微灌鱼雷网式过滤器全流场数值模拟

为了充分了解鱼雷网式过滤器内部流场分布规律,该文应用雷诺时均(Reynolds-Averaged Navier-Stokes,RANS)方程及RNG k-ε湍流模型,对过滤器内部全流场进行全流场数值模拟。结果表明:鱼雷部件和出水口边界条件对该过滤器的速度流场和压力场分布规律影响很大,鱼雷部件的影响是尤为突出;滤网及其内、外侧的水流流速沿X轴的变化规律分流速迅速增加、流速迅速减小和流速缓慢减小3个阶段;滤网内外压力分布有很大的的差异,滤网内侧压力沿X轴分布从迅速增加到缓慢减小、最后趋于稳定。而滤网外侧压力分布沿X轴的变化很大,特别是在出水口处压力迅速减少,压力沿X轴的波动幅度较大。滤网内侧压力比外侧的大,两者的压力差沿X轴越来越小,最大压力差为23 k Pa左右,最小压力差为0.5 k Pa。研究结果认为整个滤网堵塞不均匀,滤网堵塞呈现从尾部开始向出水口方向发展的趋势,对后续滤网的冲洗排污产生重要影响。该文建议在设定最佳排污压差时需要慎重考虑。     

新疆砌块复合墙体和砖墙日光温室的传热数值模拟分析

[目的]研究建立新的二维传热模型来模拟和优化日光温室,为日光温室墙体的设计、建设和维护提供科学合理的方法和依据.[方法]采用ansys软件进行温度场和流场模拟,使用UG软件对日光温室造型,将顶部保温被等结构适当简化,计算域分为内部与外部空气两部分.运用DO辐射模型和湍流模型模拟,采用CFX-Post计算处理,得到温度云...     

钢渣微粉对微生物固化风积沙强度影响的试验研究

为研究钢渣微粉和巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)对风积沙强度的提高作用，确定合适的钢渣微粉掺量和固化配比。进行了不同钢渣微粉掺量下的微生物固化风积沙沙柱试验，以无侧限抗压强度为指标，结合沙柱碳酸钙生成量，确定钢渣微粉最佳掺量。以钢渣微粉为外加剂，利用巴氏芽孢杆菌对风积沙进行固化，以无侧限抗压强度为指标，在单因素试验的基础上，通过正交试验优化固化配比，并分析菌液OD值、胶结液浓度和胶结液加注次数对掺钢渣微粉风积沙的固化强度的影响。结果表明，钢渣微粉最佳掺量为2.5%,各因素对固化效果影响的主次顺序：胶结液浓度>胶结液加注次数>菌液OD值，推荐风积沙固化制度为单轮5次注浆，菌液OD值为2.0,胶结液浓度为1.5 mol/L,此时沙柱的无侧限抗压强度达到4.07 MPa,较未掺加钢渣微粉沙柱提高21.5%。     

复播玉米干物质累积及产量对不同膜下滴灌灌水量的响应研究

2016年在新疆阿克苏地区林果试验基地无底测坑内进行灌溉试验,设两个灌溉条件,分别为定灌水周期变灌溉定额试验和定灌溉定额变灌水周期试验,以当地传统地面灌溉为对照,分析不同灌水条件下各生育期夏玉米的干物质累积量、产量及产量构成因素的变化规律。结果表明,相同灌水周期灌水量较大的处理,在各生育期内夏玉米的干物质积累量及产量均较大;相同灌溉定额灌水次数较频繁的处理,在各生育期内夏玉米的干物质积累量及产量均较大。因此,在阿克苏地区选择灌水量为300 m~3/hm~2,灌水周期为6 d的灌溉制度较适宜;选择灌水量为450 m~3/hm~2,灌水周期为8 d的灌溉制度较适宜。     

南疆丰收灌区水资源多目标优化配置方案优选

针对灌区水资源多目标优化配置模型求解算法的不确定性和最优方案选择问题,以新疆阿克苏地区阿瓦提县丰收灌区为研究对象,以灌区可持续发展为目标,建立基于优选算法的灌区水资源多目标优化配置及方案优选模型。对比改进的NSGA-II算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II,带精英策略的非支配排序遗传算法)、NSGA-III算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-III,基于参考点的非支配排序遗传算法)、MOEA/D算法(AMulti-Objective Evolutionary Algorithm based on Decomposition,基于分解的多目标进化算法),最终选取性能最好的CNSGA-III算法作为优化算法对水资源配置模型进行求解;建立水资源配置方案评价体系,利用熵权-TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,优劣解距离法)综合评价模型对符合决策制定者期望的配置方案进行对比筛选,选出灌区水资源最佳配置方案。结果表明:优化后的方案相较于传统配置方案,在"三条红线"用水限额下,经济净效益增加1.0%,灌区总缺水量减少8.4%,碳吸收总量增加4.5%。建立的灌区水资源多目标优化配置及方案优选模型可为管理者制定灌区水资源配置方案提供参考,也可适用于其他干旱灌区,有一定的理论意义。     

新疆玛纳斯河流域地下水砷氟分布及共富集成因

砷(As)、氟(F)污染水体及其共存问题是环境领域的热点问题，长期暴露其中对公众的身体健康存在巨大威胁。以新疆玛纳斯河流域为研究区，分析高As、高F地下水的水化学及空间分布特征，结合地质条件、赋存环境和人类活动的影响进一步阐明地下水As和F的来源、迁移与富集的水文地球化学过程。结果表明：研究区地下水整体为弱碱性、还原环境的淡水，地下水As、F质量浓度变化范围分别为1.13～41.35μg·L^-1、0.06～8.02 mg·L^-1，高As、高F地下水水样占总水样的62.9%、45.7%，砷氟共富集占总水样的37.1%。砷氟共富集地下水主要分布在平原区北部靠近沙漠边缘，水化学类型主要为HCO₃·Cl型和HCO₃·SO₄·Cl型。研究区南部山区高As、高F岩层是地下水As、F的原生来源，区域地质构造与水文地质条件是影响地下水砷氟富集的重要因素。玛纳斯河流域高As地下水具有高pH值、低γSO₄^2-/γCl^-比、低Eh等特...     

干旱区覆膜滴灌和施氮量对夏玉米生长发育和产量的影响

以新玉9号为试验对象，设置覆膜与不覆膜滴灌条件下3个施氮水平(368.88、278.40和187.92 kg/hm2)及1个对照(当地灌溉施肥制度)，共计7个处理，研究新疆地区覆膜/不覆膜滴灌条件夏玉米SPAD值、叶面积指数、干物质累积量、产量及产量构成因素对不同施氮量的响应。结果表明，不同施氮梯度条件下，夏玉米各生长指标总体呈现出随着施氮量的增大先增大后减小的变化趋势。定量分析覆膜与不覆膜滴灌条件玉米各生长指标发现，覆膜滴灌玉米产量比不覆膜滴灌平均提高16.84%～37.32%，覆膜处理的夏玉米各生育期总干物质积累量、叶片SPAD值、叶面积指数均值比不覆膜分别提高48.05%、18.14%、41.65%。因此，在南疆地区采用覆膜滴灌方式且施氮量在278.4 kg/hm2左右时可较好满足玉米正常生长且产量较高。     

新疆博尔塔拉河中游地表水与地下水转化关系及原因

新疆博尔塔拉河流域水资源短缺且时空分配不均，定量计算出中游不同河段、不同时段地表水与地下水的转化量，对地下水开采与回补、地表水与地下水优化配置具有重要意义。基于2021年12月1日—2022年11月30日博尔塔拉河中游5个监测断面的逐日测流资料，运用河道径流分析法，结合P-III(Pearson-Ⅲ)型分布频率曲线、各监测断面来水量对比图和水文地质剖面图等对地表水与地下水转化进行了定量分析，并对渗漏河段入渗率与来水量关系进行了拟合。结果表明：（1）5个监测断面中，博乐水文站年来水量最多，查乡大桥监测断面年来水量最少。（2）博尔塔拉河中游2021年12月1日—2022年11月30日来水处于平水年份。（3）博尔塔拉河中游上段，地下水转化补给地表水；中段昆得仑渠首-查乡大桥段地表水大量入渗补给地下水，入渗系数为0.67，入渗率与来水量呈显著负相关关系；下段，地下水再次溢出地表。博尔塔拉河中游河段共经历了3次地表水与地下水转化，总体表现为地下水溢出补给地表水。     

渭干河上游流域近60年的入库水沙变化特征及趋势分析

研究干旱半干旱地区多沙河流的水沙特性及趋势，对流域内水沙调控、水沙预测具有重要意义。基于宏观(微观)的角度来详细研究干旱半干旱地区多沙河流的水沙特性及趋势，以期为流域内水沙调控、水沙预测提供理论帮助。应用累积距平法、ITA法和ITA-CB法计算克孜尔水库入库流量、入库输沙率，并分别从年内、年际、年代际3个尺度系统地分析流量、输沙率的变化特征与趋势。结果表明：(1)年内水沙分布特征高度相似，二者的最高值均分布在7月，其最低值分别分布在3月和1月，年际尺度上波动性强且差异明显；(2)年度入库流量呈现上升趋势且有增加倾向，夏季表现为上升趋势且存在减弱倾向，其中高值区升高趋势减弱，需要注意干旱的极端气候；(3)年度输沙率呈上升趋势，季度尺度下的趋势特征均表现为下降趋势，其中夏秋两季下降趋势有减弱倾向，冬季出现增强倾向。与传统分析方法相比，ITA与ITA-CB方法能够有效识别出序列内部间存在的微观趋势，有助于详细分析区域水沙的变化特征。     

高堆石坝砂砾石料的细观参数反演及三轴试验模拟

高堆石坝因坝体的变形过大以及不均匀性沉降导致面板易发生破坏，需进行筑坝材料的细观试验探究。以新疆阿尔塔什高堆石坝工程为研究对象，基于正交试验设计原理分析砂砾石料细观参数敏感性并对大型固结排水剪切三轴试验进行参数标定，对不同颗粒形状、含石率、级配的砂砾石料进行离散元三轴数模。研究结果表明：1）块石试样的峰值应力突出，剪胀程度不显著但结构更稳定；球体试样强度小，尤在高含石率（65%）下破坏面宽度可达275 mm，基本贯穿整个试样，破坏具有随机性，力链分布密集但强度小，最大力链强度较块石试样可减小14.70 kN；增加砂砾石料的不规则度可提高抗剪强度。2）低含石率下球体状试样无明显峰值，出现硬化且变形以剪缩为主；高含石率块石状试样下出现明显峰值，出现软化且剪胀突出；随含石率增加，剪切带由非对称"X"型向"工"型转变，宽度增加约4 倍，最大力链强度提高但数量少，粘结破坏点显现延迟，其数量由10 000（含石率0）降为6 800（含石率65%）个；增加含石率能使砂砾石料抵抗变形的能力得到提升。3）级配良好的试样曲线出现硬化现象，剪缩剪胀程度小，级配不连续的试样峰值突出，易发生剪胀变形；随颗粒粒径增加，不连续级配始出"工"型剪切破坏面，剪切带宽度由29.88 mm增加为66.18 mm，粘结破坏点提前显现，其数量由8 500骤增为13 600个，颗粒间孔隙率大应力集中现象显著易发生破坏。综上选取筑坝料时在条件允许范围内尽量保证形状不规则度和含石率高且级配良好的材料配比。以上方法不仅可研究试样的宏观变形，还可从内部研究颗粒间发生变形破坏的物理机制，为新疆阿尔塔什水利枢纽工程的稳定性评价提供一定理论支撑。