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新疆玛纳斯河流域平原区地下水无机组分分布特征、源解析及健康风险评价

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环境科学 2024年

作者：康文辉周殷竹周金龙姜凤韩双宝雷米刘金巍新疆农业大学水利与土木工程学院新疆水文水资源工程技术研究中心新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室中国地质调查局水文地质环境地质调查中心

在新疆玛纳斯河流域地下水是日常生活、农业灌溉和工业生产用水的主要来源。为了探明地下水中无机组分的空间分布、来源及其对人体健康的负面影响，在玛纳斯河流域平原区共采集37组地下水样品，通过GIS克里金插值、PMF来源解析、Pearso... 详细信息

在新疆玛纳斯河流域地下水是日常生活、农业灌溉和工业生产用水的主要来源。为了探明地下水中无机组分的空间分布、来源及其对人体健康的负面影响，在玛纳斯河流域平原区共采集37组地下水样品，通过GIS克里金插值、PMF来源解析、Pearson相关性分析和健康风险评价模型分析地下水中无机组分的空间分布、来源和潜在健康风险。结果表明，区内地下水整体呈弱碱性。TDS和Cl–具有相似的分布特征，在平原区东部浓度较高；SO42–高值区主要分布在玛纳斯县周边以及古尔班通古特沙漠边缘；NO3–-N浓度变化受人类活动的影响较大，空间分布不均，高值区主要分布在城市区域；砷(As)、氟(F)和碘(I)是影响地下水质量的重要无机组分，分别有51.35%、45.95%和51.35%地下水超过《地下水质量标准》III类限值，超标区均分布于西岸大渠以北的低平原区，该区域地形坡度和水力坡度较小，含水层颗粒较细，地下水径流强度较弱，利于地下水中As、F和I的富集。源解析结果表明，地下水不同含水层具有相似的来源或者演化过程。无机组分的富集主要受控于溶滤-富集作用、地质条件-生活污水-农业灌溉的点源污染、农业活动、生活污水导致的点源污染、碱性还原环境和离子交换作用。健康风险评价结果表明显示，玛河流域平原区无潜在非致癌风险。地下水中的As是威胁人类健康的主要无机物，其对儿童和成人的非致癌风险可以忽略不计，而致癌风险则不可忽略，且儿童对其致癌风险更敏感。因此，玛河流域饮用水供水安全应更多地关注As暴露的影响，特别是对儿童的影响。

关键词：地下水无机组分空间分布源解析健康风险评价玛纳斯河流域平原区

基于需求紧迫度的约束性应急物资车辆路径模型

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 1082-1088页

作者：杨倩王飞跃卢佳节王籽幻马波中南大学防灾科学与安全技术研究所长沙410075 长沙理工大学道路灾变防治及交通安全教育部工程研究中心长沙410114

为了实现科学、高效的灾后应急响应,针对传统路径规划中单目标、单车场、单次配送、无差别化供给、闭合式调度等多方面限制,开展基于需求紧迫度的约束性应急物资车辆路径研究。运用层次分析法对需求紧迫度进行赋权分级,以应急救援过程... 详细信息

为了实现科学、高效的灾后应急响应,针对传统路径规划中单目标、单车场、单次配送、无差别化供给、闭合式调度等多方面限制,开展基于需求紧迫度的约束性应急物资车辆路径研究。运用层次分析法对需求紧迫度进行赋权分级,以应急救援过程的响应时间、配送延误惩罚与需求未满意率最小化为目标,构建约束性应急物资车辆路径模型,并设计两阶段遗传算法。通过算例检验算法与模型的有效性和适用性。结果表明:该模型可有效解决资源紧缺、受灾程度异化情况下的物资配送问题,形成适用于突发自然灾害事件的动态应急物资车辆路径规划方案,实现突发路况处理与资源效能最大化,并为应急物资的车辆路径规划提供理论依据与决策参考。

关键词：应急救援应急物资路径规划需求紧迫度遗传算法

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无临设工程施工的沉桩方法及工法设计

中国防汛抗旱 2024年第3期34卷 81-84页

作者：张宝森胡全义李宇鹏李春江邓宇黄河水利委员会黄河水利科学研究院郑州450003 水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心郑州450003 华北水利水电大学郑州450045

传统的打桩(振动、冲击)技术,不仅需要打桩机,还需要施工车辆、大型附带设备及暂设工程,施工效率低、占地面积大,对生态环境影响大。以黄河堤岸刚性加固为需求导向,设计了无临设工程施工的沉桩方法,并开发出整套设备,该设备主要包含静... 详细信息

传统的打桩(振动、冲击)技术,不仅需要打桩机,还需要施工车辆、大型附带设备及暂设工程,施工效率低、占地面积大,对生态环境影响大。以黄河堤岸刚性加固为需求导向,设计了无临设工程施工的沉桩方法,并开发出整套设备,该设备主要包含静压植桩机、动力单元、桩用起吊装置及桩材自走装置。该工法实现了无暂设工程施工,提高了作业效率,减小了对生态的影响。从工法特点、施工周期、施工成本、硬质地层适应性、成桩质量、占地面积和环境影响(CO_(2)排放)等方面对比分析了此方法与传统施工的优缺点。结果表明,该方法可广泛应用于坝决口封堵、堤防加固、植入式斜桩护岸、挡土墙、止水墙、基础和地基工程加固等方面。

关键词：沉桩方法无临设工程施工工法设计

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材料掺量对塑性混凝土抗压强度影响分析

河南水利与南水北调 2024年第1期53卷 75-77页

作者：王蓓蓓宋力高玉琴华北水利水电大学水利学院郑州450046 黄河水利委员会黄河水利科学研究院郑州450003 水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心郑州450003

塑性混凝土抗压强度受配合比的影响较大,不同材料掺量的改变影响程度不同。为了探究水胶比、砂率、膨润土掺量对塑性混凝土抗压强度的影响,引入灰色关联理论、回归分析、基于方差分解法等多种方法逐步分析,将材料掺量对塑性混凝土抗压... 详细信息

塑性混凝土抗压强度受配合比的影响较大,不同材料掺量的改变影响程度不同。为了探究水胶比、砂率、膨润土掺量对塑性混凝土抗压强度的影响,引入灰色关联理论、回归分析、基于方差分解法等多种方法逐步分析,将材料掺量对塑性混凝土抗压强度的影响进行量化计算,结果表明:水胶比对塑性混凝土抗压强度影响最大,膨润土掺量和砂率的影响较小;获得的多元线性回归模型满足精度要求;同种原材料、相同实验条件下,可根据拟定配合比预测出塑性混凝土的抗压强度值,或根据目标强度对初始配合比进行调整。

关键词：塑性混凝土抗压强度灰色关联分析回归分析敏感性分析

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湖南省水利工程划界经验与典型实践

水利技术监督 2024年第6期 301-304页

作者：陈迪王祥杨铭威黄康湖南省水利水电科学研究院湖南长沙410007 湖南省大坝安全与病害防治工程技术研究中心湖南长沙410007

为推进建立范围明确、权属清楚、责任落实的水利工程管理保护责任体系,文章以湖南省水利工程管理与保护范围划定工作为基础,在组织协调、划界标准、具体实施和成果应用等方面,全面总结划界工作经验,并以水库工程为典型代表,实地实践划界... 详细信息

为推进建立范围明确、权属清楚、责任落实的水利工程管理保护责任体系,文章以湖南省水利工程管理与保护范围划定工作为基础,在组织协调、划界标准、具体实施和成果应用等方面,全面总结划界工作经验,并以水库工程为典型代表,实地实践划界,为各地开展水利工程划界工作提供参考,也为下阶段埋设实物界桩、设立告示牌打下基础。

关键词：水利工程管理与保护范围划界

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基于水动力学模型的城区防洪能力评估研究

中国水利水电科学研究院学报（中英文） 2024年第1期22卷 1-14页

作者：吴滨滨喻海军马建明孙庚穆杰中国水利水电科学研究院北京100038 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心(水旱灾害防御中心) 北京100038 水利部京津冀水安全保障重点实验室北京100038 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京100085 北京中水科工程集团有限公司北京100048

城区河道现状防洪能力的准确评估是保障城市防洪安全的基础。过去针对单一河道现状防洪能力评估的研究较多,而对于多河汇聚洪水交互复杂区域的河道防洪能力研究相对较少。金堂县城素有“千里沱江第一城”之称,却也是沱江流域受洪水威胁... 详细信息

城区河道现状防洪能力的准确评估是保障城市防洪安全的基础。过去针对单一河道现状防洪能力评估的研究较多,而对于多河汇聚洪水交互复杂区域的河道防洪能力研究相对较少。金堂县城素有“千里沱江第一城”之称,却也是沱江流域受洪水威胁最严重的地区。本文针对金堂县城区“三河汇一江”的复杂交互关系,构建一二维耦合洪水分析模型,利用典型场次洪水对模型进行了率定和验证,并从河道现状堤防防洪能力、城区整体过流能力、跨河建筑物现状防洪能力等多方面开展了金堂县城区现状防洪能力评估。结果表明:构建的一二维耦合模型具有较高的模拟精度,3场典型洪水中沱江干流三皇庙水文站模拟洪峰误差均在1%以内,峰现时间误差均在1.5 h以内;城区模拟淹没范围基本与实际调查一致,模拟最大淹没水深基本与实测洪痕相符,大部分点位的模拟最大淹没水深误差在0.2 m以内;城区现有堤防防洪标准低,大部分仅满足5~10年一遇,局部薄弱段不足5年一遇;城区整体过流能力受上游洪水遭遇组合影响,三河相互顶托明显;城区多座跨河建筑物防洪能力不足20年一遇防洪标准,其中平安桥、毗河大桥分别不足5年、10年一遇防洪标准。

关键词：洪水模拟一二维耦合率定和验证现状防洪能力金堂

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抑尘液滴对煤表面动态润湿特征模拟评估方法

煤炭学报 2024年第4期49卷 1931-1940页

作者：韩方伟彭莹莹张金宜赵月李建辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁葫芦岛125105 辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室辽宁葫芦岛125105

在煤体表面喷洒抑尘液是涉煤工业企业常用抑尘手段,而抑尘液滴撞击煤表面的润湿过程对抑尘效果具有重要意义。为研究抑尘液滴在煤表面动态润湿过程以及进一步评估液滴润湿性能,提出了液滴撞击煤表面过程中动态润湿指标,基于CLSVOF数值... 详细信息

在煤体表面喷洒抑尘液是涉煤工业企业常用抑尘手段,而抑尘液滴撞击煤表面的润湿过程对抑尘效果具有重要意义。为研究抑尘液滴在煤表面动态润湿过程以及进一步评估液滴润湿性能,提出了液滴撞击煤表面过程中动态润湿指标,基于CLSVOF数值模拟法研究了液滴在煤表面动态润湿过程;利用无量纲润湿长度和无量纲润湿面积评价该过程中体现的润湿性能,并得出最大无量纲润湿长度与最大无量纲润湿面积相关理论表达,同时与表面张力的润湿性评估能力进行了比较。结果表明:CLSVOF方法能够较好地模拟液滴在煤表面的撞击以及动态润湿过程,可用来评估液滴对煤的动态润湿能力。液滴滴落在煤表面上,首先展铺为圆盘状,达到最大展铺时,圆盘边缘与中心存在速度差。当速度差较小时,液滴回缩汇聚成为一个液滴;当速度差较大时,液滴出现断裂行为,形成许多微小液滴。液滴粒径越大,断裂行为越早出现、现象越明显。一旦液滴在煤表面发生破裂,无量纲润湿长度与无量纲润湿面积并不是保持着一致性变化趋势,无量纲润湿面积评估能力更佳。液滴粒径相同时,撞击煤表面的韦伯数越大,润湿能力越好;相同速度下增加粒径对液滴润湿能力影响较小。与表面张力相比,无量纲润湿长度和无量纲润湿面积具有更好的液滴润湿性评估能力,体现出在润湿剂评价、优选中的潜在应用价值。

关键词：液滴撞击动态润湿无量纲润湿参数润湿性评估 CLSVOF

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水耦合爆破破岩的数值模拟研究

水电与新能源 2024年第4期38卷 6-10页

作者：夏维学李桐郑祥蒋宏杰陈明中国水利水电第七工程局有限公司四川成都610000 水资源工程与调度全国重点实验室(武汉大学) 湖北武汉430072 水利部提防安全与病害防治工程技术研究中心河南郑州450000

水耦合爆破因其节能、高效等优势在工程爆破中具有广阔的应用前景。利用数值模拟水耦合爆破破岩过程及最终破坏特征,与空气耦合爆破对比表明,水介质加快了岩体裂纹扩展速度,提高了岩体的破碎程度与范围;岩体中的初始裂纹与爆源交叉时,... 详细信息

水耦合爆破因其节能、高效等优势在工程爆破中具有广阔的应用前景。利用数值模拟水耦合爆破破岩过程及最终破坏特征,与空气耦合爆破对比表明,水介质加快了岩体裂纹扩展速度,提高了岩体的破碎程度与范围;岩体中的初始裂纹与爆源交叉时,水增强了初始裂纹对破坏的导向作用;岩体中的初始裂纹与爆源无交叉时,闭合裂纹使爆炸破坏作用向弱面集中,水增强了闭合裂纹周围的岩体破碎效果。

关键词：水耦合爆破裂纹扩展破坏特征数值模拟

新疆玛纳斯河流域地下水砷氟碘分布及共富集成因

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中国环境科学 2024年第7期44卷 3832-3842页

作者：康文辉周殷竹雷米韩双宝周金龙新疆农业大学水利与土木工程学院新疆乌鲁木齐830052 新疆水文水资源工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830052 新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室新疆乌鲁木齐830052 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心天津300304

为了更好地掌握新疆玛纳斯河流域地下水中As、F、I的分布及富集成因,通过相关性分析和地球化学模拟,分析了高As、高F、高I地下水的水化学特征及空间分布状况;结合地质条件和地下水赋存环境进一步阐明地下水As、F和I的来源、迁移与富集... 详细信息

为了更好地掌握新疆玛纳斯河流域地下水中As、F、I的分布及富集成因,通过相关性分析和地球化学模拟,分析了高As、高F、高I地下水的水化学特征及空间分布状况;结合地质条件和地下水赋存环境进一步阐明地下水As、F和I的来源、迁移与富集的水文地球化学过程.结果表明:地下水砷、氟、碘含量变化范围分别为1.13~41.35µg/L、0.06~8.02mg/L、部靠近沙漠边缘的平原区,水化学类型主要为HCO_(3)·SO_(4)·Cl-Na型.自山前单一结构潜水区至平原承压水区,地下水As含量沿流向先增大后在沙漠边缘区减小,水平方向上,地下水的淋滤作用导致南部富As岩层中的As向平原承压水区富集,且碱性条件下SO_(4)2-的还原有助于As的解吸附;地下水F含量沿地下水流向逐渐增大,在古尔班通古特沙漠边缘达到2.5mg/L.高HCO_(3)^(-)、高Na^(+)、高pH值的地下水还原环境是F从含水层基质向地下水释放的重要原因;地下水I含量沿地下水流向整体呈上升趋势,在承压水区潜水中主要受蒸发浓缩作用的影响,在承压水中主要受岩石风化作用的影响.砷氟碘共富集地下水主要分布于100~310m的承压水中.在封闭的承压含水层,碱性还原环境下矿物溶解与沉淀和水岩相互作用是地下水砷氟碘共富集的主要机制.

关键词：砷氟碘共富集成因水化学玛纳斯河流域