长白山矿泉水补给径流与排泄关系

为研究长白山地区广泛分布的偏硅酸型矿泉水的补给源,通过氢氧同位素与水化学分析,结合水文地质、地球物理等资料,确定长白山泉水接受来自于西藏羌塘盆地的外源水补给。长白山泉水TDS很低但富含偏硅酸的现象表明,地下水流经的含水层是由硅酸盐等火山岩组成,结合长白山地区火山玄武岩大量的喷发事实,推断地下水导水通道由孔洞玄武岩构成。指出应加强对西藏冰川、河流与湖泊的保护,从而确保长白山优质矿泉水能够持续地开发利用。     

基于BIM的输水工程安全监测信息集成与可视化分析

为了提高长距离输水工程安全监测信息的可视化表达效果,实现海量动态安全监测信息的高效管理,并用以辅助安全分析,提出了基于建筑信息模型(building information modeling,BIM)的输水工程动态安全监测信息集成与网络可视化方法。首先,根据输水工程三维虚拟场景元素构成分析,建立输水工程三维BIM模型;然后,应用关键字段映射的方法建立BIM模型与安全监测信息间的动态耦合;最后,基于WebGL图形加载技术,使用Forge Viewer实现BIM模型的WEB显示。结合天津南水北调工程,开发了相应系统并进行应用,实现了网络环境下工程安全监测动态信息与BIM的可视化集成,为输水工程安全分析提供了支撑平台。     

桉树人工林区水体泛黑机理研究进展

围绕桉树人工林区水体突发性泛黑的形成机理,参考国内外关于缺氧性黑水事件的主要研究成果,重点从桉树人工林区泛黑现象的表征,致黑物质特性及来源,水体突发性泛黑的驱动因素,模拟预测及适应性调控等5个方面,讨论了桉树林区水体泛黑机理的研究进展。研究认为,桉树人工林区的黑水是一种出现在林区洼地、溪流、水库等不同规模水体的颜色如墨的水,其致黑物质主要为桉树茎叶残体浸出液富含黑色溶解性有机碳(DOC)、单宁酸等,单宁酸与金属离子结合形成的黑色络合物,以及当水体缺氧时形成的黑色金属硫化物。气象条件骤变,水文情势突变,沉积物的累积与运移等因素驱动了水体泛黑:对受水温分层结构影响的大中型水库等深水水体而言,致黑物质累积在水体底层,当气温骤降,水温分层结构失稳,水体内部多种化学反应及物质的运移过程发生变化,此时水体变黑。水文情势突变时,以潜流形式进入水库的径流将林区大量DOC、植物残渣、泥沙携带进入水体,导致水体泛黑。沉积物中微生物分解及氮、磷等的释放加重了水体底部缺氧,为致黑物质形成创造了环境。为了更好地预测和调控黑水,建立黑水运移模拟模型及对黑水进行适应性调控也尤为重要。目前现有研究大多集中于小规模水体(如溪流、河道等),而对会发生分层现象的大规模水体(如深水湖库等)的黑水发生机理仍不完全明晰,流域层面上的黑水模拟与预测还需进一步研究,桉树人工林区水库泛黑机理研究是未来重要方向。     

考虑渗透水压力的黏土与混凝土接触面力学特性

采用大型直剪仪进行黏土与混凝土接触面的单向直剪试验,研究接触面在不同渗透水压力和法向应力作用下的力学特性,并对黏土与混凝土接触面的强度及应力变形特性进行分析,基于双曲线模型提出了考虑渗透水压力作用的黏土与混凝土接触面本构模型。结果表明:接触面的剪应力与相对剪切位移较好地满足双曲线关系,竖向位移表现为剪缩;接触面的抗剪强度与接触土体的饱和状态显著相关,当土体由非饱和状态过渡至饱和状态时,接触面抗剪强度随渗透水压力的增大显著降低;当接触土体趋于饱和时,抗剪强度随渗透水压力增大的降幅随之减小,且与有效法向应力间呈较好的线性关系;模型计算结果与试验结果吻合较好,验证了所提出的考虑渗透水压力作用下黏土与混凝土的接触面本构模型是合理的。     

生态韧性视角下的城市水环境导向的城市设计策略

 暴雨后城市中出现了大量积水导致其系统功能瘫痪,提高城市水系统的生态韧性对巩固城市系统的稳定性具有重要作用。采用文献研究、综合分析等方法,总结了国内外城市韧性的研究进展以及在水生态管理上的实践经验,提出了现有韧性研究的不足;在生态韧性的视角下,构建了城市水生态韧性评价体系和城市水环境导向的城市设计技术体系;提出了韧性城市设计策略,探索了生态韧性视角下城市水环境导向的城市设计实现途径。     

触发方式对低速相机采集图像时间准确度的影响

针对使用低速相机连续采集高时间精度图像序列的需求,系统地研究了3种典型相机触发模式（硬件触发模式、软件触发模式、连续采集模式）下,低速相机采集图像序列时间精度、误差的大小以及误差规律.基于高精度时间光编码技术,对各种触发模式下采集的单张图像进行时间编码,从而获得了采集每张图像的准确时间,计算不同触发方式下得到的图像采集时间间隔与标准时间间隔之间的误差（走时误差）.实验结果表明:软件触发的图像序列精度较差,走时误差值为32.2 ms,硬件触发与连续采集模式下图像序列的时间精度高,走时误差值均分布在±0.1 ms范围内,稳定性好.对于对时间精度要求较高的实验,在实验过程中应尽量选取精准的触发模式,即硬件触发模式或连续采集模式.      

银离子-热力复合冲击消毒对生活热水管壁生物膜的控制作用

针对建筑生活热水的生物安全性问题,对比研究了银离子、热力以及银离子-热力复合冲击消毒技术对生活热水管壁生物膜微生物的灭活效能.结果表明,银离子浓度和热水温度对管壁生物膜的细菌总数和总大肠菌群灭活效果影响显著,银离子浓度和热水温度越高,管壁生物膜的微生物灭活效果越好.银离子-热力复合消毒对管壁生物膜微生物灭活效果显著好于单一的银离子消毒或热力消毒;60℃热水、0.05 mg/L银离子、消毒60 min条件下的复合冲击消毒效果已接近单一的70℃热力冲击消毒效果,消毒后生物膜变薄或脱落,生物膜结构破坏明显.银离子-热复合冲击消毒显著,提高了建筑生活热水管壁生物膜微生物灭活效果,更高效地杀灭了病原微生物,是一种有应用价值的生活热水安全消毒和水质保障技术.      

考虑系统总和扰动的多关节机械臂 反步有限时间滑模控制

针对多关节机械臂轨迹跟踪控制中存在的模型参数摄动和外部有界扰动等不确定性因素影响问题,设计了一种考虑系统总和扰动的反步有限时间滑模控制算法,用于实现多关节机械臂轨迹跟踪控制任务。首先,利用严格反馈形式描述多关节机械臂的动力学模型,并将模型参数摄动和外部有界扰动等不确定性因素看成系统的总和扰动,进而设计非线性扩张状态观测器对系统总和干扰加以估计,以提高系统的鲁棒性能;其次,在传统反步法设计的基础上结合有限时间滑模控制技术,完成系统反步有限时间滑模控制器的设计;最后,应用Lyapunov稳定性理论证明了多关节机械臂的位置矢量能够实现对期望位置矢量的有限时间稳定跟踪。仿真对比结果表明设计反步有限时间滑模控制算法的有效性。     

自适应卡尔曼滤波在供水管网爆管预警的应用

根据Supervisory Control and Data Acquisition （SCADA）系统异常监测值能及时预警供水管网爆管,但由于用水周期变化、随机波动及监测误差,导致实际中很难预警较小爆管。针对该难题,开展了基于自适应卡尔曼滤波的供水管网爆管信号识别研究,提出将历史监测数据按用水周期分解,采用自适应卡尔曼滤波结合平均低通滤波对管网供水量进行实时估计,根据监测值与估计值的差,预警爆管、估算爆管流量。分别采用仿真数据与实测数据验证所提出方法,结果表明,所提出方法可用于实际供水管网爆管预警;对所采用实测数据,爆管预警精度约为最大时水量的9%;此外,实际爆管预警精度主要取决于用水量本身的随机波动,同时与监测数据采样频率相关。     

酸溶性钛渣的干燥特性及其影响因素

以氯化法生产钛白粉的主要原料酸溶性钛渣中的水分为研究对象,对酸溶性钛渣的常规干燥特性及影响因素进行了研究。通过研究酸溶性钛渣在温度变化、样品质量变化、以及初始含水量变化的条件下,获得干燥过程中的水分迁移行为,从而揭示酸溶性钛渣干燥过程的基本规律,探明酸溶性钛渣内部的传质机理。通过实验研究和理论探讨,为干燥冶金、化工原料的工业化应用和推广提供实验依据和理论基础。