2012, 40(2):123. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2012.02.001
摘要:回顾并总结近年来太湖水环境综合治理的做法和效果.经过近5年的持续努力,太湖水环境治理已经取得初步成效,蓝藻暴发减弱,湖体水质得到改善,湖泛基本消失.实践证明,目前太湖水环境综合治理采取的控源治污、打捞蓝藻、生态清淤、调水引流措施是行之有效的.认为对于太湖这样的浅水型湖泊污染治理,控源是基本思路,转变发展方式是必由之路,生态清淤是有效措施,促进河湖良性互动是必要途径,正确把握湖泊的生命规律是重要课题;由于太湖污染的长期积累,太湖已形成的“藻型生境条件”很难在短期内得到根本改变,加之现有的入湖污染仍远超湖体允许的纳污能力,一旦温度、水流、光照等外部条件适宜,太湖蓝藻生态危害仍然可能大规模暴发,太湖水环境形势依然严峻.
郝文彬 , 唐春燕 , , 滑磊 , , ACHARYA Kumud
2012, 40(2):129. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2012.02.002
摘要:为研究引江济太调水工程对太湖水动力调控所产生的效果,采用数学模型对其水动力进行模拟.利用环境流体动力学模型(EFDC模型),以湖体水龄(描述湖泊水体交换速率的参数)为研究对象,系统地研究引江济太调水工程对太湖水动力的调控情况.结果表明:(a)引江济太调水工程对太湖湖体水动力过程的作用效果很大程度上取决于风速、风向以及出入湖的流量;(b)太湖湖体水龄的分布具有很强的时空异质性,夏天的平均水龄约为130?d,其他季节的平均水龄约为230?d;(c)太湖地区夏天的主导风向——东南风能够促进东部湖区(无锡、苏州水源地所在地)和梅梁湾湖区(太湖重污染区)的水交换,改善水体运动条件;(d)望虞河入湖的最经济调水流量为100?m3/s.
2012, 40(2):134-140. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2012.02.003
摘要:在原有的帕尔默旱度模式中嵌套双源蒸散发能力计算模型和混合产流模型,采用老哈河流域内及周边的15个气象站资料修正模型参数,构建可用于变化环境下植被〖CD*2〗干旱响应关系分析并适用于我国北方地区的机理性旱度模式,计算研究区域各栅格逐月的帕尔默干旱指标,通过分析和建立归一化植被指数与帕尔默干旱指标的关系来定量评价老哈河流域不同植被类型归一化植被指数对气象干旱的响应.研究结果表明:(a)在植被生长期的开始和结束阶段,干旱对植被的影响较小;在植被生长期的中间月份,干旱对植被影响较大,其中6月份是研究流域植被的水分敏感期.(b)不同的植被类型受干旱影响的程度不同,干旱对灌丛和草地的影响大于对林地的影响.(c)带虚拟变量的回归模型能够合理地描述季节性的影响,模型的模拟精度较高,因此在考虑季节影响的情况下归一化植被指数可以用于干旱监测.
2012, 40(2):141. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2012.02.004
摘要:利用西南片区1960—2009年50个气象站的逐日降水和NCEP/NCAR再分析资料,采用谐波分析、双谐样条插值和相关分析等方法,分析该地区近50?a秋季降水及其影响因素的气候变化特征.分析结果表明:西南片区秋季降水量呈现减少的趋势,其中降水的年际变化占主要地位,2009年秋季降水量达到50?a以来最小值,是线性减少趋势、年际和年代际变化共同作用的结果;各影响因素在不同层次上的气候变化及其与降水的相关性程度各不相同;西南片区秋季地面气温具有显著的增暖趋势,其序列与降水的相关性不显著;对流层中层气压500?hPa的秋季温度没有增暖的趋势,与降水的相关性很好,呈显著的负相关,相关系数达到-034;气压600?hPa的比湿具有线性减少的趋势,与降水呈正相关性,相关系数为030;气压700?hPa的水平散度没有线性趋势变化,与降水存在显著的负相关.西南片区2009年秋季降水异常空间型与气压500?hPa的温度异常偏高型、气压600?hPa的比湿异常偏小型和气压700?hPa水平散度异常偏强型的相似系数分别为-095,085和-046.该地区2009年秋季降水异常偏少是热力和动力因素共同作用的结果,但热力因素的影响大于动力因素的影响.
2012, 40(2):148. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2012.02.005
摘要:为了确定影响杭州西湖的主要污染源,以相对封闭的西湖北里湖为研究对象,通过在沿湖路面设置采样点以及在湖中设置大气沉降采样点,对路面及大气入湖的N和P进行监测、估算,结果表明:(a)各月大气总沉降中TN及TP的输入变化趋势不明显,但干沉降中TN及TP的输入却有着明显的春、夏差异;3—8月北里湖TN输入量为1?20220?kg,TP输入量为1502?kg.(b)沿岸人行道路面由草地及不透水路面构成,路面灰尘以细颗粒(d<150?μm)物质为主,可占总量的7912%~9004%;不同粒级组的灰尘中TN含量呈现以下规律:细颗粒组(28?μm≤d<150?μm)>极细颗粒组(d<28?μm)>粗颗粒组(d≥150?μm),但TN含量分布特征不明显.(c)草地的N和P输出通过输出系数法估算,不透水路面的N和P输出通过模拟路面灰尘的累积、冲刷进行估算,得到2010年3—8月北里湖来自沿岸人行道的TN输入量为6013?kg,TP输入量为1252?kg.分析结果表明,大气沉降是北里湖N输入的主要外源,同时也是湖水中P的相对重要的来源.
2012, 40(2):156. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2012.02.006
摘要:通过急性毒性实验,测定了取代苯酚、苯胺类化合物及其混合物对鲫鱼的急性毒性效应,得到10种单一化合物的半致死浓度(CL50)以及12组混合物的半致死浓度(CL50mix).采用毒性单位法、相加指数法和混合毒性指数法对混合物的联合毒性效应进行了定性评价,2氯苯酚与取代苯酚、苯胺类化合物的联合效应以部分相加和协同作用为主.以混合物的辛醇/水分配系数的对数(lgPmix)和前沿轨道能距(ΔEmix)为结构描述符,建立了联合毒性效应的定量构效关系(QSAR)模型.结果表明,化合物的脂溶性和反应性越强,混合物联合毒性越大,所得的模型对2氯苯酚与苯胺类混合物的毒性有较好的预测能力.
2012, 40(2):162. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2012.02.007
摘要:针对江坪河水电站厂房后边坡陡岩临空面倾角接近垂直、节理裂隙发育,可能发生崩塌落石灾害以至于威胁河谷部位地表厂房安全问题,在进行地质勘察的基础上,选取典型剖面建立落石运动分析模型,采用经验计算法定量分析落石运动特征,并以基于概率的运动学原理对落石进行数值仿真,探讨落石的落点分布、弹跳高度、运动速度及动能分布问题.计算结果表明,陡岩发生崩塌落石对电站厂房安全威胁巨大,需采取必要的落石防护措施.
2012, 40(2):168. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2012.02.008
摘要:为改善超大型周边进水、周边出水沉淀池的水力性能,利用计算流体力学的方法对工程初步设计方案进行水力性能模拟.针对南方某污水处理厂直径为60?m的周边进水、周边出水沉淀池,借助FLUENT 63软件包提供的realizable kε模型,运用交错网格有限体积法计算分析沉淀池的流场特征,提出了相关的优化设计参数.计算结果表明:竖向流进水并设置双向挡板的沉淀池,其内部环流的半径可增大至26~28?m;径深比θ宜在80~100范围内选择;坡降i应控制为0050.通过适宜的工程优化措施,可提升该沉淀池的内部环流性能.
2012, 40(2):173. DOI: 10.3876/j.issn.1000?1980.2012.02.009
摘要:为论证水泥砂浆固化土工程应用的可行性,通过设置不同掺砂量、含水率、砂料粒径和养护龄期条件,对水泥砂浆固化土进行无侧限抗压强度试验.试验结果表明:(a)掺砂可提高水泥砂浆固化土的抗压强度,尤其是早期强度.一定水泥掺入比条件下,当掺砂量处于最优掺砂率(10%左右)时水泥砂浆固化土的强度特性改善幅度最大,掺砂量超过最优掺砂率后水泥砂浆固化土的抗压强度无显著提高.(b)水泥砂浆固化土的抗压强度随原料土含水率的增加而减小,当原料土的含水率较低或养护龄期较短时,水泥砂浆固化土的抗压强度下降幅度均较大,当含水率较高时水泥土掺砂难以达到预期的固化效果.(c)砂料粒径变化对水泥砂浆固化土的抗压强度影响较小,水泥砂浆固化土强度随着粒径的增大略有提高;砂料粒径变化对水泥砂浆固化土变形系数的影响较大,两者近似成正比关系,在实际工程中无需对砂料进行筛分而直接运用即可获得较好的处理效果.(d)水泥砂浆固化土无侧限抗压强度试验的破坏模式多为脆性张裂破坏和塑性剪切破坏.随着养护龄期的延长以及掺砂量的增加,脆性张裂破坏更为显著.
刘涛 , 樊小意 , 方中于 , 邓志勇 , 任科英 , 张宏兵 , 魏奎烨
2012, 40(2):180. DOI: 10.3876/j.issn.1000?1980.2012.02.010
摘要:针对涠西南地区复杂的地质条件,以及基于地震资料预测储层需要纵、横波阻抗及速度、密度等弹性参数,对涠西南地区开展了地震数据叠前同步反演.该反演方法使用改进的Fatti方程,可以同时获得各种弹性参数,应用预白化处理来控制反演的噪音水平,使反演结果更稳定.使用不同子波来均衡不同角度部分叠加数据体之间振幅、频率和相位差异,使反演结果更准确.实际地震资料处理结果表明,随着角度增大,子波主频减小.精度验证结果表明,叠前同步反演精度达到了要求,其中纵波阻抗和横波阻抗反演结果精度都比较高,密度反演结果精度相对较差.
2012, 40(2):186. DOI: 10.3876/j.issn.1000?1980.2012.02.011
摘要:分析土水特征曲线滞回模型在非饱和土计算,尤其在非饱和土干湿循环过程计算中的作用.介绍Li的滞回模型并指出该模型存在扫描曲线易于出界的不足.基于Li建模的思路,建立一种新的预测模型,并对其进行修正.修正后的模型可以解决Li滞回模型中存在的问题.通过与试验结果比较,发现该修正模型得出的扫描曲线与试验点吻合较好.
2012, 40(2):191. DOI: 10.3876/j.issn.1000?1980.2012.02.012
摘要:为了获得拱坝动力模型试验所用石膏的动弹性模量,首先通过数值方法(有限单元法)计算得到石膏悬臂梁试件的第一阶固有频率,再通过激光扫描测振仪对试件进行试验模态分析,测得石膏悬臂梁试件的第一阶固有频率.将由数值方法和试验模态分析分别得到的第一阶固有频率,通过反演方法得到石膏在第一阶固有频率下的动弹性模量.试验结果表明:石膏在第一阶固有频率下的动弹性模量与静弹性模量相比,提高了约25.8%.
2012, 40(2):195. DOI: 10.3876/j.issn.1000?1980.2012.02.013
摘要:基于数字图像方法重构生成与真实骨料一致的混凝土骨料模型.混凝土各相材料的本构模型采用混凝土塑性损伤本构模型,考虑材料的应变软化,对湿筛混凝土试件的静、动破坏进行研究.研究结果表明:(a)混凝土的应力〖CD*2〗裂缝宽度模型适用于骨料、砂浆和界面等各相材料.(b)随着应变率增加,混凝土的破坏形式明显由单条宏观裂纹向多条裂纹变化.(c)材料惯性对材料破坏荷载有一定影响,当应变率达到60?s-1 时材料的动力增强因子明显增大,惯性影响不可忽略;当应变率达到80?s-1时材料惯性对材料破坏荷载影响较大;当应变率小于2078?s-1时由率效应引起的动力强度增加大于由惯性效应引起的动力强度增加.
2012, 40(2):201. DOI: 10.3876/j.issn.1000?1980.2012.02.014
摘要:以Ⅰ型裂纹为主要研究对象,基于能量法和损伤能量释放率的概念,推导出一种用于描述裂纹尖端邻域内损伤场与断裂场的耦合效应参数:损伤型能量释放率.运用双G模型理论,应用ANSYS仿真分析三点弯曲梁的裂纹扩展过程,把得到的损伤型能量释放率结果与损伤断裂的参数进行对比分析.结合盖下拱坝工程有限元模型,将人工底缝前沿损伤型的能量释放率、平均损伤、能量释放率以及损伤能量释放率4者随水位变化的发展进行比较,说明该参数可以综合考虑损伤与断裂的耦合效应.此外,建立了该参数的应用模式.
2012, 40(2):206. DOI: 10.3876/j.issn.1000?1980.2012.02.015
摘要:针对稳定渗流分析问题的特征,依据局部间断伽辽金有限元法原理,推导出稳定渗流分析问题的局部间断迦辽金有限元法基本计算格式,并对该计算格式的有效性进行探讨.通过分析基本计算格式相应的变分形式,考虑变分形式中双线性算子的稳定性及有界性,利用LaxMilgram 定理论证这一基本计算格式解的存在性、唯一性,从而证明局部间断伽辽金有限元法可以用来处理稳定渗流分析问题.通过对该格式的解进行先验误差分析,证明其近似解具有p+1阶的精度,表明相对于一般的有限元法来说,局部间断伽辽金有限元法是一种高精度的数值计算方法.
2012, 40(2):211. DOI: 10.3876/j.issn.1000?1980.2012.02.016
摘要:由于机组流量特性曲线以离散形式表达,使得以此为基础的厂内经济运行模型的精度受到了不利影响,而模型求解方法的收敛性能和求解精度也影响着最优决策结果的精度.针对这一问题,提出插值法对模型精度进行改进,并采用动态规划算法求得改进精度后的经济运行总表,在实际运行水头和负荷已知的情况下,运用四点法查询满足一定计算精度要求的最佳负荷分配.以葛洲坝水电站为例进行验证,结果表明该方法具有实用性.
2012, 40(2):215. DOI: 10.3876/j.issn.1000?1980.2012.02.017
摘要:在Rouse方程的基础上,结合统计学方法将泥沙质量浓度看作随机变量,选取自变量ln[SX(]h-z[]z[SX)],ln[SX(]ca[]ρs[SX)]及ln[SX(]u2[]gd[SX)],采用多元线性回归方法分析各自变量对泥沙质量浓度垂向分布的影响,并检验它们对泥沙浓度垂向分布的影响程度.计算结果表明,该方法能够反映复杂动力条件下海安湾细颗粒泥沙质量浓度垂向分布的特征.
2012, 40(2):220. DOI: 10.3876/j.issn.1000?1980.2012.02.018
摘要:采用不同时期具有较高分辨率的卫星遥感影像,快速提取围堤线、平均高潮线,依此分析海涂围垦活动对射阳河口岸滩地形的影响.分析结果表明:(a)河口以北岸滩以蚀退为主,1995—2003年滩线蚀退速率平均为4~6?m/a;河口以南侧为淤长,1995—1999年除五条港淤长速率(1992?m/a)最快外,其他地段淤长速率平均为35?m/a;1999—2003年除迷洋港淤长速率(794?m/a)最快外,其他地段淤长速率平均为11?m/a.(b)河口以北1995—1999年围堤线基本无变化,1999—2003年围堤线平均向海推移094?km;河口以南1995—1999年围堤线平均向海推移距离为408?km,1999—2003年围堤线平均向海推移距离为256?km.
2012, 40(2):224. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2012.02.019
摘要:采用较高分辨率的卫星影像,对影像的空间数据进行挖掘,解译出不同时期的海岸线;在盐城沿海选择12个断面,定量地获取海岸线信息,计算海岸的淤蚀形态和速率变化;分析典型岸段人类活动对海岸线变化的影响.分析结果表明:在人类活动影响下研究区域海岸线形态平直化程度加剧,2007—2009年海岸线平直情况突出,长度缩短近40?km;2009—2010年海岸线平直化有所减缓.盐城海岸线年平均淤长速率在44~100?m.射阳河口北部海岸线变化很小,南部淤长比较明显(其中水龙港—川东港口海岸年淤长速率达到278?m).
2012, 40(2):229. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2012.02.020
摘要:根据风力机数学模型,分析最大风能捕获的运行点条件,推导最佳叶尖速比的计算表达式.运用曲线拟合方法拟合得到误差数据条件下的最佳叶尖速比的参数,间接计算得到最佳叶尖速比.算例显示拟合值准确度较高.研究工作为计算风电机组最佳叶尖速比提供新的曲线拟合方法.
2012, 40(2):233. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2012.02.021
摘要:在电力系统状态估计中引入多平衡机的思想,将其影响计入状态估计模型中,采用加权最小二乘法进行求解.同时,针对常规方法求导繁琐、微分代码灵活性差的问题,结合自动微分技术,实现了求导的自动化.对IEEE 4个标准算例的仿真记算表明:该方法能够完整地计及多平衡机对系统的影响,且采用AD技术方便了算法的实现,提高了算法的运行效率.
2012, 40(2):238. DOI: 10.3876/j.issn.1000-1980.2012.02.022
摘要:为了避免风力发电机系统的共振而导致的系统损坏和噪音污染,并提高风力发电机叶片的耐用性与经济性,借助有限元计算方法,通过系统动态特性分析,得到了升阻互补型垂直轴风轮的动态特性及叶片的受力特性.结果显示,横梁是叶片支撑上容易出现危险的区域,其结构强度和抗疲劳度要求较高.在更换6根横梁的材料和尺寸之后,增加了其最大许用应力值,提高了风力发电机的安全系数,避免了风轮叶片支撑在低速旋转时频率游走于风轮第1,2阶固有频率之间的问题.升力型叶片受到近似于正弦函数的交变荷载,叶片表面主要受到拉应力的作用并且容易产生疲劳破坏.叶片在铺层时,增加0?°纤维层的厚度可以使叶片抵抗更大的拉应力.
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