基于MATLAB的贝叶斯网络供水工程水质风险分析

应用贝叶斯网络的逆向推理功能对供水工程水质风险进行计算,分析推理出供水工程水质风险的主要因素及其风险概率,可为供水工程安全运行提供理论依据。在收集历史资料、结合专家知识的基础上,对供水工程水质风险因素进行了识别,确定了引发水质风险的变量节点,构建变量节点之间的水质风险贝叶斯网络有向无环拓扑图,应用MATLAB对目标水质风险进行了分析计算。多因子联合影响下的水质风险概率,以调水源头水质和污水排放组合情况进行讨论,调水源头水质为Ⅱ类水时,对应污水排放为点源、非点源、不排放的情况下,供水水质级别大于Ⅲ类的概率分别为0.964 3、0.971 7、0.489 6,可见点源污染和非点源污染导致水质风险发生的概率增大,污水不排放时水质风险发生的概率将减小。贝叶斯网络具有处理多状态复杂模型以及双向推理的优点,相比传统的分析方法,其能够有效地进行水质风险原因的推理及其水质风险原因概率的定量计算。     

NaOH气液两相滑动弧放电处理含硫废气的研究

为了提高气液两相滑动弧放电对火电厂废气的处理效率,将传统的纯水液相替换成NaOH溶液。通过观测放电过程中的电压-电流波形和发射光谱,研究加入NaOH对滑动弧放电的电气特性和光学特性的影响。选取SO_2作为待处理废气,对比分析NaOH溶液、纯水液相下SO_2的去除率以及产物浓度随处理时间、气体流速的变化情况,以及NaOH溶液浓度对SO_2去除结果的影响。实验结果表明,相同条件下,NaOH溶液代替纯水液相增强了气液两相放电强度,电离出更为大量的OH自由基;同时,NaOH的加入使SO_2的去除率提高了5%~7%,产物中的SO3含量较纯水液相时降低了50%左右。     

突然扩散水跃方程的显式解

泄水建筑物下游的消能防冲是保证水利工程安全的重要措施。突然对称扩散水跃是水跃消能的形式之一。分析了突然扩散水跃方程(以下简称突扩水跃方程)以及突扩水跃的水力特性, 研究了回流平均水深, 认为回流平均水深是跃前和跃后水深的函数, 同时又受突扩比的影响, 提出了系数α的经验式, 并应用动量守恒原理推导了突扩水跃方程, 给出了该方程的显式解。试验验证表明, 突扩水跃方程显式解与试验结果吻合, 显式解与试验结果的平均误差为5.481%, 说明该显式解实用可靠, 精度高, 可用于计算实际工程问题。     

基于水质目标管理的涑水河水环境容量研究

应用水质目标管理技术方法,研究涑水河水环境容量计算及分配,污染负荷削减等关键技术,实现涑水河污染物减排。建立涑水河水动力水质模型,结合实际监测资料,进行模型率定和验证,并对涑水河在95%、75%、50%保证率下,各断面COD、NH_3—N水环境容量的研究。COD水环境容量在95%、75%、50%频率年分别为:-6802.037、-5891.560、-5203.764 t/a;NH_3—N水环境容量在95%、75%、50%频率年分别为:-3328.943、-2070.057、-1821.376 t/a。需要对其进行污染物削减,确定涑水河污染物的削减量,COD在特枯年、枯水年和平水年削减量分别2103.75、1926.58、1702.33 t/a;NH_3—N削减量分别是927.07、605.31、546.29 t/a。将水质目标管理技术运用在涑水河水环境容量研究中,为流域环境水质改善提供技术支撑。     

考虑扩散比影响的突扩水跃共轭水深计算研究

目前对突扩水跃消能中的跃后水深的理论研究还尚不成熟。根据已有文献的实验资料,对突扩式水跃回流区平均水深做出了假设,运用动量定理推导了计算突扩水跃共轭水深的理论方程,用实验资料确定了有关参数,得到了较高的精度计算方程,并利用实验资料与已有的几种共轭水深方程进行了比较。结果表明:新方程计算的跃后水深与实际更加相符。     

新型磁性离子交换吸附TiO_2@Fe_3O_4/聚吡咯树脂复合材料制备及其吸附性能

首先采用溶胶-凝胶法制备TiO_2@Fe_3O_4核壳结构的磁性纳米粒子,然后与聚吡咯(PPy)采用原位聚合法制备TiO_2@Fe_3O_4/PPy磁性离子交换吸附剂。通过TEM、SEM对样品的形貌及粒径进行表征,用XRD表征分析物相,FTIR表征样品的表面性质,用VSM测定磁性能,由紫外-可见分光光度计测定吸光度,并对孔雀石绿溶液进行吸附性能测试。结果表明,PPy与TiO_2@Fe_3O_4纳米粒子复合后形貌未变,团聚现象明显改善,磁强度为5.384emu·g~(-1),具有超顺磁性。在pH=7,温度为298K条件下,用0.05g TiO_2@Fe_3O_4/PPy吸附剂对25mL 20mg·L~(-1)孔雀石绿溶液(MG)进行吸附,饱和吸附容量为312.50mg·g~(-1),且30min内去除率可达到99.1%。与活性炭相比较,TiO_2@Fe_3O_4/PPy磁性离子交换吸附树脂可以进行大面积动态交换与吸附,吸附性能优于活性炭。     

基于综合干旱指数的渭河流域干旱时空分析

以渭河流域为研究对象,选取1961~2010年为研究期,基于21个气象站和5个水文站的月降雨、径流及蒸发等资料,综合考虑气象干旱指数(降水距平百分率、标准化降水指数和修正Palmer指数)和水文干旱指数(河道来水量距平百分率),构建了综合干旱指数CDI,采用模糊综合评价法计算得出分区长系列CDI指数,并与PDSI指数和河道来水量距平百分率指数的结果进行对比,验证综合指数的可靠性,基于综合干旱指数分析了渭河流域近50年的干旱时空变化.结果表明:渭河中游、泾河流域、渭河上游、渭河下游、北洛河流域干旱逐渐变轻;20世纪90年代干旱程度迅速加重,最严重的情况出现在1986、1995和1997年;流域各分区干旱主要集中在春、秋两季,4月和11月变干趋势显著.研究成果可为渭河流域极端干旱事件的预防提供一定的参考,也可以应用到其他流域的干旱评价之中.     

多沙粗沙区5流域水沙变化及其对人类活动的响应

基于多沙粗沙区皇甫川、孤山川、窟野河、秃尾河和无定河流域(5个流域)中各水文站1956~2012年逐月降雨、径流和输沙实测资料,对比了5个流域水沙情势,并定量分析了降水和人类活动对水沙变化的贡献率。结果表明,1956~2012年径流量、输沙量减少趋势明显,输沙量主要集中在汛期,占全年的96%,2000年以后,输沙量急剧减少;截止2010年,该地区实测水库总库容67 899.5×104 m3,仅为原库容的62.8%,同时该地区建有淤地坝9 114座,是水沙量减少的另一重要因素;在黄土高原北部区域,水库、淤地坝、灌区引水和煤矿开采等人类活动对径流量和输沙量的减少作用明显,也是水沙减少的关键因素。     

基于Archimedean Copula函数的流域降雨-径流关系变异分析

降雨径流关系是工程水文学领域中一个重要的应用问题,利用Copula函数在捕捉多变量间相依结构的灵活性这一优点,引入Archimedean Copula函数构建流域降雨-径流联合分布,诊断流域降雨-径流关系变异。以泾河流域为例,确定了降雨、径流分别服从Gumbel分布与对数正态分布,Copula函数检验结果表明,泾河流域降雨径流关系变异发生在1996年,并以降雨-径流关系变异点为分割点,将降雨、径流序列分割为1960~1996与1997~2010年两个阶段,分析表明两个时段降雨-径流关系发生较大变化,相同降雨情况下1997~2010年产流量相对1960~1996年减小30%以上,年降水量越小,产流量减小幅度越大,当年降水量为500mm时,减小幅度达到37.59%,并结合人类活动对照等分析,验证了Copula函数诊断流域降雨径流关系变异结果的合理性与准确性。     

灞河流域气候变化及其对径流的影响研究

根据1961—2010年的灞河流域内的逐月水文气象数据,采用Mann-Kendall法对水文气象要素进行变化趋势分析,采用双累积曲线和复回归模型进行径流量的气候变化响应研究。结果表明:流域内年径流量显著减少,年平均气温和年降水量均无显著的变化趋势,仅仅表现为气温略升高、降水稍减少;气温变化和降水变化对径流量的影响各自存在3个突变点,突变点前后径流量增加或减少的变化明显,由回归分析可知,气温升高、降水减少是径流量减少的主要原因。