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流速和营养状态对藻类种间竞争的影响研究

人民长江 2023年第1期54卷 62-68页

作者：尹心安李浩北京师范大学环境学院北京100875 北京师范大学水环境模拟国家重点实验室北京100875

藻类种间竞争是影响藻类群落结构的重要过程。以往研究主要关注单种环境因子对藻类种间竞争的影响,较少考虑两种环境因子对种间竞争的耦合影响,并且未揭示生长周期各阶段(适应期、对数期、稳定期、衰亡期)的区别。基于室内实验,分析了... 详细信息

藻类种间竞争是影响藻类群落结构的重要过程。以往研究主要关注单种环境因子对藻类种间竞争的影响,较少考虑两种环境因子对种间竞争的耦合影响,并且未揭示生长周期各阶段(适应期、对数期、稳定期、衰亡期)的区别。基于室内实验,分析了不同流速和营养状态组合对铜绿微囊藻和斜生栅藻种间竞争的影响。结果发现:低流速和正常营养状态的组合时,铜绿微囊藻的竞争地位强于斜生栅藻。然而,较高流速和富营养状态的组合时,铜绿微囊藻的竞争地位弱于斜生栅藻。此外,正常营养状态时,两种藻的竞争优势在生长周期各阶段都容易受到相对高流速的影响,然而富营养状态时,在适应期和对数期不易受水流速度的影响。这表明本次研究的两个环境因素不仅可以改变种间竞争中的优势物种,还可以影响生长周期各阶段的种间竞争优势。

关键词：环境因子生长周期藻类种间竞争竞争优势

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河流水文情势改变程度计算方法研究

人民长江 2023年第6期54卷 66-72页

作者：尹心安王嘉崎高婷李浩檀怡北京师范大学环境学院北京100875 北京师范大学水环境模拟国家重点试验室北京100875 北京市西城区城市管理委员会北京100044

变异范围法是评估河流水文情势改变程度的重要方法。原有变异范围法只关注了河流水文指标值在目标区间内出现频率的变化,而忽略了指标值在目标区间内分布特征的变化,可能会低估河流水文情势的改变程度。为了更加全面地量化河流水文情势... 详细信息

变异范围法是评估河流水文情势改变程度的重要方法。原有变异范围法只关注了河流水文指标值在目标区间内出现频率的变化,而忽略了指标值在目标区间内分布特征的变化,可能会低估河流水文情势的改变程度。为了更加全面地量化河流水文情势改变程度,引入均值及变异系数,反映水文指标值在目标区间内集中趋势及离散程度等分布特征的变化,并与原有变异范围法相结合,建立新的河流水文情势改变程度评估方法;以汉江为例,对改进的变异范围法进行了验证。研究结果表明:改进的变异范围法量化了原方法未考虑的水文情势改变特征:以皇庄站水文情势为例,相较于原有变异范围法得出的低程度改变度20.63%,改进的方法得出了50.71%的中度改变,能够更加全面和准确地量化河流水文情势改变程度,可为生态流量保障提供更合理的量化目标。

关键词：水文情势生态流量变异范围法汉江

基于水体交换模拟的白洋淀围堤围埝拆除方案比选

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环境科学学报 2022年第10期42卷 353-361页

作者：白洁田凯麻晓梅尹心安贾鹏陈家琪赵彦伟北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875 生态环境部环境工程评估中心北京100012 国家环境保护环境影响数值模拟重点实验室北京100012

白洋淀是华北平原最大的浅水湖泊,因水产养殖等社会经济活动需要,淀内高密度建设围堤围埝,不利于水体交换,影响了水体环境和生态功能.基于MIKE 21软件,构建了白洋淀二维水动力模拟模型,选取水力滞留时间、滞水区面积比、流线分布均匀度... 详细信息

白洋淀是华北平原最大的浅水湖泊,因水产养殖等社会经济活动需要,淀内高密度建设围堤围埝,不利于水体交换,影响了水体环境和生态功能.基于MIKE 21软件,构建了白洋淀二维水动力模拟模型,选取水力滞留时间、滞水区面积比、流线分布均匀度等指标,提出了水体交换能力综合改善率计算方法,模拟了基准与低、中、高3种围堤围埝拆除强度情景的水体交换能力变化,进行了方案比选.结果表明,与基准情景相比,3种拆除强度情景下,流线分布均匀度均有增加,滞水区面积比分别减少6.17%、9.04%、9.24%,水力滞留时间分别缩短约1、2、3 d,水体交换能力综合改善率分别为34.37%、42.84%、47.25%,3种拆除情景对水体交换能力提升均有明显效果.本研究可为湖泊阻水构筑物拆除方案比选提供技术方法,为湖泊水体交换能力提升、水生态修复提供技术依据.

关键词：白洋淀水体交换围堤围埝拆除模型模拟方案比选

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不同入流类型对生态流量管理效果的影响

环境工程 2020年第10期38卷 76-82页

作者：何山尹心安北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875

河流生态流量管理对于保护下游生态系统具有非常重要的作用。在水库生态调度的研究中,为了给不同流量时期提供不同生态流量,下游生态流量管理越来越复杂化。人们倾向于采用更复杂的生态流量管理来改善生态水文情势。然而,除了生态流量管... 详细信息

河流生态流量管理对于保护下游生态系统具有非常重要的作用。在水库生态调度的研究中,为了给不同流量时期提供不同生态流量,下游生态流量管理越来越复杂化。人们倾向于采用更复杂的生态流量管理来改善生态水文情势。然而,除了生态流量管理,水库入流类型也会影响生态水文情势,进而影响生态流量管理效果。因此,研究不同入流类型对生态流量管理效果的影响,有助于在考虑水库调度成本的情况下,在水库生态调度之前更好地选择生态流量管理方案。通过分析全球径流,总结出3种入流类型。为了对比不同的生态流量管理方案,采用了4种通用生态流量管理方案。结果表明:当水库入流量年内分配较均匀、流量曲线变换平缓时,生态流量管理方案的改变不会影响河流生态水文情势,即这种类型的入流对生态流量管理方案不敏感。

关键词：生态流量管理入流类型水库生态调度生态水文情势

中国主要粮食作物种植结构调整区域优先序研究

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北京师范大学学报（自然科学版） 2020年第6期56卷 856-863页

作者：殷琳琳尹心安北京师范大学环境学院北京100875

基于作物生产水足迹,引入水资源稀缺性指数,结合作物面积净收益,构建种植结构调整区域优先序评价模型,评价中国水稻、玉米、小麦的主要生产地.结果表明:水稻种植结构应优先调整的地区依次为湖南、江西、黑龙江、广东、广西;玉米种植结... 详细信息

基于作物生产水足迹,引入水资源稀缺性指数,结合作物面积净收益,构建种植结构调整区域优先序评价模型,评价中国水稻、玉米、小麦的主要生产地.结果表明:水稻种植结构应优先调整的地区依次为湖南、江西、黑龙江、广东、广西;玉米种植结构应优先调整的地区依次为黑龙江、吉林、河南、内蒙古、山东;小麦种植结构应优先调整的地区依次为河南、山东、安徽、河北、江苏.本研究实现了种植结构调整的理论与实践衔接,有助于推动我国作物种植结构调整进程,提高农业水资源利用效率.

关键词：种植结构优先序水足迹水资源稀缺性分式规划

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虚拟水研究进展

水利水电科技进展 2015年第5期35卷 181-190页

作者：杨志峰支援尹心安北京师范大学环境学院北京100875

在解析虚拟水、水足迹等概念内涵的基础上,系统地梳理了产品虚拟水核算、区域虚拟水贸易评估、虚拟水变化机制3个领域的研究进展。产品虚拟水核算中重点分析了中间产品和最终产品虚拟水计算方法,并对国家、行政区及流域尺度的虚拟水核... 详细信息

在解析虚拟水、水足迹等概念内涵的基础上,系统地梳理了产品虚拟水核算、区域虚拟水贸易评估、虚拟水变化机制3个领域的研究进展。产品虚拟水核算中重点分析了中间产品和最终产品虚拟水计算方法,并对国家、行政区及流域尺度的虚拟水核算案例进行了简要分析;区域虚拟水贸易评估中分析了自上而下和自下而上两类方法的使用情况;虚拟水变化机制分析中综述了结构分解分析等多种驱动力分析方法。在总结研究进展基础上,讨论了目前研究中值得进一步深入探索与完善的问题,展望了虚拟水未来的重点研究方向,包括虚拟水核算模型精度改进、价格杠杆对虚拟水的影响、虚拟水水量与水质联合评价体系以及虚拟水战略实践与优化方案改进等。

关键词：虚拟水水资源水足迹研究进展

不同卸荷水平下饱和红砂岩三轴压缩破坏及能量演化特征

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：温树杰朱杰王雷袁心安王仁畅傅鹤林江西理工大学土木与测绘工程学院江西省环境岩土与工程灾害控制重点实验室中南大学土木工程学院

为保证水下红砂岩地层隧道的安全施工，避免开挖区突水、失稳等工程事故的发生。以赣州蓉江四路过江隧道工程为依托，对饱和状态下的泥质红砂围岩，开展了初始卸荷水平为60%、70%、80%和100%（无卸荷）的三轴压缩对比试验，分析了不同... 详细信息

为保证水下红砂岩地层隧道的安全施工，避免开挖区突水、失稳等工程事故的发生。以赣州蓉江四路过江隧道工程为依托，对饱和状态下的泥质红砂围岩，开展了初始卸荷水平为60%、70%、80%和100%（无卸荷）的三轴压缩对比试验，分析了不同初始卸荷水平下三轴压缩力学特性变化规律，并结合扫描电镜，对试验后岩样的宏细观破坏特征进行对比分析。基于能量耗散原理，对不同初始卸荷水平下饱和泥质红砂岩试样的能量关系进行拟合，揭示卸荷过程中的破坏特征与能量演化之间的规律。研究结果表明：无卸荷三轴压缩破坏时的峰值偏应力远高于初始卸荷水平60%、70%、80%下的，随着初始卸荷水平的提高，饱和泥质红砂岩的峰值偏应力在增加，偏应力增加值在减少，环向变形减小，卸荷所导致的岩样扩容时间会更短，岩样内部的裂隙及粘结颗粒碎屑和表面的破裂纹路增多并发生贯通，且受张拉破坏越明显。在卸荷条件下，三轴压缩达到屈服阶段后，岩样裂隙快速发展，弹性应变能增加缓慢，耗散能急剧增加，破坏阶段时岩样内部存储的弹性应变能达到存储极限并瞬间释放，产生更多的裂隙。随着初始卸荷水平的提高，峰值偏应力对应的总应变能、弹性应变能及耗散能均呈现先减小后增大的趋势。研究结果可为红砂岩分布地区的水下隧道开挖及建设提供一定的理论参考。

关键词：初始卸荷水平水下隧道三轴压缩泥质红砂岩能量演化

一种适用于钠冷快堆绕丝棒束组件热工水力特性分析的多孔介质模型

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核动力工程 2024年第2期45卷 147-153页

作者：王心安张大林王婷秋穗正苏光辉中广核研究院有限公司广东深圳518000 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

为准确预测钠冷快堆堆芯三维热工水力参数分布同时降低计算资源需求,基于表征体元概念建立了针对绕丝棒束组件的三维多孔介质模型,根据组件几何结构特点将冷却剂与固体壁面间的相互作用力分解为分布式阻力,引入包含湍流搅混传热、流体... 详细信息

为准确预测钠冷快堆堆芯三维热工水力参数分布同时降低计算资源需求,基于表征体元概念建立了针对绕丝棒束组件的三维多孔介质模型,根据组件几何结构特点将冷却剂与固体壁面间的相互作用力分解为分布式阻力,引入包含湍流搅混传热、流体导热和燃料棒导热的有效传热系数模型刻画组件的径向传热。采用日本东芝公司核能工程实验室37棒液态钠冷却绕丝棒束组件实验进行模拟计算,数值计算结果与实验结果对比发现,基于论文提出的多孔介质模型可以在多种工况下较好地复现实验结果。因此,本研究提出的多孔介质模型可用于钠冷快堆绕丝棒束组件三维热工水力参数分布预测。

关键词：钠冷快堆绕丝棒束组件表征体元概念多孔介质模型

沸石复合颗粒材料的制备方法优选及其脱氮除磷性能研究

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北京师范大学学报（自然科学版） 2020年第5期56卷 740-749页

作者：王宇喆尹心安张洪刚北京师范大学水环境模拟国家重点实验室北京100875 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100875 中国科学院生态环境研究中心长三角分中心浙江义乌322000

开发一种具备氮、磷双重吸附能力的富营养化水体修复材料,以沸石为原料,将天然沸石碱洗后与Ca(OH)2、膨润土进行混合,再通过调整混料比例、煅烧温度、煅烧时间、升温速率等过程,筛选出既具有脱氮、除磷能力,又具有一定机械强度的复合颗... 详细信息

开发一种具备氮、磷双重吸附能力的富营养化水体修复材料,以沸石为原料,将天然沸石碱洗后与Ca(OH)2、膨润土进行混合,再通过调整混料比例、煅烧温度、煅烧时间、升温速率等过程,筛选出既具有脱氮、除磷能力,又具有一定机械强度的复合颗粒材料.结果表明:复合颗粒材料最佳制备条件为沸石、Ca(OH)2、膨润土混料质量比20︰1︰2,煅烧温度504℃,煅烧时间1.2 h,升温速率5.6℃·min−1.通过单因素实验和相关性分析表明,各因素对材料磷酸盐吸附量、氨氮吸附量、散失率均有不同程度的影响,其中Ca(OH)2与磷酸盐、氨氮吸附量均具有显著相关性.当初始氮、磷质量浓度为25 mg·L^−1时,新型复合材料对磷酸盐和氨氮理论吸附量分别为4.39、4.01 mg·g^−1,去除率分别可达到87.7%和80.1%,散失率为11.4%.

关键词：沸石磷氮氢氧化钙颗粒状