大落差原油管道投产排水过程研究

针对最大相对高差达1 432.64 m且含大落差“U”型管段的某原油管线在油顶水投产过程中，原油与水的密度差导致油头行进停滞的问题，提出了在油水界面点附近的阀室，利用压力泄放阀排水泄压的解决方式，基于OLGA多相流瞬态模拟方法，以实际情况为例，对大落差管段的气顶水排水过程进行仿真研究。以泄流孔径为变量，重点研究了流量、压力随时间的变化规律，得到一系列可选泄流孔径及其相应的排水量、流量、压力等随时间变化的关系曲线等。结果表明，选定管段（容量约为6 376.98 m³）最大排水量可达3 375 m³，并从经济、安全、有效3个方面分析选出最佳泄流孔径为90～110 mm，与实际情况基本吻合，为解决投产过程中出现类似的异常工况提供实施依据。     

基于洪水问题的洞庭湖湿地区域划分

为了充分发挥三峡水库对洞庭湖防洪的有利作用,缓解其对湖区湿地水文条件的影响,采用水文模型对城陵矶河段的洪水进行情景模拟,并分析了3口洪道的分流现状以及三峡水库运用后荆江防洪的泄流要求.结果表明,进一步提高洞庭湖的蓄洪功能、保护3口洪道的分流能力,仍是实现长江中游防洪安全的必要条件.由此,结合湖区城镇、产业分布与自然地理条件,按"人类活动集中区—扩大蓄洪区—蓄洪区—自然湿地"的梯级层次提出了划分洞庭湖湿地区域的框架.     

变化条件下黄河上游水沙调控模式研究

水沙调控是解决黄河上游宁夏至内蒙古河道淤积萎缩、凌汛威胁的重要措施.采用实测资料分析和数学模型计算等方法,考虑水沙情势和流域生态保护、经济社会发展需求变化,研究了黄河上游不同水沙调控模式及其调控效果.现状调控模式,未来宁蒙河段处于淤积态势,年平均淤积量0.59×10⁸t,最小平滩流量减小到1 000m³/s.调整龙羊峡、刘家峡水库调控模式,对减少宁蒙河段淤积、恢复中水河槽有一定作用,但淤积态势未发生调整,龙刘水库汛期少蓄水25×10⁸～40×10⁸m³,宁蒙河段年均淤积量为0.36×10⁸～0.44×10⁸t,同时影响流域供水、发电.在黄河上游黑山峡河段建设水库,与现状工程联合拦沙和调水调沙运用,协调水沙关系,一级开发方案可在100a内使宁蒙河道基本不淤积,最小平滩流量恢复并维持在2 500m³/s;二级开发方案可在水库运用50a内使宁蒙河段不淤积,最小平滩流量恢复并维持在2 500m³/s...     

凡纳滨对虾幼体不同培育密度对水质、仔虾生长、免疫和抗逆性能的影响

根据福建凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamez)25 m²池育苗的培养密度,设置16万尾/m³ (Ⅰ)、24万尾/m³ (Ⅱ)、32万尾/m³(Ⅲ)、40万尾/m³(Ⅳ)和48万尾/m³(Ⅴ)5组幼体培育密度,分析不同培育密度对水质、仔虾生长、免疫相关因子活性和抗逆性能的影响.实验结果表明:在同一培育密度条件下,水中溶解氧(DO)含量和pH值随幼体的生长(溞状幼体期、糠虾幼体期和仔虾期)显著下降(p<0.05),而活性磷酸盐(PO₄^3-P)、硝酸盐氮(NO₃^--N)、亚硝酸盐氮(NO₂^--N)、氨氮(NH₄⁺-N)含量和化学耗氧量(COD)则显著上升(p<0.05);在不同培育密度条件下,DO含量和pH值随着培育密度的增加而降低,而PO₄     

基于时间序列的朱沱和寸滩水位变化特征分析

长江上游水位变化对防洪和航运等具有重要意义.本文基于朱沱和寸滩水文站近60年水文资料分析水位流量关系变化以及寸滩站受三峡回水影响的临界条件,并研究不受三峡回水影响下朱沱和寸滩的水位变化趋势以及三峡成库前后的水位变化幅度.结果表明：寸滩站受回水影响的临界流量随坝前水位增大而增大,当坝前水位大于163.5m时,寸滩站均受回水影响;近60年来朱沱站和寸滩站在不受三峡回水影响下,水位整体呈降低趋势;与三峡成库前相比,朱沱站和寸滩站水位累计降低幅度分别在2015年、2010年有趋势性增大,且随流量的增大而减小;朱沱站在2018年4 000m³/s时,水位累计最大降低幅度达0.7m, 20 000m³/s时,降低幅度为0.4m;寸滩站在2018年6 000m³/s时,水位累计最大降低幅度为0.75m, 20 000m³/s时,降低幅度0.25m.研究结果可为长江上游航道建设及维护等提供参考.     

道路雨水口泄流效率关键影响因素研究

为了研究道路坡度（横坡1%～2%、纵坡0.3%～5.0%）和径流量（0～70 m³/h）对雨水口泄流效率的影响,搭建了比例为1∶1的试验平台,分析不同工况下的泄流效率。试验结果表明:径流量越大,纵坡越大,泄流效率越低;横坡每提高0.5%,雨水口的泄流效率约提高10%。将孔口出流方程对数据进行拟合所得公式与其他文献提出的经验公式进行对比,结果显示:对标准型平篦式雨水口,前者的拟合效果更好。基于拟合公式,提出雨水口布置的设计思路,推导了布置间距的计算公式,并将其应用于雨水口布置间距的优化设计。     

燃气干衣机半预混旋流燃烧器的一氧化碳排放影响分析

设计一款以丙烷为燃料,适用于燃气干衣机的半预混旋流燃烧器.采用实验测量与数值模拟的方法,研究不同燃气流量和挡环高度对其CO排放的影响.研究表明:在工况中,燃气流量增加使一次空气系数下降,CO生成速率上升,故增加燃气流量后CO浓度升高;挡环主要影响燃烧器头部周围二次空气流场和火焰温度场,增加挡环高度后燃气空气混合程度上升,烟气温度升高;当燃气流量为0.207 m³·h^-1,挡环高度分别为3,11,16 mm时,CO的实测体积比折算值分别为319,242,199 cm³·m^-3,因此,增加挡环高度后CO减排效果明显.模拟结果显示:当燃烧器挡环高度为20 mm时,CO的排放量最低.     

基于水资源通用配置与模拟模型的邯郸市水资源优化配置

为实现区域水资源的动态调控,立足河北邯郸市水资源本底条件差且管理需求高的现状,利用水资源通用配置与模拟(general water allocation and simulation, GWAS)模型构建了基于自然-社会二元水循环的动态邯郸市水资源配置模型,在选用1980—2016年和2020年相关数据分别对模型水循环模块和配置模块开展参数率定和验证的基础上,对区域2025年和2035年平水年(保证率P=50%)、枯水年(P=75%)的水资源分别进行配置。结果表明：邯郸市2025年平水年和枯水年的配置水量分别为22.43×10⁸ m³和21.53×10⁸ m³,缺水率分别为11.70%和22.13%,缺水口主要在农业;2035年平水年和枯水年的配置水量分别为25.02×10⁸ m³和23.31×10⁸ m³,缺水率分别为4.53%和21.81%,其缺水情况较2025年明显改善;受邯郸市天然水资源匮乏和西高东...     

下吸罩结构参数对木粉尘控制模拟及正交优化

打磨车间产生的木粉尘具有粒径小、危害大、粉尘浓度超过国家卫生限值等特点。为探究某家具厂打磨车间木粉尘污染情况,及分析该打磨车间下吸罩的较优结构参数。采用数值模拟方法,以30μm粒径木粉尘为研究对象,对多打磨作业点进行单因素模拟,再通过正交试验及模拟验证得到较为合适的下吸罩结构参数。结果表明：在自然通风时,呼吸区域高度的粉尘浓度大于国家卫生限值,接近4.5 mg/m³;各单因素模拟情况下的最优工况分别为：三角形罩口、0.6 m罩口高度及通风量2 600 m³/h;通过正交试验及模拟验证得到下吸罩优化方案参数为：通风量2 000 m³/h、三角形罩口、罩口高度0.6 m。     

基于数值模拟法的傍河水源地井群设计和优化

为保证傍河水源地水资源的可持续开发利用,并尽量减少由此对生态环境造成的负面影响,对水源地的开采井群进行优化设计是必要的.本研究以开采量(20×10⁴ m³·d^-1)和地下水位允许降深(14 m)为目标函数,以袭夺江水比例、地下水位降落漏斗范围、理论单井供水能力为约束条件,以开采井数量、井间距离、井河距离3个设计参数为变量,应用Visual MODFLOW 2010.0软件对地下水流场的演化规律进行了模拟预测,并基于预测结果对设计方案进行了比选,得到了最优参数组合.结果表明:9口开采井、井间距离为100 m、井河距离为50 m为最优方案;在该方案条件下,傍河水源地的供水能力为2.1×10⁵ m³·d^-1,其中袭夺的江水量占66%;形成的地下水位降落漏斗面积为2.8×10⁶ m²,中心区降深为11.5 m,对环境产生的扰动最小,环境负效应也最小.     

高拱坝泄流诱发地基场地振动特性及泄流方案优化研究

为解决高坝泄流诱发地基及场地振动而导致的泄流安全问题,依托乌东德水弹性模型,研究了开孔方式和流量对边坡振动分布特性和水垫塘底部基岩的影响,并进一步探究不同流量级的减振优化方案.结果表明:①水垫塘底部基岩的振动分布主要受水舌落点位置影响,振动加速度峰值出现在水舌落点区域附近.流量对水垫塘基岩及边坡振动的影响,在不同开孔方式下存在一定差异.表孔泄流时,水垫塘基岩的振动量值随流量增加整体上呈先增大后基本保持不变的趋势;中孔泄流时,底部基岩的振动量值与流量呈明显的正相关关系;表中联合泄流时,当表孔开孔数大于中孔开孔数,较小流量也会诱发较大的基岩振动,当表孔开孔数小于中孔开孔数,基岩振动与流量呈大致的正相关关系;②边坡767 m高程处振动分布趋势与水垫塘底部相仿,量值有所减小.边坡827 m高程处的振动情况较为复杂,随流量变化没有明显分布规律;③同流量级下,中孔泄流、表孔开孔数小于中孔的开孔方式诱发振动较小,表孔泄流和表孔开孔数大于中孔的开孔方式诱发振动较大;④流量较小时,可优先采用中孔泄流,此时地基和边坡振动均比较小.流量较大、超过表孔和中孔单独泄流最大流量时,表中联合泄流应确保中孔开孔数大于...     

导流洞双层进水口优化与传统进水口对比研究

为了研究导流洞双层进水口优化体型后的水力特性,并对其与传统进水口布置进行比较,基于某抽水蓄能电站导流洞的设计参数,采用Fluent软件中的VOF水动力模型进行了三维数值模拟.通过改变竖井宽度,即改变水平洞与竖井进口面积比、去除竖井以及采用常规喇叭口进水口3种方案,对双层进水口进行了比较分析.分析重点包括相对流量、水流弗劳德数、相对压强以及水头损失系数等4个方面的特性.研究结果表明：面积比的变化对双层进水口的流量分配和流速分布产生了显著影响.相比于去除竖井的水平进水口,双层进水口在增加泄流量、降低进水口水头损失方面具有明显优势.在孔流流态下,双层进水口的泄流能力已接近单独采用喇叭口泄洪洞.结果显示,双层进水口的泄流主要以竖井下泄为主.在孔流流态时,双层进水口的泄流受下游泄洪洞断面的控制.其独特优势在于能快速对导流期的水平洞进行封堵,并在运行期间迅速进行泄放洞的改建,以便尽快进入运行状态.     

“双碳”目标下张家口市“三生”空间格局演化及碳效应研究

基于“三生”空间识别与碳源(汇)属性分类体系,分析2000—2020年张家口市“三生”空间格局演化特征,测算“三生”空间垂直方向和水平方向的碳效应,探讨“三生”空间演化的生态关系及其对碳效应的影响。结果表明,2000—2020年张家口市“三生”空间时空格局变化显著,生态空间增加710.24km²,生产–生活空间增加652.55km²,生产–生态空间减少1362.79km²,3类空间相互转化的幅度愈加强烈。垂直方向上,碳通量从2695.18万吨上升到4894.36万吨,碳排放远大于碳吸收,碳收支不平衡现象较为严重。水平方向上,生态空间的碳吸收强度逐渐上升,生产–生态空间和生产–生活空间的碳排放强度不断下降。20年间,积极碳流增加823万吨,消极碳流减少1182万吨,整体净碳流为负值。张家口市“三生”空间生态关系冲突明显,主要表现为掠夺–限制与竞争的关系,对碳效应产生消极影响。     

通道压裂支撑剂缝内分布规律研究

通道压裂是低渗透致密油气藏高效、低成本开发的关键技术,通过采用非连续簇团铺砂的方式,使裂缝中形成具有高导流能力的通道,但目前关于通道压裂的理论研究仍然处于起步阶段.因此,基于计算流体力学建立欧拉-欧拉固液两相流模型,对通道压裂过程中支撑剂的分布状态进行模拟,通过与实验结果进行对比,证明了所建立模型的有效性,并系统研究了不同中顶压裂液(纯压裂液脉冲段)黏度、支撑剂密度、泵注排量对通道压裂通道率的影响.结果表明,中顶压裂液的黏度从1 mPa·s增加到20 mPa·s,通道内平均通道率增加5%;支撑剂密度从1400 kg/m³增加到2000 kg/m³时,缝内通道率减小了7%;排量由3 m³/min增加到7 m³/min时,通道率由28%增加到33.5%后减小到31%.现场应用过程中应使用较高黏度中顶压裂液、较低密度支撑剂和合理的泵注排量以保证裂缝中形成有效支撑通道.     

面向不同需求的未来社区海绵源头设施布局方法

未来社区是一种追求可持续发展目标的生态低碳新型城市功能单元。为了探究融合海绵城市建设理念的未来社区海绵源头设施布局方法，提出采用容积法、模型法及多目标优化法以满足不同数据和技术需求，构建未来社区海绵源头设施布局多方法体系。选择一典型以未来社区为目标的待建社区为例开展研究。结果表明，容积法数据及技术需求低，可生成满足研究区年径流总量控制率的海绵源头设施布局方案；然而，如需进一步评估方案的减污降碳效果则需借助模型法，但模型构建和运行需进一步获得研究区管网及降雨等数据。为了实现未来社区建设的多目标综合环境效益和成本效益，则可采用多目标优化法，该方法需运用智能优化算法和模型耦合技术。不同方法下得到的未来社区减污降碳效果表明，容积法方案峰值流量由传统方案(无源头设施)5.65m³·s^-1降至2.17m³·s^-1,典型年平均径流总量控制率由51.87%提高到79.43%,年均降碳量增加284.87t·a^-1(假设传统方案降碳量为0),污染物峰值浓度降低21.69%～30.52%,显著提高了...     

金坛盐穴储气库上限压力提高试验

为了精确获取造腔层段最小主应力以确定盐穴储气库上限压力,确保气腔安全稳定运行且最大限度地发挥盐穴储气库的功能。在金坛储气库进行小型水力压裂地应力测试,测量5个层段的最小主应力,选取注采B井套管鞋处最小主应力22.5 MPa的80%,即18 MPa作为理论上限压力。上限压力的确定需进行数值模拟,研究表明,注采B井在上限压力18 MPa下满足气腔稳定性和密闭性的要求。根据注采站压缩机技术参数和安全考虑,金坛盐穴储气库确定了上限压力提高0.5 MPa的方案,且提压过程中利用实时微地震技术监测腔体及围岩的稳定性。经过现场提压试验,注采B井上限压力达到17.5 MPa,库容从3 481.06×10⁴ m³增加到3 590.39×10⁴ m³,工作气量从2 137.02×10⁴ m³增加到2 246.15×10⁴ m³,增加了5.11%。研究认为：虽然盐穴储气库行业普遍采用最小主应力的80%~85%的经验值作为盐穴储气库上限运行压力,但采取的上限压力需要进行数值模拟。通过理论模拟研究和现场试验,金坛盐穴储气库上限压力可以从当前的17.0 MPa提高到17.5 MPa。     

烧结镁砂煅烧竖炉内气固传热特性数值分析

以年产5×10⁴ t烧结镁砂竖炉为研究对象,基于多孔介质理论,建立竖炉内三维稳态气固流动传热模型,并模拟研究竖炉热工参数对床层内气固传热过程的影响.研究结果表明:冷却风流量每增加10%,出口烟气温度降低50℃,出口球团温度降低80℃;冷却段长度每增加5%,出口球团温度降低25℃.以竖炉出口烟气温度和球团温度为优化目标函数,得到竖炉最适宜结构和操作参数,即煅烧风流量为2 606.67 m³/h,冷却风流量为2 203.34 m³/h,预热煅烧段长度为6.64 m,冷却段长度为11.70 m.在此竖炉运行工况下,出口球团温度为288.75℃,出口烟气温度为414.32℃.     

赣江尾闾整治的研究

本文分析了赣江尾闾行洪情势的变迁与现状,认为赣江尾闾的进一步整治,主要是北支的堵支并流问题.针对北支的特点,本文拟订了四个可能的整治方案,即:方案Ⅱ堵北支;方案Ⅲ堵官港;方案Ⅳ堵官港、北支清障;方案V堵官港和沙汊河、北支清障.加上现状方案Ⅰ,组成五个比较方案.经过全面勘察、收集资料和详细的水文、水力、水工的分析计算,并从技术、经济、环境诸方面论证,本文结论为;各整治方案(Ⅱ—V)与现状方案Ⅰ比较,均明显有利.而从投资少、效益大、抬高洪水位影响小、有利于近期实施等原则考虑,则推荐方案Ⅳ为较优方案.该方案投资463万元,缩短堤线49公里,减少加高加固圩堤土石方的一次性效益1,034万元,由于减轻岁修防洪负担,改善排灌,增加耕地和养殖水面等,每年还可获效益40万元.     

致密气藏压裂用支撑剂导流能力评价及优化

为降低致密气储层改造成本,探究了石英砂取代压裂用陶粒支撑剂的可行性。采用裂缝导流仪对石英砂和陶粒支撑剂的长期导流能力进行评价,并结合数值模拟开展导流能力与采收率相关性的研究,从而优化支撑剂类型。结果表明：在闭合压力作用下,石英砂和陶粒支撑剂的导流能力随着时间呈现初期递减快、随后递减变缓的趋势,20～40目石英砂与陶粒的导流能力呈现半对数关系递减,40～70目、70～140目的石英砂和陶粒支撑剂的导流能力呈现两段式线性关系递减;导流能力下降的主要原因是支撑剂的破碎,在裂缝闭合8 h以内破碎率增加幅度较快,随后趋于平缓,这与导流能力的变化规律一致;随着支撑裂缝导流能力提高,采收率和稳产期累积产气量逐渐增大,当导流能力大于5μm²·cm时增幅逐渐减缓;可以用石英砂支撑剂代替陶粒支撑剂,渗透率为(0.01～0.10)×10^-3μm²的气藏,选用20～40目石英砂支撑剂,渗透率为1.00×10^-3μm²的气藏,选用40～70目石英砂支撑剂。     

苏北盆地溱潼凹陷页岩油SD1井万吨级CO2压吞矿场试验及效果评价

通过调研页岩油CO₂压吞提高采收率机理,结合SD1井地质背景和室内岩心CO₂吞吐实验,利用数模分析确定CO₂压吞最佳参数组合,最终成功进行万吨级CO₂压吞矿场试验,研究结果表明：SD1井脆性矿物含量较高,压裂后形成的密集缝网体系有利于进行大规模CO₂压吞试验,数模结果的注CO₂最小混相压力为45.14 MPa;随着驱替吞吐次数增加,页岩油动用程度逐渐增大,但增幅逐渐放缓;应选择的最优压吞参数组合为自喷后期的注入时机,1.7×10⁴ t的注入量,550～600 t/d的注气速度,50 d的焖井时间或实际井口单日压降小于0.1 MPa时开井放喷;注入CO₂推进方向基本不发生变化,近似向四周均匀推进,覆盖范围大,有利于提高动用程度;停注后3 d,平面波及面积为81 671.04 m²,较停注时增加8.82%,波及体积为4 316 273.73 m³,较停注时仅增加0.1%。矿...