挑坎体型对下游雾化影响的试验研究

以解决挑流消能工在泄洪期间为提高消能率而加重下游雾化问题为目标,探究不同体型挑坎的下游雾化特性。通过水力学模型试验,对典型的非对称舌型坎、标准舌型坎、扭面贴坎和连续坎的下游水舌风分布、下游溅水雨强和不同液滴体积分布以及挑流水舌水力特性与冲刷特性进行了研究。研究表明:①各种工况下,非对称舌型坎、标准舌型坎、扭面贴坎的下游水舌风风速均大于连续坎。②对于非对称舌型坎,其溢洪道轴线左侧溅水强度大于右侧,其雨强左右两侧峰值差值最大为5.625 g/(m 2·min);对于扭面贴坎,其溢洪道轴线右侧溅水强度更大,其雨强左右两侧峰值差值最大为45.125 g/(m 2·min)。③随着距离水舌入水点长度增大,大粒径水滴数量和体积占比均剧烈下降;连续坎和舌型坎的挑宽均随着角度的增加而增加;冲坑深度随着角度的减小而增大。④在挑坎合适边墙侧设置扭面贴角能改善下游雾化危害,同时适当增加挑角可以减弱下游冲刷破坏。     

一种海绵城市社会效益计算方法:以天津大学北洋园校区为例

海绵城市的社会效益是指海绵设施建成后对社会的贡献,其远大于海绵城市所产生的直接经济效益。但是,海绵城市的社会效益难以客观计算,这阻碍了人们对海绵城市的深入了解。因此,客观合理计算海绵城市的社会效益不仅可以反映海绵城市建设是否合理有效,也可为政策的制定提供参考。为此,本文提出一种将主观评价与客观计算相结合的海绵城市社会效益计算方法,通过对可客观计算的社会效益进行主观评价,利用客观计算的效益值将主观评价分值货币化,以此客观计算其他仅可主观评价的社会效益。文中以天津大学北洋园校区为例计算校区内海绵设施的社会效益,结果显示:该校区雨水花园、下凹式绿地和雨水湿地等5种海绵设施的社会效益为1.0~15.5元/(m²·a),植草沟为2.97元/(m·a)。其中,社会效益最高的是雨水湿地,下凹式绿地社会效益最低。根据天津大学北洋园校区各海绵设施建设面积,该校区海绵设施总社会效益约为232.8万元/a。     

基于广义回归神经网络的行星际/太阳风参数和地磁指数的紫外极光强度建模

极光卵极光强度的空间分布是太阳风-磁层-电离层能量耦合过程的重要表现,并且随着空间环境参数和地磁指数的变化而变化,是空间天气的重要指示器.建立合适的极光强度模型对亚暴的预测以及磁层动力学的研究具有重要意义.本文基于Polar卫星的紫外极光成像仪(Ultraviolet Imager,UVI)数据,采用两种不同的极光强度表征方法,即曲线拟合方法(从UVI图像数据中提取极光强度沿磁余纬方向上的曲线特征,Curve Feature along the Magnetic Co-latitude Direction of the Auroral Intensity,CFMCD_AI)和网格化方法(从UVI图像数据中提取极光强度的网格化特征,Gridding Feature of the Auroral Intensity,GF_AI),来构造极区极光强度特征数据库.然后,利用该数据库,采用广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)构建了以行星际/太阳风参数(行星际磁场三分量、太阳风速度和密度)和地磁指数(AE指数)为输入参数的两种极光强度预测模型(GRNN_CFMCD_AI模型和GRNN_GF_AI模型).利用图像质量评价指数结构相似度(structure similarity,SSIM)作为极光强度模型预测结果和对应的UVI图像的相似性评价标准(完全相似为1,不相似为0,一般认为SSIM大于0.5是具有较好的相似性),对两种极光强度模型进行了性能评价.结果显示,GRNN_GF_AI模型预测结果对应的SSIM值范围为0.36～0.77,均值为0.54,性能优于GRNN_CFMCD_AI模型的.     

筑坝拦截对黑河河道沉积物粒度空间分布的影响

河流沉积物对流域环境变化具有敏感响应,其粒度参数能反映沉积环境中物质来源和水动力环境.本文以黑河流域上中游为研究区域,探究河流沉积物粒度对流域环境变化的响应.从黑河上中游干流22个主要控制断面采集河床沉积物样品,采用筛分法和吸管法对沉积物样品粒度参数进行测定,并分析其空间分布规律对筑坝拦截为主的环境改变响应.研究结果表明：受梯级水库建设影响,黑河上中游泥沙粒径大小差异显著.干流库区泥沙粒径较自然河段明显减小,分选很好,呈正偏或极正偏尖锐分布,而且在库区不同沉积高度上表现出分层沉积特征;坝下游河段因遭受强烈冲刷,较自然河段泥沙粒径粗化显著,分选变差,偏态趋向极正偏,峰态尖锐化;水库回水区受水库壅水及下泄清水的双重制约,泥沙粒度参数介于自然河段和坝下游河段之间,整体分选中等,呈极正偏尖锐分布;沉积环境分析表明,上游支流河段沉积物粒度特征受泥沙供给和物源特征的影响较水动力条件显著,干流河段沉积物粒度特征主要受水动力条件控制.研究结果既符合河流上中游沉积物粒度分布规律,也反映了河流环境变化对沉积物粒度组成的影响.     

富锂尖晶石锂锰氧化物的电化学性能

以LiOH.H2O和Mn(CH3COO)2.2H2O为原料,通过微波烧结和固相烧结的两段烧结法合成了锂离子电池正极材料Li3.22Na0.569Mn5.78O12尖晶石。研究表明,在380℃的固相烧结温度下,微波处理有利于生成纯尖晶石相。在2.5~4.5V电压区间,样品的初始放电容量高于132 mAh/g。在充放电过程中,40循环的放电容量几乎不衰减。微波烧结使该样品的Mn-O键被加强,晶格结构在充放电过程中保持稳定。     

高氮磷比与酸化共同作用对微小亚历山大藻生长和产毒的影响

通过实验室构建不同氮磷比条件下的酸化海水环境,培养麻痹性贝毒(paralytic shellfish toxin,PST)产毒藻微小亚历山大藻(Alexandrium minutum),采用藻细胞计数法、分光光度法、高效液相色谱-质谱法等分析方法,探讨了不同氮磷比条件下的酸化海水对微小亚历山大藻的生长、氮磷营养盐吸收、产毒等参数的影响。结果表明,在一定程度上,酸化环境对A.minutum的生长、PST的胞内累积和胞外释放有促进作用,且胞外培养液中PST含量增加的程度更高;同时,酸化海水促进胞内毒性较低的N-H类膝沟藻毒素(GTX2和GTX3)被氧化成毒性较高的N-OH类膝沟藻毒素(GTX1和GTX4),导致A.minutum的细胞毒性和培养液毒性增加。而海水中氮磷比的进一步升高,在一定程度上促进了微小亚历山大藻细胞毒素含量和毒性的增加,但并未促进其生长,且降低了藻细胞内的磷储量。     

主动与被动状态下墙体侧向位移近似计算

极限状态下墙体侧向位移对土压力计算和支挡结构设计影响显著。根据Rankine变形体和Coulomb刚塑体模型,将墙后土体变形分别当作单剪和直剪试验中试样的剪切过程,以达到极限剪切变形（剪应变或单位长度剪切位移）作为进入主被动状态标准,构建了土体变形与墙体位移的几何关系,提出了反映土体变形与强度特性,同时考虑静止时初始应力状态影响的墙体极限侧向位移近似计算模型。分析表明：土体极限剪切变形、滑移区范围、初始应力状态是影响墙体极限位移的核心要素,其中极限剪切变形占据主导作用,是导致不同颗粒组成及密实程度土体进入极限状态所需墙体位移差异显著的主要原因,而主被动区范围不同和因静止土压力系数 1引起的初始剪切变形,则是被动状态墙体位移远大于主动的关键因素;算例中主动与被动状态下墙体位移与墙高之比分别介于0.5‰～13.2‰和?0.4%～?5.2%,且主动状态下细粒土墙体位移大于粗粒土,计算结果与工程经验及相关文献模型试验基本一致。     

2008年初冷事件对南海北部夏季浮游动物的影响

2008年初,我国南方出现了罕见的低温冰冻极端天气过程。通过对2007年8月和2008年8月南海北部现场调查所获得的数据分析研究了浮游动物种类组成。结果表明,与2007年8月相比2008年8月浮游动物丰度和生物量有很大的下降。聚类分析结果表明浮游动物群落被分为近岸和远海两大类群。浮游动物近岸类群和远岸类群的分界点在不同的时间有所不同,这是由于外海水向近岸的入侵所致。与2007年8月相比,2008年8月浮游动物优势种发生了很大的演替,主要是因为四种浮游动物优势种亚强真哲水蚤、异尾宽水蚤、锥形宽水蚤和小哲水蚤丰度急剧下降所致。相反,水母类和海樽类丰富有很大的升高,其原因可能是2008年春季极端低温导致的鱼类大量死亡所致。与远岸浮游动物群落相比,近岸浮游动物群落变化更剧烈,这说明近岸浮游动物群落结构不稳定。南海北部浮游动物群落结构的变化与2008年初的冷事件有很大关系。     

系缆损伤对绷紧式系泊系统动力响应的影响

探究合成纤维系缆损伤对绷紧式系泊系统响应的影响,具有重要的工程意义。通过高强聚乙烯(HMPE)缆绳损伤动刚度实验,获得其动刚度随损伤的演变规律。在数值计算上,借鉴并合理简化了前人提出的动刚度经验公式,通过处理实验结果确定动刚度经验公式的参数并进行验证。在此基础上,以一座采用高强聚乙烯缆绳为主体系缆的FPSO为例,将所得动刚度经验公式导入系泊分析软件,结合水动力分析,计算得到在相同海洋环境中,系缆发生不同程度损伤时,各系缆张力和平台偏移响应的结果。通过处理、分析所得的计算结果,获得合成纤维缆绳损伤演变对绷紧式系泊系统响应的影响规律,并据此为系缆更换提供了建议。这些成果既有利于把握绷紧式系泊系统的非线性动力响应,也对安全、经济、合理地运用合成纤维系缆具有重要意义。     

梅溪河流域明水中学滑坡形成机理与稳定性评价

明水中学滑坡位于梅溪河左岸,为典型的松散堆积体滑坡。通过分析坡体结构、形态、组成及变形特征等滑坡工程地质条件,认为该滑坡形成大致经历了“崩塌堆积-滑移-趋稳定-复活”4个阶段。运用GEO-SLOPE软件对滑坡变形状态进行定量分析,确定滑坡稳定性。计算结果表明,明水中学滑坡目前整体处于较稳定状态,发生整体滑动的可能性较小,但在天然工况下,滑坡体前缘已接近极限平衡状态,产生滑移的可能性较大。