缝洞型管道瓦斯爆炸特性数值模拟研究

为探究采空区遗煤、松散破碎岩块对瓦斯爆炸的影响,建立缝洞型管道模型,采用数值模拟与理论分析结合方法研究采空区内缝洞型管道内瓦斯爆炸的传播规律及管道长径比对瓦斯爆炸过程中速度与冲击波的影响。研究结果表明:在缝洞型结构内,随着火焰沿管道向前传播,各监测点速度逐渐变大、压力先增加后降低,而压力上升速率则表现出不规则的变化;缝洞结构加剧了火焰燃烧的剧烈程度,提高了管道内各监测点的温度峰值;在缝洞型管道内随长径比r增加,各监测点最大压力峰值以及速度大小依次降低。     

丰水期东洞庭湖超微型浮游藻类时空分布特征及其影响因子

超微型浮游藻类(<3μm)主要包括超微蓝藻(PCY)和超微真核藻(PPEs),是浮游生态系统的重要组成部分,在水体物质循环和能量流动中起着重要作用.为了解通江湖泊中超微藻动态变化特征及其关键影响因子,于2019年洞庭湖丰水期(5～8月)每月对东洞庭湖进行采样调查,研究了丰水期间东洞庭湖超微藻生物量和丰度的时空演变规律及其与环境因子的关系.结果表明,东洞庭湖丰水期超微藻生物量和丰度均表现出显著的时空演变规律(P<0.05).整个丰水期间,超微藻Chla平均浓度为8.52μg·L^-1,其对总浮游藻类Chla的贡献率平均为41.6%;从5～8月,随着水温的增加,超微藻Chla浓度不断增加,尤其是东洞庭湖北部湖区和南部湖区;东部行洪道超微藻Chla浓度全湖最低.PCY是东洞庭湖超微藻的主要优势藻,其丰度平均是PPEs的3.4倍.PCY和PPEs丰度表现出相似的时空分布规律:时间上,从5～8月均呈现先增加后降低的趋势;空间上,随着丰水期的推移,超微藻丰度峰值由北部湖区向南部湖区迁移,到8月丰水期末期超微藻丰度逐渐降低,北部湖区超微藻丰度最高.分析结果表明,丰水期...     

采砂迹地型湿地恢复过程中植物群落分布与土壤环境因子的关系

利用TWINSPAN（双向指示种分析）和CCA排序（典范对应分析）的方法,对北京西卓家营采砂迹地型退化湿地植被进行了群落类型划分,并探讨了湿地植被空间分布与土壤环境因子关系,确定了影响湿地植被空间分布的关键因子。结果表明：38个样方40个植物种可划分为7个群落类型,即茭白＋针蔺群落（Zizania latifolia＋Eleocharis congesta）;牛鞭草＋旋覆花＋野艾蒿＋竹节灯心草＋茵陈蒿＋扁杆藨草群落（Hemarthria sibirica＋Inula japonica＋Artemisia lavandulifolia＋Juncus turczaninowii＋Artemisia capillaries＋Scirpus planiculmis）;千屈菜＋苣荬菜＋小香蒲群落（Lythrum salicaria＋Herba Sonchi Brachyoti＋Typha minima）;竹节灯心草＋问荆＋酸模叶蓼＋芦苇群落（Juncus turczaninowii＋Equisetum arvense＋Polygonum lapathifolium＋Phragmites australis）;针蔺＋扁杆藨草＋茵陈蒿＋野艾蒿群落（Eleocharis congesta＋Scirpus planiculmis＋Artemisia capillaries＋Artemisia lavandulifolia）;鬼针草＋狗尾草＋香蒲群落（Bidens pilosa＋Setaria viridis＋Typha orientalis）和朝天委陵菜＋猪毛菜＋大刺儿菜＋稗群落（Potentilla supine＋Salsola collina＋Cephalanoplos setosum＋Echinochloa crusgalli）。植物群落物种和土壤因子的CCA分析表明：益母草、大车前、猪毛菜主要受土壤pH的影响;茭白主要受氨氮、土壤有机质（SOM）的影响;马唐、鸡眼草主要受土壤全氮（TN）和Mg2＋的影响;针蔺、狼杷草受土壤K＋的影响;苦苣菜、苣荬菜、牛鞭草主要受土壤Na＋的影响;黄香草木犀主要受土壤Cl-的影响;灰绿藜、大刺儿菜、球穗莎草主要受土壤NO3-的影响;扁杆藨草、小香蒲主要受全磷（TP）和含水率的影响。研究结论将为采砂迹地型湿地恢复提供科学支持。     

基于GEE平台的京津冀长时序水体时空格局及其影响因素

京津冀地区水资源严重短缺,已成为制约京津冀协同发展的瓶颈。明晰长时序地表水体时空变化特征及其影响因素,对该区域的水资源合理配置及构建协同发展生态安全格局具有重要意义。基于Google Earth Engine(GEE)云平台,综合利用多指数水体检测规则、线性斜率、多元线性回归和偏微分分解等方法,构建了京津冀地表水体高时空分辨率连续变化图谱,揭示了研究区及安固里淖、密云水库、白洋淀和北大港湿地4个典型区的地表水体时空分异规律,厘定了降水量、气温、潜在蒸散发、前一年水体面积、人类生产生活用水和和引水调水等因素对地表水体变化的影响量。结果表明,(1)1985-2021年京津冀地区水体面积整体呈先增加后减少趋势,永久性水体面积净增122.85 km²,季节性水体面积净增1 788.95km²。其中安固里淖和白洋淀水体面积呈减少趋势,密云水库和北大港湿地水体面积呈增加趋势。(2)京津冀地表水体空间分布特征整体表现为东部沿海和中部地区地表水资源较丰富,北部和南部地区相对匮乏,4个典型区水体转换幅度大,具有较强的空间异质性。(3)降水量、前一年水体面积、引...     

潮河沉积物重金属污染特征及生态风险评价

潮河作为北京市地表饮用水源密云水库的主要入库河流,其水质对饮用水源水质安全具有重要影响作用。为探讨潮河沉积物中重金属的污染特征及潜在生态风险,作者于2016年沿河流上游至入库口选取12处监测点采集表层沉积物,测定沉积物中As、Cu、Pb、Ni、Cr、Zn和Cd共7种重金属的含量。基于单因子指数、Hakanson综合污染指数和潜在生态风险指数来评价沉积物中重金属污染特征和潜在生态风险程度,结果表明:潮河沉积物中除重金属Ni和Pb外,其余5种重金属(As、Cu、Cr、Zn、Cd)含量均高于北京市土壤环境质量背景值,其中以Cd的累计程度最重;重金属的空间分布差异较大,呈现出不均匀分布状态,其中Cd和Cu呈现出高度离散性;综合污染指数表明各重金属污染程度为Cd>Cu>Cr>Zn>As>Ni>Pb,其中Zn-Cr、Ni-Cd-Pb-As之间存在较好的同源性;多元统计分析表明Ni可能来源于自然源,Zn、Cr和Cu可能来源于废水、农药化肥和交通污染源,Cd和Pb可能来源于汽车尾气、交通运输等污染输入源,As可能来源于废水;综合潜在生态风险指数表明重金属潜在生态风险...     

综采工作面双重空气幕隔尘技术数值模拟研究

为提高空气幕隔尘性能,改善采煤机司机主要活动区域作业环境,提出双重空气幕阻止截割粉尘扩散至采煤机司机主要活动区域。利用ICEM进行了建立综采工作面三维几何模型,采用气-固两相流理论建立数学模型,并利用FLUENT软件对空气幕隔尘性能进行了数值模拟研究。模拟结果表明:涡流致使截割粉尘污染人行道;单条空气幕射流发生扭曲,致使截割粉尘透过速度低位区扩散至人行道上方区域;双重空气幕能够削弱外侧空气幕对粉尘的卷吸作用,同时内侧空气幕能够加强涡流并将粉尘限定于涡流区内,说明双重空气幕能够降低粉尘对司机主要活动区域的污染。     

碱蓬修复黄河三角洲原油污染土壤试验研究

原油污染已经成为黄河三角洲滨海湿地生态系统退化的重要影响因素,开展植物修复关键技术的研究对于退化湿地生态治理和恢复具有重要意义。采用室外盆栽方式开展碱蓬(Suaedasalsa)修复原油污染试验,试验设计3个原油污染水平(2、4、6g?kg~(-1),分别对应低、中、高水平处理);以无碱蓬种植处理为对照,每个处理设置3个重复。以月为观测时间尺度,通过测定和分析碱蓬生理指标、根际土壤原油含量和微生物特征等,研究碱蓬对原油污染土壤的修复过程。结果如下:在3个石油污染浓度条件下,碱蓬均能萌发和生长,但是低污染水平处理的碱蓬株高、生物量及主根系长度明显高于其他处理。原油降解变化与碱蓬生长特征具有一致性,表现为碱蓬生长初期和后期降解效率较低,而快速生长期时降解效率高。低、中和高水平处理下碱蓬对原油的降解率分别为38.61%、47.54%和30.89%,其中对饱和烃的降解作用较大。碱蓬根际区为发生原油降解作用的主要区域,基于分子手段鉴定出根际附近的变形菌为丰度最高的优势降解菌群。通过一级衰减方程拟合降解曲线,得出碱蓬对3个污染水平原油的降解速率常数分别为0.19、0.12和0.11,表明碱蓬对低污染水平原油的降解效率高于其他处理。研究结果可为碱蓬修复原油污染土壤提供参考依据。     

COD/N对潜流人工湿地脱氮效能及N2O排放的影响

人工湿地因其低能耗、易管理的优点被广泛应用于水处理和生态修复,尤其在发展中国家有其适用性。为探讨COD/N对潜流人工湿地脱氮效能及氧化亚氮（N2O）的排放影响,分别构建5组微型人工湿地CW1~CK,进水化学需氧量/总氮（COD/N）分别为20：1、10：1、7：1、4：1和0：1。结果表明,湿地出水DO浓度均低于0.5 mg·L-1,不同的COD/N下无显著差异,但pH表现为随COD/N的升高而降低。进水COD/N为10、7和4的湿地中COD去除率在80%以上,而进水COD/N=20的湿地中COD去除率不足70%。5组COD/N湿地中氨氮（NH4+-N）的平均去除率依次为（61±16.6）%、（23±14.1）%、（30±12.5）%、（28±14.5）%和（74±7.0）%,在碳源充足或无碳源的条件下有利于NH4+-N的去除。除COD/N=0外,其余湿地中出水未检测到硝态氮（NO3--N）。湿地中总氮（TN）的去除变化与NH4+-N相似。5组湿地系统中,N2O的平均释放通量和累积排放量,分别在0.83~11.84 mg·（m2·h）-1和30.65~490.80 mg·m-2之间。COD/N=4的人工湿地系统中,N2O的平均释放通量和累计排放量显著高于其他处理（p2O形态去除的氮占系统去除TN的百分比为4.87%。COD/N对潜流人工湿地的脱氮和N2O减量具有调控作用。     

热冲击煤细观损伤与能量响应的相关性研究

为研究热冲击煤细观损伤和能量响应机制的相关性,以平煤十矿24130工作面的煤作为研究对象,借助4K科研相机研究了不同热冲击煤的细观结构特征和热冲击对煤的损伤致裂效应。采用HC-U7非金属超声波探测仪、电热鼓风干燥箱、伺服万能试验机等仪器,开展了不同温度热冲击煤样加载试验,研究了热冲击对煤体单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、动态破坏时间、冲击能量指数的影响规律,分析了热冲击煤细观结构、宏观破坏状态、煤物理参数与力学参数及能量指数之间的变化关系,并阐述了热冲击煤受力加载过程中煤能量响应机制。结果表明,煤体细观结构与煤能量响应机制具有较好的正相关性。热冲击煤能量响应特征的差异是由煤初始损伤造成的,煤损伤的存在削弱了煤储存弹性应变能并发生破坏的能力。热冲击温度越高,煤样孔隙越发育,孔隙周围更容易形成高应力区相互叠加,更大程度降低力学性能。损伤发育程度越高,能量积聚和耗散能量越低,峰值前能量积聚和峰值后能量释放越稳定,破坏前能量耗散行为的主导作用越明显。     

长江中下游湖泊超微型真核藻类遗传多样性研究

用流式分选结合末端限制性片段长度多态性的方法对长江中下游30个湖泊中超微型真核藻类的遗传多样性进行了研究,以了解不同环境条件下超微型真核藻类多样性的分布规律及其影响的主要因子.长江中下游湖泊大都已富营养化,但超微藻的群落组成差异仍然很大,T-RFLP分析共发现197个T-RFs,有45%的T-RFs(89个)仅在不到3个湖泊中检测到,聚类分析中各湖相似度均低于80%.中营养水平湖泊中多样性指数较高,总氮浓度与超微型真核藻类群落结构显著相关(P=0.006),CCA分析中,第一轴与第二轴共解释了10.0%的超微型真核藻类群落组成的变化.本研究表明,湖泊中超微型真核藻类群落组成的环境异质性明显,其多样性与湖泊营养水平密切相关,此外其它非生物因素对其群落组成也可能存在重要影响.