动水条件下重金属在沉积物水之间的迁移规律

借助自主开发的不同水动力模拟水槽,选择4.01 cm/s(小流速,A槽)、12.70 cm/s(中流速,B槽)、20.23 cm/s(大流速,C槽)3种流速条件,研究15d运行周期内,3个水槽中沉积物重金属Cd、Cr及类金属As在沉积物-间隙水-上覆水之间的迁移规律.结果表明:1)流速的增加能促进重金属的释放;2)间隙水中As的浓度远远大于上覆水中浓度,为其向上覆水迁移提供了条件;3)沉积物再悬浮是上覆水中重金属浓度增加的主要原因.同时,与静水条件相比,动水条件对沉积物中重金属的迁移有显著影响,但不同重金属受自身特性的影响显示不同的迁移规律.另一方面,3种水流条件对不同介质中重金属含量变化产生的影响过程和结果也不相同,但其影响程度总体为上覆水＞沉积物＞间隙水.     

马口鱼自主上溯游泳行为及对流场选择策略研究

鱼类通过流速障碍的能力是鱼道设计的关键因素,鱼类游泳行为对鱼类克服流速障碍起着重要作用。以马口鱼为对象,在开放水槽中放入不同长度的阻流体,制造不同的特征流场,研究马口鱼在3种不同工况及特征流场条件(竖缝流速分别为工况Ⅰ62.40 cm/s,工况Ⅱ84.55 cm/s,工况Ⅲ71.49 cm/s)下的自主上溯游泳能力与行为,并分析了其流场偏好。实验结果表明:3种工况条件下,马口鱼游泳速度分别为工况Ⅰ0.72～1.62 m/s、工况Ⅱ1.00～2.51 m/s、工况Ⅲ0.89～2.29 m/s;工况Ⅰ中马口鱼通过的成功率最高,为72.73%,工况Ⅲ最低,为45%,工况Ⅱ与工况Ⅰ相近,为71.43%;工况Ⅲ条件下的竖缝长度超出了马口鱼的耐力范围,导致大多数实验鱼多次尝试通过,造成能量大量消耗而疲劳。这表明游泳速度和障碍物长度均是鱼类能否成功上溯的重要因素。在成功通过的鱼中,3种工况下分别有83.33%、76.92%、77.78%选择从近壁处低流速区进入竖缝。上溯过程的流场偏好分析表明,3种工况下马口鱼有共同的偏好流速范围,为0.30～0.35 m/s。将开放水槽内水力因子与鱼类运动轨迹相叠加,确定马口鱼上溯过程的偏好流速,发现马口鱼在应对流速障碍时选择低流速场上溯的流场利用策略,为过鱼设施设计及评价提供研究的新思路。     

潮汐对河口河道影响范围二维数值计算研究与分析

以河口潮流泥沙有限元二维数学模型为手段,选取黄河入海流路上足够多的典型位置处的水位为对象,通过对沿程水位和流速的变化分析研究得到3 000 m3/s流量下潮汐对河口的影响范围在距离口门5~10 km的范围内,计算分析结果与实测资料分析结果基本一致.     

宁夏扬黄灌区逆坡直线边墙渐扩矩形 断面沉沙池参数优选

工农业生产实践中多采用顺坡平流型沉沙池沉降悬移泥沙,但由于结构形式的限制,顺坡沉沙池很难提高其沉淀效率。针对宁夏扬黄灌区泥沙的特点,采用准静水沉降法和一维超饱和输沙法,对比分析了顺坡沉沙池和逆坡直线边墙渐扩矩形断面沉沙池的泥沙沉降效率。结果表明,逆坡直线边墙渐扩矩形断面沉沙池是一种高效沉沙池。对1 m~3/s流量下沉沙池的设计参数进行优选,提出了适合于宁夏扬黄灌区的合理参数取值:坡度-0.005 0、扩散角9°、池长400 m、出口宽度134.71 m,此时泥沙沉降率为86.87%。     

靶式光纤光栅流速传感器在裂隙水模型试验中的应用

结合等强度悬臂梁和光纤Bragg光栅(FBG)设计了靶式FBG流速传感器,用于在线测量管道及裂隙的流场流速。传感器将流体中靶片的受力转化为该流速下对应FBG中心波长的漂移,并自动实现温度补偿。采用FLUENT6.3对被测裂隙及管道流场进行有限元仿真,确定裂隙中靶片受力特性及相同受力条件下的等效管道内径,并求得过流断面5mm×2000mm的裂隙中传感器的灵敏系数为8.71×10-4 s2/m2。在管道系统中进行传感器标定实验,传感器在0～1.20m/s范围内,最大误差为0.02m/s。将该传感器应用于裂隙水模型引流试验,实验结果表明,关键点流速随着进水阀门开度逐渐增大而提高。打开引流管道阀门,引流管道布设处后方各点流速降低,且同一断面流速变化趋势保持一致。     

分汊河道水沙输移特征试验

根据分流河道的水沙特性,对现有的水沙输移计算模式进行了分类,总结了分汊河道分流分沙计算模式在国内外研究发展的现状,并进行了简要的分析评论,继而通过水槽试验对分汊河道整体水流结构和底沙输移演化特征进行了初步的探讨.试验结果表明:在汊道洲头和洲尾的局部范围内流速减小较明显,洲尾处出现水流分离区且左右两侧为高流速区;主、支汊流量的分配决定底沙输移强度,最大冲刷深度在主汊分流口下游.     

不同来水来沙条件下山区河流的河床响应试验研究

山区河流受季节性水文条件及产沙过程的影响,水沙条件变化频繁。尤其是暴雨山洪频繁挟带大量泥沙进入河道,从而引起河床急剧调整。本文以龙溪河典型河段为研究对象,通过调查天然河道的地形、床沙组成及来水来沙特性,开展了系列水沙模型试验,突出分析了来水来沙条件变化的河床响应。试验包括不同流量下清水冲刷和恒定流量下改变泥沙补给条件两种对比方案。以泥沙起动条件的沙莫夫公式判定方法,分析比较了不同工况条件下的断面泥沙起动流速和水流运动平均流速的关系,揭示了不同断面间泥沙冲淤特性及河床变形特点。在此基础上,探讨了河道沿程水位变化及致灾范围,对比分析表明,龙溪河在清水来流条件下,即使通过最大流量300m3/s,洪水位也未超过龙池镇堤防高程,即清水来流条件一般不会影响龙池镇的防洪安全。若大量泥沙下泄至主河道,龙池镇段由于河床比降变缓与河道展宽等床面形态的变化,水流平均流速显著降低,携沙能力减小,引起大量泥沙淤积,致使水位陡增,甚至出现漫滩现象,存在显著的防洪安全隐患。随着泥沙补给量的不断增加,河床不同区域输沙动力的调整制约了泥沙的输移距离,从而引起局部区域河床的淤堵,并导致洪水位的增加,甚至产生漫滩洪水并诱发洪水灾害。研究表明,山区河流泥沙补给对河床响应及水沙灾害具有重大的影响,来水来沙变化下的水沙运动致灾机理急需深入研究。     

大型污水管道倒虹管防淤措施的分析和试验

通过国外最新研究成果及物理模型试验相结合的方法,对上海市城市排水系统某大型倒虹管的泥沙淤积现象及防淤措施进行了分析.结果表明,倒虹管排放流量小于30万m3/d时,淤积泥沙厚度将影响其水力性能,应进行大流量冲洗;排放量大于35万m3/d时,基本能满足其正常运行;提出了以流速为控制指标的运行管理措施,保证倒虹管的安全运行.     

大型感潮河段流量实时估计方法

针对基于单个声学多普勒流速剖面仪(ADCP)垂线数据的指标流速法不适用于断面宽度大、横向流速差异大且径流季节性变化强的大型感潮河段,提出了基于双垂线组合的流量实时估计方法。在长江口徐六泾断面开展的实验结果表明:传统的单垂线法在该断面的流速估计精度较差,其均方根误差RMSE最大值大于0.1 m/s,流量估计相对标准偏差RSD约为11.3%;双垂线法的流速均方根误差RMSE均小于0.07 m/s,流量估计相对标准偏差RSD值为7.3%,但断面总流量的估计精度提高了近2 300 m3/s。因此,对于年均流量为2.8×104m3/s的长江口这种大型感潮河段来说,双垂线法4%的相对估计精度的提高显得必要且有意义。     

流速对水库水华优势种铜绿微囊藻生长的影响研究（研究生论坛）

为了探究流速对于水库水华优势藻生长的影响规律与作用机理,以铜绿微囊藻为例,通过室内试验开展了静水和0.05~0.3m/s流速下的藻类生长状况、水质状况及藻类脂质氧化及抗氧化体系响应的同步检测分析,发现不同流速水平下藻的生长存在显著差异,并呈现低促高抑现象,其中0.1m/s组藻密度比增长率最大、营养盐消耗率最大、长势最优,而0.3m/s组长势显著差于静水组;各组水体酸碱度均随时间趋弱碱性,溶解氧缓升,浊度则与藻密度水平保持高相关性;0.3m/s组的藻体丙二醛含量及超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性均显著高于其余各组。结果表明,在一定流速范围内,动水环境更利于藻类改善其漂浮聚集状态、促进光能吸收、加强对营养物质的吸收、降低氧化损伤。试验周期内确定了铜绿微囊藻在动水环境下的生长预测经验公式以及优势流速0.15m/s,为水库富营养化趋势预测以及铜绿微囊藻水华防控奠定基础。     

Banach代数中的行列式理论

探讨了 Banach 代数中的行列式理论.给出了具有单位元的迹 Banach 代数具有行列式的充要条件.     

非织造布滤料性能及过滤过程的研究进展

对近年来非织造布滤料的研究进展做了简要综述,介绍了内部结构的研究及表征、过滤性能及其影响因素、过滤过程的计算机模拟,指出进一步发展所需要解决的问题。     

Towards Excellence in Science Chinese Academy of Sciences

<正>May 26,2014,BeijingScience is a human enterprise in the pursuit of knowledge.The scientific revolution that occurred in the 17th Century initiated the advances of modern science.The scientific knowledge system created by human beings,the tremendous productivity brought about by science,and the spirit,methodologies and norms formulated in scientific practice since the 17~(th)Century have long become essential elements of     

SCIENCE CHINA Technological Sciences SUBJECT INDEX TO VOLUME 57(2014)

<正>~~     

单面约束系统的微分变分原理与运动方程

研究单面约束力学系统的微分变分原理和运动方程。方法利用Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理建立Ｄ＇Ａｌｅｍｂｅｒｔ－Ｌａｇｒａｎｇｅ原理．Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理,结果与结论得到系统的微分变分原理和带乘子的Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ形式,Ｎｉｅｌｓｅｎ形式和Ａｐｐｅｌｌ形式的运动方程。     

q-树的重构性

q 是一个正整数,所谓 q-树的图是递归定义的:最小的 q-树是完全图 K_q,一个 n+1阶的 q-树是通过在 n 阶 q-树上加上一个新点并连接这点与 n 阶 q-树中任意 q 个互相邻接的点而获得,其中 n≥q.1-树我们通常称为树.在本文中,证明了对任意正整数 q,q-树是可重构的.     

β-环糊精-毛细管区带电泳分离扑尔敏对映体

采用毛细管区带电泳模式,以β-环糊精为手性选择剂分离了药物扑尔敏的光学对映体.考察了在不同背景电解质 pH 值尤其是较低 pH 值下环糊精浓度对对映体表观淌度差的影响,并研究了有机改性剂尿素在分离中的作用.     

层状球形夹杂复合材料的弹性模量

利用层状球形夹杂在无限大基体中的局部化关系及平均应力场理论,给出了一种方法来分析含 n 种层状球形夹杂所构成复合材料的弹性模量.对于文献给出的空心玻璃球和高分子基构成的复合材料,该理论的预测与实验吻合很好.当表层稍失时,该理论退化为传统的 Mori-Tanaka平均应力场理论.     

CVD涂层硬质合金刀具的失效机理

通过系统的实验研究和理论分析,揭示了 CVD(化学气相沉积)涂层硬质合金刀具在磨损和破损状态下的不同的失效机理,并在机理分析的基础上,阐明了涂层硬质合金刀具对于切削条件的特殊适应性.     

特征关系与工艺决策

从并行工程的原理出发,提出了一个基于特征的并行 CAPP 系统.在特征建模的基础上,系统能够推理特征之间的关系,产生零件的特征向量图;利用加工知识库,通过动态规则匹配,系统可以确定特征的加工方法、加工参数及其加工顺序;通过优化确定最佳的工艺计划.