页岩气开采与集输过程中腐蚀问题与现状分析

页岩气是一种清洁的能源，在许多国家的能源战略中占据重要地位。美国、加拿大等国家页岩气开发技术较为成熟，位于世界领先地位，中国等国家起步较晚，但近年来发展迅速。随着页岩气的不断开采，井下管柱、地面管线及设备的腐蚀问题不断出现，严重影响了页岩气的正常生产。页岩气勘探、开发和储运过程中都可能产生腐蚀问题，不同类型的腐蚀之间往往会相互影响，加大了腐蚀防控的难度。主要涉及的腐蚀类型有：硫酸盐还原菌腐蚀、冲刷腐蚀、CO₂腐蚀、H₂S腐蚀及垢下腐蚀等。针对目前页岩气生产过程中的腐蚀问题和研究现状，分析了各种腐蚀产生的原因、腐蚀机理以及防腐方法。     

裂隙性质对含裂隙基坑土坡渗流特性影响数值模拟研究

针对以系统裂隙性质对含裂隙基坑边坡渗流特性的影响,利用Geo-studio软件对不同裂隙特性含裂隙边坡的渗流特性影响进行数值模拟,结果表明:降雨条件下含裂隙边坡裂隙面孔压及体积含水率上升幅度及范围要大于完整边坡,且湿润锋进展得更加彻底;不同深度下,裂隙的深度越深,裂隙内部的高孔压及体积含水率区越大,同时最大孔压也越大;裂隙位于边坡上部及中部时,裂隙面孔压呈现线性增大的规律,在裂隙高程以下,孔压则逐渐降低,降雨对下部裂隙内部的孔压变化无明显影响,孔压呈现线性增大趋势;裂隙角度与土体内部含水量与孔压上升速率呈负相关。     

冻融循环-动水冲刷对间断级配沥青混合料特性参数影响

沥青路面在水、温和荷载长期作用下服役寿命明显降低.为探寻沥青混合料路用性能衰减规律,本文自主研发了沥青混合料动水冲刷模拟试验装置,对沥青混合料马歇尔试件开展多次冻融循环-动水冲刷循环作用,分析了沥青混合料特性参数变化规律,结合CT切片扫描,探寻了沥青混合料内部结构变化规律.结果表明:在冻融循环-动水冲刷循环前期,各特性参数都呈现出较快的增长或衰减;在外加动力水压作用下,沥青混合料内部吸水量会逐渐增加至饱水状态,沥青混合料试件内部的微开口孔隙会发生结构与形态的变化;经12次冻融循环-动水冲刷循环,沥青混合料的劈裂强度降幅高达65.44%.研究结果为深入了解沥青路面水损害机理提供了理论基础.     

基于三峡库区重庆段不同降雨分区的土壤侵蚀多因子综合作用分析

阐明三峡库区重庆段土壤侵蚀时空变化特征，揭示不同降雨空间分区下多驱动因子对土壤侵蚀综合作用的分异规律，为区域内土壤侵蚀防治宏观决策提供科学参考。基于多源遥感影像、气象数据、DEM及土壤数据，采用WaTEM/SEDEM模型模拟三峡库区重庆段2000—2020年土壤侵蚀量，采用ISODATA聚类方法进行降雨空间分区，采用地理探测器进行多因子综合作用分析。研究结果显示：1) 2000年、2005年、2010年、2015年和2020年研究区平均土壤侵蚀模数分别为108.78、109.11、86.9、47.52和21.16 t·hm -2 ·a -1 ，土壤侵蚀状况整体呈现缓解趋势，土壤发生强度侵蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀的区域大幅减少。2) 植被覆盖度因子在高降雨区对土壤侵蚀的解释力最高；土地利用类型、坡度、地貌类型、土壤类型、高程等因子在2010年低降雨区对土壤侵蚀的解释力较高，在2020年不同降雨区对土壤侵蚀的解释力则无明显差异。3) 在高降雨区，植被覆盖度与其他因子的交互作用对土壤侵蚀的解释力最高；2010年在低降雨地区，坡度与其他因子的交互作用对土壤侵蚀的解释力较高；各驱动因子在不同降雨区的土壤侵蚀高风险区分异规律明显。由研究结果可知，三峡库区重庆段土壤侵蚀变化明显，不同降雨区划中不同驱动因子对土壤侵蚀的综合作用存在明显差异。     

石梁河水库泄洪闸闸下冲刷试验研究

通过局部动床模型试验,研究了石梁河水库新老泄洪闸闸下河床冲刷特性,分析了枢纽运行方式、出池水流的流速流态等因素对闸下冲刷的影响,提出了新老闸联合运行的减冲运行方式和消力池采用扭曲边墙以及在二级陡坡上加设马蹄形消力墩等减冲工程措施。     

不同管径B10铜镍合金管材焊缝耐冲刷腐蚀性能研究

铜镍合金具有优良的耐海水腐蚀性能，是理想的海洋管道用合金材料。然而，铜镍合金管材焊接留下的焊缝易发生较为严重的腐蚀，导致焊接处破裂失效。以两种不同口径B10铜镍合金管材作为研究对象，采用钨极氩弧（tungsten inert gas welding，TIG）焊方法分别焊接相同口径管材。对焊接件进行模拟海水冲刷腐蚀试验，探究不同管径B10铜镍合金管材焊缝在腐蚀环境中的耐冲刷腐蚀行为差异。结果表明，小口径管材焊缝腐蚀电位最负为-0.336 V，腐蚀电流为8.886×10^-5 A，且在21 d时极化电阻值为3042.67 Ω/cm²，在腐蚀环境中呈现较好的电化学性能。经过一个周期的腐蚀试验后，小口径管材焊缝抗拉强度为282.8 MPa，腐蚀速率为0.69 μm/d，具有较强的耐冲刷腐蚀性能。     

多时空尺度协同的场次降雨水资源量评价方法

针对场次降雨水资源量评价与年尺度水资源量评价成果的不协同问题，通过分割前期降雨径流退水和年尺度基流等径流成分，提出场次降雨过程水资源量评价新方法，实现场次降雨水资源量的精细化评价。将该评价方法应用于潮白河典型区间流域，结果表明该方法具有较好的适应性，能够显著提高场次降雨水资源量评价成果的针对性和准确度，满足多时空尺度协同的水资源量评价需求。     

加筋高填方边坡稳定性影响因素分析

由于西南山区地形复杂,该地区机场常使用高填方的方式来建设地基,其中加筋土边坡是高填方工程的一种重要形式.为研究加筋高填方边坡稳定性影响因素,对自然工况与多种雨强工况下2种坡度加筋高填方边坡进行离心模型试验,分析加筋高填方边坡的变形和稳定性特性.结果显示在天然工况与降雨工况下,加筋边坡稳定性与坡度之间都存在近似线性的负相关关系,但在降雨工况下,加筋边坡稳定性对坡度变化带来的影响更加敏感.同时利用PLAXIS与Geostudio分别对2种工况、2种坡度加筋高填方进行稳定性数值模拟.结果表明随着坡度增加,坡体孔压分布等值线由同心圆形逐渐转换成层状,渗流中心随坡度增加存在"坡体中心位置-坡脚位置-基覆界面水平斜面交界处"移动趋势.     

降雨和外江水位变化对城市洪涝的联合影响分析——以武汉市为例

降雨和外江水位是影响城市洪涝灾害的主要因素.为了更好地评估洪涝灾害风险，分析了降雨和外江水位变化对城市洪涝的联合影响.以武汉市为研究对象，采用Copula函数定量评估了不同时段降雨与外江水位的联合分布特征，并基于2016年典型降雨过程验证后的青山区SWMM模型，模拟了不同降雨和外江水位变化下武汉市青山区的洪涝过程.计算结果表明，同一重现期降雨下外江水位从21.7m升高至28.0m,研究区域的致涝率增加了0.5%～2.2%;相同外江水位下降雨重现期从5a增加至100a一遇，研究区域的致涝率增加了28.5%～29.1%,泵站运行对区域致涝率的消减作用从20.6%～21.0%减少至4.1%～4.9%;表明暴雨是区域内涝的主要因素，外江水位越高对区域内涝造成的不利影响越显著，且随降雨重现期增大泵站对区域的排涝作用越来越小.武汉市汛期降雨量和长江水位的联合风险率大于单个因素的风险率，且2010～2020年强降雨与高水位联合风险率和同现风险率相较于2000～2009年的均呈增加趋势，增长率超过了70%,表明近几年来极端降雨和高水位事件频发，且未考虑降雨和长江水位的联合作用可能会低估洪涝的危险程度....