小水电影响下的南方山区河流适宜生态流量

小水电不合理开发、忽视河流生态流量需求等问题给下游河段水文生态带来不利影响，破坏了水生生物的栖息地环境。以广西壮族自治区大环江下湘电站下游河段为例，选择鲤鱼作为目标鱼类，基于鲤鱼流速和水深适宜性曲线，采用生境模拟法模拟分析11个流量工况下研究河段水动力分布特征和鲤鱼质量生境面积分布特征，并运用水文学方法，基于三个评价指标评价最小生态流量的适宜性。结果表明，利用生境模拟法计算的枯水期鲤鱼生存的适宜生态流量为9.38 m³/s、最小生态流量为6.25 m³/s,结果合理、适宜，对于保障小水电下游河流生态环境健康具有重要意义。     

赣江尾闾河道枯水位变化与成因分析

赣江下游尾闾河道为多级汊道进入鄱阳湖,2000年来河道枯水水位下降明显,对河道防洪、航运、取水、生态环境等带来不利影响,依据赣江下游尾闾河道实测水文资料,采用有序聚类分析、Mann-Kendall非参数检验方法分析了赣江下游尾闾外洲、南昌、昌邑、吴城、滁槎、楼前与鄱阳湖湖区都昌站的枯水位变化特性。结果表明,赣江下游尾闾各站年最低水位突变发生在2005年;赣江主支各站年最低水位呈现显著下降趋势,2005~2014年都昌站年最低水位呈显著下降趋势,外洲站年最小流量变化不大。影响枯水位下降的主要因素是河床下切,鄱阳湖湖区水位下降对赣江尾闾河道枯水位有一定影响。     

基于TRNSYS的太阳能谷电蓄能供热采暖系统性能研究

为了研究太阳能谷电蓄能供热采暖系统运行特性,采用TRNSYS软件建立系统各部件模型,分析了太阳能辐照强度、集热面积和空气流量对系统太阳能保证率的影响,对系统进行优化研究。结果表明：太阳能辐射强度对系统太阳能保证率的影响较大,拉萨全年太阳能保证率波动比上海和北京小;太阳能保证率与集热面积呈正相关;空气流量对太阳能保证率影响较小,当空气流量为40 m³/(h∙m²) 时太阳能保证率最大,相比36 m³/(h∙m²)工况提高了0.26%;选择集热面积为650 m²、最佳空气流量为40 m³/(h∙m²) 的优化系统,相比集热面积为716 m²、空气流量为36 m³/(h∙m²) 工况下的年均太阳能保证率降低了1.22%。本研究可为太阳能谷电蓄能系统的后续研究提供参考。     

光热复合催化Trombe墙性能及百叶角度调控策略研究

太阳能热催化技术利用太阳全光谱产生集热和降解甲醛,太阳能光热复合催化技术是一种可以同时利用光和热产生热量并降解甲醛的高效技术。分别将热催化、光热复合催化百叶技术应用到Trombe墙系统,实现采暖的同时,能够利用太阳光降解室内气态污染物。建立热催化、光热复合催化百叶Trombe墙传热传质模型并进行实验验证,基于模型探究热催化百叶Trombe墙和光热复合催化百叶Trombe墙在南京和北京冬至日(9:00—17:00)气象参数下百叶全天最佳调控策略。结果表明,建立的传热传质模型预测与实验数据符合度较高。同一百叶Trombe墙系统,不同地区的最佳百叶角度不同;对于热催化百叶Trombe墙,南京全天最佳百叶角度下,产生的热量和干净空气量分别为5.6 MJ/d、196.7 m³/d,北京分别为4.6 MJ/d、167.9 m³/d;对于光热复合催化百叶Trombe墙,南京全天最佳百叶角度下,产生的热量和干净空气量分别为6.7 MJ/d、205.6 m³/d,北京分别为5.4 MJ/d、174.8 m³/d;在全...     

轻质双层纺织基太阳能空气集热器的集热性能试验研究

纺织基太阳能空气集热器作为轻质柔软的太阳能集热器,在中低温集热领域具有潜在的应用前景。文章设计了新型双层纺织基太阳能空气集热器,并进行户外试验,探究单双层结构、间隔丝密度、空气质量流量对集热器性能的影响。研究结果表明:在空气质量流量为0.023 kg/(m²·s)时,双层纺织基太阳能空气集热器热转移因子和总热损系数分别为0.97和5.87 W/(m²·℃),集热性能优于同条件下单层结构集热器;进出口空气温差和集热效率随间隔丝密度的增加而增加;集热效率随空气质量流量的增加而增加,当空气质量流量为0.037 kg/(m²·s)时,间隔丝密度为36根/cm²的集热器集热效率为0.64。     

基于多种水文学法的闽江下游生态流量计算

确定河流生态流量既可以为河道生态环境治理提供参考,对流域水资源保护具有重大意义。以闽江下游干流为例,采用Tennant法、90%保证率最枯月平均法（Q90法）、可变范围（RVA）法、改进流量历时曲线（FDC）法和频率曲线法计算竹岐站、文山里站、永泰站的最小生态流量。通过进一步分析,对枯期和汛期,分别提出最适合三站生态流量的计算方法,选取其内包线作为三站各月的生态流量值。最终确定竹岐站、文山里站、永泰站三站生态流量取值分别为374.2～969.8、157.6～461.0、13.8～67.2 m³/s。研究成果可为闽江下游流域保护和流域水资源优化配置提供技术参考。     

海洋天然气水合物开发产能及出砂研究

海洋天然气水合物多分布在深水非成岩储层,其开采过程中易出现泥砂运移（出砂）的情况且难以避免,然而出砂条件下的水合物产能估算偏差较大。本文通过室内海洋水合物降压开采出砂实验数据和海洋水合物试采公开资料,首次推导了出砂条件下现场尺度海洋水合物储层产能情况：在相当于1 200 m水深覆压、30.5 m厚的水合物细砂储层和7寸垂直井不防砂的情况下,得到最大产气速率4.63 ~ 14.1 m³/s,折合40.01×10⁴ ~ 121.84×10⁴ m³/d,综合出砂率0.16% ~ 10.74%;泥质储层在不防砂垂直井和水平井单个半径12 mm射孔下,其最大产气速率达到79.95×10⁴ m³/d和170 m³/d,但其综合出砂率是灾难性的。由于时空限制,产气速率、综合产能和出砂率还有很大提升空间,在平衡综合出砂率（控砂精度）和产气效率（产能）的情况下,有望达到产业化规模。本研究为合理估算出砂条件下的海洋天然气水合物产能提供支撑。     

闸坝调控对重污染河流水质水量的作用研究

以淮河流域沙颍河槐店闸的试验为基础,建立闸坝调控作用下的二维水动力污染物迁移模型,通过数值模拟研究闸坝调控对重污染河流水质水量的作用。结果表明,闸坝的存在对河流水环境系统具有一定的负面影响,但可通过合理的闸坝调控、闸前水位调整和控制闸坝下泄流量改变河流水体中污染物的时空分布,减少突发性水污染事故的发生,从而为淮河流域闸坝群水质水量联合调度、改善水生态环境的研究提供技术支持。     

热除菌型Trombe墙系统性能研究

热除菌利用细菌在高温下失活的原理,是一种安全、有效、环保的杀菌方法。将热杀菌技术与Trombe墙结合,提出一种热除菌型Trombe墙系统,能同时实现建筑室内采暖和热杀菌功能。围绕提出的除菌型Trombe墙进行墙体热性能实验研究,探究墙体全天的热性能;同时建立系统传热热传质模型,进行室内典型细菌的热失活分析。结果表明,在环境温度为18.1℃、太阳辐射强度为620.6 W/m²的实验条件下,日均空气热效率为0.46;对于大肠杆菌、利斯特氏菌、植物乳杆菌、山夫顿堡沙门氏菌和酿酒酵母五种细菌,热除菌产生的洁净空气量在0 ~ 40 m³/h范围内,全天净空气总产生量分别为94.01 m³/(m²∙d)、86.51 m³/(m²∙d)、100.70 m³/(m²∙d)、94.95 m³/(m²∙d) 和100.10 m³/(m²∙d);当换气次数为0.5 h^-1、细菌从室外进入室内的穿透系数为0.8、室外平均细菌浓度为447.10 CFU/m³时,室内五种细菌的除菌率分别为95.03%、91.54%、95.49%、95.22%、95.48%。     

基于Trnsys的太阳能热泵苜蓿干燥系统优化研究

为了提高太阳能辅助水源热泵苜蓿干燥系统的干燥效率和性能系数,从设计和运行两个方面进行模拟研究。利用Trnsys软件设计并搭建了系统仿真模型,输入室外天气参数,对储热水箱体积、水冷集热器流量和是否带有空气-空气热交换器进行模拟研究。结果显示：在储热水箱最佳体积为0.5 m³、水冷集热器最佳流量为0.3 kg/s条件下,不带热交换器可以有效干燥40 kg新鲜苜蓿,带热交换器可以有效干燥50 kg苜蓿。     

江垭—皂市水库联合优化运行规则研究

针对澧水流域常发生强度大、历时短的暴雨洪水问题,结合江垭、皂市水库原有防洪调度规划建立了并联水库优化运行模型,得出了江垭—皂市水库优化运行规则,根据起调水位、预报洪水频率即可得出控泄流量和闸门启闭规则.经各种设计洪水组合模拟计算,理论上可将江垭、皂市水库防洪库容利用率提高到100％,可减小三江口流量13 965 m3/s、降低水位1.69 m,石门以上防洪标准可由17年一遇提高到30年一遇,对澧水流域防洪安全保障具有重要意义.     

泵站双节式拍门门后水流流态分析

为深入了解双节式拍门不同开启角度对出流的影响，以某泵站的双节式拍门为例，选取在实际工程中大量使用的4种开启角度方案，利用数值模拟方法对双节式拍门在不同流量下的门后水流流态进行了三维模拟计算，分析了水流流线、流速均匀度和涵管内水力损失三个指标对水流流态的影响。结果表明，出水涵管沿程阻力损失系数与开启角度呈负相关关系，拍门开启角度越大，出水涵管内水流的水力损失越少，且随流量的增大越来越明显，流量为2 m³/s时方案4与方案1相比水力损失下降了49.6%,流量为16 m³/s时方案4较方案1水力损失下降了79.1%;涵管内流态与开启角度呈正相关关系，拍门开启角度越大，涵洞内水流流态越好，当拍门的开启至方案3上拍门46°、下拍门64°后，涵洞内水流状态已趋于较优状态。     

深度空气分级对旋风燃烧锅炉NOx释放影响研究

针对纯燃高碱煤旋风液态排渣锅炉局部高温以及NO_x排放高等问题，通过ANSYS软件数值研究了不同深度空气分级方案对旋风液态排渣锅炉炉内温度场、组分场及NO_x浓度分布的影响。研究结果表明：深度空气分级燃烧不同工况设置合理，形成了良好的富燃料的主燃区与富氧燃尽区，炉内燃烧稳定，旋风燃烧器逆向布置可促进煤粉燃尽，提高锅炉效率。不同深度空气分级工况下，炉内各组分分布特性一致。同时确定了主燃区最佳过量空气系数为0.85,燃尽风量选用逐层降低布置可实现最佳低氮排放，炉膛出口烟温最低为1 375.45 K,炉膛出口NO_x浓度最低为391.14 mg/m³。     

宜昌站洪水流量事件变化规律研究

以宜昌水文站1950～2006年洪水极值事件为例,采用Morlet小波函数分析了1～60 d 洪水流量系列年际变化规律,揭示了洪水极值事件变化的多时间尺度的复杂结构,并根据主周期预测了未来变化.结果表明,该方法方便、有效,为研究水库调度、防洪规划、洪水极值流量变化、河流生态系统保护和修复提供了依据.     

漂浮式聚光升膜多效太阳能蒸馏器的性能研究

提出一种漂浮在海面上进行淡化产水的聚光升膜多效太阳能蒸馏器，该淡化装置包含一个抛物面聚光镜和多个垂直布置的蒸发-冷凝单元。采用吸水芯作为蒸发器，利用毛细吸力使海水形成上升的液膜，有效减少了加热损失。建立理论模型分析装置内部的传热传质过程。通过实验研究不同运行参数对装置温度、产水量和比能耗的影响。室内稳态研究结果表明，当太阳辐照度为900 W/m²时，蒸馏器内部温差为56.9℃，产水率可达到2.64 kg/(m²·h)。在户外平均太阳辐照度为603.7 W/m²的条件下，装置一天产水量为5.3 kg/(m²·d)，日平均比能耗为1591.6 kJ/kg。     

嫩江与第二松花江洪水相互顶托影响研究

干支河流交汇河段洪水遭遇时河道水位壅高,形成洪水顶托,致使河道断面水位流量关系复杂,增加河道防洪难度。以东北松花江流域嫩江和第二松花江(简称二松)在三岔河口处交汇为例,基于嫩江大赉站、二松扶余站多年实测洪水资料筛选顶托典型年,分析顶托典型年两水文站异常的水位流量关系,并定性定量研究了不同量级下洪水相互顶托程度。结果表明,嫩江较易受到二松洪水的顶托作用。当大赉站流量较大时,扶余站流量变化对大赉站顶托量影响较小,在大赉站流量大于3 000m3/s时,对大赉站的顶托量在0.5m以下;当大赉站流量较低时,随着扶余站流量的增大,顶托量逐渐增大,当大赉站流量小于3 000m3/s时,大赉站顶托量最大可达4.8m。     

水库生态调度下汉江水环境因子及细菌群落变化特征

针对水库生态调度及其生态影响的问题,在2018年6月汉江中下游丹江口、崔家营、兴隆等梯级水库联合生态调度期间,依托汉江下游仙桃水文站布设断面,开展水环境监测及采样、测试分析,研究水库生态调度过程中河流细菌群落的变化特征。利用YSI水质参数仪现场测定水温、pH值、溶解氧、电导率,依据分光光度法测定总氮、总磷,采用高通量测序方法分析细菌群落多样性、丰富度及非度量多维尺度分析法分析细菌群落结构的变化情况。结果表明,水库生态调度过程中下游水位显著上升,流量显著增大,pH值与电导率显著下降,水温、溶解氧、总氮、总磷未发生显著变化;细菌群落多样性与丰富度提高,结构相似性降低;β变形菌门相对丰度明显增加,疣微菌门相对丰度明显降低。该结论为水库生态调度提供了参考依据。     

新调度规程下三峡工程防洪综合效益分析

三峡工程自2003年建库以来,通过科学调度,防洪调度水平不断优化,发挥了巨大的防洪作用。根据三峡水库多年实际调度经验及科研成果,2019年对三峡枢纽调度规程进行修编,防洪调度细则得到进一步优化。依据1881～2015年宜昌站还原流量数据,对比分析了新旧调度规程下三峡水库防洪、发电、航运效益。结果表明,根据新调度规程开展防洪调度,在不增加防洪风险的前提下,水库多年平均拦洪量增加16.36×10~8m~3,其中因中小洪水调度增加7.0×10~8m~3,因城陵矶防洪补偿调度增加9.36×10~8m~3;汛期时新调度规程较原调度规程多年平均发电量可提高1.24%,同时可增加35000m~3/s以下通航时长1.4d,提高了航运效益。     

湘江流域洪水资源可利用量与水库调蓄方案研究

鉴于洪水资源化是目前解决水资源供需矛盾的重要方式,通过综合估算方法量化湘江流域洪水资源,由此探讨涔天河水库汛限水位动态调蓄方案,以实现不同情景下的洪水资源化。结果表明,湘江流域洪水资源可利用量为278.93×10⁸m³,可利用潜力为12.69×10⁸m³;涔天河水库汛限水位最佳调蓄方案为在丰水年库水位311.18 m增蓄水量0.245 4×10⁸m³,平水年库水位311.44 m增蓄水量0.339 8×10⁸m³,枯水年库水位311.56 m增蓄水量0.384 2×10⁸m³;同时还为流域环境带来不可估量的生态效益。     

分散原料沼气集中供气运行分析

我国规模化沼气工程存在原料单一、产气率低、装备落后等技术瓶颈,西南地区沼气原料来源分散、成分复杂,因此需要开发新的多种原料混合发酵的新模式来提高沼气工程厌氧消化效率。本工程通过全混式厌氧发酵两级工艺共同厌氧消化如秸秆和畜禽粪便等分散原料,形成新的沼气和发酵剩余物利用模式。结果表明,在30 d稳定运行期间,600 m³厌氧发酵罐每天可消纳猪粪7.9 t、浓污水8.2 t及农作物秸秆0.2 t,日产气量为900 m³,混合原料发酵的容积产气率达1.5 m³/(m³∙d)。