基于MT3DMS的某采煤厂污染物运移模拟

随着工业化发展速度加快,大量采煤带来的环境污染问题日益突出。为了保护安康石煤开采区域的生态环境,掌握当地污染物运移规律尤为重要。因此,基于安康市2018年2月地下水流场资料,利用Visual Modflow中的MT3DMS模块建立溶质运移模型,对采煤厂污染易发区域的多种特征污染物在不同情况下的运移进行研究,并提出相应的污染防治建议。结果表明:当未采取任何措施时,Al~(3+)、Fe~(3+)和NH_4~+这3种特征污染物在泄漏1 000 d后超标面积在1 893～5 975 m~2之间;当安装防渗层或加快检漏频率后,仅NH_4~+在泄漏1 000 d后出现1 693 m~2的超标,其余污染物浓度均低于超标限。     

基于地统计学的伊犁-巩乃斯河谷渗透系数空间变异性研究

渗透系数的空间变异性研究是水文地质领域研究的热点问题之一,然而伊犁-巩乃斯河谷区渗透系数的变化规律尚不清楚,一定程度上制约了该地区地下水形成演化和资源评价的研究进程。运用地统计学理论和方法,进行了伊犁-巩乃斯河谷含水层渗透系数的空间变异性分析。结果表明:伊犁河谷西部平原区的潜水含水层的渗透系数服从Box-Cox变换的正态分布,承压水的渗透系数服从对数正态分布,变差函数均符合高斯模型;采用Kriging最优值理论进行了插值空间分析,潜水渗透系数插值结果表现为霍城县西部渗透系数偏高,伊宁县北部为渗透系数最小的区域,巩乃斯河谷地渗透系数较稳定;承压含水层渗透系数除察县附近外,总体呈现自东向西逐渐变小的特点;结合该区地形地貌和水文地质条件,划分了潜水和承压水的渗透系数分区,为地下水资源评价提供了关键水文地质参数。     

浅层包气带土壤水昼夜分布变化规律模拟研究

西北干旱半干旱地区,浅层包气带含水率与地温等地下水文要素的分布特征对保护旱区表生生态环境起到至关重要的作用。以鄂尔多斯风沙滩地区原位土柱试验为基础,采用HYDRUS-1 D对一维入渗过程的水蒸汽变化、含水率和温度分布进行数值模拟并通过实测值进行验证。结果表明:温度梯度对浅层包气带土壤含水率昼夜变化及水蒸汽通量分布起到主控作用;日尺度剖面水蒸汽运动过程可分为3个阶段:阶段1(1:00-7:00),阶段2(8:00-16:00)及阶段3(17:00-23:00);当温度梯度方向向上,水蒸汽通量向上运动时,含水率变小,反之,含水率变大。利用HYDRUS模型分析水蒸汽的运动规律,揭示了土壤温度对土壤水分布的影响机制,为旱区蒸发过程及生态环境保护提供科学依据。     

大颗粒柱状淡水冰无侧限剪切强度及其影响因素

针对大颗粒柱状冰无侧限剪切强度同加载方向、加载应变速率和冰样温度有关,在加载应变速率5.00×10-5/s~5.00×10-2/s区间内、试验温度分别为-0.5℃、-2℃、-5℃和-10℃、进行两个加载方向分别为垂直加载(加载力平行于晶体生长方向)和水平加载(加载力垂直于晶体生长方向)的无侧限剪切试验。结果发现,在既定试验条件下,剪切强度随着温度和应变速率的减小有增大趋势;比较两个加载方向剪切强度可知,在-5℃和-10℃条件下力学性质的各向异性更为明显,而在-0.5℃和-2℃时两个加载方向剪切强度相差不大;另外在气泡含量小于8.65%情况下,冰内气泡含量对大颗粒柱状冰剪切强度影响不大。     

基于WET的红寺堡灌区土壤盐渍化分布特征研究

宁夏中北部黄河灌区的土壤盐渍化问题已经成为影响宁夏农业生产的重要问题之一,红寺堡灌区是宁夏扶贫扬黄灌溉工程重点开发的新灌区,土壤盐渍化问题尤为严重,急需治理改良。本文分析了潜水位埋深、地质、水文地质条件等与土壤盐渍化的关系;同时,在宁夏首次应用WET土壤水分温度电导率速测仪(以下简称WET)测试了灌区土壤的电导率等参数,对土壤盐渍化进行了评价。结果表明:在红寺堡灌区,潜水埋深自北向南逐渐增大,TDS浓度自北向南逐渐减小,全盐量的变化也是由北向南逐渐减小。地下水位埋深浅,地下水TDS值高的区域土壤盐渍化严重。在红寺堡镇、海子塘、甜水河脑及上游地段土壤全盐量达到了区内最大值,这些地区土壤盐渍化严重,其中甜水河脑及上游地段属于重盐渍化区。     

灌水定额对玉米膜孔灌氮素转化影响试验

为揭示灌水定额对膜孔灌玉米农田土壤氮素运移转化特性,通过非线性回归法对不同灌水定额玉米膜孔灌施肥试验资料进行分析,研究提出了膜孔灌玉米农田土壤硝态氮及其转化量和转化率、土壤铵态氮及其转化量和转化率与灌水定额和运移转化时间的经验公式.分析检验表明:经验公式的相关系数均大于0.9100,标准误差很小,且通过0.05的显著性检验,该经验公式可以反映膜孔灌条件下不同灌水定额的土壤氮素运移转化特性,该研究为提高膜孔灌氮素利用效率奠定了科学基础.     

异养反硝化微生物燃料电池脱氮产电性能研究

构建了双室型微生物燃料电池(MFC),探讨了异养反硝化底物降解、产电特性和指示作用。结果表明:有机物是影响异养反硝化微生物燃料电池产电和污水处理性能的关键影响因素,未加入有机物时MFC产电仅有10 m V;MFC的电信号能较好地反映亚硝氮、COD基质浓度的变化情况,因此可用电压变化指示底物的降解过程;在不考虑菌体水解、同化作用所引起氨氮浓度的增加问题时,亦可用时间来指示氨氮的降解过程。     

稠油污水蒸发前除硅及有机物的试验研究

稠油污水是油田地区建设热电厂的重要水源,其温度、含盐量、SiO2和有机物浓度较高。为了使用蒸发脱盐工艺处理稠油污水,采用化学反应和强化混凝技术进行了除硅、除有机物的研究,以降低蒸发器结硅垢的倾向并提高蒸发产水水质。试验结果表明,联合投加Ca（OH）2、MgCl2?6H2O及净水剂PAC、PAM,在最优工艺条件下,出水全硅可降至25.5 mg/L,全硅去除率为89.5%。气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定结果显示,稠油污水及预处理出水中主要有机物成分均为有机酸、含氮化合物,预处理对有机酸类有明显去除,但对挥发性有机物影响不大。     

两处断流弥合水击特性试验

为研究有压管道系统停泵过程产生的多处水柱分离现象,并分析断流弥合水击升压和断流长度的影响因素,设计出可以实现同时发生两处断流弥合水击的试验模型。试验观察到停泵产生的水柱分离现象有完全雾状汽化状态、完全断流空腔状态、既有断流空腔又有雾状汽化区的断流状态以及不完全断流状态等4种。试验结果表明,初始流速、关阀速度是两处断流弥合升压和断流长度的重要影响因素,初始流速越大,弥合升压越大,断流长度越长;关阀速度越快,弥合升压越大,断流长度越长;流速较高时,管路布置形式对具有两处断流管路的弥合升压影响很大。     

阵风环境模拟用控制器设计与实验研究

针对环境模拟实验室风环境模拟的阵风特性,设计开发了一种迭代学习自校正PID控制器。该控制器将设定值序列进行迭代学习优化,系统内部采用PID自校正控制策略。仿真和实验结果表明,两种控制方式的结合,可改善系统设定点改变时的动态特性,实现了对期望风环境参数的有效控制。迭代学习控制的作用下,特别是对正弦风的模拟,随着时间推移实际值可跟踪定值,保证了环境模拟的控制精度。