简介:为研究改变地下径流条件时对U型地埋管换热器周围温度场恢复的影响,对北京某区实验基地U型地埋管进行夏季换热实验。通过抽水实验改变地下径流条件,取得了地源热泵系统的运行参数以及周边温度场变化趋势,通过COMSOL软件模拟三维U型地埋管在多场耦合作用下的换热过程,改变径流条件得到了换热孔周围0.5m、1m地温场恢复曲线,得到U形管口出口温度等。地下水径流能引起地埋管周围温度场的变形,地埋管周围温度场的迁移变化方向同地下径流速度场方向一致。对比实验值得出:运行稳定后地埋管的出口温度模拟值与实际值工况接近,地埋管在10m、120m处的温度模拟值与实验值吻合好,地埋管深5m、48m、89m处周围0.5m、1m的温度恢复比原始地温高1℃左右,与实际监测结果相同,证明了数值模拟的正确性。在此基础上预测了加大径流条件下的地温场恢复情况,并分析了原因。此三维模型可研究不同土壤分层构造、地下水不同流速、人为改变地下流场条等复杂三维多场耦合问题,可初步预测实际工程中,换热群井运行过程中地下温度场的变化。为进一步研究土壤分层和地下水分层流动下,地埋管群井周围温度场变化奠定了基础。
简介:Webuiltathree-dimensionalmodeltosimulatethedisturbanceofthestressfieldnearthereversefaultinZhaziao,LeyiTownshipowingtohydraulicfracturing.Theporepressure,andshearandnormalstressesduringfracturingareanalyzedindetail.Inputrockmechanicsparametersaretakenfromlaboratorytestdataofshalesamplesfromthestudyarea.Thesimulationresultssuggestthatafter16hoursoffluidinjection,thepore-pressurevariationcanactivatethereversefault,i.e.,weobservereverseslip,andtheshearstressanddisplacementonthefaultplaneincreasewithtime.Thebiggeststress–strainchangeoccursafteronehouroffluidinjectionandtheyieldpointappearsabout0.5hafterinjection.Toobservethestressevolutionineachsection,thenormaldisplacementontheboundaryisconstrainedandthefaultplaneissetasnonpermeable.Thus,theslidingislimitedandthesheardisplacementisonlyinthescaleofmillimeters,andthecalculatedmagnitudeoftheinducedearthquakesisbetweenMw-3.5andMw-0.2.Thesimulationresultssuggestthatfluidwaterinjectionresultsininhomogeneousfracturing.Themainrupturedareasarearoundtheinjectionpositions,whereastheextentofrupturingandcracksinotherareasarerelativelysmall.Nevertheless,nonnegligiblefaultactivationisrecorded.Sensitivityanalysisofthekeyparameterssuggeststhattheporepressureismostsensitivetothemaximumunbalancedforceandtheinternalfrictionanglestronglyaffectsthefaultslip.Finally,thecomparisonbetweentheeffectivenormalstressandthemaximumandminimumprincipalstressesonthefaultplaneexplainsthefaultinstability,i.e.,theMohrcirclemovestowardstheleftwithdecreasingradiusreducesandintersectsthecriticalslipenvelope,andcausesthefaulttoslip.
简介:为了研究水流流速对沉水植物黑藻(Hydrillaverticillata)生长指标的作用,采用室内模拟水流流速(设置流速为0m/s、0.08m/s、0.16m/s和0.30m/s)的方式,对生长中的黑藻进行培养,监测黑藻生长过程中各形态指标的变化和叶片叶绿素的含量。实验结果表明,在0.08m/s、0.16m/s和0.30m/s水流流速下,黑藻的叶长、株高和节间距都显著大于0m/s下(n=12,p〈0.05),但水流流速对黑藻的根数和根长无显著作用;在0.08m/s、0.16m/s和0.30m/s水流流速下,黑藻细胞的长宽比显著大于0m/s下(n=120,p〈0.05),植物体内叶绿素含量小于0m/s下;不同生长时期黑藻最大电子传递速率(ETR(max))和光合作用效率都是静止水流下最小;当水流流速为0m/s、0.08m/s、0.16m/s和0.30m/s时,黑藻叶片内叶绿素a+b平均质量比分别为(2.794±0.727)mg/g、(1.812±0.411)mg/g、(1.627±0.521)mg/g和(1.609±0.748)mg/g。水流会导致水中沉积物营养盐释放和光照强度增加等,能促进黑藻生长,同时水流动的机械拉力是影响黑藻生长的主要因素。
简介:利用2012年1—3月玛曲站的观测资料和单点模式Noah_LSM,通过敏感性试验研究了3次积雪过程对近地层气象要素的影响。结果表明:(1)Noah_LSM模式能较好地模拟出近地层气象要素的变化特征;(2)敏感性试验1模拟的净辐射、感热通量、潜热通量、气温和30、60cm土壤温度均大于控制试验的模拟结果;(3)敏感性试验2模拟结果表明较大的风速可能是造成2月18日出现大潜热通量和负感热通量的一个原因。
简介:基于速率—状态依赖性摩擦滑动定律,建立断层黏滑模型,采用阶跃形式的应力扰动加载于断层模型上,利用Runge-Kutta数值积分方法,主要分析了应力扰动值的正负、大小和加载时间t0对断层滑移时间的影响。结果发现,当库伦破裂应力为常数,不论是正应力起主导作用还是剪应力起主导作用,对后续断层的作用几乎一样。静态应力扰动作用下断层的成核周期会发生提前或者延后,具体表现为:当库伦应力为正时引起断层的成核时间提前,且提前量小于原有周期值;库伦应力为负时引起时间延迟,且延迟时间不受原有成核周期限制。库伦应力扰动的幅值越大,引起的滑移时间改变量越大。成核时间提前量与应力扰动的加载时间有关,在前期施加同样大小的应力扰动,时间提前量呈现随加载时间增加而增加的趋势。
简介:利用1981—2015年沈阳地区7个气象站的日观测数据,通过CLIGEN(ClimateGenerater)天气发生器模拟沈阳地区日降水序列数据,并统计模拟日降水量、月降水量、年降水量及年最大日降水量,利用平均值、标准差、偏度及峰度对CLIGEN天气发生器模拟的沈阳地区降水进行适用性评价。结果表明:CLIGEN天气发生器对沈阳地区日降水量、月降水量和年降水量平均值的模拟效果较好,模拟降水量的平均相对误差绝对值(MeanAbsoluteRelativeError,MARE)分别为2.1%、1.3%和3.3%,年最大日降水量的模拟精度稍差。对于降水最大值方面,CLIGEN天气发生器对沈阳地区日最大降水量和年最大降水量的模拟效果较差,模拟的日最大降水量和年最大降�
简介:于2015年11月25日,在鄱阳湖湿地灰化薹草(Carexcinerascens)集中生长区,采集0-10cm深度土壤和植物样品。于2015年12月15日-2016年3月21日,在河南大学环境科学实验室,进行室内模拟实验,研究恒干、恒湿、干湿交替、水位上升、水位下降及添加灰化薹草碎末处理下,土壤中不同形态氮的含量。结果表明,土壤全氮初始平均质量比为1403.7mg/kg,实验结束时,在未添加灰化薹草碎末的恒干、恒湿、干湿交替、水位上升和水位下降处理下,土壤全氮平均质量比分别为1413.3mg/kg、1358.0mg/kg、1325.0mg/kg、1414.7mg/kg和1446.0mg/kg;添加灰化薹草碎末的干湿交替、水位上升和水位下降处理下,土壤全氮平均质量比分别为1612.3mg/kg、1329.3mg/kg和1395.7mg/kg。与实验初始相比,添加灰化薹草的恒湿和干湿交替处理下,0-2cm深度土壤全氮含量减小了10.9%,恒湿处理下,0-2cm深度土壤铵态氮含量增幅最大。在灰化薹草分解过程中,2-5cm深度土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量都增大,但是,在添加灰化薹草碎末的各处理下,0-2cm深度土壤全氮和有机氮含量小于未添加处理,灰化薹草分解提供了丰富的碳源,使土壤中微生物的活性增强。
简介:基于中尺度数值模式WRF,利用2015年7月和12月国家基本气象站观测的10m风速资料、MODIS卫星遥感反演的IGBP土地利用数据和WRF模式自带的USGS土地利用数据,研究了不同土地利用数据对WRF模式在西北地区复杂地形条件下10m风速模拟的影响。结果表明:(1)使用IGBP土地利用数据能有效改进模式10m风速逐日变化和随不同预报时效变化的模拟效果。其中对2015年7月和12月模拟效果均有改进,且对12月10m风速改进更加显著。(2)IGBP土地利用数据对西北地区不同区域风速数值模拟误差改进不同,主要改进区域位于甘肃河东、宁夏北部和陕西南部地区。(3)使用IGBP土地利用数据对模拟10m风速的改进可能是由于其对地面粗糙度数据的改进。
简介:利用NCEP/NCARTXT再分析资料对2014年8月30日发生在秦岭南麓一次暴雨天气过程的成因进行了诊断分析,并利用中尺度模式WRFV3.3对此次暴雨过程进行了模拟和地形敏感性试验.结果表明(1)500hPa西风槽,00hPa、850hPa低涡切变和副高外围西南暖湿气流是暴雨的主要影响天气系统.(2)秦巴山区起伏地形,使陕南降水增多,关中降水减少;而地形起伏大小,会影响关中地区降水落区,地形起伏越大,关中地区降水落区越偏南;若去掉秦巴山区地形起伏,陕南降水落区和强度均减小,雨带北移.(3)秦巴山区对偏南气流的阻挡,使秦岭上空形成一风速梯度大值区,造成风速和水汽的辐合,激发上升运动,产生强降水;当秦巴山区地形高度按比例降低,或去掉秦巴山区地形起伏时,均造成秦岭上空风速梯度减小,水汽辐合减弱,雨强减小.(4)秦巴山区地形对秦岭地区降水有增幅作用,地形高度和降水强度呈正相关,地形越低,层结不稳定条件越差,能量越弱,上升运动越小,雨强就越小.
简介:对于研究非平稳信号而言,传统的傅里叶变换已不能满足需求。非平稳信号分析方法已成为信号分析领域中的一个热点问题。以模拟地震波传播过程中遇到反射界面反射实验中得到的非平稳信号为研究对象,采用HHT方法对信号进行分析。对信号进行经验模式分解(EMD)和希尔伯特变换(HT)两个步骤。根据EMD分解得到的IMF分量具有从高到低不同频率和不等带宽的特点,对信号进行重构,提高信噪比,大大提高实验中测量P波速度的精度。对信号进行三瞬参数分析,揭示了实际应用中三瞬参数对地质构造识别的优势。HHT方法适用于分析生活中普遍存在的大量非平稳信号,可将复杂的信号直接分离成从高频到低频的若干阶固有模态函数。这一方法体系从根本上摆脱了傅里叶变换理论的束缚,在实际应用中也表现出了一些独特的优势。
简介:采用卫星监测的火点燃烧排放数据,利用区域化学传输模式WRF-Chem模拟分析了2017年5月华北地区细颗粒物(PM2.5)质量浓度分布,通过生物质燃烧排放源(华北区域以秸秆燃烧为主)开关的敏感性试验定量计算了燃烧排放对北京及其周边地区PM2.5质量浓度的影响。卫星监测结果显示,2017年5月华北地区有大量的秸秆焚烧现象,对该地区空气质量造成一定影响的燃烧天数为20d,占全月总日数的65%左右。数值模拟结果表明:该地区秸秆燃烧排放导致PM2.5浓度升高的区域集中在华北平原农作物产区,其分布位置与卫星监测的火点分布吻合。秸秆燃烧导致这些地区PM2.5浓度月平均值上升幅度普遍超过3μg/m3,高值区超过了11μg/m3,上升比例可达10%以上;此外,来自华北平原及长三角地区的燃烧排放对北京(特别是东南部地区)污染物浓度的影响是不容忽视的,其中河南、山东、天津等地的秸秆燃烧在合适风场的作用下会严重影响北京,可导致丰台及通州等地PM2.5小时浓度上升超过17μg/m3,上升幅度超过40%。