具有重要意义。为实现对该体系的自动化控制,有效支撑智能化控制平台的高效运行,本研究在前期通过对比分析,确定截污治污体系截流井采用基于总磷(TP)浓度阈值控制模式对农村农业非点源污染物负荷截留效果最好的基础上,针对环湖截污治污体系现状条件下,采用TP浓度阈值控制模式对应的优选截留率进行研究,探讨了重现期和雨峰系数的影响,并就选择性截留后枯、平和丰水年农业农村非点源污染负荷的入湖系数进行计算。结果表明,(1)当干渠发生溢流时,存在优选TP浓度阈值,当截留TP浓度大于等于该阈值的径流时,可以使溢流进入滇池的污染物负荷最小,此时截留径流量与总径流量的比值即为优选截留率。(2)随重现期的增大,TP浓度阈值的设定值整体呈减小趋势,所截留的污染物平均浓度减小,优选截留率减小。(3)随雨峰系数增大,TP浓度阈值的设定值增大,优选截留率变化不大。(4)考虑基于TP浓度阈值控制模式的环湖截污系统截留作用后,滇池农业农村非点源污染负荷的入湖系数:枯、平、丰水年COD分别为0.09、0.14、0.23;总氮分别为0.10、0.22、0.31;TP分别为0.07、0.12、0.19,均较不考虑环湖截污系统截留作用时显著降低。(5)采用TP浓度阈值控制模式,在枯、平及丰水年均可有效提升截污干渠末端水质净化厂的进水浓度,增强处理工艺的运行稳定性。

气泡幕防疏浚泥沙扩散试验研究

河湖疏浚会引起底泥悬扬,造成水体浑浊。为控制疏浚带来的环境污染,尝试利用气泡幕拦浑,现场与室内试验随即开展。通过比较有无气泡幕时固定测点泥沙浓度的变化,探究气泡幕对天然泥沙和高岭土颗粒的拦截效果。在此基础上,提出气泡幕拦浑率的概念。测量气泡幕后侧泥沙浓度时空变化,分析单宽曝气量对气泡幕拦浑率的影响。试验结果表明:气泡幕具有一定的拦浑效果,其对天然泥沙的拦浑率达0.8,对高岭土颗粒的拦浑率超过0.4;随着单宽曝气量增加,气泡幕拦浑率先增长后降低;气泡幕在防疏浚底泥扩散方面具备良好的适用性,特别是,与防污帘组合使用时,可进一步减少悬浮泥沙扩散量,又能允许船舶自由通行疏浚水域。

贵州喀斯特区4种适生植物持水能力研究

本文初步探讨了贵州喀斯特区不同藤本植物的截留能力变化特征。结果发现:对于喀斯特区不同藤本植物而言,茎截留率表现为葛藤>金银花>西番莲>任豆,叶片截留率表现为西番莲>葛藤>任豆>金银花,且叶片的截留能力比茎的截留能力强;在单位叶面积截留率中,任豆的截留能力最强。说明任豆可以作为贵州喀斯特区一种良好的固土护坡藤本植物。

PTFE中空纤维膜蒸馏高盐废水浓缩实验研究

文章选择工业生产中常见的含氯化钠(NaCl)高盐废水,以疏水性PTFE中空纤维膜组件为载体,采用真空膜蒸馏的方式进行浓缩处理实验研究,研究各操作条件对膜通量和截盐率的影响,并验证实验可行性。实验结果表明,膜下游侧压力增加,膜通量会逐渐降低;废水料液流量和料液温度的增加均有助于提高膜通量;废水料液浓度的增加,会抑制传质过程,降低膜通量。各操作条件对膜截盐率的影响很小,膜截盐率一直保持在99.8%以上,说明PTFE中空纤维膜蒸馏用于高盐废水浓缩具备可行性。

测试条件对超滤膜截留率和通量的影响

以50kD和100kD超滤膜为研究对象,牛血清白蛋白为测试的标准物质,测试不同的过滤方式、运行时间、测试压力和料液浓度对超滤膜截留率和通量的影响。结果表明:50kD超滤膜的截留率,不同测试条件对其影响小,偏离值<±10%;100kD超滤膜的截留率,不同测试条件对其影响较大,偏离值可以达到50%。50kD和100kD超滤膜的通量受测试条件影响都较大,实验表明截留物质相对分子质量与超滤膜截留相对分子质量之间的相对大小对通量有较大的影响;长时间的过滤(>20 min),超滤膜采用错流过滤的方式比死端过滤更有优势,通量衰减慢且更稳定。

心率变异性信号的检测与仿真分析

心率变异性信号易受干扰而导致严重失真,为了提升心率变异性信号检测系统的抗干扰性能和检测效率,更有效地“复原”失真的数据点,设计了基于奇异函数法和马尔可夫链预测法的心率变异性信号联合检测算法,利用样本序列进行了仿真实验,并从样本序列截取数据长度(m)和分类数目(k)两个维度进行分析,仿真结果表明m和k对算法的时间复杂度(O)以及预测准确度(q)有极为重要的影响。在实际工程应用中,可参考仿真结果对系统的参数进行设定,从而实现检测速度和准确率的兼顾与平衡。

基于精准划分溢流场次的模型法计算CSO调蓄池容积及参数选取的探讨——以某南方多雨地区为例

合流制溢流(CSO)调蓄池规模的确定是海绵城市建设及合流制溢流污染治理过程中的设计工作之一,相关设计规范中也提出模型法、截流倍数法、设计暴雨法等CSO调蓄池规模的计算方法,但在工程实践过程中,由于不同计算方法设计参数选取的不同,得出的CSO调蓄池容积存在较大差异,同时降雨(溢流)场次及降雨(溢流)场次控制率的计算方法未明确明示,不同参数间的对应关系难以确定。文章将以某南方多雨地区为例,基于不同降雨场次划分原则,得出降雨场次控制率与设计降雨量间的对应关系;构建水力模型,得出CSO调蓄池体积与溢流场次控制率间的对应关系;将模型法和公式法进行关联,探求不同计算方法下设计参数间的相关关系,为该地区CSO调蓄池规模的参数选取提供设计依据。

聚氯乙烯平板膜的制备及性能研究

主要介绍了在制备平板膜的实验教学中,采用聚氯乙烯作为膜材料进行制备,这不仅降低了实验教学的成本,同时还提高了平板膜的性能。对表面活性剂含量、聚合物浓度对平板膜的膜通量和截留率等基本性能的影响进行了研究,取得了比较满意的结果。

信息跳时架构下分层捷变低截获概率通信波形

针对周期信号抗破译性能较差及非周期聚敛性带来的误码性能下降的问题,本文提出一种时宽-信息跳时-调频率分层波形架构。通过构建信息跳时,掩护时宽随机化的模式,解决了误码性能变时宽下降问题,加强了波形的低截获概率特征。本文以数学推导和仿真分析的方法,探究了此分层波形架构下的误码性能、功率谱类噪声性能、二次谱域周期聚敛性及先验信息抗破译性。理论分析和仿真验证表明:时宽-信息跳时-调频率分层波形可以保证与定时宽信号相比,在不降低误码性能的条件下,降低了波形的周期聚敛性,从而提高了波形的截获概率性能。

北京北部山区侧柏林冠对降雨特性的影响研究

林冠对降雨雨滴的汇聚与分散影响林下雨滴的质量和动能。定义一个新的指标“雨滴聚散比”来描述林冠对雨滴汇聚能力的大小,通过量化有多少个林外小雨滴汇聚成1个林内大雨滴来研究不同降雨强度和降雨量条件下,北京西山林场样地林冠对雨滴的汇聚作用。研究结果表明:降雨出现在侧柏林时,林内穿透雨量占林外总降雨量的比例最大,其次为林冠截留量,最后为树干茎流量。小径级雨滴(<1 mm)对林内外降雨量的贡献率始终最大,大径级雨滴(>3 mm)对林内外降雨强度的贡献率始终最低。雨滴聚散比曲线在不同雨强条件下呈单峰变化趋势,在不同雨量条件下则呈双峰变化趋势。在雨强为2.20 mm/h时,雨滴聚散比为9,即林外9个小雨滴转化为1个林内大雨滴。北京北部山区侧柏林冠对降雨雨滴主要起汇聚作用,其汇聚能力大小随降雨强度呈单峰变化趋势,随降雨量呈双峰变化趋势。

基于速率分割的可重构智能表面辅助星地融合网络鲁棒安全传输方案

首先,考虑一个可重构智能表面(RIS)辅助的星地融合网络,卫星采用速率分割多址技术服务多个地球站,而地面基站则在RIS的协助下利用多播技术服务多个地面用户,同时还存在多个窃听者企图获取卫星的隐私信号。其次,在仅已知窃听者非完美信道状态信息的条件下,以所有用户的通信质量要求及最大窃听概率为约束条件,建立一个以最小化系统总发射功率为目标函数的联合优化问题。为了求解该非凸问题,采用S-procedure和连续凸逼近方法将复杂的窃听概率约束转化为可行的凸约束;利用基于核范数的惩罚函数方法提出一种鲁棒联合优化算法以迭代求解波束成形权矢量和发射功率。最后,计算机仿真结果验证了所提传输方案的有效性和优越性。

箱式格栅除铁器有限元分析及在奶粉生产中的应用

目的:将箱式格栅除铁器应用在奶粉生产中.方法:在完全模拟奶粉工厂真实生产条件下,基于有限元仿真分析,探究除铁器的有效工作原理,进而通过单因素试验及矩阵分析,探究物料的下落高度、金属异物种类、场强强度、磁棒净距对箱式格栅除铁器有效拦截率的影响及优选设计方案.结果:假设最低可接受标准为对铸铁、304不锈钢、316不锈钢有效拦截率≥80%,则临界设计条件为:(1)当磁棒强磁环场强为1.0T时,下落高度≤100mm,磁棒层数≥6层,净距25 mm.(2)当磁棒强磁环场强为1.4T时,如物料下落高度≤100mm,则磁棒层数≥4层,净距25mm;如100m<物料下落高度≤300mm,则磁棒层数≥6层,净距25mm.结论:该研究成果可应用于奶粉及其他粉末状食品物料,如蛋白类原料、粉末油脂、淀粉、食品添加剂等.

草本植被过滤带对径流中泥沙和除草剂的去除效果

除草剂阿特拉津的大量使用在提高农业生产效率、增加作物产量的同时,也导致了严重的环境污染。该研究通过在土槽上进行浑水冲刷试验,定量研究了禾本科草本植被过滤带(狼尾草Pennisetum alopecuroides (Linn.)Spreng和野古草Arundinella hirta (Thunb.)C.Tanaka)对径流、泥沙、以及阿特拉津的拦截效果。结果表明,禾本科草本植被过滤带能有效拦截径流,拦截率可达88%;并显著降低泥沙和阿特拉津流失量,但其作用效果受泥沙和阿特拉津的进水浓度影响较大。当进水泥沙浓度为20、40、60g/L时,植被过滤带对泥沙的拦截率分别为95%、93%、85%;当进水阿特拉津浓度为0.3、0.6、0.9mg/L时,植被过滤带对阿特拉津的拦截率分别为95%、92%、91%。另外,植被过滤带对泥沙和阿特拉津的拦截率随时间延长呈逐渐降低趋势,试验开始后第1、10、20、40、60分钟的泥沙拦截率分别为97%、95%、93%、91%、87%,阿特拉津拦截率分别为97%、93%、90%、86%、84%;同时,阿特拉津出流浓度与径流量有显著相关关系(r1=0.88,r2=0.93,r3=0.94),表明径流量在一定程度上决定了阿特拉津出流浓度和出流量。研究证实,植被过滤带能有效降低阿特拉津随径流流失量,对阿特拉津引起的农业面源污染具有较好防治效果。

花生超高产群体特征与光能利用研究

大田条件下,通过比较花生超高产田(产量≥8.5 t/hm2)和一般高产田(产量≥6.0 t/hm2)群体特征和光能利用率得:叶面积系数峰值持续时间长是超高产花生的一个显著特点;超高产田全生育期光合势明显高于一般高产田;产量形成期光合势占全生育期的80％以上,对产量的形成至关重要;超高产田单位叶面积光截获效率低于一般高产田:超高产田的干物质生产速率全生育期始终高于一般高产田,干物质生产速率峰值高,后期下降速度慢,是超高产群体的显著特征;花生光能利用还有很大的潜力;研究适宜的栽培条件和措施是今后花生再高产主攻方向。

坡耕地不同物种植物篱对面源污染物的拦截效率及影响因素

在红枫湖上游15°的坡耕地上设置30个植物篱径流小区,小区水平投影面积100 m2,顺坡长20 m,横坡宽5 m。在小区内横坡等距种植三带植物篱,植物篱带呈双行"品"字型种植模式,带长5 m,带宽0.15 m。通过监测该年度天然降雨下每个径流小区产生的地表径流、泥沙和养分情况,探讨了在相同种植模式下9种不同物种植物篱对坡耕地面源污染物的拦截效率及其影响因素。结果表明:灰毛豆植物篱截流效应最佳,相对径流拦截率为91.75%;紫花苜蓿植物篱减沙效应最佳,相对泥沙拦截率为69.25%。灰毛豆植物篱能更有效地抑制湖泊水体氮、磷元素的富集进程,其中,对坡耕地氮相对拦截量为283.03 g·hm-2,相对拦截率为70.08%;对坡耕地磷相对拦截量为185.92 g·hm-2,相对拦截率为80.21%。胡枝子植物篱能更有效地抑制湖泊水体钾元素的富集进程,对坡耕地钾相对拦截量为135.11 g·hm-2,相对拦截率为86.08%;灰毛豆次之,对坡耕地钾相对拦截量为125.13 g·hm-2,相对拦截率为79.72%。

南方红壤丘陵区人工林地水文效应研究

通过对几种人工林地枯枝落叶的周年变化、水文效应及林冠层截留降雨规律的研究,结果表明:林区枯枝落叶的周年变化出现2次高峰期(7月和12月)。常绿的毛竹林、杉木林及柑橘林的落叶高峰以7月为主,而混交林落叶高峰期以12月为主。各林区枯枝落叶的持水量及持水率的周年变化规律与落叶规律相一致。当降雨量小于10mm时林冠层的横向截留量随距主干基部距离的增加相对减少,当降雨量大于20mm时随距主干基部距离的增加截留量相对增加;纵向截留具有推迟林内降雨开始的时间、延长林内降雨结束时间、降低开始I30雨强和减小降雨量的特点;林冠面截留具有饱和性、动态性、时间间隔性。

物种配置植物篱对坡耕地营养元素拦截效应

通过坡耕地21个径流小区、1个空白对照、6个不同处理方式植物篱(Hedgerow)组合模式,探讨了不同物种配置植物篱对耕地营养元素的拦截效应。结果表明:灰毛豆×紫花苜蓿植物篱对坡耕地营养元素的拦截效果最明显,其中,氮相对拦截总量为181.82g/hm2,相对拦截率为79.08%;磷相对拦截总量为84.81g/hm2,相对拦截率90.31%;钾相对拦截总量11.37g/hm2,相对拦截率83.84%。灰毛豆×黄花菜对氮的拦截效应最小,氮相对拦截总量为117.30g/hm2,相对拦截率为51.02%;灰毛豆×香根草对磷、钾的拦截效应最小,磷相对拦截总量为55.43g/hm2,相对拦截率59.02%;钾相对拦截总量6.62g/hm2,相对拦截率48.86%。不同物种配置植物篱对坡耕地营养元素均具有明显的拦截作用,灰毛豆×紫花苜蓿组合模式的拦截作用最为显著。