河南水谷创新科技研究院有限公司

河南水谷创新科技研究院有限公司(以下简称研究院)是河南水利投资集团有限公司(以下简称河南水投集团)的全资子公司,成立于2019年,注册资金1亿元,是河南水投集团"深化科技体制改革,构建以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系"的外在体现。研究院以河南水投集团"3+x+I"科技创新服务体系为基础。

基于市政沼渣及畜禽粪便的有机肥制备研究

为实现市政污泥及畜禽粪便的无害化处置,采用好氧发酵堆肥技术,通过添加适量有机肥发酵菌剂,对睢县新概念污水处理厂沼渣及畜禽粪便进行资源化利用,定期监测堆体温度、含水量及理化指标,直至堆体腐熟完全形成有机肥产品,对产品进行理化指标及种子发芽检测,并开展其对植物促生及土壤改良效果的研究。结果表明:此项工艺发酵过程中堆体温度波动下降,至16 d时,完成好氧发酵,至96 d时,含水量缓慢下降至29.68%,生产的有机肥(OF)产品种子发芽检测(发芽率90.65%)表明发酵物料腐熟完全,且其理化指标符合NY525-2021标准;西红柿栽培试验发现,OF与常规化肥配施后使西红柿幼苗株高及茎粗分别显著增加15.90%,23.84%,成熟期单株产果量显著增加19.14%,土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾分别增加9.21%,9.22%,8.83%,8.49%,同时有助降低土壤pH值及阳离子交换量(CEC)。综合而言,本研究中的有机肥制备工艺获得的有机肥产品质量符合NY525-2021标准且具有良好的土壤改良及植物促生作用,是市政污泥及畜禽粪便资源化利用的有效途径之一。

水环境治理PPP项目可持续供应商选择研究

可持续供应商选择对水环境治理PPP项目的可持续发展至关重要。在考虑供应商自身可持续性的基础上,从财务状况、技术实力、管理能力、信誉和技术解决方案5个方面构建了可持续供应商选择评价指标体系,在此基础上建立了基于概率犹豫模糊和MULTIMOORA的水环境治理PPP项目可持续供应商决策模型。为了克服专家认知差异,引入Shapley值对AHP确定的指标权重进行修正。为了最大限度地保留决策信息的完整性、降低决策模型的复杂度,引入概率犹豫模糊Maclaurin对称平均算子(PHFMSM算子)对决策信息进行集成。以平舆县水环境治理PPP项目可持续供应商选择为例,对模型的有效性验证表明,决策过程中考虑供应商自身可持续性具有合理性,可以提高决策结果的可靠性。

钙镁磷肥和沸石粉对制革污泥免烧骨料性能的改善

研究使用水泥、硅酸钠、生石灰、熟石膏、钙镁磷肥和沸石粉等材料对制革污泥进行固化并将其制备成可建材利用的污泥免烧骨料。通过正交实验初步确定固化材料配比,在此配比基础上以直接掺加和部分替代水泥的方式,探究了添加钙镁磷肥和沸石粉对提高污泥免烧骨料物理性能及降低污染物浸出浓度的可能性,结果表明以钙镁磷肥替代20%水泥、沸石粉替代30%水泥作为两种优化配比制备的污泥免烧骨料的性能指标较好。

废玻璃颗粒对再生骨料透水混凝土的改性作用

以废弃混凝土为粗骨料、废玻璃颗粒为细骨料制备了再生骨料透水混凝土,并研究了其物理力学性能.通过砂浆、混凝土2个层面,分析了废玻璃颗粒对再生骨料透水混凝土力学性能和渗透性能的变化规律及影响机理.结果表明:采用废玻璃颗粒替代天然河砂后,能够促进水泥水化,提高砂浆的工作性能,改善再生骨料透水混凝土的孔结构,并较大幅度提高其力学性能.废玻璃颗粒替代率为100%时,再生骨料透水混凝土的抗压强度可达24.19 MPa,比天然河砂制备的透水混凝土抗压强度提高约66.48%,其透水系数为0.63 mm/s,满足透水混凝土的要求.

水环境治理项目生态价值评估体系构建与实证分析

生态价值评估对生态文明建设具有重要意义。为完善水环境治理项目的生态价值评估,将水环境治理项目分为河湖、绿地两大生态系统,从土壤保护、水源养护、固碳释氧、净化气体环境、物种保育5个角度出发,建立了水环境治理项目生态价值评估体系,并用其评估了河南省平舆县水环境治理项目的生态价值。结果表明:2020年,平舆县水环境治理项目总生态价值为1.01亿元。定量评估生态价值可为项目经济评价提供依据,为以后水环境治理项目生态价值评估提供参考。

深厚覆盖层高面板堆石坝长周期地震动动力响应

我国西南地区蕴藏着大量的水能资源,是当前和今后水电建设的重点区域,但大多存在深厚覆盖层、高地震烈度问题,其对高面板堆石坝正常运行的影响不可忽视。在100 m深厚覆盖层上,创建了100、200、300 m级高面板堆石坝的二维有限元模型,在长周期地震动和常规地震动作用下,采用弹塑性本构模型,研究同一深厚覆盖层上不同高度面板堆石坝的动力响应特征。结果表明,与常规地震动相比,长周期地震动对深厚覆盖层高面板堆石坝的加速度有很大影响,随着坝体高度的增加,坝体动力反应峰值加速度逐渐呈下降趋势,且在长周期地震动作用下,坝体越高,短时间内坝体的位移越大,造成的变形也越大,不利于大坝的抗震稳定。因此,在深厚覆盖层长周期地震频发地区修建面板堆石坝时,需将长周期地震动影响作为抗震稳定评价的一个关键环节。

导流片对弧度弯管输水性能影响的数值模拟

迪恩涡流及螺旋流作为管路中常见的湍涡结构,虽然具有相似的传热传质等功能,但迪恩涡流易引发管路系统振荡,对有压输水管路系统安全产生巨大威胁。通过前人的物理模型试验建立了管径D=50 mm,曲率半径为2.8 D的弯管管路系统,并根据试验数据验证了数学模型。基于模型管段设计了27种导流片组合用以形成螺旋流,模拟了管内多尺度涡流结构,重点分析了涡流在弯管段及出口直管段的流速、压强和湍动能分布。模拟结果表明:涡流的湍动能及湍流强度对管路系统存在不同程度的影响,弯管管路系统的输水能力在湍动能较大、湍流强度较低的条件下相对较高;螺旋流强度对弯管的输水效率及管路系统的安全性影响显著,当管路进口流速V=1.5 m/s时,弯管管路系统在导流片(个数N=8个、高度H=15 mm、偏转角度θ*=60°)作用下,管路输水效率相对提升10.62%,管路事故风险概率相对降低24.41%。研究成果可为长距离螺旋流输送理论及有压管路系统优化提供技术指导。

再生骨料管孔透水混凝土关键性能及预测

针对普通再生骨料透水混凝土(RAPC)强度低的问题,从孔隙存在形式入手,提出了一种再生骨料管孔透水混凝土,即将随机分布的孔隙集中成上下连通的管孔,必要时嵌入管材,研究不同管孔参数(数量、直径、材料、分布形式等)的组合对其性能的影响及变化规律,并提出强度折减系数法,构建抗压强度与管孔参数理论计算模型,同时建立了基于管流公式和达西定律的透水系数计算模型。结果表明:再生骨料管孔透水混凝土的强度与透水性能远优于RAPC;再生骨料管孔透水混凝土的孔数越少,管径越小,抗压强度越高,透水系数越小,反之亦反;抗压强度理论模型能够较准确地量化孔数、孔径、孔分布对再生骨料管孔透水混凝土抗压强度的折减作用;透水系数与再生骨料管孔透水混凝土的孔数、孔径、孔糙率有显著的线性关系。可根据实际需求自行设计再生骨料管孔透水混凝土的管孔结构。

制革污泥-矿渣基复合地聚合物强度性能及其微观机制

以矿渣、制革污泥为基础,研究力学性能优良且具备重金属固化效果的制革污泥-矿渣复合地聚合物(TSG)。基于响应面法,开展TSG抗压强度的系列试验,建立强度回归模型,研究激胶比、碱激发模数、水胶比三因素对TSG抗压强度的影响规律,并优选配合比。在此基础上,利用XRD、SEM-EDS、FT-IR测试方法,分析TSG的物相特性、微观形貌与化学键合,探究其复合地聚合物的水化机理及其材料之间的相互作用关系。结果表明:建立基于二次多项式的TSG抗压强度回归模型具有较高的精确度和可信度;当激胶比为21.74%,激发剂模数为1.02,水胶比为0.37时,TSG抗压强度最高,28 d抗压强度可达70 MPa以上;制革污泥中的硫酸盐能促进矿渣解聚,其中重金属铬能够以矿物的形式稳定存在于TSG中,总铬析出浓度仅1 mg/L。该研究可为制革污泥的建材化利用提供支持。

城市水环境治理PPP项目社会价值评估

社会价值评估是全面反映城市水环境治理PPP项目价值的有效手段。针对社会价值的内涵和项目特征,基于变革理论模型和水环境治理PPP项目内容,确定了利益相关者、项目投入、项目成果等关键信息,构建了基于社会投资回报(SROI)的社会价值评估模型。利用SROI,基于利益相关者理论,将PPP项目的经济效益、环境效益与社会效益与投入进行货币化表征,进而综合评估项目的社会价值。案例分析表明:该社会价值评估框架具有可行性,且项目创造的社会价值远高于项目投入,成果效益良好。

不同纤维对再生骨料透水混凝土性能的影响与评价

再生骨料透水混凝土可以缓解日益严峻的城市内涝、热岛效应、噪音效应等问题,但其强度不高,为填补短板,开展了纤维改性再生骨料透水混凝土的研究.依照规范,在基准配合比(水胶比为0.3、不掺纤维)基础上,设计制备了掺入短切玄武岩纤维、短切碳纤维、聚丙烯纤维等3种纤维不同掺量情形,共计16组配合比,分别测定其抗压强度、劈拉强度、孔隙率及透水系数等指标.结果表明,掺入纤维有效提高了再生骨料透水混凝土的抗压强度、劈拉强度和拉压比,且对劈拉强度的改性优于抗压强度.基于Image法分析了再生骨料透水混凝土平面孔隙率、孔数、平均等效孔径等指标对其强度与透水性能的影响及其规律关系;同时,采用灰色理论结合熵权法对纤维改性再生骨料透水混凝土进行了综合评价,结果显示聚丙烯纤维掺量为0.3%时,综合评价指标最高,为84.6%,此时再生骨料透水混凝土的整体性能最佳.

基于RST-LSTM模型的堤坝渗压动态预测分析

渗透是关乎堤坝安全的重要因素之一.渗压数据分析是研究堤坝运行期渗流安全问题最直接的途径之一.根据堤坝渗压监测值的基本特征,基于粗糙集理论(RST)和长短时记忆网络模型(LSTM),建立RST-LSTM模型结构并编制python程序,实现了渗流影响因素重要性定量化排序、冗余因素的消除以及多因素影响下堤坝渗压值的预测分析.以某面板堆石坝工程渗流监测数据分析为例,进行工程实例验证分析,研究结果表明:(1)该工程渗压值按重要性顺序依次受水位、降雨、温度及时效等因素的影响;(2)本文提出的RST-LSTM模型平均相对误差仅为4.43%,相比循环神经网络模型(RNN)与BP神经网络模型,RSTLSTM模型具有预测精度高、运算速度快等优点.