基于生态水位的张掖盆地地下水合理开发研究

针对黑河流域上下游水资源矛盾,中游张掖盆地地下水位持续上升的现象,设计增加地下水开采量的解决方案。首先对张掖盆地地下水生态水位进行了理论探讨,将张掖盆地分为山前倾斜平原区和中部细土平原区,在山前平原地带地下水位埋深应控制在10 m之内,以便发挥地下水含水层的调蓄能力;中部平原生态水位的上限是防治地表土壤盐渍化的水位,埋深为3 m,下限是防止地表植被退化的水位,埋深为5 m。然后根据各灌区当前情况设计地下水可持续开采量3.6亿m3,采用数值模拟方法对研究区的地下水位进行模拟和预测,并依据研究区合理生态水位证明了设计开采方案的合理性。     

钢渣和石灰改良膨胀土的工程特性研究

在天然膨胀土中添加钢渣和石灰以改良工程性质。对改良后膨胀土进行界限含水率、压实性、膨胀性以及承载比试验,研究钢渣和石灰作为添加剂对膨胀土工程特性的影响。结果表明,随着钢渣/石灰掺量的增加,液限、塑限等界限含水率降低,最优含水率下降而最大干密度增加;掺钢渣和石灰后,改良土的膨胀性能显著降低,承载比明显增加。相同条件下,钢渣对膨胀土工程特性的改良作用优于石灰,而两者结合使用时效果更佳。这是由于钢渣除了与膨胀土发生离子交换,产生絮凝作用外,还可生产C-S-H等胶凝物质,加入石灰可以激发钢渣胶凝物质的反应。     

厌氧-好氧工艺处理啤酒生产废水

根据啤酒废水属中高浓度有机废水,具有无毒有害的水质特点,将一套高效率的处理工艺(厌氧-好氧)设计应用于净化处理中.该工艺主要由厌氧的UASB反应器和好氧的SBR反应池构成,具有COD、SS的去除率高,设备运行稳定,工作效率高,且各个构筑物之间基本可实现重力自流,能够节约能耗的特点.并以兰州某啤酒厂为例,进水水质:COD 1 500～3 000 mg·L~(-1)、BOD_5800～1 600 mg·L~(-1)、p(SS)≤250～1 200 mg·L~(-1)、pH5～10,出水水质可达综合排放国家一级标准要求,各项指标的去除率分别为:COD97.7%、BOD_5 98%、SS 96%.     

入库流量中长期预报中几种方法的对比

对回归分析法、BP神经网络、RBF神经网络以及灰色GM(1,1)模型用于水文预报的精度进行了对比研究。结果表明:①BP神经网络与RBF神经网络对实测数据有着较好的逼近能力,且预报精度明显优于其他预报方法;②多元线性回归分析对实测数据的模拟能力和预报精度次于神经网络;③灰色模型对随机现象的模拟和预报很难达到精度要求,其水文预报精度不很理想。     

温度对GMZ膨润土的膨胀性能影响研究

在25℃,40℃,60℃和90℃的蒸馏水中对高庙子(GMZ)膨润土进行了膨胀性能试验。由于在试验条件下渗透膨胀占主导地位,GMZ膨润土的膨胀性能随温度的升高而增大,其中最大膨胀率随温度线性增加,而膨胀力随温度呈指数增加。压实GMZ膨润土的膨胀性能可用em=Kp^D-3表示。N2吸附试验结果表明温度对GMZ膨润土的表面分维D基本没有影响。在渗透膨胀条件下,采用扩散双层模型计算发现膨胀系数K与温度T_c之间存在线性关系,并且通过GMZ膨润土和Bikaner膨润土的膨胀试验进行了验证。将K–T_c线性关系与e_m–p分形关系相结合,提出了温度作用下GMZ膨润土膨胀性能的一种简便定量评价方法。     

钢渣细骨料泡沫混凝土的制备及性能

以钢渣作为细骨料,采用不同粒径、取代量的钢渣制备钢渣泡沫混凝土(SSFC)。根据自然养护7 d SSFC的无侧限抗压强度,得出制备SSFC的最优配比;基于正交试验分析钢渣粒径、钢渣取代量、水胶比三因素对SSFC抗压强度的影响程度;在此基础上,探讨钢渣取代量对SSFC导热性、抗折强度、吸水率等力学性能的影响,分析不同钢渣取代量下SSFC的微观结构。结果表明：制备SSFC的最优配比为钢渣粒径1.18 mm、钢渣取代量(质量分数,下同)20%、水胶比0.45;三因素对SSFC抗压强度的影响程度为钢渣取代量>钢渣粒径>水胶比;随钢渣取代量的增加,SSFC的导热性和吸水率逐渐减小、抗折强度先增后减,钢渣取代量为20%时SSFC抗折强度最大,这是因为20%钢渣取代量下的SSFC平均孔径最小、孔隙分布最均匀。     

基于生态水位的张掖盆地地下水合理开发研究

针对黑河流域上下游水资源矛盾,中游张掖盆地地下水位持续上升的现象,设计增加地下水开采量的解决方案。首先对张掖盆地地下水生态水位进行了理论探讨,将张掖盆地分为山前倾斜平原区和中部细土平原区,在山前平原地带地下水位埋深应控制在10 m之内,以便发挥地下水含水层的调蓄能力;中部平原生态水位的上限是防治地表土壤盐渍化的水位,埋深为3 m,下限是防止地表植被退化的水位,埋深为5 m。然后根据各灌区当前情况设计地下水可持续开采量3.6亿m3,采用数值模拟方法对研究区的地下水位进行模拟和预测,并依据研究区合理生态水位证明了设计开采方案的合理性。     

基于灰色理论的三次指数平滑模型预测自然陈化中热闷钢渣f-CaO含量

采用自然陈化方法处理热闷钢渣,跟踪检测热闷钢渣中游离氧化钙(f-CaO)含量.运用灰色预测模型和三次指数平滑模型,建立基于灰色理论的三次指数平滑模型(GM-ESIII预测模型)预测热闷钢渣自然陈化中f-CaO含量.结果表明,自然陈化方法处理热闷钢渣可以有效降低f-CaO含量,即S热闷钢渣150 d之后f-CaO含量从9.41％下降至6.01％且基本维持在6.00％左右,N热闷钢渣160 d之后f-CaO含量从5.83％下降至2.64％且基本维持在2.65％左右;GM-ESIII预测模型的预测数据与试验数据吻合较好,相对误差为-2.149％～1.894％,有效提高了热闷钢渣自然陈化中f-CaO含量预测精度;同时GM-ESIII预测模型中平滑系数与初始f-CaO含量的相关性较小,与f-CaO含量变化趋势的相关性较大.     

膨润土的膨胀性衰减研究

利用地球化学软件Phreeqc模拟了高放核废料处置库的高压实MX80膨润土中发生的水文地球化学反应,基于长时间尺度的研究的需要,忽略热、力、流等因素的影响,主要考虑了K⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺四种阳离子的离子交换和矿物溶解沉淀反应,建立了膨润土中的一维离子运移反应模型。模拟了不同外界流体作用下,膨润土化学组分在时间和空间上的变化。结合化学组分变化结果,对膨润土膨胀性衰减情况进行了计算和评估。得到1万年后海水和地下水环境下的MX80膨润土膨胀性衰减系数分别达到0.79和0.91。     

盐溶液对膨润土-砂混合物膨胀性能的影响

利用自制固结仪,开展膨润土-砂混合物在蒸馏水及不同浓度的NaCl、KCl和CaCl₂溶液下的膨胀变形试验,研究盐溶液浓度和阳离子交换反应对混合物膨胀变形的影响。试验表明,试样在蒸馏水与不同浓度的NaCl溶液下可用同一条e_m-p_e曲线表示,表明NaCl主要通过渗透吸力的作用影响混合物的膨胀变形。K⁺、Ca²⁺主要通过置换吸附在钠基膨润土表面的Na⁺,使得膨胀性能减弱,因此NaCl溶液的抑制性小于KCl和CaCl₂。值得关注的是,膨润土-砂混合物在KCl与CaCl₂溶液下随浓度的变化产生了不同的膨胀变形规律。当浓度为0.1 mol/L时,由于同浓度下CaCl₂溶液中的总离子浓度大于KCl,从而通过渗透吸力的提高增大了有效应力,此时CaCl₂的抑制效果强于KCl;而浓度在0.5 mol/L时,CaCl₂的抑制效果弱于KCl,因为此时溶液中离子浓度较高,一方面K⁺可以充分置换吸附在膨润土表面的Na⁺;另一方面K⁺更容易嵌入相邻晶层间硅氧四面体中氧原子形成的孔穴里,使得相邻晶层连接起来,导致水分子不易进入层间,无法正常吸水,从而明显地抑制了膨胀变形。