钒酸铋光电催化分解水的研究进展

光电化学(photoelectrochemical, PEC)催化分解水制氢被认为是生态友好、规模化和可持续性地转化与储存太阳能的理想途径之一,但光阳极较低的工作效率限制了PEC分解水的发展.近年来,钒酸铋光阳极因具有较高的理论光电流密度受到科学界的广泛关注.大量的工作聚焦在如何将钒酸铋光阳极所具有的理论潜力尽可能地发挥并应用至PEC分解水制氢.本文通过回顾和分析钒酸铋光阳极的吸光效率、光生载流子分离效率与表面催化产氧效率3个方面的研究进展,对高性能钒酸铋光阳极的设计思路与合成方法进行评述、总结与展望,为进一步挖掘钒酸铋光电极的潜力与开发下一代光电极提供参考和思路.     

基于有限差分方法的橡胶坝挡水性能分析及简化设计

橡胶坝常用于低水头、大跨度的闸坝工程,如防洪、储水、发电、供水、挡潮及城市园林美化等工程,不仅起到闸门、滚水坝和活动坝等作用,而且具有瀑布景观效果.本文建立了橡胶坝有限差分计算模型,系统分析了充水压力、上游水位及坝袋几何尺寸等参数对橡胶坝断面形状的影响.开展了室内模型试验,验证了计算模型的准确性.讨论了上游挡水水位与坝袋高度、断面面积、宽度、接地宽度和顶部位置等参数间的关系.研究发现,坝高H/L和横断面面积A/L2随上游水位Hr/L的增大呈非线性减小趋势,而坝宽B/L、接触宽度b/L和坝顶距锚固点水平距离D/L随上游水位Hr/L的增大而非线性增大.基于Chapman-Richard曲线模型对本文得到的橡胶坝几何形状尺寸进行拟合,提出了简化的橡胶坝设计计算公式,可为实际工程设计评估提供参考.     

民国乌鲁木齐地区争水类型与社会治理 ——以个案分析为中心

水利与社会研究,近年来成为学者们关注的重点.通过对这方面研究史的梳理,体现了新疆地区这一方面的研究还比较薄弱.根据最近几年所收集的档案与口述史料,进行整理后,并根据争水对象的不同,将民国乌鲁木齐地区争水纠纷划分为五种类型.每种类型通过个案分析的方式,说明了政府对水利纠纷的处理方式,以此体现出国家权力针对不同类型的争水纠纷参与度的差别,可以在某种程度上反映出当时社会的治理状况.     

洞穴河流沉积物有机碳同位素特征及Ca、 Mg、 Sr含量的区域环境响应——以贵州省山王洞为例

洞穴河流沉积物因沉积环境稳定且保存较完好,蕴含着丰富的古环境信息。选取双河洞穴系统山王洞中河流沉积物为研究对象,分析沉积环境的水动力条件、沉积物有机碳同位素及Ca、Mg、Sr元素含量特征,以探讨其环境响应。结果表明:(1)在沉积过程中,地下河在该剖面位置长期处于静水水流状态,沉积环境稳定;(2)有机碳同位素特征显示沉积期分为C4植物为主、C3植物为主及过渡期3个时期,不同时期气候明显不同,随时间演变由冷转暖,沉积物来源于中新世以后的地表土壤;(3)洞穴河流沉积物Ca、Mg、Sr元素含量变化对炎热偏湿与湿冷环境的响应比较明显,气温和植被类型可能是影响其含量变化的因素。     

基于垂直管道内重油-水两相流动型态的持水率和压降预测模型

针对重油井筒举升流动规律认识不清的问题，本文采用高黏（584.24 cp，1.889 g/cm3）重油作为研究对象，研究重油-水在上升管中的流动特性，得到了五种重油-水两相流动型态。结果表明与轻油-水流动不同，重油-水流动过程中未发生相转化，该现象与表面能方程的预测结果相似。通过持水率测量得到重油-水两相的滑移效应随油水混合流速降低或持水率增加而变得更加明显，基于漂移流模型和动量守恒方程推导得到五种流态下重油-水两相流的持水率预测模型，相对误差率在20%以内。总压降梯度在低持水率时以重力压力梯度为主，高混合流速和高持水率时以摩擦压力梯度为主。采用基于Bannwart模型建立的重油-水中心环状流压降预测模型，误差率在30%以内，为进一步提高重油井筒举升流动参数的预测精度提供了理论基础。     

锆基金属-有机骨架材料在异相催化中的应用

锆基金属-有机骨架材料(Zr-MOFs)具有优异的结构稳定性、高比表面积和孔道易于功能化等特点,被广泛应用于异相催化领域。从MOFs结构组成出发,简述了构建具有催化功能Zr-MOFs的4种策略,即构建不饱和Zr-Oxo节点、骨架侧链嫁接催化基团、后修饰法构筑催化基团和孔道负载客体活性物。讨论了不同位点构筑Zr-MOFs催化剂的优缺点,详细介绍了Zr-MOFs在有机催化反应中的应用。最后提出了Zr-MOFs催化剂面临的挑战及解决方案,以及对其进一步发展做出了展望。     

坡面水位下降对非饱和土质边坡稳定性影响的有限元分析

坡面水位下降会在土坡内部产生渗流,同时也会提升土体强度和有效应力水平,前者对土坡安全不利,而后者对土坡安全有利。在分析非饱和土质边坡稳定问题时,须同时考虑瞬态渗流和土体强度变化。这两个因素共同受到土体渗透系数、坡面水位降幅与水位降速的影响。有限元分析表明,土坡的瞬时安全系数在坡面降水位过程中呈先下降后上升的趋势。土坡的最危险状态出现在水位下降前期。水位下降速度越大,土坡最危险状态出现的时间越早,安全系数也越低,这一特点在渗透性差的土坡中尤为显著。渗透性差的土坡其最危险状态安全系数较小,恢复至初始安全系数时所需的时间也较长。根据土体的渗透性选择合理的水位降速区间可避免土坡的稳定性出现过大削弱。