国家自然科学基金(40975094)
- 作品数：7 被引量：66H指数：5
- 相关作者：梅凡民徐朝友江姗姗王涛蒋缠文更多>>
- 相关机构：西安工程大学中国科学院学研究院更多>>
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- 相关领域：环境科学与工程天文地球农业科学更多>>
- 粗糙床面风廓线的转折特征及其物理意义被引量：14
- 2010年
- 为了进一步认识粗糙床面空气动力学粗糙度的物理意义,理解空气动力学粗糙度对动量传递和跃移起动的影响机制,从风洞试验测定的粗糙床面风廓线转折特征入手,分析了粗糙床面的空气动力学性质并提出了内边界层动量传递及近壁区沙粒起动的可能机制。结果表明,细高粗糙元(方向比率在4～20之间)和孔隙粗糙元(孔隙度在0.15～0.75)风廓线呈现4个转折段,对应的湍流垂直分层为近壁区-尾涡层(Z≤0.15H～0.5H)、内边界层-尾涡层过渡层(0.15H≤Z≤0.75H)、内边界层(0.3H～0.75H≤Z≤1.2H～6H)和内边界层与外边界层过渡层等。粗矮粗糙元(粗糙元的方向比率在0.4～1.25之间)风廓线存在几个转折段,对应气流垂直分层为近壁区-尾涡层(Z≤1H～1.5H)和内边界层(1H～1.5H≤Z≤7H～35H)等。细高粗糙元和孔隙粗糙元覆盖21组床面(侧影盖度在0.007～0.50,粗糙元的高度在10～100mm)的内边界层内空气动力学粗糙度在0.07～30.74mm之间,比内边界层以上或以下过渡层的空气动力学粗糙度高几个数量级到数倍;内边界层摩阻风速的0.50～1.66m.s-1之间,是内边界层以下过渡层的1.5～10倍、内边界层以上过渡层的摩阻风速的1.1～2.8倍。内边界层的空气动力学粗糙度和摩阻风速分别代表了粗糙床面对气流阻力特征和湍流切应力。内边界层以下过渡层湍流切应力与粗糙元之间光滑地表所受切应力关系不大,而近壁层切应力与光滑地表所受切应力直接相关。近壁层猝发过程上抛运动和内边界层湍流猝发过程下扫运动耦合关系是内边界层的一部分动量传递到近壁区并导致沙粒起动的可能机制。
- 梅凡民江姗姗王涛
- 关键词：风廓线空气动力学粗糙度
- 西安市大气降尘中Cu、Pb、Zn、Ni的化学形态及生物有效性——以燃煤电厂、生活垃圾电厂、产业开发区和建材商业区为例被引量：8
- 2012年
- 为了解垃圾焚烧、燃煤发电和相关产业排放对重金属污染水平和生物有效性的影响,利用Tessier提取法和原子吸收光谱仪分析法研究了西安市垃圾发电厂、西郊热电厂、灞生态园、未央工业园、大明宫建材市场和高新区降尘中Cu、Pb、Ni、Zn的化学形态。结果表明:垃圾发电厂Cu(358.3 mg/kg)、Pb(851.3 mg/kg)、Ni(163.5 mg/kg)、Zn(1 226.1 mg/kg)的总量,超过热电厂、生态园、工业园、建材市场和高新区;生活垃圾焚烧、燃煤、石化和机械加工等对降尘中这些元素的贡献超过电子和先进制造业;降尘中Cu、Pb、Zn质量比约是土和道路灰尘平均值的若干倍,表明垃圾焚烧、燃煤和相关产业排放的贡献显著高于表土扬尘、道路扬尘。高新区Cu、Pb的生物有效性系数超过其他区域,表明电子和先进制造业排放的重金属元素具有更大的潜在生态风险。Cu、Pb、Ni(除垃圾焚烧厂外)的生物有效性系数均大于0.2,而Zn的生物有效性系数均小于0.2,说明降尘中Cu、Pb、Ni存在潜在风险,而Zn是安全的。
- 梅凡民徐朝友
- 关键词：环境学降尘化学形态生物有效性
- 西安市公园大气降尘中Cu、Pb、Zn、Ni、Cd的化学形态特征及其生物有效性被引量：27
- 2011年
- 采用连续提取法和原子吸收光谱法测定了西安市11个公园降尘中Cu、Pb、Zn、Ni、Cd等元素化学形态的含量,结果表明,各公园降尘中Cu和Pb含量均超过该市道路灰尘平均含量的7倍和3倍以上,有机态、铁锰氧化物态、碳酸盐态和可交换态分别为Cu总量的38%、31%、15%和13%;有机态、铁锰氧化态、碳酸盐态和交换态分别为Pb总量的35%、29%、14%和14%;除北郊的公园外,其它公园降尘中Zn的含量与道路灰尘接近,Zn以铁锰氧化态或残渣态为主;Cd含量均未超过道路灰尘中的平均含量;除城市运动公园外,其它公园降尘中Ni含量低于或接近陕西省塿土.有机结合态Cu和Pb主要与生物碎屑物质和化石燃料不完全燃烧的产物有关,铁锰氧化物结合态和交换态与制造业排放有关,碳酸盐结合态与表土扬尘有关.Ni和Cd以残渣态为主.各公园降尘中的Pb和Cu对人体健康具有潜在的威胁.
- 梅凡民徐朝友周亮
- 关键词：降尘化学形态生物有效性污染源
- 基于单点观测的TSP与PM_(10)中铅的特性研究
- 2012年
- 以西安市东二环互助路立交附近地区为对象,采用连续提取法和原子吸收光谱法研究大气TSP和PM10浓度及铅的化学形态,并进行相关性分析和生物有效性分析.结果表明,观测点处TSP和PM10质量浓度和Pb元素均污染严重.TSP中Pb元素主要存在于碳酸盐结合态中,与扬尘有关;PM10中Pb元素主要分布在可交换态和残渣态中,主要与人类的生产生活及工业生产有关.生物有效性系数显示,Pb元素对人体健康有潜在的威胁,TSP中Pb元素的生物有效性高于PM10,且非采暖期高于采暖期.Pb元素在PM10中较TSP相对富集,且TSP与PM10中Pb元素有可能遵循相同的迁移转化规律并且有相同的来源.
- 付冉梅凡民吴姜王磊孟妍
- 关键词：TSPPM10PB污染特征生物有效性
- 粗糙元几何参数的交互作用对床面空气动力学粗糙度的影响被引量：7
- 2012年
- 为了全面地揭示粗糙元的所有几何参数的交互作用对空气动力学粗糙度的影响,利用风洞实验研究了粗糙元高度、密度、高度与间距比、孔隙度和方向比率等几何参数交互作用对空气动力学粗糙度的影响。结果表明,密实和孔隙粗糙元的无量纲空气动力学粗糙度(空气动力学粗糙度度/粗糙元高度)均可表示为粗糙元密度/等效密度的正比例函数,而比例系数反映了粗糙元几何参数交互作用。据此,该研究发展了一个全面反映粗糙元高度h、密度/等效密度λ、高度与行间距比Sp和方向比率AR等几何参数交互作用的空气动力学粗糙度模式:Z0/h=-0.0028+0.5403S0p.32.AR-0.07.λ。该模式改进了模拟的精度,扩大了适用范围。
- 梅凡民蒋缠文江姗姗王涛
- 关键词：粗糙元空气动力学粗糙度
- 风沙颗粒运动的数字高速摄影图像的分割算法被引量：7
- 2012年
- 为了深入理解多因素驱动下风沙颗粒起动的动态演化规律,需要准确地获得沙质床面附近沙粒群起跳的方式、速度和运动轨迹.以连续强激光源为照明的数字高速摄影技术是研究这类问题的有效手段,但由于风沙运动的高速摄影图像具有运动沙粒和静止床面的对比度小、相邻两帧图像相似性小等特点,原始图像叠加算法难以有效实现目标与背景的分割.该文提出了基于相邻的风沙运动图像灰度差值变化原理的图像分割算法.实例显示,只要选择合适的相邻图像灰度差值阈值和自适应二值化处理方法就能实现图像中运动沙粒与床面分割.当起跳沙粒浓度较低情况下,基于MATLAB平台的最小距离匹配的粒子追踪算法(PTV算法)能较为准确地恢复床面附近沙粒的运动轨迹.
- 梅凡民蒋缠文
- 关键词：图像分割算法
- 毛乌素沙地东南缘沙丘水分垂直变化规律及风蚀意义被引量：5
- 2010年
- 为了进一步揭示毛乌素沙地含水量垂直变化的规律和风蚀意义,通过野外调查、采样、含水量测定、沙粒粒度测定和计算模拟,系统地研究了毛乌素沙地东南缘的3类沙丘含水量垂直变化的趋势,模拟了含水量垂直变化对输沙率垂直差异和沙丘形态演化的影响。结果表明:裸露流动沙丘迎风坡含水量在1.33%～3.79%之间波动;背风坡含水量在0.39%～5.04%范围内波动;丘间洼地含水量在2.12%～6.36%之间波动,裸露流动沙丘含水量的垂直变化可分为自上而下的5个沙层。灌木覆盖沙丘迎风坡的含水量在0.74%～11.92%之间波动;背风坡的含水量在0.89%～12.08%之间波动;丘间洼地的含水量在1.34%～9.24%之间波动,沙丘含水量的垂直变化存在差异明显的3个沙层。人工乔木覆盖沙丘的相对输沙率介于裸露流动沙丘和灌木覆盖沙丘之间。沙丘含水量2%～3%的垂直变化就能引起沙丘形态演化。在含水量垂直变化和沙丘背风坡和丘间洼地的阻滞下,沙丘形态演化存在3个阶段。在沙尘暴预报过程中需要考虑沙丘形态、沙丘含水量的垂直变化等因素对输沙率的影响,以提高预报工作的精度和可靠性。
- 符超峰梅凡民赵景波
- 关键词：沙丘含水量风蚀毛乌素沙地输沙率
