mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于MAGIC群体的水稻抽穗期和产量相关性状全基因组关联分析

【目的】挖掘水稻抽穗期和产量相关性状新基因,并筛选携带有利等位基因的优良株系,为分子标记辅助育种提供新基因和优异种质。【方法】以多亲本重组自交系群体MAGIC-Hei群体为材料,分别于2017和2018年连续两年种植于湖南长沙开展抽穗期和产量性状表型调查,基于基因分型(genotyping by sequencing,GBS)技术进行全基因组关联分析发掘影响水稻抽穗期、单株有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重和单株产量性状QTL。【结果】在两个环境下共计检测到26个控制抽穗期和产量相关性状的QTL,分布于除第10染色体外的其他染色体上。其中,11个位点为新位点,1个新位点(qNTP9)在两年均被检测到,该位点受环境影响较小,可用于进一步的精细定位和基因克隆。根据抽穗期和产量性状表型数据,结合SNP基因型筛选到5个携带有利等位基因的优良株系,可用于将来的水稻高产育种。【结论】本研究发掘一批新的水稻抽穗期和产量相关性状QTL位点,可有效加速水稻遗传研究和高产育种进程。
国内外饮用水余氯限值及监测方法的研究进展

新型冠状病毒肺炎疫情期间大规模使用含氯消毒剂,其残留可能对水环境及人体健康造成影响.我国饮用水水源地质量标准并未设置余氯项目及其浓度限值,且缺乏统一的余氯现场快速分析方法标准.为公共卫生事件发生期间的水质余氯监测与评价提供参考,对国内外饮用水标准余氯限值、实验室标准分析方法、现场快速分析方法等进行汇总分析,结果表明: ①不同国家和地区以及WHO (World Health Organization,世界卫生组织)在饮用水标准中分别设置了出厂水中余氯限值(范围为0.1 ~ 2.0 mg/L) 、管网末梢水中余氯限值(范围为0.1~ 1.8 mg/L)及饮用水中余氯最大允许浓度(范围为4 ~ 5 mg/L). ②比色法、容量法因其具有反应迅速且稳定、准确度及精密度较高等优点而成为国内外实验室主要标准或推荐分析方法,高效液相色谱法检出限最低,灵敏度最高,可用于余氯痕量分析. ③余氯现场快速分析方法多以比色法为主,在线监测方法多为电化学方法,但缺乏统一的标准方法.研究显示,国外饮用水标准中余氯最大允许浓度为5 mg/L,WHO推荐高风险环境下的管网末梢余氯浓度最低为0.5 mg/L,建议尽快开展水质余氯现场监测方法标准化研究.
新冠肺炎疫情期间我国居民佩戴口罩防护行为研究

口罩作为阻隔病毒传染的物理方式之一,其能阻断病原体经飞沫传播,同时具有双向隔离保护作用.佩戴口罩对于公众防范新型冠状病毒(2019-nCoV)感染的风险和维持人体基本健康具有重要意义.为了解新型冠状病毒肺炎(COVID-19,简称“新冠肺炎”)疫情期间我国居民佩戴口罩的行为模式特征,基于新冠肺炎疫情期间我国人群环境暴露行为模式调查,分析全国31个省(自治区、直辖市)居民在新冠肺炎疫情期间佩戴口罩的行为特征,并探讨不同潜在风险人群佩戴口罩行为模式的差异性.结果表明: ①在新冠肺炎疫情期间,我国人群外出佩戴口罩的比例在99%以上,显著高于非疫情期间的口罩佩戴率(16.05%),其中,医务人员以及与人群广泛接触群体的口罩佩戴率最高(100%). ②居民以仅佩戴医用外科口罩、仅佩戴一次性使用医用口罩以及佩戴医用外科口罩和一次性使用医用口罩3种模式为主,占31种口罩佩戴模式的60%以上. ③新冠肺炎疫情期间,不同职业人群、不同所属人群以及不同疫情地区人群佩戴口罩的比例均存在显著差异. ④新冠肺炎疫情期间,我国居民佩戴口罩的更换频次多为累计使用时长4 h更换一次和累计使用时长24 h更换一次. ⑤人群外出佩戴口罩的比例随新冠肺炎疫情严重程度的升高而增加.尽管新冠肺炎疫情分布特征和管控措施存在差异,但居民佩戴口罩行为均表现良好,其中居住地不存在疑似病例的人群比居住地存在疑似病例的人群的口罩佩戴率更高,说明人群佩戴口罩行为与疫情的发展可能存在一定的相互作用.研究显示,新冠肺炎疫情期间我国人群佩戴口罩这一防护行为总体执行较好.
旋转永磁式机械天线的研究与实现

为实现低频电磁发信系统的小型化和低功耗,对基于旋转永磁体的机械天线,即利用永磁体机械旋转直接激励电磁波的新型低频电磁发信技术进行了理论研究与工程实践。提出基于钕铁硼永磁体和永磁同步电机的旋转永磁式机械天线技术方案及其信息加载方法,构建基于电-机械-电磁能量转换的系统模型,对其辐射效率和辐射功率进行初步分析,研究旋转永磁体在不同无限均匀介质中产生时变磁场的分布与衰减特性,研制了原理样机,并对其近区磁场和2FSK信号的加载特性进行了实验测试,验证了该方案的可行性和有效性。
空间非合作目标捕获方法综述

随着空间事故和失效航天器的增多,地球附近的轨道资源越来越紧张。如今世界各国都在大力发展在轨服务和太空碎片清除,作为其中最关键的技术之一,空间非合作目标捕获近年来成了太空研究领域的重点。目前,国内外各大研究机构针对非合作目标进行了深入研究,并提出了多种捕获方法,取得了较大的进展。对非合作目标进行分类,基于现有的捕获方法介绍了国内外非合作目标捕获技术发展的最新状况,总结了原理方案,分析了捕获方法和关键技术,为我国后续开展相关研究提供了一种研究思路。
脐带间充质干细胞体外调节SLE患者淋巴细胞亚群功能的相关研究

为探讨体外脐带间充质干细胞(umbilical cord mesenchymal stem cell,UCMSC)对SLE患者淋巴细胞亚群的调节,随机选取2017年8月至2019年2月于十堰市人民医院(湖北医药学院附属人民医院)住院诊治的SLE患者12例,该院同期门诊健康体检者10例则作为对照。从1例脐带供者中分离获得UCMSC,抽取两组受试者静脉血并分离淋巴细胞亚群后分组:A组为淋巴细胞,B组为淋巴细胞+UCMSC(UCMSC∶淋巴细胞数量为1∶20),C组为淋巴细胞+UCMSC(UCMSC ∶淋巴细胞数量为1∶5)。MTT法检测淋巴细胞增殖抑制率,FACS检测细胞凋亡率与Treg百分比,ELISA检测淋巴细胞IL-6、TNF-α、M-CSF表达水平。结果显示,细胞共培养48h后,B组与C组的T细胞增殖抑制率、IL-6、TNF-α、M-CSF表达水平显著高于A组(P <0.05),B组也显著高于C组(P <0.05);B组与C组的T细胞凋亡率低于A组(P <0.05),C组显著高于B组(P <0.05);B组与C组的Treg百分比降低(P <0.05),B组显著低于C组(P <0.05)。由此,UCMSC能在体外激活SLE患者T细胞亚群功能,具体表现为促进IL-6、TNF-α、M-CSF表达,抑制T细胞增殖和凋亡,抑制其向Treg分化。
不同疾病分期强直性脊柱炎患者外周血DKK-1、MMP-3、TNF-α和IL-6的表达及治疗前后水平变化

为探讨Dickkopf-1(DKK-1)、基质金属蛋白酶3(matrix metalloproteinase3,MMP-3)、TNF-α和IL-6在强直性脊柱炎(ankylosing spondylitis,AS)患者外周血的表达情况及与疾病分期的相关性和中西医结合治疗前后的变化,选取2017年1月至2018年6月在四川省骨科医院初诊为AS的患者40例(病例组),并选取同期健康体检者40例(对照组)。所有患者随访12周,检测分析基线水平(第0周)、治疗第6周、12周及对照组血清DKK-1、MMP-3、TNF-α和IL-6水平,绘制受试者工作曲线(receiver operating curve,ROC),探讨各项指标在AS患者中的诊断价值。结果显示,患者组DKK-1水平低于对照组,MMP-3、TNF-α和IL-6的表达水平高于对照组,差异有统计学意义(P <0.05);AS早期患者各项指标显著高于晚期患者(P <0.05);患者经治疗后与前一随访点比较,第6周MMP-3、TNF-α和IL-6水平差异有统计学意义(P <0.05),DKK-1水平差异无统计学意义(P >0.05)。AS患者血清DKK-1、MMP-3和TNF-α水平与IL-6水平呈正相关(r值依次为0.388、0.482和0.373,均P <0.05)。根据ROC曲线,DKK-1、MMP-3、TNF-α和IL-6单独检测诊断AS的AUC分别为0.670、0.653、0.818和0.745,灵敏度分别为87.50%、80.00%、47.50%和62.50%,特异度分别为40.00%、47.50%、90.00%和92.50%。四项指标联合诊断AS的AUC为0.881,敏感度和特异度分别为70.00%和87.50%。由此,该4项指标可作为AS患者早期诊断及评判疗效的参考,其联合检测可提高AS诊断的敏感度和特异度。
基于AHP法的房车造型评价方法及应用研究

针对当前房车造型同质化现象严重及用户对房车造型多样性需求的考虑,提出一种以层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)与模糊综合评价相结合的评价方法,并应用在实际项目评价中,以提升房车设计方案决策的科学性和准确性。选取自行式C型房车造型特征为例,结合层次分析法构建影响造型设计评价的指标体系;将房车造型设计分解为有序的递阶层次结构,得出房车造型多层次下各要素的评价分析模型;采用定性和定量相结合的方法,计算各要素权重并通过一致性检验进行综合排序。将该方法应用于自行式C型房车3款造型设计方案评价中,筛选得出最佳方案用于项目开发,为房车研发提供有效参考。
钻机多变幅机构瞬时动态响应衰减特性研究

为研究全液压钻机多变幅机构的可靠性、安全性,确定瞬时冲击激振力作用下多变幅机构动态响应的衰减特性,基于模态分析理论,通过ABAQUS有限元分析软件,以ZDY2-3200LF全液压钻机的多变幅机构为研究对象,获得其固有频率和各阶振型,并在此基础上,以全液压钻机的最大给进力作为多变幅机构的瞬时冲击激振力,获得其应力和位移的动态响应曲线。研究结果为多变幅机构的优化设计提供依据,对其他全液压钻机多变幅机构的优化设计也具有参考价值。
基于余弦方波的配电电缆绝缘多功能测试装置的研制

文中研制了一种兼具产生超低频余弦方波和振荡波的多功能高压发生装置,利用该装置既可以开展电缆绝缘的耐受电压能力测试,也可以开展局部放电检测。装置主要由快速充电单元、放电单元、高压电抗器以及局放检测单元组成。放电单元作为装置的核心单元,其实现采用了基于串联IGBT为核心的高压半导体开关,以满足系统最高30 kV峰值电压输出的需求。整套装置可以在余弦方波和直流振荡波两种模式下独立工作.在实验室中搭建系统平台,对中间接头处有缺陷电缆进行了局部放电检测。实验结果验证了多功能高压发生装置用于电缆绝缘测试的有效性。
一种电力变压器绝缘电阻的高压高阻电桥测量方法

变压器绝缘性能试验能有效判断变压器是否存在整体受潮、部件表面受潮及贯穿性缺陷,是变压器能否投入运行的重要依据。文中在用于高压高阻测量的惠斯通电桥基础上,研究一种电力变压器绝缘电阻的测量方法,利用模糊PID控制器较好的的跟踪能力及响应速度调节电桥平衡,再根据平衡公式准确算出变压器绝缘电阻值。在用扩展德拜模型模拟等效变压器绝缘电阻基础上,建立测量系统的仿真模型,实验结果也与计算结果相一致,从而验证了该方法的可行性。
基于聚类分析的变压器有载分接开关储能弹簧故障识别

储能弹簧是变压器有载分接开关(on-load tap changer,OLTC)进行调压操作的关键部件,与OLTC的换挡过程成功与否密切相关。为准确识别储能弹簧的机械故障,文中从OLTC切换过程中振动信号的混沌特性出发,首先对振动信号进行了相空间重构,然后应用K-means++聚类算法对高维空间的相点进行了聚类分析,其中聚类时的类簇数目依据凝聚层次聚类法确定,据此定义了类间散度来定量描述OLTC振动信号的相点空间分布。以某组合式OLTC为测试对象,对其正常状态与存在不同磨损程度的储能弹簧故障时切换过程中的振动信号进行了测试。结果表明,合理的类簇数目能有效提高OLTC振动信号聚类分析的准确度,类间散度能准确识别OLTC储能弹簧的不同磨损程度,从而为OLTC机械状态的振动监测技术提供了重要依据。
应用改进Hilbert-Huang变换下的Volterra模型诊断OLTC机械故障

为提高有载分接开关(OLTC)机械故障诊断的自适应性、特征分辨率以及识别效率,提出一种包含聚合经验模态分解(EEMD)分解和Hilbert边际谱分析的改进HHT方法,与混沌时间序列的Volterra模型相结合来提取OLTC的机械故障特征。具体应用时,首先对OLTC切换过程中的多通道振动信号进行EEMD分解得到固有模态函数(IMF)分量,然后应用Hilbert谱分析法求取各IMF的Hilbert边际谱。进一步,应用Volterra模型根据Hilbert边际谱构建Volterra特征矩阵,以矩阵奇异值为故障特征参量。最后搭建了OLTC典型机械故障真型实验平台,采用文中方法获取并分析了几种典型机械故障的振动信号,并借助多分类支持向量机对数据集进行分类识别,验证了所提出故障诊断方法的有效性。与其他方法对比得知,新方法取得了较高的故障识别准确率。
非线性误差电流抑制算法的电力变压器绝缘电阻测量方案

变压器的绝缘介质极化过程缓慢,测量稳定的绝缘电阻值需要长时间等待,为缩短测量时间,文中研究一种绝缘电阻的参数估计测量方法。首先建立油纸绝缘的扩展德拜模型;在极化/去极化电流测试基础上,用矩阵束算法估计去极化电流参数,得到介质极化稳定后的绝缘电阻值。实验结果表明,该方法能消除吸收电流带来的误差影响,缩短绝缘电阻测量时间。
126 kV真空断路器操动机构机械可靠性研究

文中在分析讨论传统可靠性设计方法在真空断路器机械可靠性设计应用中存在局限性的基础上,提出基于失效物理和可靠性物理(PoF/RP)的真空断路器操动机构及其零部件可靠性设计方法,对操动机构内部传动部件的冲击疲劳寿命计算方法进行了理论分析。分别对126 kV单断口真空断路器弹簧操动机构、分离磁路式双稳态永磁操动机构,以及快速斥力机构在断路器合分闸操作冲击应力作用下易损部件的疲劳寿命进行了分析。计算结果显示:弹簧操动机构合分闸联锁挚子在断路器合分闸操作冲击应力的作用下其疲劳寿命计算结果为1 654次;双稳态永磁操动机构在断路器以2.5 m/s速度分闸、1.5 m/s速度合闸时,其动、静铁心在冲击应力作用下的疲劳寿命17 710次;快速斥力机构触头簧传动支撑部件在断路器以5.5 m/s速度分闸、1.3 m/s速度合闸过程中,其冲击疲劳寿命为302次;该计算结果与实验结果相近。
直流叠加冲击电压下GIS放电特性研究综述

GIS在开关分闸后母线上会存在幅值较高的残余直流电压,由于GIS中电荷泄漏较慢,残余直流电压可持续作用较长时间。当再一次合GIS母线时,母线上可能会出现冲击过电压,冲击过电压会与母线残余直流电压叠加,使GIS处于直流叠加冲击电压的作用下。近年来国内多起GIS击穿事故发生于开关合闸瞬间,因此有必要对直流叠加冲击电压下GIS的放电特性进行研究。首先介绍了直流叠加冲击电压下稍不均匀电场和极不均匀电场中SF_6气体间隙的放电特性和放电机理,以及直流叠加冲击电压下自由金属微粒引起的气体间隙放电特性;然后总结了直流叠加冲击电压下绝缘子沿面的闪络特性和金属微粒对直流叠加冲击电压下绝缘子闪络特性的影响,并分析了表面电荷对绝缘子沿面闪络过程影响机理的研究现状;最后,总结了目前研究中存在的问题及未来的研究方向。通过对目前国内、外直流叠加冲击电压下GIS放电特性的研究,以期对工程建设和学术研究起到参考作用。
800 kV交流滤波器场用断路器合闸电阻故障分析

合闸电阻在断路器合闸过程中用以抑制合闸涌流、操作过电压,主要应用在800 kV及以上电压等级输电线路与换流变电站交流滤波器场,其中交流滤波器场特殊应用环境导致合闸电阻故障率高。通过断路器合闸过程中的暂态波形分析、声振信号检测、物理场仿真等方法对一起合闸电阻缺陷引起的断路器运行异常进行分析,并给出导致合闸电阻异常原因,通过返厂解体验证了所采用分析方法的正确性。最后,对带合闸电阻结构断路器存在的潜在缺陷提出相应改善措施,以避免断路器运行过程中气隙击穿事故发生。
高压断路器操动机构用合闸电磁铁动作特性仿真研究

高压断路器操动机构中的电磁铁部分负责将电信号转化成机械信号,分合闸电磁铁能否正常运行影响着断路器的可靠性,为保证电磁铁的运行可靠性,需要对电磁铁的动作特性进行研究。文中以某高压断路器合闸电磁铁为例,介绍了合闸电磁铁的主要结构和工作原理,利用有限元分析软件Maxwell建立了合闸电磁铁的三维瞬态模型,并仿真分析了合闸电磁铁动作过程中各部分磁场分布、动铁心运动情况以及线圈电流变化情况;同时,通过实验测量高压断路器合闸电磁铁运动过程中合闸线圈中的线圈电流,将实验测得的线圈电流与仿真结果进行了比较。实验结果验证了仿真结果的正确性。
硫化氢环境下马氏体不锈钢的开裂原因分析

炼化离心压缩机在服役过程中马氏体不锈钢叶轮表面出现断裂失效现象。通过对叶轮失效件的断口宏观和微观形貌分析、硬度检测,并结合生产服役环境对叶轮裂纹的产生原因进行分析。结果表明:叶轮断口裂纹以沿晶腐蚀为萌生源,扩展后转变为穿晶腐蚀,呈现应力腐蚀特征。断口腐蚀产物分析表明,腐蚀产物中含有硫元素;结合叶轮的服役环境得出叶轮的断裂失效主要原因是硫化物应力腐蚀开裂。
雷电-工频联合加压下1 100 kV GIS壳体暂态电位分布及接地方式的研究

为了研究1 100 kV气体绝缘金属封闭开关设备在雷电-工频联合加压试验过程中由短时燃弧引发的壳体暂态电位升高的电位分布情况,文中采用导体传输线理论对雷电-工频联合加压试验回路各组成部分以集中或分布参数等效,特别地将壳体绝缘法兰等效成串联电容,建立了试验回路的暂态模型并进行仿真。将仿真计算结果与试验数据进行对比,验证了模型的准确性;分析了1 100 kV GIS试验回路壳体暂态电位分布规律并且对接地线型式和接地方式进行了合理选择,最终证实铜箔接地对暂态电压幅值和频率的抑制具有良好效果。
间接热解吸工艺用于含汞固废及污染土壤处理工程案例解析

云南某大型汞污染场地修复工程是国内首例采用间接热解吸工艺处理含汞固废及污染土壤的工程。通过工程实践获得了相关施工技术参数,当加热温度为600~ 750 ℃,停留时间为40~ 60 min时,修复后物料中总汞含量可达到修复目标要求,验证了间接热解吸工艺的修复效果。工程实施结果表明:间接热解吸工艺对高浓度含汞固废及污染土壤修复效果明显,修复后物料中污染物含量达到修复目标要求,污染物排放满足GB 16297—1996《大气污染综合排放标准》要求,未对环境产生不良影响。该工艺还可实现汞的资源化回收,具有广阔的应用前景和工程借鉴价值。
某铀尾矿库区周围稻田土壤不同组分对U(Ⅵ)的吸附性能分析

通过斯笃克定律提取土壤胶体,连续提取法吸附土壤中的有机质,得到土壤矿质胶体,采用比表面积(BET)法和Zeta电位对原土、土壤胶体和矿质胶体进行了表征分析,考察了溶液pH、接触时间、U(Ⅵ)初始浓度以及温度等因素对3种样品吸附溶液中U(Ⅵ)的影响性能。结果表明:原土、土壤胶体和矿质胶体的比表面积和平均孔径分别为11.5,31.1,28.8 m~2/g和18.76,35.55,17.5 nm。在pH为5.5,固液比在1.0 g/L,温度为20 ℃,U(Ⅵ)初始浓度为10.0 mg/L,土壤、土壤胶体反应时间为50 min,矿质胶体反应时间为40 min时,原土、土壤胶体、矿质胶体的对U(Ⅵ)吸附率分别达到76.67%、83.03%、48.87%,吸附容量分别达到8.53,9.24,5.43 mg/g。对比研究结果可以看出,土壤中的胶体对溶液中U(Ⅵ)有着明显的吸附能力,该研究结果对进一步研究含U(Ⅵ)废水的处理及U(Ⅵ)在土壤和地下水中的迁移过程有一定的参考意义。
张家口市某机械厂原址电镀污染场地土壤修复工程实践

机械厂电镀加工过程中产生的电镀废水,会造成土壤六价铬和氰化物污染。以长期利用电镀工艺的污染场地修复项目为依托,通过前期场地环境调查和风险评估结果,分析场地土壤污染程度和污染范围,确定修复目标和工程量;综合场地特性和污染特征,进行修复技术筛选,确定以“化学氧化+化学还原-固化/稳定化”为核心的污染土壤修复技术工艺;通过小试和中试,获得最佳修复药剂组成和添加比例,并进行工程实施。结果表明: Cr(Ⅵ)和氰化物复合污染土壤经化学氧化+化学还原-固化/稳定化工艺处理后,最大超标浓度由原来的37.3,186.0 mg/kg,分别降低至对应的标准限值3.0,22 mg/kg以下,Cr(Ⅵ)浸出浓度<0.5 mg/L,满足修复要求。该修复工程的成功实践,可以为其他复合污染场地修复工程的设计与实施提供参考。
中国农业生态效率测度与驱动因素

为适应我国进入高质量发展阶段,实现农业资源的高效率利用,本文以中国30个省、直辖市、自治区(不包括西藏、香港、澳门和台湾)的2003~2017年度面板数据,运用考虑生态非期望产出和期望产出两阶段网络EBM模型,构建资源环境投入—环境治理两阶段模型,测度各省(直辖市、自治区)的农业生态效率,并结合Malmquist指数进行动态分析.以测度的农业生态效率为被解释变量,在考虑农业劳动力素质的门限效应下对其驱动因素进行分析.结果显示:2007年以前中国各地区农业生态效率,呈西部到东部逐渐收敛趋势.2007年以后,呈东西部高,中部塌陷,东西部与中部地区发展失衡.农业劳动力素质存在门限效应,门限值为1012.62.当门限变量值≥ 1012.62时,农作物种植结构对农业生态效率的影响存在促进作用;反之,则有抑制作用.财政支农水平对提高农业生态效率有正向影响,农用机械投入强度、农业生态环境防护投资额对提高农业生态效率有负面影响.
氧化石墨烯和多环芳烃与肺表面活性物质间的相互作用

为阐明氧化石墨烯与多环芳烃这一复合污染体系与肺表面活性物质(PS)的作用,考察了各组分之间的作用方式及效应,并对作用机制进行分析.结果表明,PS及其组分对多环芳烃有增溶作用,增溶能力依次为萘<苊<苯并(a)蒽;氧化石墨烯对多环芳烃和PS有一定的吸附作用,且多环芳烃和PS存在竞争吸附,入肺后PS及其组分占据多环芳烃的吸附位点而负载于氧化石墨烯表面;多环芳烃在PS及其组分增溶作用下在氧化石墨烯表面解析,毒性增强;DPPC由竞争吸附产生的解析效果尤为显著,当苯并(a)蒽的加入量到0.6mg/L时,DPPC于GO上吸附量减少了28.92mg/g;同时,多环芳烃和PS均会促使氧化石墨烯团聚,粒径增大3倍以上;C C键的增多和化学键转化产生的作用力影响了氧化石墨烯的稳定性.本研究为复合污染对肺的潜在毒性效应及肺风险评估提供了一定的理论支撑.
苯醌对聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系的增效机制

通过构建苯醌增效聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系,讨论了体系中橙Ⅱ的脱色和降解途径.在研究苯醌浓度对聚合硅酸铁铁离子的释放、Fe~(2+)与Fe~(3+)之间的转化、H_2O_2分解和·OH生成影响的基础上,提出了苯醌对聚合硅酸铁多相UV-Fenton体系的增效机制.结果表明,随苯醌浓度的增加,其紫外光下光解还原聚合硅酸铁并释放Fe~(2+)的程度增大、H_2O_2分解速度加快、产生·OH浓度峰值增高且出现的时间提前;苯醌增效体系释放于溶液中的Fe~(2+)可以通过Fenton反应转化成Fe~(3+),反应结束后聚合硅酸铁能重新吸附Fe~(3+)并使其浓度降低,避免了增效体系铁离子的二次污染.本研究将为多相催化剂催化过程的调控提供新的视角,为多相光助-芬顿反应在有机废水资源化中的应用提供理论依据和技术支持.
污泥焚烧细颗粒物中重金属赋存形态的研究

以沈阳市某污水处理厂剩余污泥为原料,采用小型流化床对污泥进行焚烧,利用布袋和荷电低压颗粒物撞击器(ELPI+)对细颗粒物进行收集,研究焚烧温度、污泥粒径、CaO的添加量对重金属赋存特性和细颗粒物微观形貌的影响,利用热力学软件FactSage7.2研究焚烧过程中重金属化学形态的变化.结果表明,随着焚烧温度的升高,残渣态变化最为明显, Cd、Cr、Cu、Pb和Zn 5种重金属的残渣态增幅均在15%以上,其中重金属Cd的变化最为明显,残渣态增幅高达29%.随着污泥粒径的增大,矿物质和焦炭颗粒的破碎程度减小,最终以矿物质和焦炭破碎为来源的一些粒径较大的细颗粒物数量增加.此外,总体上重金属的赋存形态随着粒径的增加向着稳定的趋势发展.在焚烧过程中CaO是可以作为颗粒之间良好的粘合剂,促进细颗粒物之间的成长和团聚.随着CaO的添加,细颗粒物聚并成了一个更大的球状颗粒整体.
基于改进型凸优化算法的有轨电车混合储能系统容量配置帕累托解集

容量配置影响混合储能有轨电车的运行可行性与经济效益,是设计混合储能系统的基础环节。能量管理策略(EMS)与容量配置互相耦合,互为影响,基于这一特点,该文提出一种协同优化容量配置与能量管理策略的改进型凸优化(CVX)算法,求解容量配置的可行域,在可行域内构建一族等质量线,在每一条等质量线下寻找能耗最小的容量配置与EMS的最优组合解,获得混合储能系统质量与能耗的双目标帕累托前沿。与单储能系统相比较,混合储能系统质量轻、体积小,适合在对质量、体积要求严苛的情况下使用,在严苛的质量限制下,混合储能系统仍然是一种不可替代的解决方案。仿真结果对比表明,协同优化的EMS效率高,功率分配合理。
悬臂式铁镓合金振动能量收集的存储方法

基于悬臂式铁镓合金的动力学模型、等效电路模型和伏安特性建立悬臂式铁镓合金振动能量收集装置的输出电压和输出功率模型,设计能量存储电路,搭建了铁镓合金振动能量收集装置实验平台。实验结果表明,在67Hz固有频率、外接17Ω负载时,样机的最大输出功率为116mW,对应的功率密度约为271μW/cm~3;电压智能调解电路的最大输出电压可保持在5.1V,且可为锂电池提供4.18V的充电电压,实验验证了振动收集装置的输出电压经过所设计的能量存储电路可有效地为超级电容器和锂电池充电,实现对能量的存储;样机可持续点亮LED灯和数码管,进一步证明了文中涉及的振动收集装置及存储电路的有效性,并为其在无线传感器节点供电中的实际应用提供了基础。
车用双面散热功率模块的热-力协同设计

双面散热(DSC)功率模块可以降低封装热阻和寄生参数,是车用电机控制器的发展趋势。然而,双面散热功率模块内的热-力交互作用机制尚不明晰,且缺少热-力协同的设计方法。为了克服热阻与应力之间的相互制约,该文提出一种多目标协同的双面散热功率模块设计方法。建立了双面散热功率模块热学和力学性能的数学模型,表征材料属性和封装尺寸对功率模块性能的影响,并利用有限元分析(FEA)方法进行验证。此外,提出双面散热功率模块的多目标优化设计模型,协同提升功率模块的热-力性能,并给出基于非占优遗传算法的求解方法。最后,基于所提出的多目标协同设计方法,对比研究了封装材料属性对优化设计结果的影响。
高密度电工纸板关键介电特性及性能评价方法

高密度电工纸板作为电力/换流变压器等大型电力设备的主要绝缘材料,其性能直接影响电力设备甚至电网系统的安全稳定运行。为解决高密度电工纸板的绝缘性能参差不齐、缺少性能评价及纸板遴选方法等实际问题,该文搭建电工纸板关键介电特性测试平台,选取相对介电常数、体积/表面电阻率等关键介电特性,针对五种国内外主流绝缘件供应商提供的高密度电工纸板进行完整测试,并获得温度、水分等外界条件对其影响规律,进行量化关系拟合和物理解释,测试结果表明:①随着纸板温度和水分含量的增加,纸板的相对介电常数增加,最大增幅可达55.85%,不同种类纸板受外界因素影响程度差异较大,最大可达22.05%;②随着纸板温度和水分含量的增加,纸板的体积/表面电阻率逐渐降低,最大降幅可达98.25%,且不同种类纸板性能受外界因素的影响程度同样存在巨大差异,最大可达94.32%;③同一种类纸板的不同批次试样之间的介电特性差异明显;④利用电工纸板常规理化性能的测试结果对不同种类纸板之间的介电特性差异进行分析。该文利用测试所得多维度、多指标、多环境变量的电工纸板介电特性数据,建立基于介电特性的高密度电工纸板性能评价方法,横向比较了不同绝缘纸板产品的介电特性,对电力设备绝缘结构的设计和绝缘材料的遴选提供数据支持和技术参考。
外磁场调控的聚合硫酸铁水解过程研究

基于聚合硫酸铁的UV-vis光谱学特征,利用外加电磁场对聚合硫酸铁进行磁化调控,研究了不同磁化时间和磁场强度对PFS中铁形态分布的影响.研究表明,水解过程中铁盐逐渐与羟基结合,存在由低聚态向相对较高聚态转化的趋势.整体来看,在一定范围内增加磁化时间和磁场强度可以有效促进絮凝剂的水解,但是在多工艺参数调控中,提升磁场强度能够获得更为明显的效果.通过上述研究表明,借助UV-vis光谱学特征变化的分析,可有效判断PFS在水解过程中的水解进程及转化.在相同磁场强度下,磁化4~6min时,由低聚态向高聚态转化速率更快.而在控制磁化时间相同的情况下,增大磁场强度相应水解产物的转化速率也会提高1.9%~12.3%.该研究为设计适当的磁场强度获得更好的磁絮凝效果以及PFS絮凝工艺的调控提供更为科学有效的理论指导.
三相逆变器随机空间矢量脉宽调制选择性电压谐波消除方法

传统随机脉宽调制(RPWM)策略不能选择性消除或降低系统特定次频率谐波。该文提出一种三相电压型逆变器随机SVPWM(RSVPWM)选择性电压谐波消除方法,利用脉宽调制(PWM)脉冲傅里叶级数中的前后项相互抵消,消除特定次频率谐波,并给出两种选择性电压谐波消除思路。在此基础上,利用占空比、随机整数k、开关频率范围和待消除频率,计算开关周期值,推导开关周期、随机整数k以及其对应频率上下限的通用公式。该方法在实现传统RPWM功能的同时,还能选择性降低特定频率及其整数倍频率的噪声功率,仿真和实验结果证明了该方法的有效性。
基于变量预测-谷本相似度方法的局部放电中未知类型信号识别

针对局部放电中可能出现新的不属于已知放电类型的未知样本,提出一种基于变量预测-谷本相似度(VPM-Tanimoto similarity)的未知类型信号识别方法。构建梯度谱图实现未知信号的表达,并使用两个指标来对样本分区域过滤以分离出未知类。首先,构建ϕ-Δϕ 、ϕ-Δu、ϕ-Δq_(max)、ϕ-Δn梯度模式和ϕ-n谱图模式并提取特征。其次,对各已知类放电建立相应的VPM模型组并预测样本的特征向量。再次,计算样本和各已知类放电的Tanimoto相似度,获得与样本最匹配的已知类别。然后,计算识别结果的可靠率(IDAR)并划分可靠率空间,不同的区域有不同的判定方法。最后,利用Tanimoto相似度和各区域的IDAR对所有信号进行双重过滤以判定并分离出未知样本。实验结果表明,该方法取得了一定的识别效果。
基于转子永磁体磁场定向的无刷直流电机转矩脉动抑制

无刷直流电机由于非正弦的主磁场分布和反电动势波形,在方波电流驱动下产生较大转矩脉动。为此提出一种基于转子永磁体磁场定向的转矩脉动抑制方法。首先,通过分析无刷直流电机转子永磁体磁场定向dq同步旋转坐标系下的等效模型,得出该坐标系下d轴电枢反应和电磁转矩各自取决于dq轴电流的结果;其次,给出了以变换前后绕组产生的d轴电枢反应和电磁转矩不变为原则的三相电流和dq轴电流之间变换方法;最后,利用该变换方法,得到所需dq轴电流对应的三相电流,并对该电流进行闭环控制,进而实现无助磁和去磁的瞬时恒定转矩控制。所提方法通过Matlab仿真和DSP实验验证了其可行性和有效性。
921A钢板腐蚀电场的Frumkin修正

为了研究不同质量分数氯化钠溶液中腐蚀电场的Frumkin修正效果,采用电化学阻抗谱测试得到921A钢电极在腐蚀电位下的双电层电容,并由此计算分散层电位的实验值,根据双电层的Stern模型,推导分散层电位与双电层电位、支持电解质质量分数的理论关系,并得到分散层电位的理论值。根据Frumkin修正理论,对阴极和阳极的电极过程动力学分别进行修正,得到与分散层电位相关的修正后的Tafel方程式。分别以修正前后的Tafel方程式作为921A钢板腐蚀电场边界元模型的边界条件,得到修正前后的腐蚀电场分布,并与实测腐蚀电场进行对比。结果表明,修正后的电场模量幅值与实验结果更为接近,说明在仿真过程中对Tafel边界条件进行修正是有必要的,当氯化钠溶液质量分数分别为1.5%、2.5%和3.5%时,修正效果分别为12.2%、10.8%和9.4%。
磁场调制型双馈无刷混合励磁电机及其静态性能分析

基于磁场调制原理工作的永磁(PM)游标电机具有低速、大转矩特性。然而,和传统永磁电机类似,永磁游标电机的励磁磁场由永磁体产生,气隙磁场相对恒定难以调节,宽调速范围运行能力受限。结合"混合励磁"设计方法,通过在分裂齿式永磁游标电机调磁小齿间引入混合励磁绕组,该文研究了一种磁场调制型双馈无刷混合励磁电机;结合有限元方法,介绍了该电机的基本结构和运行原理,揭示了其低速、大转矩并具有宽调速范围特性内在机理;设计了该电机的驱动控制系统,对其静态性能进行系统测试,验证了理论分析与仿真计算的正确性。
能量路由器中双有源桥直流变换器多目标优化控制策略

为提升能量路由器中双有源桥(DAB)变换器的传输效率,同时改善系统的动态特性,该文提出一种基于扩展移相的输出电压模型预测控制与梯度下降算法实现回流功率优化的混合控制策略。首先,建立DAB变换器在单移相和扩展移相控制下的传输功率数学模型,分析回流功率产生机理,并推导扩展移相控制下的输出电压状态空间平均化方程;其次,在DAB变换器输出电压模型预测控制基础上提出基于梯度下降算法的回流功率优化策略。搭建小功率实验样机,并与传统单移相控制进行对比,实验结果证明了该文所提控制策略的有效性及正确性。
基于改进全相位算法的高精度介质损耗角的测量

由于快速傅里叶算法在实际应用中存在栅栏效应和频谱泄漏的问题,且用于测量介质损耗角的精度不高,该文提出一种基于混合卷积窗和改进全相位的高精度介质损耗角测量方法。用主、旁瓣性能更好的混合卷积窗对信号截断以减小频谱泄露,用全相位傅里叶变换具有的"相位不变性"以消除栅栏效应,并针对全相位傅里叶提出差分式相位校正方法。分别在基波频率变动、信噪比变化、谐波含量变化及采样点数的影响下对比验证,结果表明所提方法的检测精度高于加窗插值的傅里叶变换算法,尤其在非同步采样时,其优势更加显著。
无线电能传输系统电磁兼容研究现况及发展趋势

该文首先从电磁兼容理论分析出发,介绍目前无线电能传输(WPT)系统电磁环境的建模方法,同时从外界环境对WPT系统的影响和WPT系统对外界环境的影响两个角度探究了目前WPT系统的电磁环境兼容性和安全性问题。为了有效地抑制WPT系统带来的电磁干扰,对具有代表性的电磁屏蔽技术和扩频技术进行详细介绍,同时也对其他电磁兼容抑制措施进行简单的介绍。最后,根据目前WPT系统的应用需求和研究现状,从机理分析、介质影响、U-IPT系统和动态WPT系统电磁兼容性问题等方面进行未来展望。
不同虚拟同步机控制下双馈风机系统频率响应差异研究

附加虚拟同步机控制的双馈风力发电机系统,其惯性支撑方面的控制效果可由系统传递函数矩阵的H_2/H_∞范数来定量描述。该文首先基于矩阵范数的定义,明确在以频率扰动为系统输入时, H_2/H_∞范数越小,系统频率振荡抑制的能力越强,惯性支撑效果越好。并结合经典的特征值稳定分析法,验证了上述相关性。然后建立双馈风机系统在不同虚拟同步机控制下的频率响应模型,比较三种控制策略在频率振荡抑制方面的控制效果。通过Matlab/Simulink仿真验证了H_2/H_∞范数在评价系统频率响应方面的有效性,并以H_2范数最小为依据,确定了三种控制策略中主导控制参数的选择范围,对比分析了不同控制策略在频率响应方面的差异性。
面向工程应用的用户级综合能源系统规划

用户级综合能源系统是提高用户用能效率和用能经济性的重要手段。该文从实际工程应用的角度出发,提出一种基于最大利用小时数的用户级综合能源系统规划流程和方法。首先,建立用户级综合能源系统的整体模型和关键设备模型,描述各类能源在长期运行中的转换与流动关系。其次,提出包含前期资料收集、负荷预测、天然气冷热电联供系统容量预配置、设备选型与容量配置四个主要步骤的规划流程,并建立了用户级综合能源系统优化规划模型,模型以全规划周期建设和运行成本最低为目标,考虑了功率约束、能量约束、设备运行约束和用户场地约束等条件,并通过Matlab调用YALMIP工具包和CPLEX求解器进行求解。最后,分别以医院、工业园区的用户级综合能源系统为典型算例,验证了所述方法在不同用能类型和用能特性场景下的有效性,并对设备年最大利用小时数、用户电负荷占比、天然气价格等关键因素进行了灵敏度分析。
基于深度强化学习算法的光伏-抽蓄互补系统智能调度

抑制高渗透率并网光伏发电的功率波动对电力系统稳定及经济运行影响至关重要。储能系统通过充放电行为有效抑制光伏发电功率的波动,从而保障光伏电源平滑接入大电网。针对现有光伏发电功率预测精度不高,储能设备工况转换频繁导致系统稳定性降低以及经济收益差等问题,该文以100%消纳光伏发电为前提,提出采用周期衰减学习率的改进型深度确定性策略梯度算法(CDLR-DDPG)的光伏-抽水蓄能互补发电系统的实时智能调度方法;通过将智能调度问题转换为马尔可夫决策过程并对其求解,得到抽蓄的实时运行策略。以四川省小金县某光伏电站的历史数据为例,对所述方法进行了仿真。结果表明,该文所提出的方法能有效地缓解并网点功率波动,减小抽蓄工况转换频率,提升光伏并网电力系统的稳定性和经济性,在运行周期内使得并网点功率波动降低了12.7%,同时互补系统收益增长了4.95%。
市场机制下光伏/小水电/抽水蓄能电站系统容量优化配置

在我国电力市场化改革以及新能源发电技术越加成熟的背景下,新能源发电技术在当前电力市场中无疑具有广阔发展前景。基于混合能源系统的经济效益以及清洁环保的现代化能源体系的需求,该文针对电力市场中的新能源发电技术,提出一种市场机制下光伏/小水电/抽水蓄能电站的混合能源系统容量配置优化方法,旨在获得最大的经济效益。首先建立以光伏电站、小水电站和抽水蓄能电站为主体的混合能源系统模型。其次,基于该模型提出以系统投资成本最小为上层目标函数和以系统获得售电收益最大为下层目标函数的双层规划模型,并采用线性递减惯性权重粒子群算法以及序列二次规划算法对模型的上、下层求解。此外,该模型考虑各个主体投资成本的规模效应。最后,基于收集的数据对混合能源系统容量配置进行仿真分析,得出有储能方式下的混合能源系统在整个项目周期内所获经济效益是无储能方式下的2.6倍,结果验证了提出的模型与方法的有效性。
基于自适应无功功率补偿的虚拟同步机功率解耦策略

针对虚拟同步机(VSG)的输出功率在中低压线路传输过程中存在耦合而引起功率控制产生稳态误差的问题,在对功率耦合机理分析的基础上,提出一种基于自适应无功功率补偿的虚拟同步机功率解耦策略。文中重构了有功功率控制环路和无功功率控制环路,在用d、q轴电流表征VSG功角和内电动势的基础上,提出仅用d轴电流表征功率耦合问题,进而从抑制电流稳态变化的角度提出了基于自适应无功功率补偿的解耦策略。最后通过仿真和实验验证了所提解耦策略的有效性。
梯级水光蓄互补联合发电关键技术与研究展望

梯级水光蓄互补联合发电技术将梯级小水电、光伏和抽水蓄能密切结合起来,以实现多种可再生能源互补优化。该文总结了近年来可再生能源互补联合发电的研究现状,分析了水光蓄互补模式,从中长期电量互补、短期调度计划互补、实时控制互补三个层面分析了梯级水光蓄互补联合发电面临的科学问题和关键技术。在此基础上,从容量配置与优化规划、联合运行控制与智能调度、变速恒频抽蓄成套设备研制以及应用示范四个方面,提出了梯级水光蓄互补联合发电系统的研究框架,为梯级水光蓄互补发电技术研究和相关工作开展提供了部分思路。
基于稳暂态联合仿真模拟的区域多可再生能源系统评估决策

可再生能源规划方案的合理选取、决策对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义,但影响因素复杂、生产模拟过程低效等制约了其发展和应用。为此,针对区域多可再生能源系统,构建了计及安全性、静态电压稳定性、暂态电压恢复能力、经济性以及与主网交互性的糅合稳暂态指标的多准则决策(MCDM)指标评价模型,并提出了基于PSD-BPA平台的稳暂态联合仿真模拟方法,实现了指标的自动化仿真模拟与定量计算。利用G1-熵权法计算指标权重,对TOPSIS决策方法做出了一定改进,实现了MCDM模型的求解。选取四川省某示范区作为算例进行仿真模拟计算与灵敏度分析,实现了待选规划方案的优选、决策,验证了所提方法的可行性与合理性。
基于多尺度时序建模与估计的电力负荷数据恢复

针对电力负荷数据缺损及失真问题,从时序数据特性分析及建模与估计的角度给出负荷数据补全与恢复的方法。运用马尔科夫链与序贯蒙特卡洛模拟联合法抽取负荷统计特性;基于电力负荷波动的年、月、周、日的多尺度时序特征分析,建立电力负荷的多尺度时序特征建模。引入B-spline基函数展开法解决负荷模型的非参、变系数问题,并给出负荷模型中关键参数的估计方法。采取误差多指标评判方法确定B-spline节点最优数量与样条最优次数。根据所得负荷恢复模型提出周尺度的电力负荷缺失数据恢复方法,并给出年度等长时段日负荷数据恢复思路。经实际算例验证,该文所提方法准确有效,具备工程应用价值。
基于卷积神经网络和简单循环单元集成模型的风电场内多风机风速预测

在传统风电场风速预测中,往往将风电场视作一个整体,进而给出较大空间尺度下的单一整体风速预测结果。但在实际风电场中,多台风机分布在不同的地理位置上,其各自的本地风速也存在明显差异。对此,该文提出一种通过学习历史风速和历史风向中空间相关性和时间相关性,从而实现不同地理位置上多风机各自本地风速的预测方法。该方法首先利用卷积神经网络(CNN)提取空间相关性信息,然后将蕴含空间信息的特征序列交由简单循环单元(SRU)处理,进而学习时间相关性信息。风速和三角函数化的风向构成类似于RGB图像结构的三维矩阵。CNN非常适合处理RGB图像类型的数据,故使用CNN提取多风机的风速和风向在同一个时刻下的空间信息。与其他循环神经网络相比,由于SRU可大幅减小计算代价,故使用SRU提取多风机的风速和风向随时间变化的动态信息。在实际风电场数据上的仿真测试表明:在多个不同的预测时域下,该方法与现有利用时空相关性的预测方法相比,不仅显著减小了计算代价,而且提高了预测的准确性。
发电机定子匝间短路对绕组电磁力的影响

该文分析了同步发电机定子匝间短路故障前后电枢绕组的电磁力特性。首先推导正常情况和定子匝间短路故障下的气隙磁通密度,得到定子绕组电磁力的解析表达式;然后建立发电机故障前后的三维有限元计算模型,对不同短路程度下的绕组电磁力进行了求解计算;最后实测MJF-30-6型隐极故障模拟发电机在正常运行和不同程度定子匝间短路故障下的电枢绕组振动响应,其实验结果与理论分析、有限元计算结果基本吻合。结果表明:正常情况下基波磁通密度产生的定子绕组电磁力只包含直流分量及二倍频成分;定子匝间短路故障下,定子绕组电磁力包含直流、二倍频、四倍频、六倍频成分;随着短路程度的加剧,绕组电磁力的直流量及二、四、六倍频成分幅值将随着增大。
计及发电量和出力波动的水光互补短期调度

水光互补对解决光伏并网和消纳难题具有重要意义。该文首先系统地将光伏发电出力波动分为固有波动、随机波动和间歇波动三个层次,并首次从提升系统功效的两个方面揭示了水光互补的机理。其次建立兼顾发电量和出力波动的双目标调度模型,并采用嵌套优化法求解,结合光伏发电的出力特征,改进了出力波动的度量方法,提出分阶段波动控制策略,以适应大规模光伏发电的接入。最后以四川省境内小金川河流域梯级电站群及其周边的光伏电站为研究对象,进行案例研究。结果表明在保证发电量的前提下,当接入较小规模光伏发电时,整体波动控制策略和分阶段控制策略都能较好地调节光伏出力波动,但随着光伏规模的增加,后者表现出显著的优势,验证了该策略的合理性。
基于源荷不确定性状态感知的无废城市多能源协调储能模型

针对“无废城市”中生活垃圾发电设施与城市多能源系统间的能源耦合互补特性,将无废城市多能源系统等效为一个具有电能和天然气能储放外特性的“无废城市多能源协调储能”,实现对城市多能源系统经济性、垃圾处理能力和可再生能源利用率的有效提升,并同时能够为电网气网提供较大的调节能力。首先,研究生活垃圾发电系统的能源输入输出特性及其与城市多能源系统中可再生能源发电系统、能源存储与转换装置及电网气网间的能源耦合关系,建立基于无废城市多能源系统协调运行的无废城市多能源协调储能模型;其次,以无废城市多能源协调储能综合运行成本最小化为目标,研究基于源荷不确定性状态感知的无废城市多能源协调储能系统运行优化模型及求解方法;最后,进行仿真验证。结果表明,该文所提出的无废城市多能源协调储能模型及其运行优化方法能够有效提升城市多能源系统的经济性和灵活性。
甘肃河东地区气象干旱时空变化及干旱危险性分析

基于标准化降水蒸散指数(SPEI),利用甘肃河东地区1988–2017年60个气象站月值气候数据,通过线性倾向估计、Mann-Kendall突变检测、小波功率谱、Hurst指数等方法对河东地区干旱事件发生次数、干旱烈度和持续时间3种干旱指标的时空变化、突变、变化周期和趋势延续性进行分析,并对气象干旱危险性进行评估。结果表明:年际变化上,1988–2017年河东地区干旱事件发生次数、干旱烈度和持续时间均呈显著增加趋势(P<0.05),变化倾向率分别为0.31次·10a~(–1)、0.61级·10a~(–1)和0.48个月·10a~(–1),陇中高原为增加趋势最显著的分区。空间上,干旱事件发生次数、干旱烈度和持续时间呈显著增加的站点占站点总数的比例分别为18.0%、31.1%和26.2%,区域内仅存在少数变化率为负值的站点,但这些站点变化趋势均不显著(P>0.05)。 Hovmoller图显示,干旱事件发生次数、干旱烈度和持续时间在时空上具有集聚性,反映河东地区相邻近站点具有类似的干旱时空特征。Hurst指数显示,在未来河东地区的干旱事件发生次数、干旱烈度和持续时间仍会主要呈现增加趋势,但强持续性(Hurst值接近1)的区域范围较小。研究区干旱指标突变年份为1994年,突变后干旱事件发生次数、干旱烈度和持续时间分别增加0.76次、2.29级、1.70个月,体现出近年来干旱化的态势。小波功率谱显示河东地区干旱指标震荡周期均在6a内,反映干旱具有短期波动特征。30a内研究区总体干旱危险性较大的区域为陇中高原,但研究区每10a的干旱危险性分布存在显著差异,1988–1997年河东地区面临的干旱危险性最大,2008–2017年干旱危险性较小。
山西灵空山油松径向生长对气候变化的响应

为探讨暖温带半湿润区不同生长阶段油松径向生长对气候变化的响应,以山西灵空山国家级自然保护区的油松人工林为研究对象,建立该地区1951–2018年树轮标准化年表,采用相关分析法对树轮生长动态及其与气候因子的关系进行分析。结果表明:灵空山地区油松树木年表包含了丰富且敏感的气候信息,适合进行树木年轮学分析,不同生长阶段油松的径向生长对气候响应程度不同,敏感性表现为过熟期(0.354)>幼龄期(0.338)>中龄期(0.324)>近熟期(0.308)>成熟期(0.297)。信噪比、所有序列平均相关系数、平均指数等参数中,过熟期均大于其它龄期,分别达到了23.803、0.515、0.994,说明过熟期更适合用于进行年轮气候学研究。响应函数分析表明,油松幼龄期和中龄期年表对各月气候因子均较敏感,而近熟期、成熟期以及过熟期年表对降水更加敏感并表现出显著的相关关系,且径向生长与降水的相关系数均大于幼龄期和中龄期。灵空山油松年轮宽度与气候因子的响应模式受生长阶段的影响,温度和降水是影响油松幼龄期和中龄期径向生长的主要因子,降水则是近熟期、成熟期以及过熟期木质部生长的主要制约因子。
叶尔羌河流域土地生态脆弱性差异评价

综合评估叶尔羌河流域土地生态脆弱性,为流域重点治理、恢复绿洲生机提供决策依据和理论支持。以叶尔羌河流域作为研究区,获取2008-2018年各时期不同指标层数据,利用ArcGIS 10.5的栅格计算功能与自然间断分类法,综合计算研究区生态脆弱性指数,并将其划分为5种脆弱等级并表征其时空分布。结果表明:在空间分布上,研究区以微度、轻度脆弱区为主,面积占比分别为35.67%、33.63%,主要分布在叶尔羌河中下游冲积扇平原;中、重度脆弱区比重次之,分别占比为14.89%、12.93%,主要分布在叶尔羌河上游山地丘陵区;极度脆弱区面积占比最小,仅为2.89%,但面积亦有3 000 km~2,主要分布在叶尔羌河中下游人口密集区,对流域整体生态环境起着 "木桶效应"。局部地区生态环境持续恶化,致使流域整体生态压力与生态"阈值"的平衡受到影响。在时间分布上,2008-2011年整体评价指数下降0.043 24,2010-2014年整体评价指数下降0.005 41,2014-2018年整体评价指数下降0.056 86。虽然各时期土地生态脆弱指数不同程度降低,流域整体生态环境呈改善趋势,但中、重、极度脆弱区依旧分布广泛,亟需研究其分布规律,针对不同脆弱区提出具体调控对策。
张掖市新型城镇化与生态安全耦合协调发展研究

甘肃省张掖市地处我国西北干旱区,该地区属于内陆河流域绿洲城市,生态环境极其脆弱,研究其新型城镇化与生态安全耦合协调发展问题显得尤为重要。通过借鉴国内外城镇化与生态环境耦合协调发展现有的研究成果,以2005-2017年张掖市统计数据为依据,建立综合评价指标体系,运用熵权法求各项指标权重,设立了耦合协调度模型,测算新型城镇化与生态安全耦合协调发展的综合指数,来表征该区域的耦合关系。结果表明:13 a间系统由低水平耦合协调---拮抗时期---磨合阶段---高水平耦合发展。新型城镇化发展水平基本保持稳步上升的态势;而生态环境综合水平尽管总趋势是向好发展,以2011年为拐点明显波动。新型城镇化与生态安全的耦合协调度持续向好,2012年达到峰值后一直保持在大于0.9的耦合协调度极高水平。最后提出促进该城市新型城镇化与生态安全耦合协调发展的政策建议。
宁夏生态移民安置区人地耦合系统脆弱性分析

基于2016年农户访谈和调查数据,依托脆弱度整合评价模型(VSD)从暴露度、敏感性、适应能力3个层次共选取了29个指标,构建了宁夏生态移民安置区人地耦合系统脆弱性评价指标体系,使用熵权法、综合指数法及函数模型评价法评价和分析其脆弱程度、特征和空间分异,并借助障碍度模型对脆弱性障碍因子进行了识别。结果表明:(1)宁夏生态移民脆弱性呈现明显的"级差化"分异特征,平均脆弱性指数为0.151 1,总体处于较强脆弱状态。(2)宁夏生态移民人地耦合系统整体较为脆弱,表现为:中部干旱带>北部引黄灌区>南部山区,在空间上呈现"中部高南北低"的地域分布特征。暴露度表现为:南部山区>中部干旱带>北部引黄灌区;敏感性表现为:中部干旱带>北部引黄灌区>南部山区;适应能力表现为:南部山区>北部引黄灌区>中部干旱带。(3)成年劳动力受教育程度、家庭成年劳动力职业技能水平、是否参与社区建设和社区管理、能否获得贷款机会、对土地质量满意度(温棚)和家庭借贷金额等是影响宁夏生态移民安置区人地耦合系统脆弱性的主导因素。
基于非期望产出的新疆区域生态经济投入效益分析

在加强生态文明建设的背景下,对新疆区域的生态经济投入效益进行分析有助于协调区域经济发展与生态环境的关系。为了解新疆区域生态经济投入效益的变化趋势,采用考虑非期望产出的超效率SBM模型和GML指数模型分别对2001-2017年新疆14个地州市的生态经济投入效益进行了静态分析和动态分析。结果表明:(1)新疆区域的生态经济投入效益水平较低,且各地州市的生态经济投入效益存在明显的差距,但各地州市的效益值都在呈现上升的趋势。(2)各地州市的生态经济投入效益存在明显差异的原因是资源要素的投入松弛,包括建成区面积、能源消费量以及用水总量的投入松弛。(3)新疆各地区的生态经济投入效益全部得到了改善,平均每年上升9.1%,且其提高的主要影响因素是技术进步。此外,宏观政策调控、经济发展水平以及产业结构也会对当地的生态经济投入效益产生影响。据此,提出以下建议:(1)分类指导,促进区域优势互补,加快绿色发展。(2)合理配置资源要素,提高资源利用效率。(3)加大技术研发投入,提高技术水平和管理水平。
干旱区地表温度和热岛效应演变研究---以宁夏沿黄城市带为例

宁夏沿黄城市带位于宁夏东北部,不仅是干旱地区地理研究的重点区域,也是宁夏经济发展的核心区域。基于2000-2018年的MODIS地表温度、土地覆盖类型以及植被覆盖率数据,通过计算热岛比例指数(URI),利用Mann-Kendall非参数检验及Sen's斜率估计法,对宁夏沿黄城市带近20 a白天和夜间的地表温度(LST)和热岛效应时间变化进行分析。结果表明:(1)近20 a来,宁夏沿黄城市带大部分地区LST变化不显著,但在植被覆盖率增加区域,白天LST显著减小而夜间LST显著上升;植被覆盖率减小区域与之相反;夜间LST变化幅度强于白天。(2)宁夏沿黄城市带的热岛效应通常在白天较弱、在夜间较强;白天和夜间时刻的城市热岛效应在一年内呈现不同的季节变化特点,白天春冬较强,夜间夏季较强;过去近20 a,宁夏沿黄城市带白天热岛效应呈现稍微减弱趋势,夜间热岛效应呈现稍微增强趋势,但变化趋势均不显著。(3)从植被覆盖率和地物类型两个影响因素的研究表明,植被覆盖率是影响地表温度变化的重要因素,城建区与郊区主要地物温差的改变是城市热岛强度变化的重要原因。从长时间序列变化的角度详细分析干旱区城市热岛的特征和变化原因,可为干旱区城市热岛带来的环境问题治理提供参考,也为研究干旱区热岛提供了借鉴。
基于遥感和GIS的洮河流域面源污染流域尺度模拟及防治对策研究

基于遥感与GIS技术的研究进展,采集洮河流域高程数据、土地利用类型、土壤类型特性、气象数据等,在SWAT模型中模拟与面源污染有关的降水、地表径流、壤中流、下渗和蒸散发等水文过程,计算侵蚀量、总氮和总磷等面源污染负荷,研究洮河流域面源污染特征。结果表明:洮河流域多年平均侵蚀量为0.70 ×10~8 t,多年平均总氮面源污染负荷为244.11 t,洮河流域多年平均总磷面源污染负荷为27.91 t,洮河流域1967-2017年多年平均侵蚀量、总氮面源污染、总磷面源污染负荷总体呈不明显的波动减少趋势,同时提出了改变土地利用方式、设置植被过滤带、坡改梯等面源污染防治对策及建议。
2000-2014年青藏高原植被净初级生产力时空变化及对气候变化的响应

青藏高原是全球气候变化最敏感的地区之一。计算青藏高原生态系统净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)对精确估算全球碳循环具有重要意义。基于CEVSA模型,利用M-K趋势检验法、Sen's斜率估计法及Pearson相关系数法,分析了2000-2014年青藏高原生态系统的净初级生产力时空变化特征。结果表明:(1)青藏高原高寒生态系统净初级生产力在空间分布上表现出由东南向西北减小的趋势,在东部及东南部的森林区NPP在600 ~ 1 200 gC·m~(-2)·a~(-1)之间,中部草原和草甸区NPP在200 ~ 400 gC·m~(-2)·a~(-1)之间,西部和北部荒漠区,受水热条件的限制NPP很小,该趋势与水热分布趋势基本一致。(2)NPP年际变化与多年平均气温呈正相关,与降水量呈负相关。NPP与气温呈正相关的地区面积占研究区总面积的82.24%,与降水量呈负相关的地区面积占49.31%,表明气温是影响植被NPP空间分布的主要因子。(3)近15 a来,青藏高原NPP整体呈增加趋势,与气温趋势变化一致,降水量表现出微弱的减少趋势,气温的增加伴随降水量的减少是青藏高原NPP缓慢增加的主要原因。因此,准确描述NPP对气候变化响应的能力将使我们能够深入理解陆地生态系统应对全球变化做出的反应。
新疆雪灾的时空分布特征及其等级划分

利用新疆1954-2018年雪灾资料分析其灾害时空特征,时间上雪灾灾损强度在90年代后出现明显加大,2010年出现跃增特点,空间上雪灾灾损强度新疆西部多于东部,北部多于南部,山区多于盆地或平原。用雪灾出现次数、房屋倒塌间数、牲畜棚圈倒塌间数、损坏大棚数、死亡牲畜数、受灾面积、经济损失等多指标综合分析法来客观构建灾损指数,符合Γ分布的灾损指数结合F分布函数能客观的描绘出雪灾等级,分为一般、较重、严重、特重4个等级。根据构建的雪灾等级,发现新疆雪灾特重灾区集中在天山山区及其以北地区,南疆仅有喀什地区为特重灾区。
聚乳酸(PLA)沙障凹曲面及沉积物粒度特征研究

在乌兰布和沙漠平坦沙地布设1 m ×1 m 、1.5 m ×1.5 m和2 m ×2 m规格的聚乳酸(PLA)沙袋格状沙障,在风季后利用插钎法和激光衍射法分别测量障格内部凹曲面形态、测定表面0 ~ 3 cm沉积物粒度组成,分析不同规格沙障内部凹曲面形态特征、蚀积效应,计算平均粒径、标准偏差等粒度参数。结果表明:3种规格PLA沙障内部均能发育成稳定凹曲面,凹曲面深度随着规格的增大而逐渐增加,蚀积系数则逐渐减小,保持在1 /12 ~ 1 /10之间;障格内不同方位蚀积剖面曲线基本符合二次函数,但蚀积强度差异较大;1 m ×1 m和1.5 m ×1.5 m规格沙障处于堆积状态,堆积强度分别是侵蚀强度的50.1倍和5.6倍,易发生沙埋;2 m ×2 m规格障内单位体积蚀积量为0.02 g·cm~(-3),接近蚀积平衡状态,有利于长期发挥沙障防护效益;各规格障内沉积物均以极细沙和细沙为主,除1 m ×1 m规格外,PLA沙障的阻滞作用使得极细颗粒含量百分比迅速下降。综合考虑沙障铺设成本和防护效果,得出在平坦沙地或者弱风区域内适合布设2 m ×2 m规格PLA沙障,研究结果可为PLA沙障在防沙工程中的合理应用提供科学参考。