基于二维浅水方程的城市地面洪水演进数值模拟研究

探究城市内涝灾害数值预报对城市的防洪减灾及灾害评估具有重要意义。基于三角形非结构网格,采用Godunov型有限体积法建立了一个高精度的二维浅水水动力数值模型。该模型使用Roe格式计算界面通量,可以较好地捕捉洪水的动边界运动,模型将静水压力项放入源项中,减少了由于地形底坡项带来的数值解伪震荡。该模型对动边界以及负水深处理技术进行了改进,能够有效提高模型模拟的精确度和静水和谐性。在应用3个算例对模型进行率定的基础上,将模型应用于浑河、太子河之间浑太胡同区域的地表洪水演进的模拟中。结果表明:浑太胡同内洪水演进的水深、流场变化均较为合理,组合溃堤各水深淹没面积均为最大,模拟结果很好地验证了城市区域雨洪的流动演变过程,证明该模型可以用于复杂地形的城市由降水形成的暴雨积水及地表洪水演进模拟过程,模型可快速为城市防汛减灾提供积水情况及涝情信息。     

大型海藻微波热解制氢特性研究

大型海藻无需耕地、不含难热解的木质素,是降碳减排、生产小分子生物燃料的理想原料。对大型海藻(包括海带、蜈蚣藻、孔石莼和海黍子)进行微波热解,并与落叶松进行对比。研究了微波热解过程的升温行为、气体释放行为及氢气生成曲线,比较了微波热解的产物分布、气体组成和气化指标,进一步利用Ca-Al(CaO-Al₂O₃)吸附剂原位吸收海带微波热解产生的二氧化碳(CO₂),强化海带的定向转化制氢。结果表明,大型海藻比落叶松具有更快的升温行为、更好的制氢效果,尤其海带的氢气产率(16.40 g/kg)为落叶松的3倍。添加Ca-Al吸附剂能够进一步增强海带的微波热解制氢效率,当海带与Ca-Al吸附剂的质量比为1.0:3.0时,氢气产率达到44.24 g/kg,气化效率可达68.57%,气体产物中氢气含量高达77.24%。     

基于隐格式水动力模型的庄河养殖海域污染物运动轨迹的数值模拟

基于非结构四叉树矩形网格,建立了近岸海域深度平均二维隐格式水动力数学模型,通过耦合拉格朗日粒子追踪法和粒子云团随机走动原理计算水体污染物的运动轨迹。水动力数学模型采用有限体积方法离散方程,使用Rhie-Chow的动量插值方法对同位网格不合理的压力波加以抑制,并使用SIMPLEC程式导出水位校正方程。通过对"工"字型理想海湾的水动力、风与流共同作用下正方形海湾的油膜输移及扩散状况进行模拟验证后,将该模型应用于计算北黄海庄河养殖海域的水动力特性以及污染物在海中的输移过程和运动轨迹,最后给出该海域模拟期间的污染物运移规律。研究结果对庄河养殖海域的水环境管理有重要的意义。     

微生物固定化技术处理水产养殖废水研究进展

综述了近年来微生物固定化（MIM）技术用于水产养殖废水处理的国内外研究进展,分析了MIM技术的固定化微生物、固定化方法、不同类型载体材料特点。指出了MIM技术处理水产养殖废水存在的载体可重复使用性、工艺成本和处理效率等问题。认为未来MIM技术应用于水产养殖废水处理的研究重点将是高效复合菌种构建、多孔结构新型载体材料开发、微生物与固定化载体和固定化方法协同优化等方面,以达到更高的处理效果。     

电氧化产活性氯、活性氧处理废水研究进展

随着废水排放增加,环境污染问题日益严重,电氧化技术不仅可以通过产生活性氯和活性氧等强氧化性物质有效处理废水,而且其本身作为一种绿色氧化技术,对未来构建“碳中和”模式水处理技术及实现“碳达峰”目标具有重要意义。论述了电氧化处理工业废水、农业废水、生活废水及垃圾渗滤液的研究现状,着重分析了在电极类型、电解质种类及浓度不同的条件下电氧化生成活性氯和活性氧处理废水的性能,总结归纳电氧化生成活性氯和活性氧高效处理不同领域废水的适用条件,并对电氧化处理不同领域废水的发展方向进行展望。