青藏高原土地利用/覆被时空变化特征

在对公开的土地利用数据集精度评价的基础上,选用较高精度的青藏高原科学研究所300 m土地利用数据(简称TPDC_LUCC),采用土地利用时空分布和变化率等指标,分析青藏高原1992—2015年土地利用变化特征,并结合气候数据集及社会经济数据对土地利用变化归因进行了分析。结果表明:①公开数据集中,TPDC_LUCC数据集序列最长,精度最高,尤其是对耕地、城镇用地及水体分类精度较好;欧洲航天局300 m 土地利用数据(ESA_LUCC)对草地的分类精度最高,耕地精度最差;中国科学院空天信息创新研究院30 m土地利用数据(CASearth_LUCC)对冰川和城镇用地的分类较准确,未利用土地误差较大;②青藏高原草地分布最广,多年平均占比约70.02%,其次是沙地、裸地等未利用土地,约占15.81%;城镇用地扩张较快,1992—2005年、2005—2015年两期增长率分别是2.34%、4.69%;1992—2015年,青藏高原未利用土地的9.14%转为草地,灌丛和耕地的3.27%转为林地,冰川的5.5%转为水体;③1992—2018年,青藏高原平均气温上升了1.17 ℃,降水和气温增加,是东部区域草地、灌丛、林地增加的主要驱动因素,气温明显上升致使西北部冰川融化,城市化促使城镇用地增加、耕地减少,实施生态保护政策对青藏高原草地、林地的恢复有显著推动作用。     

基于分层土壤的水土调控方法试验

以土壤物理学原理为指导，充分利用土壤基本物理性质，提出一种通过调整土壤剖面的分层组合方式，达到 调控水土过程的技术，命名为人工分层配土（artificially?layered?soil，ALS）工程。为验证人工分层配土工程在水土 调控方面的作用，开展室内积水入渗试验、植被蒸散发试验和野外干旱区土壤水分观测试验。结果表明：室内试 验中，通过调整土壤剖面结构，人工分层配土显著提高了土壤的入渗能力，初始入渗速率提高 3 倍以上，平均入渗 速率提高 67.57%，土壤累计入渗量增加 47.14%，同时降低了表层土壤含水量，减少 38.39% 土壤的无效蒸发量； 野外试验中，分层配土处理组土壤含水量主要储存在地表下 31~50cm 处，而野外原状土土壤含水量主要位于表层 土壤，且相较于原状土壤，人工分层配土耗水量减少 13.32%，耗水速率降低 12.90%。因此，人工分层配土工程实 现了水土调控的目的，对干旱区水土资源调控和荒漠化防治具有重要的意义。     

电场作用下变压器油中液滴荷电状态研究

为了研究电场作用下液滴荷电效应对其形变的影响,对油中液滴表面电荷状态开展了理论研究,并借助仿真建模软件搭建典型油道模型,模拟了外加电场条件下分散相液滴的表面电荷密度分布,获得了液滴表面电荷的变化趋势图及其表面所受的电场力分布图。研究结果表明：静置于油中的水分子由于“H+”优先取向,水滴带有正的初始表面电荷。随着电场强度不断增大,表面电荷密度呈现正增长趋势。从微观角度分析了电场下液滴的运动变形行为,可以进一步完善油中含有液滴时引起的放电机理,为变压器稳定运行提供实用价值。     

基于Budyko假设的布哈河流域径流变化归因分析

以布哈河流域为研究对象,采用Mann-Kendall趋势检验法和Pettitt检验法分析各水文气象要素的趋势变化并识别其突变特征,基于Budyko假设的水热耦合平衡Choudhury-Yang公式,分析量化不同因素对流域径流变化的贡献。结果表明：1958—2016年研究区年径流深呈显著增加趋势,增加速率为0.536 mm/a;通过突变检验识别在2001年存在突变点,据此径流序列划分为基准期(1958—2001年)和变化期(2002—2018年);与基准期相比,变化期径流增加了32.7 mm,其主要影响因素为气候变化,贡献率为86.27%,气候变化中降水量变化的贡献率占97.12%,潜在蒸散发量变化起到负贡献作用,贡献率为-10.85%,而下垫面变化的贡献率为13.73%。可知,降水量的变化是影响布哈河流域径流增加的主要因素。     

基于SPH的台阶式溢洪道最优消能率参数研究

为研究台阶式溢洪道的消能规律,明确台阶式溢洪道的最优消能率参数,利用DualSPHysics对台阶式溢洪道水流特征进行模拟,并通过与典型案例的对比分析验证了SPH方法对台阶式溢洪道水流模拟的适用性与准确性,模拟结果表明SPH方法可以较好地模拟台阶式溢洪道上的水流特征。通过建立不同单宽流量、台阶段坡度和台阶数目的共计288种工况对台阶式溢洪道消能规律及其影响因素进行了研究。结果表明：在其他条件一定的情况下,台阶式溢洪道的消能率与单宽流量呈负相关关系;台阶数目对台阶式溢洪道消能率的影响并不显著,但是存在一个台阶数目能使台阶式溢洪道的消能率达到最大值,该最优消能率对应的台阶数目在78~81阶范围内,此结论对指导实际工程应用有一定的参考价值。     

退水渠道水力特性模拟的SPH方法及工程应用

退水渠建筑物是排泄灌溉渠道内剩余水量或入渠洪水的渠道,在灌区中起着至关重要的作用。为了得到退水渠道的水力特性,更好地指导工程设计和运行管理,通过三维建模,利用光滑质点水动力学方法(SPH)对退水渠进行数值模拟,对不同退水流量工况的沿程水深、水流流速以及消能率进行分析,结果表明：4种典型退水流量下,水面线会随退水流量的增大而升高,在设计流量Q=5.99m³/s时,分水池段的最大水深为1.69m,经验算满足边墙设计高度;渠道水流流速最大处在陡坡段末x=35m位置,最大流速6.53m/s;退水渠的消能率随着入流流量的减小而增大,4种典型流量的消能率最终达到了59.3%、57.04%、54.69%、50.02%。     

油-水两相流界面追踪数值模拟

变压器油的绝缘性能与电力系统的稳定运行息息相关,在实际运行时变压器油中难免会混入水分等杂质。为了探究悬移水滴对变压器油绝缘性能的影响机理,本文采用有限元方法模拟简化油道模型中分散相悬移水滴的运动过程和轨迹。采用相场法模拟运动状态下油水两相间的相互作用和相变过程,进而描述油水界面的形态和运动。系统分析了电场参数、油流参数对水滴变形和聚并的影响规律。结果表明：油道中的水滴会沿着电场方向产生形变,随着电场强度的增大,其形变程度也逐渐上升,电场强度对油道中水滴的变形程度有重要影响。此外,在同一电场强度下,水滴的半径是导致水滴聚合时间长短的一个重要因素,研究发现随着半径逐渐增大,水滴之间聚合的时间越短。本文的研究为深入探究油水两相流的特性和流动机制提供了理论基础,对提高变压器的运行安全性和效率具有重要意义。