文山州防洪城市短时强降水时空变化特征

选取2012年～2019年云南省文山州的3个防洪城市3个基本观测站和43个区域自动观测站共46个站点逐小时降水观测资料,分析文山州3个防洪城市短时强降水时空分布特征.结果表明:(1)短时强降水频率最高的是东部的富宁县,频率最低的是西部的文山市.(2)40 mm以上短时强降水出现频率最高的是南部的麻栗坡县,40 mm以下...     

规则波作用下四锚浮标系统动力分析

随着水深的增加,海洋浮标系泊缆索的长度也增加,对其浮标系泊系统进行动力分析是非常重要的.基于势流理论,应用边界元方法在频域内计算浮标的附加质量和阻尼、一阶波浪力和二阶平均漂移力,通过快速傅里叶变换将计算结果转换到时域,应用莫里森公式计算浮标及其skirt的粘性阻尼力,应用非线性有限元方法计算系泊缆索张力,最后在时域内应用四阶Runge- Kutta法计算浮标的运动响应和系泊缆索张力.比较分析了两种水深条件下,不同skirt直径和缆索长度情况下浮标的水动力特性、运动响应和系泊缆索张力.计算结果表明,浮标skirt的存在对纵荡方向的附加质量和辐射阻尼基本没有影响,而垂荡方向的附加质量增加,辐射阻尼减小,且能够减小二阶平均波浪力的峰值.     

中侏罗世泥炭地净初级生产力及其对全球碳循环的响应——以吐哈盆地沙尔湖煤田为例

泥炭地具有明显的碳汇能力, 对减缓全球气候变化有着至关重要的作用, 煤作为泥炭地的最终产物, 保存有丰富的泥炭地发育时期的古环境信息, 成煤泥炭地碳聚集速率和净初级生产力(NPP)可以作为恢复古气候的替代指标。吐哈盆地南缘沙尔湖煤田ZK9E02钻孔中侏罗统西山窑组发育视厚度为121.97 m的煤层(C8), 本研究使用频谱分析对其进行米兰科维奇轨道周期的识别及成煤泥炭地发育时限的估算, 然后利用该时限, 结合煤的碳含量以及煤化作用阶段的碳损, 计算出成煤泥炭地的NPP, 进而探究成煤泥炭地的碳汇能力与碳循环关系。研究发现, 所研究煤层的自然伽马测井曲线中蕴含着约405 ka长偏心率、约95 ka短偏心率、约37.6 ka斜率、约18.2 ka岁差的米兰科维奇旋回天文周期, 计算出该成煤泥炭地发育的煤层沉积约2218.54~2347.03 ka。该煤层碳含量74.54%, 考虑到煤化过程中的碳损失约为26.75%, 恢复出成煤期泥炭地碳聚集速率为66.11~69.86 g C/m2·a, NPP为265.2~280.2 g C/m2·a。控制泥炭地NPP的主要因素有CO2含量、古纬度、古大气温度等, 研究区较低的泥炭地NPP水平与当时CO2含量过低或古纬度较低有一定关系。泥炭地NPP在一定程度上反映着大气中CO2的变化, 进一步用来揭示全球碳循环对气候变化的动态响应过程, 这对"深时"高分辨率的古环境研究有重要意义。因此, 预测泥炭地NPP的水平, 研究生态系统中碳元素的最终去向, 亦有利于更好地认识到全球碳循环过程中泥炭地的"碳汇"角色, 助力实现"碳达峰、碳中和"目标。     

煤炭地下气化及对中国天然气发展的战略意义

在实现碳达峰碳中和(“双碳”)目标和保障国家能源安全的双重需求驱动下,我国煤炭地下气化(UCG)迎来了新的历史发展机遇期。为科学制定技术攻关路线、加快产业化发展,按时间顺序梳理了煤炭地下气化试验历程,将其分为矿井式气化、直井/定向井气化、水平井气化3个发展阶段,探究了不同阶段推动气化技术革新的底层逻辑,从技术和非技术2个方面分析了未能产业化的原因并提出产业化发展建议。研究表明：(1) 水平井+可控注入点后退气化工艺不仅能够有效规避浅层气化在地表沉降、淡水污染方面的风险,而且在扩大煤炭纵向开发范围、提高单井控煤量、提升粗煤气品质、保障连续气化方面具有优势,是当前和今后一个时期的主流技术路线。(2) 我国是现场试验时间最长的国家,长期处于矿井式气化阶段,虽然我国中深层煤炭地下气化攻关试验刚起步,但是由于该技术攻关难度大、技术成熟度低,主要富煤国家在技术研发上基本属于同一起跑线,有希望成为我国钻井式气化技术弯道超车的新赛道。(3) 技术适用性不强是造成矿井式、直井式气化产业化困难的主要技术原因,技术成熟度较低是制约水平井气化产业化的主要技术原因,长期稳产高产问题尚未得到彻底解决。(4) 常规天然气低成本开发和页岩气革命的冲击,民众对浅层气化诱发环境污染的担忧,政府对煤炭地下气化的政策转向,是导致国外试验终止的主要非技术原因;发展规划长期空白、科研试验主体相对单一、科研投入不足、产业扶持政策未出台、联合创新机制未建立是阻碍我国气化产业化的非技术原因。提出我国UCG产业化建议：新时期要充分认识煤炭地下气化技术的复杂性和挑战性,按照“干成”“干好”两个维度,破解“长期稳产”和“高产优产”两个核心问题,通过同步推进科研攻关和现场试验不断提高技术成熟度,在生产端采用“先物理采气后化学气化”的梯级开发方式避免与煤层气开发竞争,在利用端积极探索与油气、新能源、煤化工融合发展模式以提高经济效益。作为一种“人造气藏”的颠覆性开发方式,煤炭地下气化攻关成功后能为其他矿产资源的流态化开发提供技术借鉴,助推我国化石能源非常规开发技术实现新跨越。

     

GPS远程监控系统在旋挖钻机上的应用

结合目前中国最大的移动通讯网络,利用CAN总线的通讯技术将GPS远程监控系统与旋挖钻机电控系统融为一体,对车辆进行远程监控,对其实时动态信息获取具有重要意义。介绍了GPS远程监控系统在旋挖钻机上应用的硬件设备、程序设计、数据传输流程以及该系统在NR系列旋挖钻机上的应用效果及实现的功能目标。     

双浮箱式浮式防波堤消浪性能试验研究

浮式防波堤在港口海岸工程、近海工程、海洋工程和水产养殖等诸多领域有广阔的应用前景。与单浮箱式浮式防波堤相比,多浮箱式浮式防波堤可提高其消浪性能。对双浮箱式浮式防波堤进行了二维波浪物理模型试验,分析了浮箱宽度、前后浮箱连接方式、前后浮箱间距以及浮箱入水深度等因素对浮式防波堤消浪性能的影响。研究结果表明:对于单浮箱式浮式防波堤,试验范围内浮箱宽度增大一倍后消浪效果改善并不相对明显;前后浮箱刚性连接的双浮箱式浮堤的波浪透射系数均小于前后浮箱自由的双浮箱式浮堤和相同浮箱宽度的单浮箱式浮堤,浮堤消浪性能提高;由于前后浮箱相对间距太大时前后浮箱的相互作用减弱,浮堤的波浪反射系数变小,而不同前后浮箱相对间距的波能损耗系数整体上差别较小,双浮箱式浮堤的波浪透射系数整体上随着前后浮箱相对间距D/2B的增大先减小然后变大,在相对间距D/2B为1.0~1.5时双浮箱式浮堤的波浪透射系数相比最小;不同波高和波浪周期下,浮堤的波浪透射系数均随着浮箱相对入水深度的增大而减小。     

桩柱结构在地震作用下非线性响应研究

基于试验基础上建立的经典弹塑性模型--剑桥模型能够准确描述正常固结土的应力-应变关系。当土体的应力历史上经历过卸载或受到循环交变荷载作用即进入超固结状态,它作为土的应力历史的反映,相比正常固结土受力特性有着显著的差异。为研究超固结因素对土体加载特性的影响,在引入能考虑超固结状态影响的下负荷面剑桥模型后,通过三轴压缩和剪切试验对处于超固结状态下土体的受力特性进行了对比分析,并对循环剪切加载下的应力-应变关系以及超固结比的演化规律进行了研究。结果表明,下负荷面剑桥模型能准确反映超固结因素对土体力学特性的影响,相比原状土有着更高的屈服强度。而通过数值模拟自由场地基在地震作用下的动力响应可以看出,超固结因素对地基的动力响应起到了不可忽略的影响,尤其在强震下更需要考虑其影响。在自由场地基地震动力响应基础上,通过对桩柱结构桩-土耦合系统在地震作用下非线性动力响应的模拟对土体非线性以及超固结因素的影响进行了对比研究,研究表明：土体的非线性因素能显著降低结构振动响应中的高频成分,由于土体在交变加载下很快进入超固结状态,相对于剑桥模型,下负荷面剑桥模型在考虑超固结因素后土体的承载性能显著提高,尤其在强震作用下超固结因素带来的影响更加明显,因此,建议对桩基结构物地震响应研究考虑超固结因素影响,以提高桩基结构物地震响应模拟的精确度和可靠性。