短程硝化-强化生物除磷序批式反应器处理畜禽养殖废水

畜禽养殖废水有机物水质水量变化大,有机物、氨氮与磷的浓度较高,直接排放会严重危害环境。通过构建厌氧-好氧序批式反应器（SBR）处理预酸化畜禽养殖废水,分析了不同进水负荷条件下反应器对污染物的去除性能和微生物群落结构的变化规律。结果表明：SBR反应器对高负荷进水中TN、PO^3-₄—P和COD的平均去除率可分别达到64.5%、97.5%和94.5%。反应器出现NH⁺₄—N和NO₂—N亚硝酸同时积累的短程硝化现象,这可能与高进水负荷对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的活性和种群的影响有关。与乙酸盐相比,以丙酸盐作碳源时污泥的强化生物除磷活性更高。随着进水负荷的增大,聚糖菌（GAOs）的相对丰度明显升高。四联球状菌（Tetrasphaera）为反应器中始终占优势的聚磷菌（PAOs）,对反应器除磷性能有重要贡献。在高有机负荷条件下,SBR内PAOs与GAOs之间不存在明显的底物竞争关系,系统脱氮除磷性能未受影响。     

基于Budyko弹性系数法的佳芦河流域径流变化归因识别

气候变化和人类活动对径流的影响是一个综合过程,因此径流动态变化及其归因识别和定量表征对区域水资源开发管理至关重要.以佳芦河流域为研究区,选用Mann-Kendall趋势检验法、有序聚类法等分析了研究区水文要素的主要变化特征;采用基于Budyko水热耦合平衡理论的弹性系数法,定量分析了径流深变化对各驱动因素的响应程度.结...     

不同布置形态下刚性淹没植被对水流特性的影响

自然河道中植被呈现多种多样的分布状态,为探究不同布置形态下刚性淹没植被对水流特性的影响,利用室内水槽模拟含刚性淹没植被的明渠进行试验研究。结果表明:刚性淹没植被的布置形态对明渠流水流特性影响显著。在本文研究的植被布置形态下的水深、植被阻力系数与植被粗糙系数均增大,表现为交错型布置斑块型布置线性布置;流速与雷诺数均减小,表现为线性布置斑块型布置交错型布置;糙率n随着平均流速与水力半径之积VR的增大而减小。     

三河口水库多目标调度规律研究

针对引汉济渭工程运行初期三河口水库研究不足,开展三河口水库多目标调度规律的研究。考虑工程调水、发电和生态需水等要求,建立水库多目标优化调度模型,采用NSGA--Ⅱ求解模型。从调度指标、调度目标、影响因素和调水潜力等方面分析计算结果,揭示了多目标转化规律,量化了起调水位对发电量的影响,验证了优化模型计算结果的合理性和优越性。研究表明:1)小幅降低发电量可显著增加调水量;2)三河口水库在丰水年、平水年能够满足规划值,但枯水年不能满足;3)起调水位对发电量影响显著;4)典型年最大调水8.75亿m~3;最小调水3.75亿m~3。研究成果对水库运行、提高水资源利用效率和工程效益提供了重要参考。     

普朗特数对对流斑图的分区和扰动成长模式的影响

该文采用二维流体力学基本方程组对普朗特数Pr(28)0.72流体对流进行数值模拟。取相对瑞利数r(28)4时,随着水平来流雷诺数的逐渐增大可获得行波、局部行波和水平流三种斑图。分析Pr(28)0.72流体的斑图分区情况,可以得出在水平来流雷诺数和相对瑞利数构成的平面上,他们都被水平来流上下临界雷诺数Re_u和Re_l划分为行波区间、局部行波区间和水平流区间;同时对三种流体的水平来流上下临界雷诺数Re_u和Re_l随相对瑞利数r的变化情况进行了观察,可发现他们都是随r的增大而增大的。在相对瑞利数r(28)3 8、和13时,研究普朗特数Pr对水平来流上下临界雷诺数Re_u和Re_l的影响,可知Re_u和Re_l随Pr增大而减小;且介于Re_u和Re_l之间的局部行波的范围随Pr增大而减小。对普朗特数Pr(28)6.99、0.72和0.0272的行波斑图及局部行波斑图的成长过程进行研究,发现了两种扰动成长模式,其中Pr(28)6.99流体的扰动是从腔体中部开始成长的;Pr(28)0.72和0.0272两种流体的扰动是从腔体右端区域内开始成长。     

基于Green-Ampt和稳渗不同入渗模型下的城市内涝影响数值模拟

为分析Green-Ampt和稳渗两种入渗模型对城市内涝的影响,以陕西省西咸新区沣西新城核心区为研究区域,应用基于水文及水动力方法的城市雨洪过程数值模型模拟城市暴雨致涝过程。以Green-Ampt入渗模型计算产流,模拟研究区内涝积水过程,发现计算数据与实测数据吻合度高,内涝积水点均实现精确的模拟。计算了1a、2a、5a、10a、20a、50a6种不同重现期设计降雨在两种不同入渗模型下的内涝积水总量与总面积的变化,结果表明:城市内涝积水达到峰值时,不同降雨重现期下Green-Ampt入渗下相较于稳渗内涝积水总量分别减少28.41%、26.49%、26.39%、21.04%、17.28%、15.02%,Ⅲ级及以上内涝积水总面积分别减少31.5%、28.6%、28.3%、20.7%、16.3%、12.7%。本研究应用不同入渗模型揭示了内涝积水程度在不同降雨重现期下的变化规律,对更合理地开展数值模型模拟以及城市雨洪管理工作具有重要借鉴意义。     

咸阳市用水量变化驱动效应与节水评价

为探讨城市用水变化驱动效应,挖掘城市节水潜力,基于咸阳市2007-2018年产业用水量变化与社会经济指标,采用因素分解模型将咸阳市用水变化驱动效应分解为规模效应、技术效应和结构效应,并进行节水评价。结果表明：咸阳市用水总量呈先增加后波动减少的趋势,主要是由于规模效应的拉动作用和技术效应的抑制作用相互抵消,叠加结构效应多表现为抑制作用。特别是西咸新区划转之后,2018年结构效应成为用水量减少的主要因素。目前,咸阳市在维持GDP增速3.7%的情况下仍能够持续减少用水量,但其节水技术已显疲态。与陕西省10个主要城市的农业、工业、生活和综合用水等节水指标对比,咸阳市农业用水最具有节水潜力且综合节水处于陕西省中等水平。     

基于多种方法的汉江和渭河流域实际蒸发量对比研究

准确评估流域的实际蒸发量对揭示气候变化趋势和服务区域水资源管理具有重要意义。汉江和渭河是秦岭南北两侧半湿润区和半干旱区流域的典型代表,本研究在汉江石泉水文站以上区域和渭河北道水文站以上区域采用水量平衡法、B2015蒸发互补模型、SWAT水文模型、蒸发产品等多种方法估算并验证了流域的长系列的年实际蒸发量。研究显示：B2015蒸发互补模型在2个研究区应用效果较好,计算的实际蒸发量误差均小于10%;SWAT模型在2个研究区的日径流模拟表现都比较好,确定性系数均大于0.63。对比多个方法的结果显示,水量平衡法和SWAT模型计算的逐年实际蒸发量更接近实际值,B2015蒸发互补模型的计算值在汉江和渭河分别偏小3.79%、2.46%,TEDAC和GLDAS蒸发量产品的实际蒸发量在汉江偏大31.08%、36.54%,在渭河偏大13.72%、5.06%,在渭河的评估表现比汉江好。使用现有数据集和方法准确计算具体流域的实际蒸发量仍然是有难度的研究课题。     

地震动和结构参数双重随机的重力坝抗滑稳定可靠度分析

地震动和坝体结构参数的随机性均对重力坝抗滑稳定可靠度有重要影响。首先建立了重力坝建基面抗滑稳定极限状态方程,将坝体水平和竖向惯性力随机过程的最大值作为随机变量,根据随机过程参数获得此随机变量的均值和方差,实现了将地震荷载和结构参数双重随机性问题统一到随机变量模式下;然后采用JC法分析了某实际工程重力坝建基面抗滑稳定可靠度,并结合地震发生的概率分析了该重力坝抗滑稳定的失效概率;最后采用正交试验法分析了各结构随机参数对可靠度和失效概率的敏感性。结果表明：本文提出将随机过程最大值作为随机变量的方法可以用于地震动和结构参数双重随机情况下的重力坝抗滑稳定可靠度分析;实例工程混凝土重力坝沿建基面抗滑稳定可靠指标为4.23,失效概率为0.001 17%;坝体材料密度、地基泊松比以及建基面黏聚力系数和摩擦系数对可靠度计算结果影响较为显著。     

大跨斜拉输水管桥水锤冲击响应研究

大跨斜拉输水管桥管道内水锤效应往往对桥梁结构安全产生重要影响。建立了某斜拉输水管桥有限元模型,对比分析水-管-桥结构的动力特性,进行了管-桥共振复核。通过特征线法求解水锤基本方程,计算了输水工况转换过程中不同阀门关闭历时产生的水锤压力,分析了水锤冲击作用下管桥主要构件的动力响应,对比研究了水锤荷载不同加载方式及不同关阀历时对管桥构件响应的影响规律。结果表明：管道空管及充水满管情况下的自振频率与桥梁结构的固有频率错开度较大,二者没有发生共振的可能;非均匀加载方式使得管桥各构件动力响应相对均匀加载显著增大,位移和应力的增幅大都超过50%,但不会引起构件的失稳或破坏;随着阀门关闭历时的增加,水锤冲击作用减弱,管桥主要构件的动力响应降低,钢桁梁组件中K型支撑杆、横梁、腹杆的响应下降幅度相对较大,桥塔的响应下降幅度较小。