生物炭作为土壤/填料改良剂的应用研究进展

归纳了生物炭的制备原料、方法;总结了部分生物炭的全碳和灰分含量与热解温度之间的对应关系以及随着热解温度的升高,不同来源的生物炭性质大致变化规律;综述了生物炭的土壤环境效应,对土壤中不同种类污染物质的净化机理以及作为改良剂在土壤修复、低影响开发(LID)中的应用进展。最后,探讨了目前该技术存在的不足,并对该技术未来的研究重点和方向进行展望。     

岩体单裂隙辐射流水力耦合试验研究

通过构造具有不同几何特征的裂隙,综合考虑粗糙度、法向压力、剪切位移的影响,研究了单裂隙辐射流条件的剪切渗流耦合特性。结果发现不同裂隙的渗流量和渗透系数随剪切位移变化明显,且法向压力的作用也随剪切位移增加而改变;对于表面轻微破坏的裂隙,初始剪切位移会增加裂隙渗透性,随后达到基本稳定,但裂隙一旦发生严重破坏并生成较多填充物,进一步剪切将会减小裂隙渗透性及导致其随剪切位移波动;对于生成大量填充物的裂隙,由于较高的水压会引起填充物在裂隙内重分布,从而封堵渗流路径,减少渗流量;在强耦合过程中裂隙渗透性随剪切位移的变化很难用一个统一关系表达式来描述,但粗糙度和法向压力的影响均与不同剪切阶段呈很强的关联性。     

洞庭湖典型洲滩湿地水分时空变化特征及其相关性分析

为了分析变化条件下洲滩内部土壤水分时空变化特征及不同深度土壤水分含量和湖水位的相关性,以洞庭湖典型洲滩断面为研究对象,利用原位监测装置连续2个月监测了湖水位、大气温度及土壤水分含量的动态变化过程。结果表明:洞庭湖洲滩水分场的分布在垂向上呈现明显的分层现象,同一位置的土壤水分含量的波动幅度随着深度的增加而逐渐减小,至深层处(大于50 cm)趋于稳定,同一深度的土壤水分含量的波动幅度随着与岸边距离的增加而逐渐减小。土壤水分含量与湖水位之间的相关性随着深度的增加呈先增强后减弱的趋势,浅层及深层的土壤水分含量和湖水位之间均呈无显著相关性,地表以下50~70 cm深度处土壤水分含量与湖水位相关性较高。研究结果有助于了解土壤水分在洲滩生态系统地下含水层-土壤-大气界面的相互作用机制,为洲滩水文过程及生态环境保护研究提供重要方法和理论参考。     

引汉济渭来水条件下西安市多水源联合调度

2020年引汉济渭调水工程即将引水进西安,西安市将形成多水源联合供水的局面,为此,提出了多水源联合调度的供水问题.通过对西安市区用水户和供水系统的分析,在确定了调度原则的基础上,构建了多水源联合调度仿真模型.根据西安市现有水源的供水规模,以及引汉济渭调水工程各受水区实际情况和调水量规划,为西安市假定了7种多水源联合调度方案,得出不同方案下多水源联合调度结果,水平年2020年,调水量为4×10~8 m~3时,比不调水新增供水量3.1×10~8 m~3,占总需水量的20.3%;调水量为4×10~8 m~3时,比调水量为2×108 m3时新增工业供水量1.77×10~8 m~3.结果表明,工程通水后可有效缓解西安市水资源短缺状况,同时在改善河道生态环境和保证水库灌区灌溉需水方面发挥重要作用.     

汾河水库入库径流特性研究

采用Morlet小波分析法、秩和检验法、累积距平法结合cramer’s检验法从周期性、趋势性等4个方面,研究了汾河水库入库径流的特性,对其年际及年内间的变化趋势进行了分析。结果表明:在1956年至2000年之间汾河水库入库径流存在8年、14年、21年的周期性特征,其中14年与21年的周期性最为明显,与趋势分析的结果相对照,存在21年周期的可能性最大;从1956年至2000年汾河水库入库径流量经历了丰-平-枯的变化过程,其中两次突变分别发生在1969年与1980年;其年内分配过程极不均匀,冬春多发干旱,而夏秋径流量丰富,其直接原因是降水量的年内分配极为不均。     

基于最小相对熵原理的区域投入产出直接消耗系数修订模型

投入产出理论是系统分析区域水资源、社会经济、生态环境复杂系统协调可持续发展的一个重要途径。以直接消耗系数由历史年份向现状年份过渡的部门投入消耗随机变量相对熵最小为优化目标,建立了基于最小相对熵原理的区域投入产出直接消耗系数修订模型,并在山东省14个产业部门开展了应用研究。研究结果表明,2007年山东省14个产业部门直接消耗系数计算值与实际值之间误差的标准差R与不等系数U分别为0.352 2和0.074 7,均小于基于二次规划原理的QP方法和国民经济预测的NAVE方法的计算结果。可见,直接消耗系数修订的熵优化模型既可以体现历史年份区域部门产出与投入消耗之间的依存关系,也可以反映现状年份部门经济技术水平的发展状况,可为进一步丰富和发展基于投入产出分析的区域水资源、社会经济、生态环境复杂系统协调发展的理论研究提供科学合理的指导依据。     

降水变化及人类活动对金钱河流域径流的影响

以秦岭南麓的金钱河流域为典型研究区,利用Mann-Kendall非参数统计检验方法、回归分析法、双累积曲线法等数理统计方法,分析金钱河流域径流和降水的年际变化特征,建立了降水年内变化参数的流域降水与径流关系模型;并基于水文模型的方法定量评估降水变化及人类活动对金钱河流域径流变化的影响。结果表明:金钱河流域的降水、径流变化呈现一致性;径流系数呈下降趋势;金钱河流域降水和径流突变点发生在1988-1989年左右;通过降水-径流关系模型计算,由人类活动引起径流减少的比率为51.67%,较高于降水变化的比率48.33%,是导致径流变化的主要原因。     

气候变化和人类活动对灞河流域径流情势的影响分析北大核心CSCD

灞河径流决定其下游浐灞生态区的用水安全,开展其变化情势研究对有效管理区域水资源具有重要意义。基于灞河上游罗李村和中游马渡王水文站1959—2010年实测径流及流域降水、蒸发资料,采用肯德尔秩次相关法检验径流序列变化趋势、Mann-Kendall非参数检验法和累积距平法辨识各水文气象要素的突变点,并将累积量斜率变化率比较法用于定量计算气候变化和人类活动对灞河径流的影响程度。结果表明:11959—2010年间上游径流量相对稳定,但中游径流量有减少趋势,且在1988年发生突变后呈现出显著的减小趋势。2气候变化和人类活动对灞河上游径流变化的贡献率分别约为97%和3%,对中游径流变化的贡献率分别约为37%和63%。未来只有合理开发、开源节流并举,才能保障区域可持续发展。     

基于Hankel矩阵联合近似对角化的结构模态识别

针对基于二阶盲辨识(second order blind identification,简称SOBI)的模态参数识别方法存在的不足,提出了一种基于Hankel矩阵联合近似对角化(Hankel matrix joint approximate diagonalization,简称HJAD)技术的结构运行模态分析(operational modal analysis,简称OMA)的新方法。该方法通过对随机子空间类模态识别方法常用的Hankel矩阵进行联合近似对角化,以分离各阶模态响应,进行模态识别。与基于SOBI的模态识别方法相比,在具体实施过程中,仅需要在分析数据中添加与实测振动响应对应的时间延迟的数据,实现难度较小。数值算例和物理模型试验的分析结果表明,所提出的基于HJAD技术的结构运行模态分析方法,不仅具有鲁棒性强和计算效率高的优点,还可以克服传统的基于SOBI的模态识别方法的模态识别能力受测点数目限制的问题。     

琴键堰不同堰高泄流特性的数值模拟

采用基于VOF自由面捕捉的全三维紊流数值模拟的方法,对琴键堰各个流量断面进行了泄流量的分析。通过比较五种不同堰高的琴键堰的泄流情况,分别从各个断面的流量所占的百分比、单宽流量和泄流效率等方面,得出了堰高对各断面的影响,从而得出了堰高越高泄流能力越强的结论,为今后的工程和研究提供参考。