郑州市不同埋藏深度地下水水化学特征及成因分析

以郑州市浅层、中深层、深层、超深层地下水为研究对象,利用描述性统计分析对研究区不同埋藏深度地下水的主要化学成分进行识别,基于Piper图和舒卡列夫分类法划分研究区地下水水化学类型,结合相关系数法、离子比例系数法、Gibbs图和氯碱指数法对研究区地下水的主要化学成分来源进行分析,并对研究区的水质进行了评价。结果表明：浅层水和中深层水主要阳离子含量Ca2+>Na+>Mg2+>K+;深层水和超深层水的主要阳离子含量Na+>Ca2+>Mg2+>K+;不同埋藏深度的地下水主要阴离子含量均为HCO3->SO42->Cl->NO3->F-,浅层水和中深层水主要水化学成分及其含量最为相似。随埋藏深度的增加,Na+含量逐渐增加,并成为超深层地下水中的绝对优势阳离子,而Ca2+含量逐渐减少,由浅层地下水中的主要阳离子变为超深层地下水中的次要阳离子;HCO3-含量随埋藏深度变化幅度较小,始终是地下水中的绝对优势阴离子。研究区地下水的化学组分主要受溶滤作用、阳离子交换作用、反阳离子交换作用、混合作用以及人类活动的影响。水质评价结果表明：中深层和深层地下水的水质优于浅层和超深层地下水,除浅层水有11.4%的水样点为Ⅴ类外,其余地下水水质均为Ⅲ类或Ⅳ类。     

基于流域尺度的水环境分区识别与评价——以辽河流域(浑太水系)山水林田湖草沙一体化保护和修复工程为例

以“辽河流域(浑太水系)山水林田湖草沙一体化保护和修复工程”项目为依托,针对浑太水系流域上游修复区,建立了主成分分析、层次聚类、水质标识指数与反距离权重插值法相结合的水环境评价体系。利用主成分分析法进行指标降维筛选,对所选指标进行方差检验,通过聚类分析以及差异化将173个监测点分组,利用水质标识指数法对分组后的均值进行评价,再将结果分配到对应监测点。基于流域尺度与行政区划相结合的方法进行水环境评价分区,对研究区进行分区反距离插值,得到浑太水系流域上游的水环境状况。结果表明：173个监测点共分为14组,一组处于Ⅳ类水质,一组处于劣Ⅴ类水质,剩余12组均为Ⅲ类水质。以浑河流域和太子河流域为大界限,浑河流域被划分为5个评价区,太子河流域被划分为4个评价区,其中有6个分区整体处于Ⅲ类水平;浑太流域上游水质状况较好,仅太子河流域中的清河、浑河流域中的大柳河为Ⅳ类,以及浑河流域内的李石河和古城子河流域为劣Ⅴ类,其余均为Ⅲ类;清河和大柳河主要为五日生化需氧量(BOD₅)超标,李石河和古城子河均为金属镉超标。进行流域尺度的水环境分区识别与评价,可打破以往水环境评价中的行政区域界限...     

高温后花岗岩循环加卸载力学行为数值模拟

高放核废料处置库在开挖和使用过中围岩不断承受周期荷载,进而影响了高放核废料处置库的安全稳定。基于此,本文使用数值模拟方法研究了高温作用后花岗岩循环加卸载力学行为,在得到一组可以反映高温作用后花岗岩三轴压缩力学行为细观参数的基础上,分析了温度及围压对循环加卸载应力-应变曲线、弹性模量和破裂过程的影响。研究结果表明,常温下循环加卸载应力-应变曲线与单调加载吻合较好,循环加卸载造成宏观裂纹两侧晶粒脱落;600°C高温处理后,单轴循环加、卸载过程都会对应微裂纹增加,导致应力-应变曲线偏离较多。而高围压限制了卸载过程微裂纹数目增加及Felicity效应,循环加卸载峰值强度与单调加载差距明显减小,但循环加卸载会造成宏观裂纹两侧出现晶粒压碎现象。弹性模量随循环次数变化主要分为峰前阶段、峰后破裂阶段及残余强度阶段。600°C处理后试样内存在大量热裂纹,弹性模量峰前阶段会存在明显上升阶段,且对围压更加敏感。     

致密砂岩气藏动态水锁定量评价新方法

致密砂岩气藏开发过程中普遍存在水锁现象,其严重影响气相渗透率及采收率,极大制约了气藏的高效开发,因此水锁程度的准确评价对于气藏精细开发尤为重要。本文通过致密砂岩储层微观孔喉结构分析及基本渗流原理,结合动态生产参数,建立了孔隙度、生产压力梯度与水锁效应之间的数学联系,创新性的提出了动态水锁指数的概念,从而对生产中的水锁程度进行定量化的表征。进而将微观下的表征结论推广到宏观,从微观尺度到宏观尺度对水锁状况进行定量化的分析,明确了不同生产压力梯度与孔隙度对水锁效应的影响程度,建立了一套动态水锁程度定量评价新方法。通过对研究区实际生产资料进行对比分析,进一步验证了该评价方法的准确性与可行性,运用该方法能够对致密砂岩气藏中的水锁程度进行定量化的分析和监测,从而为剩余气分布状况的明确及下一步增产工艺措施的设计提供指导。     

基于改进对抗解释结构模型和交叉影响矩阵相乘法的多航站区分区运行设计影响因素分析

针对大型民用运输机场多航站楼、多机坪复杂布局形式,为科学确定多航站区分区使用模式。在构建多航站区分区运行影响因素集的基础上,运用模糊集理论对对抗解释结构模型(Adversarial Interpretive Structure Modeling Method, AISM)进行改进,通过模糊可达矩阵对水平截距分布进行深入分析,进而得到多航站区分区运行影响因素的多层级模型。最后结合对抗层级拓扑图以及模糊驱动力-依赖性图对因素之间的关联性和逻辑性进行分析,并以粤港澳大湾区某干线机场的远期规划进行实例验证。结果表明：航空公司年旅客运量和航空公司高峰小时旅客数量驱动力较高而依赖性较低;机位分配与使用策略、分散式航站楼间捷运系统的通达性驱动力较低而依赖性较高。综合对抗层级拓扑图所揭示的表层、中间层、深层影响因素可知,航司年旅客运量和高峰小时旅客数量是影响分区运行设计的最根源和关键的因素。     

高温蒸汽热泵的多目标参数设计优化

为了进一步节能减排,并根据用户负荷需求,设计出合适的高温蒸汽热泵系统,提出了一种基于多目标优化的高温蒸汽热泵设计优化方法。首先根据选取的高温蒸汽热泵结构,说明系统各子系统的选型并研究高温蒸汽热泵的系统机理,建立系统的静态模型,提出了高温整齐热泵的■效率计算方法;然后确定了系统结构参数优化问题的优化参数,以■效率和总成本作为优化目标,基于多目标人工蜂群算法(multi-objective artificial bee colony algorithm, MOABC),建立高温蒸汽热泵的多目标优化模型;最后对不同工况下的系统■损失以及循环性能系数(coefficient of performance, COP)分别进行了MOABC的优化。结果表明,使用■效率作为能效指标可以提升高温蒸汽热泵系统的能源品质;而使用COP作为能效指标则降低了系统的能耗。     

基于双重介质嵌入式离散裂缝模型的致密油藏产能影响因素

致密油藏具有显著的超低孔超低渗特征,天然微裂缝和水力压裂缝对油藏有效动用至关重要,相关数值模拟研究工作备受关注。研究者们广泛采用嵌入式离散裂缝模型研究致密油藏流动规律,通过修改基质网格渗透率表征天然微裂缝,无法精细刻画微裂缝与基质间流体交换对流动产生的影响。为克服以上不足,考虑基质、复杂天然微裂缝和人工压裂缝间传质机理,建立了致密油藏双重介质嵌入式离散裂缝模型;进一步,对模型进行数值离散处理,编制了相应的模拟器;最后,基于所建立模型研究了天然微裂缝、水平段长度、裂缝间距等多因素对致密油藏产能影响规律。研究结果表明,本文所建立模型产能高于传统EDFM模型;水平段长度越长,产能越大;裂缝间距越小,产能越大;应力敏感对致密油藏生产动态有一定影响,并且随着时间推迟,影响逐渐增强;本文所建模型实现了对基质、复杂天然微裂缝和人工压裂缝间复杂传质机理的精细刻画,相关研究结论可为致密油藏经济高效开发提供借鉴。     

石灰掺量对分散性土工程性质的时效影响分析

为研究不同石灰掺量和龄期对新疆某地分散性土长期力学性能的影响,通过改性研究和力学性质试验,探讨不同石灰掺量和龄期下改性土的变形与强度变化规律。结果表明：随石灰掺量增加,分散性抑制效果越好,最大干密度逐渐降低,内摩擦角增大,黏聚力和无侧限抗压强度先增大后减小,压缩系数先减小后增大,最后趋于稳定;随龄期延长,压缩系数减小,黏聚力、内摩擦角和无侧限抗压强度增大。当石灰掺量为3%时,分散性土改性为非分散性土,无侧限抗压强度达到峰值,龄期为3d、28d时,其强度提高48.24%、252.74%;当掺量为5%时,黏聚力取得极大值,龄期3d和28d的改性土黏聚力分别增加14.67%、50.05%。龄期越长,强度越高,改性土越脆,适应变形能力减弱。     

基于改进麻雀搜索算法的最大指数熵分割方法

为了解决基本麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA) 依赖初始种群和求解精度不高的问题,提出一种基于Circle混沌映射和随机游走的改进的麻雀优化算法(improved sparrow optimization algorithm,CRSSA) 。该算法为了增强麻雀种群的多样性,在麻雀初始阶段引入混沌Circle 映射; 采用随机游走对最优麻雀进行扰动,使其在麻雀寻优后期,增强算法全局搜索能力,跳出局部最优。同时选取15个测试函数对其算法进行性能测试。结果表明：与原始的SSA 、蜉蝣算法(mayfly algorithm,MA) 、粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO) 、鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA) 和灰狼优化算法(gray wolf optimization algorithm,GWO) 相比,改进的麻雀搜索算法具有寻优速度快、求解准确度高和鲁棒性强等优点。将该方法应用在多阈值图像分割中,通过对比不同算法的峰值信噪比(peak-to-signal ratio,PSNR)、结构相似性(structural similarity index,SSIM)、适应度函数值和运行时间性能指标,可有效解决多阈值分割问题,具有一定的工程应用价值。     

7-甲氧基-3′-羟基黄酮的合成及其紫外光谱性能

黄酮有很好的药理活性,应用广泛,但提取黄酮产量低、价格高,为了探索人工合成黄酮的新技术和合成新的黄酮,以天然产物丹皮酚为原料,碱催化间羟基苯甲醛和丹皮酚发生缩合反应,构建中间体产物Ⅰ;再在高温下以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,碘催化诱导其氧化关环得到目标产物Ⅱ,通过紫外、红外、元素分析及核磁共振等综合分析确定产物的结构,考察产物Ⅰ和产物Ⅱ在不同浓度酸碱盐溶液中紫外光谱的变化情况并分析其原因。结果表明,产物Ⅰ为2′,3-二羟基-4′-甲氧基查尔酮,产率82.2%,在不同浓度酸碱盐溶液中其紫外光谱均有变化,可与低浓度NaOH溶液作用,其生成物在30 min内能稳定存在,也易与KNO₃溶液作用,其生成物不稳定;产物Ⅱ为7-甲氧基-3′-羟基黄酮,产率92.0%,在HCl(4.0 mol/L)、NaOH、KNO₃溶液中能长期稳定存在。该合成工艺克服了缩合反应中需要保护羟基的问题,实现了7-甲氧基-3′-羟基黄酮的高效合成,产物Ⅰ未能形成4-色酮结构,其AB环上各有一个酚羟基,稳定性受环境影响较大,碱性环境下尤为突出,使用时应把控产物Ⅰ的存储环境,pH...