现代固态发酵技术工艺、设备及应用研究进展

介绍了固态发酵及影响固态发酵过程的主要工艺条件,阐述了固态发酵各种反应器类型,讨论了固态发酵技术在生物转化、生物燃料、生物防治、垃圾处理和生物修复等方面的应用.     

西北地区农业干旱对气象干旱的时空多角度响应

采用标准化降水蒸散指数和标准化土壤水指数分别表征气象干旱和农业干旱,基于干旱事件三维识别和气象干旱与农业干旱事件对的匹配结果,利用Copula函数条件概率分布和贝叶斯网络概率模型分析了西北地区农业干旱对气象干旱的时空多角度响应关系。结果表明：基于线性、非线性关系模型及Copula函数条件概率分布确立了西北地区农业干旱对气象干旱的干旱历时、干旱烈度、干旱面积及干旱迁移距离间最优响应关系分别为二次多项式模型、基于Frank Copula函数的非线性关系模型、指数模型和线性模型;建立的气象、农业干旱变量间的响应概率特征曲线可定量预测西北地区不同程度的气象干旱发展为农业干旱的概率;已知气象干旱特征条件下,根据最优响应关系及响应概率特征曲线可对农业干旱特征及其发生概率进行可靠预测。     

基于分形理论的冰下水流流速垂线分布研究

冰下水流流速分布是冰凌生消、泥沙输移、河床演变及冰期输水的重要参考依据,基于分形理论,在前人的研究基础上,研究了冰下水流流速垂线分布规律。结果表明,依托明渠水流的若干成果,从分形理论出发,基于Einstein假定,可推出已有冰下不同形式的流速垂线分布公式;理论分析认为,冰下分区水流流速分布近似镜像,均具有分形特征,可用双对数公式表达,实测结果证明,对于弯曲河道,水流核心区流速分布均匀,并不服从对数分布,公式在运用时需考虑适用性或引入因子项;稳封期,冰盖区水流流速分布的分维值大于河床区,流速分布更均匀,而在弯道卡冰区域,由于弯道冰下水流结构的复杂性,河床区水流流速分布的分维值无规律。对冰下水流流速的研究,拓展了分形理论在水流流速垂线分布研究方面的应用成果,概化的冰下水流结构,对工程运用有一定借鉴意义。     

有压输沙管道脉动压强特性试验研究

壁面脉动压强是工程上重要的研究对象,脉动强度直接影响泄洪排沙洞、输水隧洞(管道)等建筑物的稳定性和运行安全。为研究不同含沙浓度对壁面脉动压强特性的影响,以黄河细沙(d50=107μm)为研究对象,在直径80 mm的水平管道中进行模型试验,测量出每种工况下的流量、含沙浓度和脉动压强。采用统计方法对测量数据进行多方面分析,并结合快速傅里叶变换(FFT)方法研究了脉动压强的功率谱密度。试验结果表明,时均压强的沿程幅值和瞬时峰值压强均随含沙浓度增加而增大,相对脉动强度随着含沙浓度增大总趋势是减小的;脉动压强概率密度为脉动压强均值接近于零的正太分布,随着含沙浓度增加分布形态从瘦高型发展成矮胖型,压强振幅变大;脉动压强功率谱密度中低频分量随着含沙浓度变大有明显的增加。     

面向河流生态完整性的黄河下游生态需水过程研究

提供适宜的生态流量对维护河流健康和支撑人类社会发展具有重要意义。尽管栖息地模拟法物理机制清晰、应用广泛,但对生物群落考虑不足、生命节律信号缺失等问题长期存在。以维护河流土著生物群落完整性为目标,本文将天然水文情势作为参照系统,结合栖息地模拟与水文参照系统特征值,建立了一种面向河流生态完整性的生态需水过程评估方法,兼顾指示物种生存繁衍和土著生物群落基本生存。黄河下游利津断面评估结果显示:利津断面年最小生态需水量119亿m~3,适宜生态需水量130～137亿m~3,涨水期需提供1～2次持续时间不低于7 d、流量不低于1220 m~3/s的高流量脉冲。对比历史实测流量过程与本文生态需水成果,发现利津断面水量充足,但流量过程不满足生态需求。黄河需加强水库群调度,协调径流年际和年内分布,塑造适宜的生态流量过程,并适时塑造高流量脉冲。     

振动频率对堆石料压实质量监测指标的影响

振动压实过程控制是土石方工程碾压施工的发展方向。通过压实质量连续监测技术可以实时评估当前压实质量,通过振动频率优化技术可以提高压实质量和效率,但目前关于振动频率对压实质量监测指标影响的系统研究较少,这限制了两种技术的结合和发展。为研究振动频率对振动加速度频域类压实质量监测指标的影响,采用不同的振动频率进行堆石料现场碾压试验,分析振动频率大范围变化时对压实计值CMV的影响及原因。结果表明,各振动频率下的CMV与碾压遍数均具有较强的线性相关关系,其可以作为堆石料压实质量监测指标。振动频率对CMV的影响可分为三个区域,即近共振频率区域,低于共振频率区域和高于共振频率区域。共振频率区域振动轮-土相互作用力较大,振动非线性强烈,CMV最大;低于共振频率区域振动轮-土相互作用力较小,不发生跳振,CMV比共振区域的小;高于共振频率区域随着振动频率增大,振动轮-土相互作用减小,CMV减小。     

湿干循环作用下膨胀土胀缩裂隙演化特征

压实度是各类填筑工程施工中的关键指标,自由膨胀率是衡量膨胀土膨胀性的核心指标,探明压实度、自由膨胀率与胀缩裂隙演化特征的关系对工程建设是必要的。选择自由膨胀率分布于51%～115%的5种膨胀土并将其压实度分别控制为85%、90%、95%和100%,研究其在历经4次湿干循环作用后的裂隙特征参数。研究结果表明:增大压实度能有效地抑制裂隙在长度和宽度上的开展并减少裂隙条数,尤其是对具有中、高自由膨胀率的膨胀土,进而有效地降低表面裂隙率;裂隙宽度的大幅减小是压实度增大后表面裂隙率下降的主要原因;裂隙特征参数均会随着自由膨胀率的增大而增大,尤其当自由膨胀率达到强膨胀潜势时,裂隙特征参数的增幅更为显著。     

前坪水库安山玢岩洞室围岩稳定分析

围岩稳定性是地下建筑物安全和使用首要的考虑条件,同时制约工程建设、影响后期建筑物运行安全。洞室围岩失稳是一个受诸多因素影响和制约的复杂过程。在阐述前坪水库泄洪洞围岩基本特性的基础上,简要分析围岩应力分布的特点、应力重分布规律以及围岩变形破坏的因素,运用等效内力计算及现场监测手段,找出工作区围岩应力重分布后应力最大部位,明确了洞室衬砌设计的关键部位。工作区监测资料反映围岩位移变化符合"破坏—支护—平衡"的规律,同时位移曲线也呈现出较为明显的S形曲线走势,根据位移曲线可确定初期喷锚支护后围岩应力重分布达到新平衡的时机,达到了充分发挥围岩自承能力的目的。     

城市内河生态环境治理规划及措施研究

城市河湖生态环境直接影响居民生活质量和身心健康,为弥补传统河湖治理理念和方式在河湖系统性规划治理上的不足,以项城市内河综合整治工程为例,针对研究区河道在防洪除涝、截污控污等方面存在的问题,在研究区水文条件、工程地质条件分析的基础上,根据研究区河道现状及其功能特点将其划分为尚活绿源、长虹雅滨、南城新岸、铁路记忆和枯河慧水5段,并给出了具体的防洪除涝、截污控污、河道清淤疏浚、水系连通规划、水空间及景观规划方案,将城市河道防洪除涝、水环境治理、滨水空间景观设计以及生态修复等有机融合在一起,使项城市滨河地带规划、开发与建设既满足城市防洪保安需求,又满足河道生态景观要求。