Trace element loads in the Great Lakes Basin: A reconnaissance

Water quality data for trace elements in the Great Lakes are relatively scarce, complicating the assessment of current trace element baselines and their distribution patterns. Here, we present concentration data for >40 major and trace elements in >100 samples from the Great Lakes connecting channels, surface waters, precipitation and select Canadian tributaries, to establish a high-level assessment of loading rates across the basin. Contrasting upstream-to-downstream trends were observed for the investigated trace elements, ranging from net-decreasing (>5-fold for e.g., Co, Tl, Y) to net-increasing surface water concentrations (>2-fold for e.g., Sb, U, As). Calculated loading rates reveal different, element-specific controls of runoff, connecting channel loads or precipitation on trace element occurrence. Lake-wide elemental mass-balances could be reasonably closed for conservative trace elements (e.g., Li, <53% residual) but not for others (e.g., rare earth elements with up to 5-fold discrepancies), reflective of general data scarcity and uncertainty in loading rates. In line with major water quality trends, spatial distribution patterns in Lakes Erie and Ontario display subtle near-shore to off-shore heterogeneity for a few trace elements (<1 order-of-magnitude for V or Se), but higher variability for trace elements with significant inputs derived from tributaries. This work provides important quantitative baseline data for trace elements in the Great Lakes that may help optimize surveillance and management strategies for the preservation of Great Lakes water quality.     

考虑大气沉降的湖库分区动态水环境容量精细解析

针对面源污染为主的湖库型流域,为建立水质目标管理与污染总量控制之间更精准的响应关系,借鉴日最大负荷总量模式,基于物质量平衡原理提出考虑径流丰枯变化、不均匀混合、大气沉降等影响因素的湖库分区动态水环境容量精细解析方法,包括污染混合区设置、代表水文系列确定、逐日分区水量水质计算。以沙河水库为例,分别以全湖Ⅱ类、主湖Ⅱ类作为水质管理目标,采用2010—2015年代表水文系列对总氮动态水环境容量进行精细解析。结果表明：全湖Ⅱ类、主湖Ⅱ类水质管理目标下沙河水库总氮水环境容量的多年均值分别为36.7 t和99.43 t,若不考虑湖滨混合区,全湖Ⅱ类水质目标下总氮的年水环境容量计算值偏大66.43%;实施水质目标管理的水域面积越大,大气沉降对水环境容量的影响越大;径流年际及年内丰枯变化对水环境容量的影响显著;各分区总氮控制总量占全流域总量的比例与面积比基本一致。湖库分区动态水环境容量精细解析可量化不同因素对水环境容量计算结果的影响,科学解析面源输入型湖库水环境容量的时空结构特征,实现水质目标管理与污染总量分区管控的有机联动,更好地支撑流域水环境的精细化管理。     

基于X线的成人OSA计算机辅助诊断综述

阻塞性睡眠呼吸暂停（Obstructive Sleep Apnea,OSA）是成年人较为常见的呼吸类疾病之一,该疾病的特点是睡眠过程中频繁出现上气道完全或部分塌陷,严重影响人们的睡眠质量以及身体健康。阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的诊断主要依靠多导睡眠监测,但这种方法无法满足目前大量的诊断需求。随着人工智能的出现及发展,假设深度学习可以有效地协助医生进行诊断该综合征。主要从阻塞性睡眠呼吸暂停的临床诊断方式出发,介绍了颅面侧位片作为诊断数据集的优势,以及人工智能诊断OSA的现状,提出了人工智能辅助医师诊断OSA的技术路线,分析了目前该诊断系统仍然存在的问题和挑战。     

高速列车多目标约束横向半主动控制算法研究

传统的高速列车横向半主动控制研究,主要以提高车体横向运行平稳性为目的;但车体与各部件之间通过二系悬挂与一系悬挂连接传递相互耦合振动作用,因此半主动控制在改善车体横向平稳性的同时,将导致构架横向振动和轮轨横向作用加剧,从而使得列车脱轨系数增大,列车运行安全性能变差;针对这一问题,提出在虚拟惯性阻尼半主动控制和脱轨安全半主动控制的基础上,设计两个控制回路的多目标约束下的混合半主动控制算法,在实现列车横向半主动控制提高平稳性的同时,控制脱轨系数的恶化,从而同时提高列车平稳性和脱轨安全性能;并利用Simpack建立了某型高速列车多刚体动力学模型,联合Matlab/Simulink建立了联合仿真分析系统对车体横向半主动控制进行研究;结果表明:采用多目标约束半主动控制算法后,车体横向振动加速度峰值和均方根值分别降低了36%和34%,平稳性改善了15%,脱轨系数减小了17%;可见采用多目标约束半主动控制算法不仅能够有效抑制车体横向振动,改善列车运行平稳性,而且还能减小列车脱轨系数,提高列车运行安全性。     

乌东德水电站表孔体型优化研究

乌东德水电站坝址处河谷狭窄,覆盖层深厚,施工详图设计阶段拱坝厚高比增加,表、中孔相对位置发生变化,存在表孔自由溢流水体击打中孔弧门、表中孔水舌碰撞后形成的横向溅水冲击透水边坡及水垫塘底板冲刷较深等问题。通过1〖DK(〗∶〖DK)〗50水工整体模型试验及方案比选,对表孔出口位置、型式进行了优化研究,使表孔水舌横向扩散,纵向分层明晰,表中孔碰撞消能后水垫塘底板冲刷轻微,边坡横向溅水强度基本与自然降水相当。研究成果可为工程设计及安全运行提供技术支撑。     

砂土原位应力场中的灌注桩成孔卸荷收缩理论解

为了探究钻孔灌注桩在竖向成孔时伴随的孔周土体径向应力的卸荷情况,基于SMP屈服准则及非相关联流动法则,探讨了初始原位应力场条件下砂土竖向钻孔孔周存在的2个塑性区的应力状态工况,并推导了该工况的应力场、位移场的解答,给出了工况判别标准。结果表明:静止侧压力系数K₀、土体内摩擦角φ的选取关系到孔周塑性区半径r_e,r_p的变化,对塑性区的产生和发展有很大影响;不同K₀和泥浆重度r_mud下的孔壁相对位移、孔壁应力均随着钻孔深度的增大而呈线性增大,孔壁相对位移随K₀增大而增大,随r_mud的增大而减小,但孔壁径向和环向应力并不随K₀的改变而改变;砂土竖向成孔的孔周塑性区范围几乎沿深度不发生变化,塑性半径r_p对钻孔孔壁环向应力有较大影响。提出的理论解对于砂土初始原位应力场中的灌注桩成孔卸荷问题具有一定的理论意义。     

YT01低能量多碰塑性变形研究

为研究碰撞能对金属材料多碰塑性变形的影响,在实验室用自制的凸轮机械式多碰试验机对YT01试样进行了低能量多碰试验,采用坐标网格法、SEM、金相显微镜等方法研究了不同碰撞能对试样的塑性变形率、显微组织结构的影响.实验结果表明:峰值冲击应力不变时,多冲碰撞能量越大,试样累积塑性变形量也越大;随着碰撞次数的增加,试样塑性变形率减小并趋于平缓,塑性变形终止于距冲击表面69 mm处;256 000次碰撞后,试样显微组织细化,晶粒界增多.金属材料多冲碰撞塑性变形不仅与峰值冲击碰撞应力有关,也与冲击碰撞能有关.     

轻钢构造柱填充墙的抗侧移性能试验分析

在砌筑填充墙中使用轻钢构造柱,符合绿色建筑发展方向,为研究轻钢构造柱填充墙的整体性力学性能,对轻钢构造柱片墙和混凝土构造柱片墙进行试验对比分析。试验表明,在相同外在条件下,轻钢构造柱片墙试验时墙体侧移发展较缓慢,较混凝土构造柱片墙具有较好的力学性能和抗震性能,由此可为轻钢构造柱在工程设计和实际应用中提供一些参考依据。     

高温气候下沥青混凝土心墙连续碾压施工结合面温控试验研究

在夏季高温气候沥青混凝土心墙连续多层施工时,为减少等待结合面温度降至规范要求上限值90℃的时间,通过室内试验模拟结合面温度提高后心墙连续两层铺筑的情况,分别研究了结合面温度在90℃、100℃、110℃情况下沥青混凝土的压实性和变形情况,并进行了现场试验论证。室内试验结果表明:心墙沥青混凝土结合面温度降至100℃时,上层沥青混凝土的孔隙率为2.88%,下层沥青混凝土的最大侧向应变值为2.78%;结合面温度为110℃时,上层沥青混凝土的孔隙率为3.85%,下层沥青混凝土的最大侧向应变值为4.00%。现场试验结果表明:结合面温度为100℃时的上层沥青混凝土孔隙率和渗透系数均满足规范要求。因此,沥青混凝土心墙连续多层碾压时,结合面温度提高至100℃的施工质量可以得到保证。     

Deep mine cooling,a case for Northern Ontario:Part Ⅰ

Cooling energy needs,for mines in Northern Ontario,are mainly driven by the mining depth and its operation.Part I of this research focusses on the thermal energy loads in deep mines as a result of the virgin rock temperature,mining operations and climatic conditions.A breakdown of the various heat sources is outlined,for an underground mine producing 3500 tonnes per day of broken rock,taking into consideration the latent and sensible portions of that heat to properly assess the wet bulb global temperature.The resulting thermal loads indicate that cooling efforts would be needed both at surface and underground to maintain the temperature underground within the legal threshold.In winter the air might also have to be heated at surface and cooled underground,to ensure that icing does not occur in the inlet ventilation shaft-the main reason why cooling cannot be focussed solely at surface.