mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
粤港澳大湾区水资源现状及其与社会经济协同演化趋势--与国际湾区对比研究

粤港澳大湾区(以下简称大湾区)水资源现状及其演化规律关系到该区社会经济的高质量发展。本文对大湾区"9市+2区"近10年的社会经济与水资源现状及其协同演化规律进行分析研究。结果显示:目前大湾区供水主要依赖地表水,水资源的分布与区域经济发展不协调,作为区域发展核心引擎的香港、澳门、深圳(极度缺水)以及广州(重度缺水)人均水资源量过低。广州、佛山、中山、东莞(>80%)以及深圳(>40%)水资源开发利用程度高,水资源供需压力大。通过归因分析得到大湾区的水资源利用现状与社会经济的协同规律:产业结构影响用水结构以及水资源开发利用程度,控制用水效率。区域内产业结构与发展趋势,及其与世界湾区的对比分析验证了产业结构理论中的"配第-克拉克定理"。随着大湾区经济持续的发展与产业结构优化,大湾区用水效率将提高,人均用水量会逐步降低。同时城市公共用水、生活用水需求量将持续上升,需确保大湾区供水设施,供水量及供水安全满足未来社会经济发展需求。
同步辐射硬X射线散射表征高分子材料:原位装置的研制和应用

同步辐射硬X射线散射技术是表征高分子材料晶体结构和其他有序结构的有力手段.高时空分辨的现代同步辐射光源具备强大的实时、原位、动态和无损表征能力,在高分子材料加工和服役过程中远离平衡态的多尺度结构演变研究方面有着巨大优势.为了充分发挥这一优势,合理设计同步辐射原位研究装置,实现原位实验过程中的样品环境控制十分关键.本文通过结合具体的研究案例,首先介绍同步辐射原位实验的设计、原位研究装置的研制、操作技巧和数据处理等整个在线实验流程,帮助读者建立对同步辐射原位实验的基本认识.最后,选择了若干具有代表性的高分子材料体系和样品环境,简要概述同步辐射硬X射线散射技术在表征复杂加工外场作用下高分子材料多尺度结构演变方面的应用,帮助读者加深对同步辐射原位研究装置及相关实验过程的理解,以期引发读者的思考,积极拓展同步辐射硬X射线散射技术在高分子材料表征中的应用.
凡纳滨对虾“眼柄-促雄性腺-精巢”内分泌轴调控精巢发育的分子机制研究

位于甲壳动物眼柄的神经内分泌器官在调控甲壳动物的繁殖过程中发挥着重要作用。已有证据表明“眼柄-促雄性腺-精巢”内分泌轴调控十足目雄性甲壳动物精巢的发育,但是该过程的分子机制仍不清楚。本研究以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)为实验对象,研究了切除雄性对虾的单侧眼柄对促雄性腺内胰岛素样促雄性腺素基因(LvIAG)和精巢内基因表达的影响。结果表明,切除单侧眼柄后, LvIAG基因的表达明显上调;比较了眼柄切除前后对虾精巢的转录组数据,共有267个基因的表达量出现明显变化。对精巢内差异表达基因进行功能分析发现,多个参与性腺发育和内分泌调控的基因发生表达上调,如Doublesex(Dsx)、保幼激素环氧水解酶(juvenile hormone epoxide hydrolase, JHEH)、细胞色素P450酶系基因以及泛素化系统相关基因等。对差异表达基因进行荧光定量PCR验证,结果与转录组结果一致,证实了转录组结果的可靠性。研究结果表明,对虾眼柄调控精巢的发育很可能是通过影响促雄性腺中LvIAG的表达,进而调控精巢内Dsx、JHEH、内分泌及泛素化系统相关基因的表达实现的。研究结果对深入理解甲壳动物精巢发育的分子调控机制提供了重要依据,对甲壳动物的人工繁育也具有重要指导意义。
基于胡焕庸线波动的长江经济带水资源环境承载力动态演变特征

基于水资源生态足迹模型,对长江经济带2010—2018年131个地区水资源生态足迹与生态承载力进行研究,并用GIS可视化揭示和探讨长江经济带水资源时空特征。研究发现: (1)胡焕庸线假说在长江经济带区域成立;(2)长江经济带人均水资源生态盈余状况在胡焕庸线以西区域最好,胡焕庸线与胡焕庸亚线之间次之,胡焕庸亚线以东最差;(3)长江经济带胡焕庸线以西区域人均水资源承载力均值、水资源承载力均值在三个区域中最大;(4)长江经济带各地区历年万元GDP生态足迹呈减小趋势,水资源利用率逐年提高;(5)长江经济带历年平均水资源负载指数呈上升趋势,水资源压力逐年上升。研究结果有助于长江经济带水资源综合管理,为水资源的调控及使用提供量化依据。
低灯位多维道路照明技术

低位照明中眩光强烈程度与灯具出光效率呈正相关,消除眩光的截光板会降低灯具出光效率.从照明方式与灯具结构两个方面展开研究,通过分析路面反射模型,论证路灯出光角度与照明效率的关系.利用软件模拟灯具结构,探讨透镜出光面光线分布、结构中垂直角、出光面高度与灯具长度等因素对灯具出光效率的影响.结果表明,粗糙路面采用正向照明,光滑路面采用逆向照明,可以提高路面反射效率;提升灯具出光效率的关键在于降低透镜出光面高度,当透镜出光面高度为7 mm时,灯具出光效率达到极限值的67%,灯具能耗比国家标准$1\;{\rm{W}}/{{\rm{m}}^2}$降低了88%.
基于机器学习的玛湖地区水平井压裂设计优化

中国新疆玛湖致密砂砾岩油藏非均质性强,各井地质和施工条件参差不齐,压裂设计方案缺乏针对性,压裂效果的主控因素也有待进一步深化认识.为此,建立了一套基于机器学习的玛湖地区水平井产能预测及压裂设计优化的流程框架.以玛湖地区75口压裂水平井为例,针对储层和工程2类16个影响因素,采用随机森林算法确定了压后产能主控因素,建立了遗传算法优化的逆传播算法神经网络产能预测模型,并基于此对水平井的压裂进行优化设计.结果表明,现场2口井在优选压裂参数方案后,产能分别提高了9.3%和37.3%.建立的产能预测及压裂设计优化方法可为现场施工提供指导.
页岩油储层微观特征分析与流动模拟

与常规油藏相比,页岩储层孔隙空间复杂且类型多样,呈现典型的多尺度特征.为提高开发页岩油藏效率,有必要对页岩储层微观孔隙结构精确刻画,并准确表征页岩油在微观孔隙间的流动规律.以胜利油田页岩为研究对象,采用X射线计算机断层成像(X-ray computed tomography, XCT)与扫描电镜表征页岩的多尺度微观孔隙结构.考虑页岩壁面的滑移和吸附,基于Navier-Stokes方程建立数字岩心内页岩油的流动模型.研究发现,页岩岩样中的孔隙和裂缝体积占比为20.89%,其中,孔隙半径小于50 nm的数量超过50%;有机质体积分数为4.52%,有机质中发育的孔隙较少,表明页岩岩样的成熟度不高;页岩岩样中机质孔隙壁面的吸附降低了页岩油的渗透率,对页岩油的流动影响较大,特别是在有机质孔隙分布较多的页岩储层.无机质壁面的滑移提高了页岩油的渗透率,在无机质孔隙分布较多的页岩储层,滑移对页岩油流动具有重要影响.
运载火箭推力故障下基于智能决策的在线轨迹重规划方法

为了提高运载火箭上升段飞行中推力故障下轨迹重规划的计算效率,提出了一种基于智能决策的在线轨迹重规划方法,将原问题转化为最优救援轨道的在线智能决策和成熟的燃料最优轨迹规划问题进行求解。通过离线求解不同故障状态对应的轨迹重规划问题,建立"故障状态-救援轨道"样本集,基于径向基神经网络建立最优救援轨道的决策模型,并将决策模型装订箭上。在实际飞行中以当前故障状态作为输入,利用决策模型可在线快速决策出最优救援轨道根数,进而求解以救援轨道为目标轨道的燃料最优轨迹规划问题,从而完成推力故障下的在线轨迹重规划。数值仿真表明,与直接求解轨迹重规划问题相比,该方法的计算效率提高了两个数量级以上,同时给出一致的最优救援轨迹。
谷子对干旱胁迫的生理生态响应

干旱少雨严重限制了我国西北地区谷子的产量,为明确谷子响应干旱的生理特征,以干旱敏感谷子品种安04和不敏感品种豫谷1号以及xiaomi为材料,通过盆栽试验,研究了谷子不同生育期叶片光合参数、叶绿素含量、非结构性碳、β-淀粉酶基因表达对水分亏缺的响应。结果表明,正常水分条件下安04产量高于豫谷1号,干旱胁迫严重限制了两个谷子品种的产量形成,安04和豫谷1号分别减产71.2%和56.0%,豫谷1号产量显著高于安04。正常水分条件下,安04具有比豫谷1号更高的净光合速率(P<0.05),干旱胁迫下,豫谷1号叶片净光合速率显著高于安04;叶片蒸腾速率结果同光合结果一致。干旱条件下,豫谷1号具有更高的叶片相对含水量。干旱胁迫显著降低了两个谷子品种花期的叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量,且安04降低幅度均大于豫谷1号。干旱胁迫均显著增加了豫谷1号拔节期和开花期的叶片可溶性糖含量,而安04叶片可溶性糖含量并没有发生显著性变化,同时干旱胁迫显著增加了豫谷1号β-淀粉酶基因SiBAM1的表达水平。施用β-淀粉酶活性抑制剂α-环糊精,xiaomi叶片可溶性糖及脯氨酸含量显著降低,进一步加重了干旱对xiaomi的生长抑制。综上所述,干旱胁迫诱导谷子 β-淀粉酶基因表达和β-淀粉酶活性升高从而水解淀粉形成可溶性糖,高可溶性糖含量对谷子提高抗旱性起重要作用。
不同混交比例对杉木和大叶榉幼苗功能性状的影响

了解林木功能性状在不同培育模式下的变异和关联,对揭示林木生态适应性及其生态功能具有重要意义。选取了亚热带地区两种常见人工林树种杉木、大叶榉幼苗为研究对象,设置4种不同栽培模式的盆栽试验:单一杉木(4C),单一大叶榉(4Z)和杉木、大榉树3种混栽模式(1C3Z、2C2Z、3C1Z),研究不同混交比例对其叶、茎、根功能性状的影响。结果表明:(1)杉木总叶面积、叶干物质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度在混栽模式下显著减小,而比叶面积显著增大;根长和比根长在不同处理间无显著差异;叶、茎、根生物量和单株总生物量在混栽模式下显著低于4C处理,不同混栽模式之间差异不显著。(2)大叶榉单叶面积在3C1Z处理下最高,总叶面积随大叶榉在树种组成中所占比例的降低而逐渐增大,比叶面积在不同处理间无显著差异,叶干物质含量、净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均在2C2Z处理下最大,而瞬时水分利用效率在2C2Z处理下最小;根长在3C1Z处理下显著增大,比根长在不同处理间无显著差异;叶、茎、根生物量和单株总生物量随大叶榉在树种组成中所占比例的降低而逐渐增大。综合来看,杉木和大叶榉混合处理中杉木种间竞争大于种内竞争,而大叶榉相反;随杉木在混栽处理中比例减少,其主要通过增加比叶面积,提高净光合速率,减少茎生物量积累来适应种间竞争关系;而大叶榉随其在混栽处理中比例的减少,显著增加叶面积和根长来提高资源利用率,减少地下资源分配,提高地上茎生物量积累。因此,树种混交比例将显著影响林木功能性状及其生物量积累,选择适宜混交比例对混交林可持续经营具有重要意义。
模拟降雨下黄土坡面水沙过程对3种灌草植被垂直结构变化的响应

植被对坡面产流产沙过程的影响随植被类型及其垂直结构组分的变化而变化,然而这些因素如何影响坡面水沙过程却缺乏定量分析。利用野外径流小区和人工模拟降雨试验,研究了黄土丘陵区3种典型灌草(沙棘、柠条、苜蓿)及其不同垂直结构组分(叶、茎、枯落物、根系)对坡面产流和产沙过程的影响。结果表明: 3种灌草均具有较好的减流减沙效益,且减沙作用强于减流作用,与裸地相比,灌草植被减少径流量32.49%-44.86%,减少侵蚀量72.99%-80.63%,降低坡面流速29.17%-45.83%。苜蓿的减流效益最佳,为44.86%,柠条的减沙效益最佳,为80.63%。3种植被的减流效益在不同产流时期差异明显,从产流初期到中期和后期逐渐减少,减沙效益在不同产流时期则没有明显变化。植被垂直结构不同组分对于减流减沙效益的相对贡献与其形态特征以及其空间分布方式有着密切的关系。地上部分对于减流效益和减速效益有较大的相对贡献率,平均为75.42%和68.38%,而不同植被茎、叶和枯落物的相对贡献具有一定的差异。根系则发挥较大的减沙作用,平均相对贡献为78.44%。植被垂直结构组分越完整,减流减沙效益越显著。研究对黄土丘陵区水土保持、植被恢复和建设提供重要的科学依据和理论指导。
不同积水生境对河南黄河湿地植物多样性的影响

湿地作为水陆交替的过渡地带,承担着重要的生态服务功能,湿地植物是生态功能作用发挥的基础。不同积水生境与湿地植物物种组成和分布关系密切。黄河流域是国家的重要生态屏障,湿地面积广阔,河南黄河湿地作为黄河湿地的重要组成部分,其积水生境对植物多样性的影响尚不清晰。为研究河南黄河湿地植物的多样性现状以及积水生境对其植物多样性的影响,采用样方和样线相结合的方法对河南省7个黄河湿地自然保护区中的湿地植物进行调查,共设置样方981个。重点分析了不同积水生境湿地植物的主要群系和物种组成,研究了各生境物种多样性和群落多样性特征(α多样性),对比了的不同积水生境植物物种组成相似性和群落间相似程度(β多样性),明确了各生境的植物物种排序和指示种。结果表明:(1)河南黄河湿地植物群系以草本群系为主,共发现188种湿地植物,分属56科,138属;(2)不同积水状况湿地植物物种丰富度大小依次为:季节性积水>永久性积水>间歇性积水>季节性水涝,主要群系总数与物种丰富度趋势表现一致;(3)不同积水生境湿地植物的物种组成存在显著差异,季节性积水和永久性积水生境中植物物种组成相似性和群落间相似程度最高,各积水生境均有明显的优势种和指示种。河南黄河湿地积水生境在不同流段差异显著,不同积水生境下植物多样性和主要植物群系有明显区别,进行湿地生态建设时,建议优先保护季节性积水生境,减少季节性水涝生境的产生,以达到维持物种多样性,发挥湿地最大生态价值的目的。
基于多源数据空间分析的国家公园管控分区研究---以钱江源国家公园体制试点区为例

《关于建立以国家公园为主体的自然保护地体系的指导意见》提出国家公园实行管控分区的要求,以便实现国家公园最严格保护目标。然而,国家公园管控分区评价的指标尚不明确,以浙江钱江源国家公园体制试点区(以下简称"钱江源国家公园")为研究对象,采用层次分析法从基础环境(包括高程、植被指数、交通道路影响和基本农田)、重点野生动植物分布(野生动植物、黑麂生境适宜性和白颈长尾雉生境适宜性)、自然资源保护基础(古田山国家级自然保护区、钱江源国家森林公园、钱江源风景名胜区和生态公益林)和生态现状(生态功能适宜性评价、自然资源承载力、三区三线和土地利用现状)等指标构建多源数据空间分析指标体系,利用空间叠加分析技术获取钱江源国家公园的管控分区结果,并与管控分区最终结果进行对比分析。结果表明:(1)基于多源数据的方法能有效地识别钱江源国家公园内生态保护价值较高区域;(2)多源数据空间分析结果与最终管控分区结果对比显示,其总体精度为78.07%(197.70 km~2),在核心保护区精度为83.55%(127.99 km~2),一般控制区精度为69.67%(69.71 km~2);(3)影响精度主要原因是新调入区域基础数据不足,以及通过定性分析解决管控分区破碎化等。研究认为基于多源空间数据分析技术能够客观、高效地划分国家公园管控分区,具有一定普适性,但仍需通过增加数据数量或优化算法提高精度。
加群有循环极大子群的柱

构造Yang-Baxter方程的非退化对合集论解的问题可归结为构造所有右柱的问题.特别地,所有有限右柱的分类是描述Yang-Baxter方程所有这类解的基础.设$H$是${p^n}$阶右柱,$\left( {H, + } \right) \cong {\mathbb{Z}_p} \times {\mathbb{Z}_{{p^{n - 1}}}}$,其中$n \ge 4$,$p$是奇素数.本文证明了$\left| {{\rm{Soc}}\left( H \right)} \right| \ne 1$,并且给出了$\left| {{\rm{Soc}}\left( H \right)} \right| \ne {p^{n - 1}}$的$H$的分类.
荒漠草原植物多样性恢复与土壤生境的关系

为揭示荒漠草原围栏封育后植物多样性的恢复对土壤生境的响应机制,以围栏封育和适度放牧草地的灰钙土和风沙土生境植物群落为研究对象,采用方差分析和冗余分析(redundancy analysis RDA)方法,研究了围栏封育后植物多样性的变化及其与土壤生境物理和化学因子的关系。结果表明:(1)相对于适度放牧利用,围栏封育显著降低了灰钙土和风沙土生境植物多样性;随着封育年限的增加,植物多样性呈现显著,且封育的负效应随着封育年限的增加而增加;(2)两种土壤生境下植物多样性与生物量均表现为负相关。植物群落对灰钙土和风沙土两种土壤生境下表现出的不同点有:(1)灰钙土生境下,植物多样性与砂粒正相关,生物量与有机碳,全氮正相关;(2)风沙土生境下,植物多样性与有机碳,全氮正相关,生物量与电导率正相关。未来荒漠草原退化草地植物多样性恢复需要充分考虑不同土壤生境类型的影响,草地管理需要采取适度利用和封育保护相结合道路。
基于Budyko假设的洮河与大夏河径流变化归因识别

受气候变化和人类活动的影响,世界许多河流水文过程发生了显著的变化。研究河川径流变化特征及其原因对流域水资源管理和规划有十分重要的意义。以黄河上游支流洮河、大夏河为研究对象,采用Mann-Kendall趋势检验法、突变分析等方法探究河川径流的趋势变化、阶段特征,并采用Budyko水热耦合平衡方程定量评估径流变化影响因素的贡献率。研究发现洮河与大夏河流域年径流深均呈显著减少趋势,减少速率为:-1.85 mm/a、-1.36 mm/a(P≤0.01)。通过突变检验可将洮河的径流序列分为基准期1961-1987年,剧烈人类活动期1988-2017年,而大夏河的基准期为1961-1985年,人类活动期1986-2017年。洮河、大夏河流域下垫面变化对径流变化的贡献率超过60%,降雨次之,潜在蒸散发最弱,约贡献10%。流域下垫面改变是引起研究区河川径流变化的主要因素。
焰前放热对GCI发动机燃烧性能的影响

汽油压燃(GCI)发动机燃用低辛烷值(RON=60~80)燃料时具有更佳的燃烧和排放性能.低辛烷值燃料具有低温反应特性,存在明显的焰前放热现象,对发动机着火及燃烧过程产生重要作用.基于一台高压缩比单缸机,选用研究法辛烷值为75的甲苯标准参考燃料(TPRF),研究了不同喷油时刻、进气温度、进气压力和辛烷值敏感度下的焰前放热特性及其对GCI发动机燃烧性能的影响.结果表明:当喷油时刻提前至上止点前90° CA以上时存在明显的焰前放热现象;提高进气压力或降低进气温度会促进低温化学反应,焰前放热增强,在负温度系数区域,提高进气温度会使滞燃期延长,主燃烧相位滞后;降低燃料辛烷值敏感度会提高混合气低温反应活性,促进焰前放热重心及主燃烧相位提前.
当前陆相页岩油勘探开发值得关注的几个问题

基于国内外页岩油勘探开发现状,综合野外观测、典型页岩油区解剖、富有机质页岩样品分析与测试等,对比中美海相与陆相盆地页岩油地质、工程特征的差异性,提出并分析针对中国典型盆地陆相页岩油勘探开发中值得关注的几个问题,包括致密油与页岩油的概念、陆相与海相页岩油的区别、中低成熟度与中高成熟度、垂直渗透率与水平渗透率、源储与源盖、地质与工程、选区与选甜点标准、基础研究与应用研究8个方面。综合鄂尔多斯盆地三叠系延长组、准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组、玛湖凹陷二叠系风城组、松辽盆地白垩系青山口组和嫩江组、渤海湾盆地古近系孔店组和沙河街组大面积发育的富有机质页岩的地质特征对比,认为未来陆相页岩油从勘探到开发,应聚焦陆相细粒沉积物理化学生物作用过程与陆相富有机质页岩形成机理、成岩-成烃-成储动态演化与烃类赋存富集机理、不同成岩阶段陆相页岩致裂机制与不同成熟度页岩油多相多尺度流动机理3个关键科学问题,阐明不同页岩层系储集性、含油性、可压性与不同成熟度页岩油可动性的主控因素,建立陆相页岩油富集模式,构建页岩油选区评价方法体系,探索陆相页岩油的有效开发方式,为中国陆相页岩油规模经济勘探开发提供理论基础和技术支撑。
致密砾岩加砂压裂与裂缝导流能力实验--以准噶尔盆地玛湖致密砾岩为例

选取准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系乌尔禾组砾岩岩心开展真三轴加砂压裂实验,研究杂基支撑细砾岩、颗粒支撑中砾岩水力裂缝扩展形态与石英砂支撑剂运移情况,并通过3D打印技术对砾岩压后粗糙面进行重构,分析粗糙面对导流能力的影响。研究表明:杂基支撑细砾岩水力裂缝整体相对平直,仅局部遇较大砾石时迂曲明显,易于加砂,缝内支撑剂运移距离约占缝长的70%~90%;颗粒支撑中砾岩水力裂缝以绕砾扩展为主,路径迂曲,缝宽多变,不易加砂,缝内支撑剂运移距离不足缝长的30%。杂基支撑细砾岩因基质含量高且硬度较低,缝内支撑剂嵌入缝面较为严重;而颗粒支撑中砾岩砾石含量高,硬度较大,缝内支撑剂破碎严重;高铺砂浓度(5 kg/m~2)条件下,提高闭合应力(大于60 MPa),杂基支撑细砾岩、颗粒支撑中砾岩压后缝宽均大幅减小,导流能力较20 MPa低闭合应力时分别下降88%和92%。现场试验证实,在60 MPa以上高闭合应力下,保证高铺砂浓度的同时,使用高比例小粒径支撑剂,有利于增大运移距离,且支撑剂在粗糙缝内相对均匀铺置,裂缝导流能力较高,油井产量高且稳定。
基于油砂温敏特征的蒸汽辅助重力泄油蒸汽腔监测

利用加拿大Kinosis油砂典型岩心开展了温敏岩石物理特征实验测量、模型计算和频散现象分析,应用于研究区油砂蒸汽辅助重力泄油(SAGD)开发蒸汽腔发育形态的时移地震监测研究。研究表明,对于弱胶结、低阻抗的油砂,利用聚醚醚酮树脂代替常规钛合金设计超声波基座进行超声波测试,可以提高信号能量、信噪比,得到清晰的初至波形。随着温度的变化,研究区稠油可出现玻璃态、准固态和液态这3种相态,玻璃态温度点和液态温度点分别为-34.4 ℃和49.0 ℃,准固态的稠油具有明显频散现象。高含油饱和度油砂的弹性特征主要由稠油性质决定,低含油饱和度油砂的弹性特征主要受骨架颗粒刚度控制。油砂的弹性参数具有明显的温敏特征,将温度从10 ℃提高到175 ℃,其纵、横波速度都会明显降低。基于实验数据建立油砂纵波阻抗与温度之间的定量关系图版,并通过时移地震反演实现了研究区目的层段蒸汽腔温度变化预测。
轻质原油减氧空气驱低温氧化特征

选取青海油田尕斯库勒古近系下干柴沟组下段油藏轻质原油,开展了热动力学分析实验并计算了原油氧化的活化能;通过原油静态氧化实验模拟了多孔介质中原油的氧化过程,通过傅立叶变换离子回旋共振质谱与气相色谱联用对比了原油低温氧化前后的组分变化;将减氧空气动态驱替实验与核磁共振技术相结合,分析了减氧空气驱原油动用程度。原油氧化全过程可划分为轻烃挥发、低温氧化、燃料沉积与高温氧化4个阶段,高温氧化阶段所需活化能最大,燃料沉积段所需活化能次之,低温氧化段所需活化能最低;参与反应气体中的氧浓度与反应所需活化能呈负相关,氧浓度越高,氧化反应所需平均活化能越低;原油与含氧空气发生低温氧化反应,在产生大量热能的同时,还生成部分CO、CO_2、CH_4气体,在储集层内形成烟道气驱,具有一定的混相、降黏、降低界面张力、促进原油膨胀的作用,有助于提高采收率;在油藏温度合适的情况下,对所有尺度的孔喉区间而言,减氧空气驱的采出程度均比氮气驱高,应优先选用空气/减氧空气驱开发方式。
四川超级气盆地

当沉积盆地累计产量超过50×10~8 bbl油当量(6.82×10~8 t油或7 931.66×10~8 m~3气)和剩余可采资源量超过50×10~8 bbl油当量即称之为超级盆地。四川盆地至2019年底油气总产量为6 569×10~8 m~3,气油比为80︰ 1,总剩余可采资源量达136 404×10~8 m~3,属二级超级盆地;由于产出以气为主,故为超级气盆地。四川盆地之所以成为超级气盆地,因其具有4个优势:①气源岩优势,有9组主要气源岩,为全国各盆地之首;②资源量优势,总剩余天然气可采资源量为136 404×10~8 m~3,全国各盆地中为第1;③大气田优势,有大气田27个,在全国各盆地位列首位;④总产量优势,至2019年底天然气累计总产量6 487.8×10~8 m~3,是全国各盆地之冠。四川盆地在天然气勘探上有4个方向性的重大突破:①页岩气方向性的重大突破,在中国首先发现开发奥陶系五峰组-志留系龙马溪组页岩气;②致密砂岩气方向性的重大突破,中坝气田三叠系须家河组二段气藏是全国首个高采出度致密砂岩气藏;③碳酸盐岩超大气田方向性重大突破;④超深层气藏方向性重大突破。这些方向性重大突破引领和推动相关领域全国盆地取得重要进展。此外,按累计油气产量和剩余可采资源量、盆地大地构造属性和累计产量中油和气占比3类标准,对超级盆地进行了分类。
鄂尔多斯盆地奥陶系中组合微生物碳酸盐岩分布规律及沉积模式

以露头剖面、钻井岩心、铸体薄片等资料为基础,系统分析鄂尔多斯盆地中东部奥陶系中组合(马家沟组马五_(10)-马五_5亚段)微生物碳酸盐岩的类型、微相组合及分布规律。研究表明,盆地中东部奥陶系中组合发育蓝细菌钙化作用形成的微生物碳酸盐岩沉积,主要由叠层石、凝块石、核形石微生物坪及微生物丘建造组成。其空间展布具有明显的"层控性"及"区位性"特征:微生物坪受层序旋回及沉积相变控制,主要形成于马五_5亚段、马五_6亚段的潮坪环境,单层厚度为2~3 m,马五_5亚段微生物坪发育在海侵初期的碳酸盐岩-膏盐岩转换界面附近,主要分布在盆地东部米脂洼陷;马五_6亚段微生物坪发育在碳酸盐岩-膏盐岩相变带附近,呈环带状分布在中央古隆起东侧地区。古地貌对微生物丘分布的控制更为突出,主要形成于马五_(10)-马五7亚段的微生物丘或丘滩复合体,单层厚度可达25 m,主要分布在乌审旗-靖边古隆起。相关微生物碳酸盐岩发育模式表明,碳酸盐岩-膏盐岩相变带及乌审旗-靖边古隆起是微生物碳酸盐岩油气勘探的有利区带。
柔性复合材料在表面增强拉曼散射光谱中的研究进展

表面增强拉曼散射(SERS)光谱作为一种先进的光谱技术,其具有灵敏度高、选择性好且普适性强的优点,近几年来被广泛地用于化学及生物分子检测。活性基底的性质决定了SERS的应用范围及检测效果。与传统的刚性SERS基底相比较,柔性基底可以提高SERS在不规则表面的检测效果。本文从电磁场增强和化学增强两方面阐述了SERS增强机理,并介绍了柔性复合物SERS基底的优点及其制备方法。综述了柔性SERS基底在食品安全、环境污染及公共安全等方面的应用。讨论了目前柔性SERS基底研究中所存在的问题,并展望了未来的研究方向。
气相色谱-质谱联用与主成分分析研究不同年份宜昌花椒挥发油成分

研究了宜昌花椒3年贮藏过程中挥发性有机物的变化。通过水蒸气蒸馏法提取不同贮藏年份的花椒挥发油,采用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)分析,通过质谱相似度(SI),保留时间(RT)比对结合保留指数法(RI)共鉴定出29种主要挥发性有机物,用于主成分分析(PCA)与热图分析(HM)。结果表明,随着贮藏时间的增加,花椒挥发油含量显著性下降。其中13种对花椒挥发油占主要贡献的挥发性成分相对含量随着贮藏时间增加而减少,这13种物质包括6种单环单萜,5种萜醇,1种酮,1种倍半萜;另外12种挥发性成分相对含量随着贮藏时间增加而增加,这12种物质主要为4种双环单萜,3种无环单萜,1种单环单萜,4种酯;还有4种高沸点的挥发性成分相对含量在贮藏过程中变化较小。这些结果不仅阐明了花椒在贮藏过程中的双环单萜、链状单萜和酯在增加,单环单萜与萜醇在减少等挥发性成分特征,而且为花椒挥发油开发和综合利用提供了重要的理论支持。
鄂尔多斯盆地三叠系长7段黑色页岩形成环境及其对页岩油富集段的控制作用

基于鄂尔多斯盆地西北缘钻探的三叠系延长组7段全取心井冯75井的地球化学分析,结合区域地质特征,对黑色页岩形成环境及其对页岩油富集的控制作用进行综合研究。自长73亚段到长71亚段黑色页岩中的有机碳含量从5.70%降至3.55%,氢指数从345 mg/g降至269 mg/g,而氧指数从6 mg/g逐渐增高至29 mg/g,指示长72亚段和长73亚段沉积时期为严重缺氧环境。生物标志化合物出现规律性变化,在长73亚段深度为2 753~2 777 m的井段出现明显"拐点",指示陆源有机质输入增多。但是,在"拐点"附近出现有机碳同位素组成负向漂移,偏差约为2%,与生物标志化合物结果矛盾。古秦岭地区陆上火山活动所引起的极热和缺氧事件是造成其邻近的鄂尔多斯盆地黑色页岩中有机碳同位素组成负向漂移的主要原因。火山活动导致气温升高,空气污浊,引发极端天气,洪水增多,陆源有机质输入增多,同时形成极度缺氧环境,有利于有机质保存。陆源有机质比水生有机质更有利于形成轻质油,是页岩油富集的重要"甜点"层段。
影响中国高速铁路运行的暴雨危险性特征研究

利用国家级地面气象站逐时降水数据,对影响中国高速铁路运行的暴雨危险性进行了分析。影响高铁运行的暴雨主要发生在中国中东部大部以及东北中部,该区域与高速铁路网高度重叠,高铁运行的暴雨风险加大。不利运行的暴雨5~10月多年平均发生小时数分布总体由南向北向西递减,华南地区普遍有5 h,东南沿海和海南地区超过10 h。不利运行的暴雨7月最多,峰值月份空间变化与中国雨带进程基本一致,个别月份还受到台风影响。不利运行的暴雨多发于清晨和傍晚,以17时最多,以14~21时分布范围最广,主要集中在华南、江南、华北大部、东北大部以及海南、四川西部等地。历史最长连续不利运行暴雨以3 h出现的范围最广,广东西南部、广西南部和海南等地最长连续不利运行在6 h以上。中国中东部大部地区为暴雨中危险等级易发区;华北东部以及秦岭–黄河下游以南的大部分地区为较高危险等级易发区;广东西部、广西、海南以及东南部沿海部分地区则为高危险等级易发区。
黄河流域空气污染的空间格局演化及影响因素

基于2008—2017年黄河流域工业SO2和PM_(2.5)两类典型空气污染物数据,首先刻画了两者的空间演化格局,并运用空间面板杜宾模型(SPDM)从直接效应和间接效应两方面对两者的影响因素进行对比分析。结果表明:①工业SO2和PM_(2.5)污染均存在显著的空间集聚特征,从东南至西北方向呈现梯度递减趋势;二者在城市尺度均存在显著的正向空间关联性,但PM_(2.5)污染的空间关联性比工业SO2更强;② 2008—2017年,工业SO2和PM_(2.5)污染有所缓解,其中工业SO2排放强度迅速下降;而PM_(2.5)质量浓度下降相对缓慢,仍是黄河流域主要的空气污染源。③产业结构、技术创新、能源效率、人口规模、经济发展、工业规模等是影响黄河流域空气污染的主要因素,但PM_(2.5)的影响因素更加复杂多样化。其中,技术创新能力和经济发展水平的提升虽然在研究期内加剧了本地工业SO2污染的排放强度,但却能缓解周边城市的工业SO2和PM_(2.5)污染;工业规模的扩大会加剧本地和邻近城市的PM_(2.5)污染。
基于广义反演方法的复杂板块构造下地震动衰减特性

为研究构造复杂的关东盆地及其周边地区的地震动衰减特性,根据地震震源机制解和Slab1.0模型,依据前人提出的日本地区地震构造类型划分方法给出所研究地震的构造类型,并依据地震构造类型及空间分布划分了3个研究区域。利用单步非参数化广义谱反演方法分析了3个区域的地震动衰减特性。结果表明:区域Ⅰ中发生于陆地的浅地壳地震的地震动路径衰减较弱,远距离处近似不出现路径衰减,频率相关的非弹性衰减较弱,品质因子Q = 92.33f~(1.87);区域Ⅱ中,发生于陆地的上地幔地震的地震动路径衰减的下降速率随距离增大而增大,频率相关的非弹性衰减较强,Q = 27.75f~(1.08);区域Ⅲ中,发生于近海的浅层地壳和上地幔地震的地震动路径衰减兼具区域Ⅰ、Ⅱ的衰减属性,Q = 58.07f~(0.89)。
地下水对气压和固体潮响应研究进展

分析地下水对气压和固体潮的响应可以获得多项水文地质参数和含水系统特性指标。通过收集国内外相关研究,系统论述了基于地下水对大气压和固体潮响应来获取含水层系统参数的方法。介绍了传递函数计算、谐波分析及回归反卷积等计算气压效率的方法;介绍了利用气压效率与固体潮响应模型计算含水层水力参数的方法。结果表明:相比于传统水文地质调查手段,地下水气压和固体潮响应方法更简便高效,能够深入了解水力特性的空间和时间变化规律,可用于水位校正、含水层性质评估、水力参数计算以及评估地震对含水层造成的影响等。
复合硅酸盐成膜冲洗液在砂岩型铀矿钻探中的应用

松辽盆地保康区块具有铀矿开发的巨大潜力和空间,但由于勘探施工频遇钻孔缩径,铀矿勘查项目进展缓慢,因此对该区块地层岩心进行了系统表征。岩性分析结果表明缩径地层存在大段泥岩层、砂泥岩混层,微裂隙发育,水化膨胀严重。优选了有机-无机复合硅酸盐抑制剂,进一步研制了抑制性良好的冲洗液体系。结果表明,当甲基硅酸钾(PMS)加量为2.5 %、硅酸钾加量为0.5 %时,冲洗液能有效抑制岩心水化膨胀;通过配方优化,最终获得了流变性能稳定、滤失量低、泥饼韧性强的冲洗液配方。该技术在保康区块两个试验钻孔成功应用,顺利钻穿易缩径地层,未发生缩径、钻头泥包等问题,取得良好应用效果,初步形成了针对该地区的强抑制性冲洗液技术。
蒙古国省级行政单元投资环境评价与投资对策研究

蒙古国作为中国的邻国,两国之间的资源和产业互为补充,贸易合作前景广阔。选择最佳区位和产业来加强对蒙古国的投资,对促进中蒙俄经济走廊建设具有重大战略意义。但是目前研究较为有限,存在着投资环境不明确,投资风险未知,严重限制了对蒙投资和贸易合作。本研究团队对蒙进行了十数年科学考察研究,获得了大量一手调研数据。根据对调研数据及蒙古国区域政策的分析,本研究构建了投资环境评估模型ESE-PRT模型,从经济、社会、生态、资源、交通、政策等方面科学评估了蒙古国22个省级行政单元投资环境,划分了四类投资区,进一步揭示了优先投资区的投资优先产业及主要的投资风险,并针对蒙古国投资环境提出了相应的投资对策。本研究结果将为蒙古国重点投资区位选择、中资企业海外布局及中蒙双边经贸合作提供科学支撑,并将对中蒙俄经济走廊建设具有重要的现实促进意义。
中蒙俄经济走廊土地利用变化格局及其驱动因素研究

中蒙俄经济走廊战略地位显著,研究其土地利用格局变化与机理,对亚欧大陆复杂巨系统的生态环境保护和社会经济可持续发展意义重大。本文基于全球土地覆盖遥感数据和实地考察,对自苏联解体及蒙古私有化以来的1992—2019年,中蒙俄经济走廊土地利用格局及其驱动因素和时空变化规律进行了研究。结果表明:①1992—2019年,中蒙俄经济走廊土地利用变化活跃,土地转换面积为361954 km~2,主要表现为林地持续下降,建设用地、耕地面积迅速扩张。②中国部分的林地呈现先减后增的趋势,2000年后东北平原北部林地增加显著,灌丛与草地、裸地分别净减少13325 km~2、16632km~2;蒙古国部分的林地、灌丛与草地均呈现先减后增的趋势,而裸地面积先增后减,苏赫巴托尔省、肯特省、东戈壁省和戈壁苏木贝尔省四省交界地带裸地增加明显;俄罗斯部分的林地持续下降,共减少46742 km~2,耕地面积增加8478 km~2,贝加尔湖周边裸地增加41417 km~2;俄蒙边境、色楞格河流域以及中蒙俄铁路沿线地区存在沙漠化风险。③人口、经济、产业结构以及政策等是中蒙俄经济走廊土地利用变化的主要因素。 2010—2018年,人口密度对转为林地的土地影响最大,其解释力q值为0.2597,GDP总量对转为建设用地、裸地、耕地的影响最大,其解释力q值分别为0.9094、0.2234、0.5518。就三国而言,中国部分主要受人口和经济因素以及退耕还林政策的影响,而蒙古国部分则受私有化后超载过牧及开垦耕地的影响,俄罗斯部分主要是砍伐林地和开垦耕地的影响。本研究结果旨在为中蒙俄经济走廊土地资源可持续利用和管理提供科学依据。
中蒙俄经济走廊生态经济区划研究

区划是地理学认识地理环境地域分异规律和优化人地关系地域系统结构与功能的有效手段。本文首先借鉴已有研究,对区域生态经济学这门新兴交叉学科及生态经济区划等相关概念进行了界定,明确了生态经济区划原则。其次,通过设计两级生态经济区划方案,首次对中蒙俄三国重要的经济增长轴带“中蒙俄经济走廊”这一国际区域进行了生态经济区划探索研究。基于研究区地貌、气候等自然地理要素以及经济开发强度等人文经济要素,首先将研究区划分为6类生态经济区。通过引入人均环境污染物产生量、土地利用类型、产业结构、人均GDP、城镇化率等具体生态环境和经济社会指标,进一步将研究区细化为19类生态经济亚区。最后,综合对比分析各类生态经济亚区的生态环境与经济社会特征及地域分异规律,贯彻绿色可持续发展理念,将其确定为优化发展区、重点发展区和保育发展区3类,并提出了针对不同类型区的绿色发展建议。本研究将为中蒙俄经济走廊的绿色发展提供科学支撑。
四川盆地二叠纪栖霞—茅口期古地理格局转换及勘探启示

层序岩相古地理的重建工作对认识盆地的构造—沉积演化、沉积建造时空分布和油气勘探具有重要意义。特殊的构造位置和演化历史造就了四川盆地二叠纪的构造—沉积分异的复杂性。前人对四川盆地二叠纪的原始地理格局认识差异较大,一定程度上制约了栖霞—茅口组有利勘探相带的预测。在综合油气勘探地震、钻井及盆地周缘的露头剖面资料上,通过沉积旋回和层序界面的识别,将栖霞组划分为SQ1和SQ2两个三级层序,茅口组划分为SQ3—SQ5三个三级层序;基于沉积相标志和地层层序的宏观分布特征,重建了四川盆地栖霞—茅口期各层序的岩相古地理。结果表明:岩相古地理相带宏观展布揭示了盆地构造形迹由栖霞期的北东向转变为茅口期的北西向;构造—沉积格局由栖霞期准稳定背景的“隆—坳”分异向茅口期非稳定背景的“台—槽”分异转换;准稳定期的栖霞组有利勘探相带以相对平坦地貌的水下微幅隆起控制为主,呈现出“一带一环”的白云岩浅滩分布,非稳定期的茅口组则在区域张裂构造背景及同沉积正断裂活动的影响下,有利勘探相带受“一槽一半岛”的控制;栖霞—茅口期的台地边缘性质是先成浅水地貌成因的边缘,有利勘探区主要分布在边缘内侧的岸后云质浅滩相带,不同于礁滩沉积铸造的有利勘探相带为滨岸高能礁滩体的镶边台地边缘。
小麦苗期生物量及氮效率相关性状的全基因组关联分析

【目的】探究不同氮素供应环境下与小麦苗期生物量及氮效率相关性状显著关联的SNP位点,预测相关候选基因,为小麦氮效率的基因克隆及其在育种中的应用提供参考。【方法】以134个小麦品种(系)组成的群体为供试群体,设置低氮、正常氮和高氮3个处理,各处理重复4次,并在2年(2013和2014年)进行了2次完全重复的营养液培养试验。试验对小麦苗期生物量及氮效率相关的14个性状进行了表型鉴定,采用MLM+K+Q混合线性模型,利用90K SNP芯片对小麦生物量及氮效率相关性状进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),获得显著关联的SNP位点。【结果】与正常氮处理相比,低氮处理条件下,根系、地上部及植株氮含量和氮积累量均显著下降,而根生物量和根、植株氮效率均显著增加,高氮处理下,几乎所有鉴定性状均显著增加;14个性状的广义遗传力均在40%以上,其中,植株总干重的遗传力最高(95.73%)。利用9 329个SNP标记进行关联分析,共检测到838个SNP标记位点与供试材料的14个性状存在显著关联(P≤0.001),分布在21条染色体上。有435个(51.91%)SNP标记位点仅在一个关联分析环境中被检测到;有403个位点至少在2个处理环境(包含均值环境)中被检测到与同一性状显著关联(稳定关联标记)。其中8个SNP标记位点至少在3个环境中被检测到。在4个环境下(包括均值环境)均检测到的稳定关联位点有2个:Kukri_c65481_121和tplb0025f09_1052,分别与植株总氮利用效率(total nitrogen use efficiency of plant,TNUE)和根系总氮利用效率(root nitrogen use efficiency,RNUE)显著关联;同时与至少6个性状(生物量及养分效率相关性状)显著关联的SNP标记位点共5个,分别位于1A、1B(3)和2A染色体上;根据小麦基因组注释及LD衰减水平,在同时定位了6个性状的5个SNP位点和2个多环境(4个环境)稳定关联的SNP位点的214 kb的基因组区域中共筛选候选基因84个,根据已知克隆氮效率基因的编码蛋白类型、候选基因功能注释信息及利用植物比较基因组学资源库蛋白序列同源比对分析,筛选到3个候选基因与生物量及氮效率相关。【结论】不同氮素处理显著影响小麦苗期生物量、氮效率相关性状及其相关QTL的表达,大多数SNP位点仅在1个氮素检测环境中被检测到,但也存在环境稳定性较强的位点。生物量及氮效率相关性状之间存在显著相关关系,并在一定程度上受到相同的QTL/基因控制。
基于参数化和非参数化法的棉花生物量高光谱遥感估算

【目的】利用高光谱遥感数据快速、无损地估算棉花生物量,评估参数化与非参数化方法在棉花上的表现差异。【方法】本研究以4个棉花品种在2个年份(2004和2005年)的试验资料为基础,将2年数据分别进行建模和验证,采用参数化算法(植被指数法、连续小波变换)与非参数化算法(偏最小二乘回归、随机森林、人工神经网络、回归树、袋装树和增强树、支持向量机和高斯过程回归)分别构建吐絮前和吐絮后的生物量估算模型。【结果】近红外与红边波段仍然是棉花生物量遥感监测中最有效的波段区间。参数化方法运算简单,效率高,其中,CI_(red edge)证明是棉花生物量估算上表现最好的植被指数,具有较高的独立验证结果(吐絮前:RMSE=27.23 g·m~(-2);吐絮后:RMSE=48.81 g·m~(-2))。基于连续小波变换的方法缓解了植被指数的低估现象,尤其是吐絮后(吐絮前:RMSE=31.54 g·m~(-2);吐絮后:RMSE=37.57 g·m~(-2));在非参数化法中,随机森林是棉花生物量估算的最优算法(吐絮前:RMSE=20.48 g·m~(-2);吐絮后:RMSE=30.28 g·m~(-2))。吐絮后的估算精度都显著低于吐絮前,表明两类算法的估算精度都受到棉絮的影响。【结论】本研究评估了基于参数化和非参数化算法构建的棉花生物量估算模型,证明了非参数化方法可以作为棉花生物量无损监测的重要研究方法,该结论也为棉花其他生长参数的估测提供了技术支撑。
不同砧木对鲜食葡萄生长和香气品质的影响

【目的】研究葡萄玫瑰香味性状,为生产中筛选合适的砧木以及相关配套栽培技术提供依据。【方法】将早熟玫瑰香味葡萄品种‘瑞都香玉'和‘瑞都红玉'嫁接在5种砧木(110R、1103P、SO_4、3309M、5BB)上,以自根苗为对照,形成10个砧穗组合。以成熟期果实为试材,采用顶空固相微萃取的方法,借助气相色谱-质谱联用仪检测果实中挥发性香气化合物和糖苷结合态化合物的种类和含量,依据NIST11谱库和化合物保留指数进行化合物定性,建立标准曲线进行化合物的定量和半定量。比较不同砧穗组合葡萄果实香气含量的差异,并进行主成分分析、回归分析和香气轮廓分析。【结果】就香气化合物种类而言,各种组合一共检测到56种游离态化合物和33种糖苷结合态化合物。其中,5BB对两个品种的游离态香气化合物种类没有影响,瑞都香玉/3309M中未检测到2-甲基-3-丁烯-2-醇、庚醛和3-甲基丁醛,瑞都红玉/3309M中未检测到1-己醇和β-大马士酮。此外,就香气化合物含量而言,1103P、110R和SO_4可显著增加‘瑞都香玉'果实中游离态萜烯化合物总量,而5BB对‘瑞都香玉'各类游离态化合物的浓度表现出显著的抑制作用。5种砧木都可以提高‘瑞都红玉'果实中游离态萜烯化合物总量,但对两个品种果实中糖苷结合态化合物的影响都不显著。利用主成分分析可以明显将两个品种区分开。回归分析表明,1-己醇、香叶酸和里那醇是‘瑞都红玉'各种砧穗组合中共有的特征化合物。从香气轮廓上看,110R、1103P、SO_4和3309M对‘瑞都香玉'果实中柑橘香和其他花香的贡献显著高于自根苗,而5BB则对‘瑞都红玉'果实中的花香贡献最大。【结论】为充分发挥香气品质,推荐使用110R、1103P和SO_4作为‘瑞都香玉'的砧木,不建议使用5BB作为‘瑞都香玉'的砧木;110R、1103P、SO_4、5BB和3309M都适合用作‘瑞都红玉'的砧木。
棉花真叶原生质体分离及瞬时表达体系的优化

【目的】真叶细胞能模拟植物内源条件,建立基于棉花真叶原生质体的高效瞬时表达体系,为快速有效研究棉花基因功能提供方法。【方法】以陆地棉TM-1真叶为材料,采用常用的纤维素酶和离析酶组合分离原生质体,探究影响原生质体分离的叶龄、渗透压、酶解液成分和酶解时间,及渗透压和酶解时间对原生质体活力的影响,并分析渗透压、PEG浓度和培养液种类对原生质体瞬时转化的影响,进而优化棉花真叶原生质体瞬时表达体系。构建GhLTP-GFP表达载体,对比融合蛋白在拟南芥、棉花原生质体和烟草表皮细胞中的亚细胞定位,验证该体系。【结果】不同于棉花子叶,酶解液中高浓度CaCl_2会显著抑制真叶细胞壁的酶解,含10 mmol·L~(-1) CaCl_2的酶解液能有效分离棉花真叶原生质体。甘露醇显著影响原生质体得率,含0.5 mol·L~(-1)甘露醇的酶解液分离原生质体得率最高,且细胞形态维持较好,而0.4 mol·L~(-1)甘露醇条件下原生质体活力降低一倍,表明0.5 mol·L~(-1)甘露醇能较好维持棉花真叶原生质体渗透压。陆地棉刚展平的真叶分离所得原生质体大小合适,而展平后的嫩叶分离得到的原生质体细胞较大,得率降低一倍。酶解处理7 h前,原生质体游离缓慢,酶解9 h原生质体产量达到高峰,继续酶解原生质体将破裂,得率降低。在等渗条件下用40% PEG4000转化所得原生质体,转化效率最高,而普遍采用的低渗条件不利于棉花真叶原生质体的转化。转化后,用WI溶液继续培养原生质体,会引起原生质体的大量破裂,用含0.5 mol·L~(-1)甘露醇的W5溶液继续培养,有利于原生质体形态的维持,转化率提高到90%。表达载体35S:GhLTP-GFP分别转入棉花、拟南芥原生质体和烟草表皮细胞,GFP信号在细胞中的定位结果一致。【结论】建立的棉花真叶原生质体瞬时表达体系,可获得8.10×10~6个/mL活力在95%以上的高质量原生质体,原生质体得率提高8倍,转化效率达到90%,可用于亚细胞定位、蛋白互作,以及代谢调控网络研究等。
生物基聚苯并嗪/纤维素纳米晶超疏水防腐蚀涂层的制备及性能

以腰果酚、十八胺和多聚甲醛为原料合成出生物基苯并嗪单体,以单宁酸为固化剂,采用差示扫描量热分析技术和红外光谱考察了苯并嗪单体的热固化行为,结果表明单宁酸可以有效降低苯并嗪的开环固化温度。在钢片表面首先制备聚苯并嗪涂层作为底漆,再通过在涂层中掺杂氨基修饰纤维素纳米晶制备面漆,构建出静态水接触角为161.1°±2.9°的生物基超疏水防腐蚀涂层(PBTC)。该超疏水涂层表现出良好的耐高低温性能和耐刮擦性。电化学测试结果表明PBTC涂层在NaCl水溶液中浸泡30天后仍然具有良好的防腐蚀性能。
车用锂离子动力电池剩余寿命非线性组合预测研究

针对单一预测模型难以准确预测锂电池的剩余寿命(remaining useful life,RUL)难题,提出了非线性组合预测方法;利用相空间重构,对实验采集到的数据进行重构,将重构后的数据对改进Elman神经网络和非线性自回归(nonlinear autoregressive with exogenous input,NARX)神经网络这2个单项预测模型进行训练和预测;采用RBF神经网络对2个单项模型的预测值进行非线性组合,获得最终的RUL预测值.结果表明:非线性组合预测方法的均方根误差比PCA-NARX方法提高了近1%,比NARX方法提高了近2%,比改进Elman方法提高了近3%;非线性组合预测方法具有较高的精度及泛化能力,采用相空间重构技术有利于提高非线性组合方法的预测精度.
燃煤机组脱硫废水零排放物料-能-水耦合机制及优化

湿法脱硫排出的废水是燃煤机组废水中最难处理的末端废水之一。热法固化是实现脱硫废水零排放的必然途径。通过构建整个燃煤机组厂级尺度热力系统虚拟仿真模型,从能量流、物料流、水平衡及其之间的相互影响机制的角度对比分析了目前三种主流不同脱硫工艺路线的优劣。在此基础上,提出了基于吸附式热泵和多效蒸馏浓缩,废热用于干燥的新型脱硫工艺,新工艺所需的高温烟气量最小,仅为旁路直喷式的1/5,为目前主流浓缩干燥方案的1/3,在回收水分的同时,极大降低高温烟气的消耗量,降低对主机安全性的影响。相关研究可以为燃煤机组脱硫废水零排放及深度节水提供新的解决思路。
海陆过渡相煤系页岩孔隙结构特征及其对含气性的影响

本次研究以四川盆地南部(川南地区)上二叠统龙潭组煤系页岩为例,利用场发射扫描电镜(FE-SEM)对页岩孔隙进行定性观察分析,联用高压压汞实验、N_2与CO_2吸附-脱附实验,以及CH_4等温吸附实验开展海陆过渡相煤系页岩全孔径孔隙结构特征的定量表征,并探讨孔隙结构对含气性的影响。海陆过渡相煤系页岩粒间孔、粒内孔和有机质孔等基质孔隙较为发育,微裂缝较少。孔隙形态以平板狭缝状和墨水瓶状为主,具有较好的开放性特征。页岩全孔径孔容分布曲线呈两极化分布,孔径小于30 nm和大于5 µm的孔隙大量发育。宏孔(>50 nm)、介孔(2~50 nm)和微孔(<2 nm)的孔容贡献率依次降低,分别占42.2%、36.3%和21.4%。页岩孔比表面积分布曲线呈单峰型分布,随着孔径增大,孔比表面积减小,微孔尤其是孔径值小于8 nm的孔隙提供较大的孔比表面积。微孔、介孔和宏孔的孔比表面积贡献率依次降低,分别占72.7%、25.0%和2.3%。龙潭组页岩总含气量为2.61~6.02 m~3/t,其中吸附气比例占优势,含量为1.88~4.70 m~3/t,受孔隙比表面积影响较强,主要吸附于微孔和介孔中;游离气含量为0.60~1.34 m~3/t,主要受孔隙体积影响,主要赋存于宏孔中。
交联聚乙烯绝缘电缆中多树枝状缺陷联合劣化及相互影响机制分析

在实际运行环境中,湿度与过电压分别作为电缆绝缘中水树枝、电树枝缺陷引发及生长的关键性诱导因素,却因季节性波动变化与非连续作用的特点,导致水树、电树以协同生长方式加速绝缘劣化,研究树枝状缺陷联合劣化及其相互影响规律对提高电缆在复杂恶劣条件下绝缘寿命及运行可靠性具有学术价值。该文搭建水树-电树联合老化实验平台,开展水树-电树相互转化与协同发展试验,获取多树枝状缺陷的形貌特征、微观结构及电气性能参量,并分析出多树枝状缺陷联合劣化机制。研究发现:当电树生长过程中引入水树时,湿润水树可阻碍电树持续生长,并抑制内部局部放电;而干燥水树会加速电树的劣化;同时,历史性电树的存在会加速水树的生长,且在一定区域范围内,对水树的促进作用随电树的劣化程度递增。分析认为,湿润水树缺陷区的介电驰豫及枝状导电通道的分压作用是局部强电场削弱的原因,并且水分子对高能粒子的捕捉、约束作用也是导致电树生长得以抑制的原因;而干燥水树空腔结构及导电粒子的沉积为电树生长提供了供氧通道和高能粒子的运输通道;历史性电树生长时高温、光辐射等因素导致外围区域分子链断裂及无定形区的增加,会诱发亲水微通道并加速离子扩散,进而加速水树生长。
永磁电机零阶径向力引起的齿槽频次振动

理论上采用斜槽可将齿槽转矩幅值削弱为零,但斜槽不能有效削弱力波次数为零的齿槽频次径向力。该文针对一台40极240槽的斜槽永磁电机的研究结果表明,零阶径向力产生的齿槽频次振动大于力波次数为极数40的2倍频径向振动,为电机空载时幅值最大振源。文中首先用解析法阐述了零阶径向电磁力产生机理,然后利用电磁场软件计算样机的空载气隙磁密和径向电磁力密度,并对二者分别进行二维傅里叶分析(2D-FFT),求取出不同阶次下(空间)对应频率(时间)的磁密和径向电磁力密度结果,利用气隙磁密结果分析出引起齿槽振动的主要谐波磁场,利用径向电磁力密度结果计算出由径向电磁力引起的定子振动水平,结果表明,零阶径向电磁力引起的空载齿槽频次振动为电机的主振频率,远大于非零最小阶次引起的2倍频径向振动,最后,样机试验结果验证了理论分析的正确性。
双永磁电机系统抗扰动转速同步控制

针对不确定性扰动造成的双永磁电机系统转速同步性能下降的问题,提出基于双电机速度环统一建模的抗扰动转速同步控制策略。首先,将2台电机的速度环视为一个整体,建立统一速度环模型;基于该模型,采用线性自抗扰控制器对负载突变、模型失配等引起的扰动进行估计并补偿;进一步提出控制器参数整定方法,并结合交叉耦合结构实现了2台电机的转速同步;最后,采用频域方法分析系统的稳定性以及抗扰动性能。仿真与实验结果证明了所提控制策略的正确性和有效性。
双馈入VSC并网系统单输入单输出传递函数建模与稳定性分析

为克服多电压源型换流器(voltage-source converter,VSC)并网系统阶数高、稳定机理分析复杂等问题,该文基于并网VSC系统单输入单输出(single-input single-output,SISO)传递函数模型,将高阶次的多馈入VSC并网系统降阶为一维低阶系统,简化多馈入VSC并网系统建模与稳定性分析过程。以双馈入VSC并网系统为例,该文推导双馈入VSC并网系统SISO传递函数模型,分析双馈入并网系统VSC间产生耦合的原因,揭示交流电网强度与锁相环带宽影响双馈入VSC并网系统稳定性的机理。分析表明,当双馈入VSC并网系统的控制参数相同时,联络线阻抗使得并网系统VSC之间产生耦合,进而增大SISO传递函数的初始幅值,导致相同电网强度下双馈入VSC并网系统较单馈入VSC并网系统更易失稳。而当双馈入VSC并网系统控制参数不同时,锁相环动态使得并网系统VSC间通过电网阻抗产生耦合,SISO传递函数幅值裕度将随锁相环带宽向有较大锁相环带宽VSC靠近时减小,即双馈入VSC系统锁相环带宽越接近于带宽较大的一方,SISO传递函数幅值裕度越低,系统越易失稳。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型进行频域和时域仿真,验证所提出SISO传递函数模型与机理分析的正确性。
直流配电系统有源阻尼控制的阻抗释义与谐振点灵敏度参数调节方法

直流配电系统有源阻尼控制一般通过在换流站配置补偿环节调节输入或输出阻抗来实现。为进一步阐述有源阻尼补偿环节对系统阻抗的影响机理,并指导其参数调节和设计,首先在建立定电压控制换流站阻抗降阶模型的基础上,分别以串、并联虚拟阻尼支路对直流电压反馈、直流电流前馈两类补偿环节进行溯源。其次,分析补偿环节对定电压站输出特性的影响,并在阻抗-频率曲线维度重构Nyquist稳定性判据,确定对有源阻尼补偿环节的基本约束。结合阻抗灵敏度,推导建立阻抗-频率曲线的谐振点灵敏度,提出采用阻抗/谐振点灵敏度的有源阻尼补偿环节参数调节方法。最后,以双端与四端直流配电系统为例,通过对比扫频结果展示了定电压站降阶阻抗模型的准确性,并分别在定电压站与定功率站配置补偿环节,以Nyquist曲线、MATLAB/Simulink时域仿真为参照,验证重构稳定性判据和所提阻抗/谐振点灵敏度参数调节方法的有效性。
基于改进EKF算法和电堆功率需求的PEMFC空气供应系统调节

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)空气供应系统机械惯性大,难以快速响应负载需求,且受外部噪声和系统内部不确定性影响,控制精度和响应速度难以达到要求。针对这一问题,提出基于改进扩展卡尔曼滤波(improved extended Kalman filter,IEKF)算法和电堆功率需求的PEMFC空气供应系统调节方法。该方法采用EKF调节空气供应过程,即根据瞬态响应过程过氧比(oxygen excess ratio,OER)预测状态调整空压机输入电压,并引入干扰噪声补偿,以改进EKF的性能。同时基于负载功率设计一种计及功率需求的前馈控制器,避免电堆在剧烈变载时出现"氧饥饿"现象,缩短负载追踪时间。最后,基于Stateflow有限状态机硬件实验平台将IEKF与EKF和无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)进行对比分析,结果表明所提方法具有更好的控制精度和响应速度,OER最小值由1.10增至1.65,调节时间由4.47s缩短至4.15s,"氧饥饿"程度有效缓解。
柔性直流输电系统高频稳定性分析及抑制策略(二):阻尼控制抑制策略

柔性直流输电系统高频振荡容易在交流系统阻抗呈现电容效应的频率范围内发生。首先,针对柔性直流换流站详细模型存在阶数很高的问题,在忽略外环、环流抑制控制器(circulating current suppression controller,CCSC)、电容电压等较小影响环节的基础上,建立换流站的简化模型,分析简化模型与详细模型阻抗特性的误差及其适应频率范围;其次,为抑制系统的高频振荡,从控制系统电压前馈和虚拟串联阻抗有源阻尼控制2个方面开展换流站高频阻尼特性提升方案研究,提出采用取整函数的非线性电压前馈策略;再次,以抑制高频振荡和不引起额外频段振荡为约束条件,基于换流站简化模型,解析有源控制器关键参数选择表达式,研究关键参数对换流站阻抗的影响;最后,采用电磁暂态仿真,从高频振荡抑制、电压前馈环节、暂态穿越特性等方面验证所提高频性能提升方案的正确性和有效性。
基于暂态扭矩辨识的汽轮机组快速扭振保护研究

汽轮机组与串补系统相互作用会引发暂态扭矩放大,冲击性扭矩在极短时间内就会对轴系造成严重的破坏。然而,常规扭振保护设备无法及时将机组解列,不能够保障轴系安全。该文提出一种汽轮机组快速扭振保护方法--即时暂态扭矩保护,该方法利用轴系转速辨识暂态扭矩,根据暂态扭矩判断轴系扭振风险,当轴系存在扭振风险时及时将机组解列。另外,基于疲劳损耗优化的定值整定原则确保了保护能够将所有运行工况下轴系产生的疲劳损耗控制在允许范围内。最后,基于RTDS的硬件在环试验验证了保护样机的性能和可靠性。结果表明:所提方法能够在汽轮机组轴系存在扭振风险时及时解列机组,从而避免暂态扭矩放大导致轴系产生严重疲劳损耗乃至一次性损毁。