mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
电网调控大数据平台体系架构及关键技术

以数字化技术和能源互联网理念为驱动的“数字新基建”对现有调度自动化系统的数字化转型提出新的挑战,该文考虑调控数据存储规模、数据加工复杂度和数据服务多样化的需求,提出电网调控大数据平台的体系架构。在此基础上,研究了多源调控数据集成与融合、异构数据库分层统一存储、调控数据资产管理、大数据算法引擎等关键技术,实现全业务、全场景的电网调控数据汇集、加工和资产管理。该技术方案为调控云智能分析应用提供了存储、数据和算法的有力支撑。
基于零序电流与电压相位差变化的灵活接地系统故障选线方法

目前灵活接地系统大多采用定时限零序过电流保护,高阻接地故障时保护存在易拒动的问题。为解决此问题,提出了基于零序电流与电压相位差变化的选线方法。基于灵活接地系统单相接地故障的零序等效电路,分析了并联小电阻投入前后的电气量变化特征,即非故障线路始端零序电流与母线零序电压相位差不变,而对于故障线路此相位差发生变化,同时分析了过渡电阻对电气量变化特征的影响,发现过渡电阻只影响母线零序电压相位变化量,而对各线路始端零序电流与母线零序电压相位差的变化量无影响,据此提出该选线方法。该方法利用了并联小电阻投入前后电气量的变化特征,无需其他馈线的电气量即可判定故障线路。仿真实验表明该方法在高阻接地故障时仍能准确选线。
基于5G的需求响应通信安全问题分析与应用挑战

无线技术的升级换代带来了网络服务架构的变革,5G通过逻辑专网能够为电力等垂直行业提供更便利的服务。随着5G与电网应用深度融合,其安全影响范围扩大,因此对5G背景下需求响应(demand response,DR)通信发展的安全防护问题进行了讨论。首先,给出了电力需求响应通信架构,分析了5G技术支撑下的DR通信安全需求;其次,设计了基于5G网络切片技术的需求响应安全防护体系,在网络协议安全、设备资源安全、云和虚拟化安全及安全管理能力等方面制定了具体的安全防护策略;最后,根据5G组网策略的差异、网络切片隔离方面的不足,给出了5G应用于需求响应所要面临的挑战和解决思路。
基于数据驱动的交直流配电网分布鲁棒优化调度

清洁能源替代一方面有助于实现碳中和目标,另一方面风光等分布式电源(distributed generation,DG)的高比例接入又给配电网运行带来了新挑战。基于交直流网架配电提高了消纳率,但以往对VSC建模一般比较理想,且传统优化方法在处理DG和负荷不确定性方面具有很大的局限性。基于此,建立了基于数据驱动的交直流配电网分布鲁棒优化调度模型。首先,该模型以配网主体盈利最大为目标函数,考虑DG接入、电容器组投切、储能充放电调节、电价型需求响应、VSC运行以及网络重构等多种约束,以实现优化调度;其次,通过二阶锥松弛和McCormick线性化方法,将原始混合整数非线性模型(mixed integer nonlinear programming, MINLP)转化为混合整数二阶锥凸优化模型(mixed integer second-order cone programming,MISOCP);然后,结合风光和负荷的典型历史数据以及决策变量的调节特性,构建数据驱动的两阶段分布鲁棒优化调度模型,并综合1-范数和 ∞-范数同时约束不确定性概率分布置信集合;最后采用列与约束生成(the column and constraint generation,CCG)算法进行求解,基于修改的IEEE33节点算例验证了所提模型的有效性。
相异模型下Stacking集成结构的异常用电用户识别方法

针对电力用户异常用电行为造成电网非技术性损失(non-technical-loss,NTL),影响企业收益及供电质量等问题,文中提出一种相异模型下Stacking集成结构的异常用电用户识别方法。该方法综合分析用户用电侧历史数据特性,建立并提取用户用电特征;采用支持向量机(support vector machine,SVM)、随机森林(random forests,RF)、梯度决策树(gradient boosting decision tree,GBDT)及深度森林(deep forest)4种相异模型做为Stacking结构的基分类模型,对用电特征进行Stacking转换;并选取XGBoost(extreme gradient boosting)算法作为Stacking结构的元分类模型,对转换后的用电特征集进行分类,判断用户用电是否异常。通过实例分析,验证本文所提模型相比于单个模型有更高效的分类性能,为供电企业用电监察工作及经济效益管理提供参考。
一种平抑反弹效应的集群空调负荷控制方法

集群空调负荷(air conditioning loads,ACLs)作为需求侧可调度资源的占比逐年增加,已成为电网“削峰”负荷的重要组成部分。但ACLs在退出调控时会使集群功率达到峰值,对电网产生较大冲击。为平抑ACLs反弹效应,建立了基于随机状态空间和条件转移的ACLs混杂系统模型,采用等容量反聚合退出策略,提出了基于辨识参数的马尔科夫链控制方法。通过仿真算例分析了集群物理参数分布以及总体功率,验证了该控制方法能够精确辨识集群参数且能够有效抑制ACLs反弹效应。
大规模光伏发电经串补并网系统次同步振荡机制

根据以往研究经验,由于串补输电系统存在串联谐振点,大规模光伏发电经串补并网系统被怀疑存在次同步振荡风险。研究发现光伏并网逆变器采用恒电流控制,其特性近似电流源,只能激励并联谐振点,而大规模光伏发电经串补并网系统与变压器励磁支路在交流侧产生并联谐振点,可能会成为影响系统振荡稳定性的主导因素。因此,分别建立了考虑和忽略变压器励磁支路的大规模光伏经串补并网系统的小信号模型,利用特征值法分析振荡机理。特征值研究证实,当逆变器采取电流源控制模式时,交流侧并联谐振点存在对应的特征值,而由于电流源钳制光伏发电系统的电流量,并不存在与串联谐振点对应的特征值,因而变压器励磁支路与串补电容构成的并联谐振点主导系统的次同步振荡特性。
基于多场景模糊集和改进二阶锥方法的配电网优化调度

随着分布式光伏大量接入,储能、电动汽车、可平移的主动负荷等多种资源均参与到配电网调度之中,配电网亟需在消纳可再生能源的同时降低调度成本。针对光伏出力不确定性和复杂多资源接入下的配电网调度问题,提出了基于模糊集理论和改进二阶锥方法的日前-日内两阶段调度模型及求解算法。首先利用历史统计数据,基于event-wise模糊集理论构建了光伏出力不确定性调度模型,并进一步提出了考虑多类型主动负荷、电动汽车、储能在内的多种调节资源协同的日前-实时两阶段优化调度模型。日前调度采用改进的鲁棒随机优化方法求解,有效处理分布式光伏的不确定性影响,实现光伏消纳最大化的目标;实时调度则提出了二阶锥边界修正迭代算法,综合利用主动负荷响应、电动汽车多种手段追踪匹配光伏出力,实现以运行成本最小为目标的优化调度。最后,基于IEEE-33节点算例系统的仿真分析论证了所提方法的有效性。
基于OVMD-SSA-DELM-GM模型的超短期风电功率预测方法

为了提高风电功率的预测精度,提出了一种基于最优变分模态分解(optimal variational model decomposition, OVMD)、麻雀算法(sparrow search algorithm,SSA)、深度极限学习机(deep extreme learning machine,DELM)和灰色模型(grey model,GM)的超短期风电功率预测方法。该方法通过OVMD对原始风电功率时间序列进行自适应分解;然后针对各分量建立DELM预测模型并利用SSA算法进行参数寻优,并对各个分量的预测结果进行求和重构;利用GM对误差序列进行预测;最后将误差的预测值与原始风电功率的预测值叠加得到最终预测结果。对北方某风电场的风电功率数据进行仿真实验,结果表明,该方法预测效果明显优于传统方法,有效提高了超短期风电功率预测的精确性。
余电上网/制氢方式下微电网系统全生命周期经济性评估

为全面评估微电网系统不同运营方式下的经济性,从全社会角度出发,综合分析余电上网和余电制氢2种运营方式下微电网系统的成本和效益。考虑到不同类型、不同容量的分布式电源对微网系统各方面性能的影响,首先对微电网中的分布式电源定容问题进行研究。在满足具体约束的前提下,以全生命周期综合收益最大为目标函数,建立微电网系统双层优化模型。该双层优化模型上层优化采用自适应粒子群算法求解系统最优配置,下层优化采用CPLEX求解器求解上层配置方案下的最优调度方案。在此基础上,运用所建全寿命周期经济性评估模型,对具体算例最优配置下各成本和收益以及自平衡率进行对比分析,并得出余电制氢计划这一运营方式更具经济性的结论。
计及差异化能量惯性的电–热–气综合能源系统日前优化调度

针对不同能源系统的多元异质性,建立了兼顾热力系统源–网–荷以及气网管道差异化能量惯性的电–热–气综合能源系统优化调度方法。首先,针对热惯性展开研究,为克服热传输延时连续性和调度时段离散化的矛盾,提出一种基于流量分段法的热网传输惯性模型,并将该方法引入热源侧的模型构建,进而结合负荷侧的建筑热惯性,共同构建了考虑源–网–荷多种热惯性的热力系统模型。其次,为刻画天然气网络气惯性的动态特征,利用虚拟节点构建稳态模型代替原有的暂态模型,避免了偏微分方程的直接求解,大福降低了计算的难度。最后,基于不同能量惯性全面精确的建模,并综合考虑了各子系统的网络约束和耦合约束,以系统运行成本最小为目标构建了电–热–气综合能源系统日前优化调度模型,并用混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)软件进行求解。结合具体算例,研究结果表明精细刻画热、气系统的差异化能量惯性,能够提高电–热–气综合能源系统运行的经济性和灵活性。
风电场等效虚拟惯量快速估计方法

普及推广风电虚拟惯性控制技术,是保障含高比例风电电力系统频率稳定运行的重要需求,但当前缺乏精确估计风电场等效虚拟惯量的理论方法,不能定量评估风电场对电网的惯量贡献。鉴于此,针对风电场等效虚拟惯量的快速时变特征,提出应用受控自回归辨识模型和基于时变遗忘因子的递推最小二乘辨识求解算法,估计出风电场等效虚拟惯量。所提辨识模型和算法具有快速跟踪能力和良好收敛性,能精确估计风电场快速时变的等效虚拟惯量。在辨识求解中,只需量测风电场公共耦合点(point of common coupling,PCC)的有功功率和频率扰动信息,数据易于获取、实用性强,可良好推广应用。最后通过算例系统验证了辨识模型与方法的有效性和精确性。
通过毕赤酵母表达系统获得高纯度的重组人血管内皮生长因子(rhVEGF165)

血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF165)是一种高度特异性的促血管内皮细胞生长因子,高纯度的VEGF165对于抗肿瘤药物和生物标志物研发检测试剂必不可少。目前关于VEGF165的异源表达方法,纯化步骤多且产物纯度不高。以毕赤酵母表达系统为基础,构建人血管内皮生长因子(VEGF165)多拷贝的表达载体。按照酵母密码子偏好性优化人血管内皮生长因子基因(vegf165)的密码子,在毕赤酵母BBPB表达载体基础上,用Biobrick生物积块的方法,构建以Pgap为启动子的五拷贝rhVEGF165表达载体,同时添加组氨酸标签。利用His标签和VEGF165自身的肝素结合结构域,仅用两步亲和层析纯化得到纯度高于98%的rhVEGF165蛋白。rhVEGF165纯化后浓度为0.45 mg/mL,且具有生物学活性。该异源表达策略简化了rhVEGF165的纯化步骤,rhVEGF165具有天然VEGF165的生物学活性,且纯度达到目前文献报道的最高水平。
传统交流电网与高比例新能源电网连锁故障差异性分析

新能源的强随机性、强不确定性及电力电子装备的弱抗扰动能力等特性使得高比例新能源电网的连锁故障演化过程更加复杂,现有基于传统交流电网而来的连锁故障相关理论与方法在高比例新能源电网中的适用性有待商榷。以美加大停电与英国“8.9”大停电事故作为切入点,从连锁演化主导推动因素、演化时间、事故发生概率、电气特性等方面分析传统交流电网与高比例新能源电网在连锁故障问题上的差异性,并基于IEEE39节点系统在PSD-BPA与MATLAB中展开算例分析。
高比例新能源接入场景电力系统频率分析模型改进与应用

分析现有含新能源系统频率模型进行仿真验证,发现其在部分工况下误差较大。通过在现有模型基础上增加原动机限幅环节,区分系统有效调差比例系数与有效惯量比例系数,提出了考虑限幅环节含新能源系统频率模型与简化聚合模型。通过典型系统算例表明,所提2种模型在不同新能源接入比例与类型下均有较好拟合预测效果,能够反映系统整体惯量和一次调频特性。通过实际含直流电源与新能源共同馈入电网算例表明,所提简化聚合模型可准确地反映系统频率变化情况,具有工程应用价值。
风机故障穿越特性对大规模风电直流外送系统暂态过电压的影响及参数优化

随着高比例新能源发电越来越成为当前力争实现“碳达峰、碳中和”目标下的主力电源,特高压直流输电工程的陆续投运和大规模新能源的集中接入使得直流故障引发的暂态过电压问题日益凸显,严重威胁电网设备安全,影响特高压直流输电外送能力。新能源机组在暂态过程中的故障穿越特性作为与过电压水平密切相关的重要因素,亟待展开深入研究。从直流故障扰动后系统出现暂态过电压的机理出发,详细介绍了风电机组的低电压穿越特性及相关变量参数,通过某特高压直流输电工程中直驱永磁风机的算例展开了机组故障穿越控制参数对电压暂态特性的敏感性分析,并提出了风电机组控制策略和模型参数的优化建议。研究成果可为当前高占比新能源并网形势下电网的安全稳定运行提供参考。
区块链技术下配电侧电力市场交易平台研究

选取微电网运营商、负荷聚合商和电力大用户作为配电侧电力交易的多元主体,在综合考量三者之间需求与利益平衡关系的基础上,初步构建了区块链技术下配电侧电力市场交易平台的架构:底层通过区块链核心技术以充分发挥其作为分布式账本的优势;上层考虑各市场主体电力需求约束,以利益最大化为目标,通过平衡博弈达成智能合约,并记录在底层区块链账本中。基于算例分析,验证了智能合约模型的可行性,并通过仿真实现了区块链技术下配电侧电力市场交易。
小型浅水湖泊氨氧化细菌分布特征及其对氮素垂向分布的响应

以淮河流域里下河地区小型浅水湖泊为研究对象,采用分子生物学方法和细菌反硝化稳定同位素技术研究氨氧化细菌(AOB)的生物多样性和群落特征,探究不同类型的污染物对AOB丰度和群落特征的影响。结果表明,得胜湖AOB的生物多样性和丰度最高,而大纵湖北部最低,究其原因,认为是得胜湖较为复杂的污染来源和周围环境以及大纵湖湖心密集的水生植物造成的。amoA基因的系统发育分析表明,研究区内丰度最高的是亚硝化单胞菌属,占92.3%,亚硝化螺菌属占7.7%;硝氮含量与AOB丰度具有一致性,AOB丰度高的采样点上覆水中硝氮较高。同位素溯源分析表明污染物的来源差异导致了δ~(15)N的不同,长期的围网养殖会导致δ~(15)N降低,而腐烂植物的长期过度累积则会导致δ~(15)N增大。
水文模型模拟预报的多源数据同化方法及应用研究进展

介绍了水文遥感数据同化中常用的数据同化方法,总结了变分和顺序两类数据同化常用方法的优势与不足;以土壤湿度与径流两个水文变量的数据同化研究为重点,探讨了土壤湿度、径流、降水、蒸散发、积雪等多源数据在水文模型模拟预报中的同化研究进展及其在同化应用中存在的问题;最后,从数据同化方法、多源数据同化应用方面总结了水文遥感数据同化的未来发展方向,提出遥感、地面等多源数据的同化在改进水文模型模拟预报方面的应用潜力将会随着遥感观测技术与反演方法的改进、水文模型结构的完善以及数据同化方法的优化而不断增大,多源数据在水文模型模拟预报中的综合应用将是水文遥感数据同化发展的必然趋势。
基于SWMM的山丘城区防洪排涝能力分析

为了科学分析山丘城区防洪排涝能力及其提升措施,以江阴市敔山湾地区为例,运用SWMM建立了可考虑山洪和管网排水的山丘城区水文水动力模型,通过调查溢流点和综合径流系数法实现了无资料地区模型校准。将截洪沟离散化为10 m一段的计算单元,以泰森多边形法对截洪沟控制区域进行划分,实现对沿程变断面和多出水口的截洪沟模拟,计算的最大1 h洪峰流量平均值处于规范值建议范围内。采用整治后的截洪沟尺寸对下游核心规划区的防洪排涝能力进行了复核,提出了适当增加金井河泵站抽水能力并适当降低敔山湖控制水位来增加调蓄库容排涝能力的提升方案。
基于双曲线模型的冻土中锚杆荷载传递特性研究

为研究不同冻结温度及含水率对冻结粉土中锚杆抗拔性能的影响,根据冻土与混凝土接触面的力学特性和变形规律,采用双曲线模型描述锚杆-冻土接触面的剪切特性。基于荷载传递法,建立考虑温度和含水率影响的锚杆荷载传递方程,采用有限差分法进行求解,得到锚固段的剪应力、轴力及承载力计算式;通过ABAQUS数值模拟验证荷载传递方程的合理性,结合算例分析表明:冻土中锚杆抗拔承载力大于常温土,且温度越低承载力越高;在相同荷载作用下,冻土温度越低,轴力沿深度衰减越快,剪应力分布越不均匀;相同冻结温度下,锚杆承载力随含水率的增大呈先增大后减小的趋势;增加锚固体直径能有效地提高锚杆的极限承载力。
南沙群岛海域鸢乌贼摄食习性与营养生态位

鸢乌贼在中国南海海域资源丰富,是灯光罩网渔船的主要捕捞对象之一。本研究对南沙群岛海域中型群和微型群鸢乌贼样品进行采集,利用传统胃含物分析法和碳、氮稳定同位素技术研究其摄食习性、营养级、营养生态位及与饵料生物的关系。结果显示,鸢乌贼以摄食鱼类、头足类和甲壳类为主,且在不同生长阶段,饵料组成有所差异;胴长小于100 mm的微型群和胴长小于90 mm的中型群个体摄食以浮游动物和小型鱼类为主,100~119 mm的微型群个体和90~129 mm的中型群个体摄食以甲壳类、头足类和鱼类为主,大于120 mm的微型群和大于130 mm的中型群个体摄食饵料主要为鱼类和头足类。鸢乌贼中型群δ~(15)N值范围为7.17‰~10.13‰,δ~(13)C范围为-19.61‰~-18.10‰,微型群δ~(15)N值范围为6.48‰~10.12‰,δ~(13)C值范围为-19.63‰~-17.81‰。分析显示,中型群和微型群的营养生态位重叠明显,表明群体间存在对食物资源的竞争;微型群的营养生态位宽幅大于中型群,其中微型群雄性群体与其他3个群体的核心生态位重叠部分偏低。鸢乌贼中型群的营养级范围为2.54~3.41,平均营养级为2.97,微型群的营养级范围为2.34~3.41,平均营养级为2.87;微型群雄性营养级相对较低且与其他类群存在较大差异,这可能与其体型大小密切相关。
五脏背俞穴温针灸结合西药治疗阳虚型郁证的疗效及减毒效应研究

目的:比较五脏背俞穴温针灸结合西药治疗与单纯西药治疗阳虚型郁证的疗效差异及减毒效应。方法:将80例阳虚型郁证患者随机分为对照组和观察组,每组39例。对照组予每天口服草酸艾司西酞普兰;观察组在对照组的基础上行五脏背俞穴温针灸,每天治疗30 min,每周治疗5次。两组均治疗6周。分别于治疗前后评定两组患者汉密尔顿抑郁量表(HAMD)、抗抑郁药副反应量表(SERS)评分,进行脑电图检测记录异常脑电图患者的例数,并根据HAMD评分减分率来评定两组的疗效。结果:与本组治疗前比较,两组治疗后HAMD、SERS评分显著降低(P<0.01);治疗后与对照组比较,观察组HAMD、SERS评分降低(P<0.05,P<0.01),脑电图检测结果优于对照组(P<0.05)。观察组临床总有效率为97.43%(38/39),高于对照组的92.30%(36/39,P<0.05)。结论:五脏背俞穴温针灸结合西药治疗能有效改善阳虚型郁证患者的抑郁程度,总体疗效优于单纯西药治疗,并可减少单纯西药治疗所带来的药物不良反应。
人类活动强度空间化方法综述与展望——以青藏高原为例

地球系统受到气候变化和人类活动的双重影响,相比于气候变化研究相关的空间数据在数据采集、制备方法、制备速度、时空分辨率和数据质量等各方面的快速发展和提高,人类活动强度空间数据还处于探索发展阶段。人类活动强度空间数据有助于更好的理解人类活动影响的强度和范围,对于探究人类活动对地球系统各圈层及其变化的影响,以及促进全球和区域可持续发展具有重要意义。基于此,通过对人类活动强度空间数据相关研究进行梳理和分析,首先提出人类活动强度空间化的概念,然后归纳总结六类主要的空间化方法,并以青藏高原地区为例重点展示和分析四类应用较为广泛的方法,包括净初级生产力人类占用法、土地类型变化法、全球干扰指数法和人类足迹指数法等。最后讨论目前人类活动强度空间化研究中存在的问题,并对未来的发展提出建议。
人工冻结法协同竖井淋洗原位修复污染黏性土的可行性试验

针对黏性土淋洗效率低下问题,提出了人工冻结法协同竖井淋洗原位修复污染土壤的方法。通过垂直布设冻结板,水平冻结土体的竖井淋洗模型试验,研究冻结过程中土中温度场、水分场分布及融解期的排水方式,探讨了人工冻结法协同竖井淋洗原位修复污染黏性土的可行性。研究表明:利用人工冻结法,使未冻土侧水分或淋洗液在“冻吸力”作用下向冻结锋面迁移,然后利用塑料排水板完成融化水(淋出液)与土壤分离的方案可行,能够解决抽液过程中抽液井和注液井之间土体容易形成渗流通道出现优先流,导致淋洗效率低下的问题。在分步冻结模式下,未冻土侧水分在“冻吸力”作用下向冻土侧迁移,冻结-吸水量为22.78 L,融化-排水量为24.60 L;经历一次冻融循环后,相同冻结模式下冻结-吸水量达到30.40 L,在负压抽吸模式下排水量达到44.21 L。该研究结果为今后原位修复污染黏性土提供了新的思路。
不同覆盖措施对高寒地区剥离的草皮块堆放温湿度及成活的影响

重大工程建设会扰动高寒草地,法规要求扰动区草皮层应予以剥离,待工程建设后再用于恢复原生植被,当前对剥离草皮堆放成活的影响研究较少。试验设计遮阳网与穿孔膜两种覆盖条件,探讨分析其对剥离的草皮块堆放与铺植利用后土壤温湿度及草皮块返青覆盖度的影响,研究结果表明:遮阳网覆盖堆体较自然地表日均土壤温度显著降低,同时各深度层极大延长冻结期,降水对土壤水分的补充效应延后,并造成堆放期水分大量损失;穿孔膜覆盖堆体较自然地表提高了土壤温度,阻碍了降水对土壤水分的补充,并造成堆放后土壤吸持水能力降低。遮阳网覆盖的草皮块返青覆盖度显著高于穿孔膜覆盖的返青覆盖度,堆放期日平均土壤温度>0 ℃的堆放日数与草皮块返青覆盖度的线性拟合较好。工程建设中应尽量缩短堆放时长,采用透水透气类覆盖材料,增加土壤与空气热量交换,以维持更长的冻结期,并适时补充水分,提高草皮块铺植的恢复成效。
1961—2017年南极冰盖近地面风时空变化研究

基于19个人工气象站1961—2017年风速风向实测数据对南极冰盖近地面风速时空变化和风向进行了分析。结果表明:近50年来,南极冰盖近地面各季节平均风速和年平均风速变化的空间模式基本一致。东南极0°~120° E沿海地区风速呈显著上升趋势;南极半岛气象站风速变化趋势各异,且变化速率相差甚大,但从区域平均结果来看,南极半岛年和季节平均风速均呈上升趋势。这与近几十来局地气温、气压变化及南半球环状模趋向于正位相发展有关。东南极受下降风和绕极东风影响,大部分地区盛行偏南风或偏东风,且频率较高风向稳定;而受天气活动影响,南极半岛风向复杂,主风向频率低,风向多变。
新疆气候水文变化趋势及面临问题思考

新疆是亚洲中部干旱区的重要组成部分,对全球变化响应异常敏感,水资源问题突出,研究变暖背景下新疆的气候水文变化及面临的问题,对应对和适应未来气候变化及水资源安全具有重要意义。基于最新的气候水文观测资料和相关成果,研究了新疆水文气候要素变化趋势与演变特征,探讨了目前面临的主要问题及对策建议。结果表明:1961—2018年新疆升温幅度高于全球平均水平,冬季升温贡献最大;降水量和降水日数均明显增加,夏季降水增加最显著;21世纪以来气温和降水均在高位波动,但增加幅度减缓,气候有从暖湿化向暖干化转折的迹象,干旱化趋势加剧。21世纪以来,极端最高气温、极端最低气温和高温日数显著增加,高温初日提前,高温终日推迟,极端降水事件、暴雨雪强度和频次明显增加。受气候变化和人类活动共同影响,塔里木河流域源流区径流量明显增加,干流径流量微弱减少;博斯腾湖水位阶段性变化明显,2013年以来逐渐扩张;艾比湖总体萎缩,而山区湖泊赛里木湖面积稳定扩张。新疆气候水文变化面临主要问题包括:对新疆气候变化趋势和物理过程认识不明、水文气象灾害风险加剧难以把控、气候变化影响不确定性加剧,水安全问题迫在眉睫。建议趋利避害,抓住气候机遇,加快生态环境建设;开展气候水文综合科学考察,加强机理研究,构建综合观测协同网络,提高水文气象灾害风险调控能力;将有效应对、有序适应气候变化提升到战略的高度,为建设美丽新疆和高质量发展服务。
川西北高原牦牛和藏猪源大肠杆菌生物被膜表型、耐药基因、整合酶基因和毒力基因检测

【目的】对329株采自川西北高原牦牛和藏猪源大肠杆菌进行生物被膜形成能力、抗生素耐药基因、整合酶基因、毒力基因和遗传谱系分型分析,以期了解其耐药现状、毒力特性和优势遗传谱系分布等生物学特征。【方法】利用麦康凯培养基和15e肠杆菌科细菌生化编码鉴定管对牦牛和藏猪粪便和胃肠道内容物样本进行大肠杆菌分离和鉴定;采用改良结晶紫半定量染色法和微量肉汤稀释法分别对分离菌株进行生物被膜形成能力鉴定及其对24种抗菌药物的敏感性试验;采用普通PCR或多重PCR方法对28个耐药基因、2个整合酶基因、15个毒力基因进行检测和遗传谱系分型分析。【结果】(1)从471份牦牛、藏猪粪便和胃肠道内容物样本分离鉴定329株大肠杆菌,分离率为78.9%。(2) 329株大肠杆菌大多表现出弱或无生物被膜形成能力,仅2株为强成膜能力表型(其中牦牛和藏猪源各1株)。(3) 329株大肠杆菌对24种抗菌药物多表现出一定的耐药性并呈现多重耐药现象,其中对磺胺甲唑、磺胺二甲嘧啶、链霉素、氯霉素、氨苄西林、利福平和土霉素耐药率较高,对氨基糖苷类(卡那霉素、阿米卡星和壮观霉素)、β-内酰胺类(头孢噻呋、头孢曲松、头孢唑啉)、喹诺酮类(萘啶酸、沙拉沙星、恩诺沙星、环丙沙星、达氟沙星、左氧氟沙星)和多黏菌素B等敏感。(4)除cat1、cat2、 bla_(CMY-2)、bla_(SHV)、tetC、tetG、tetX等7个耐药基因外,其他21个耐药基因检测结果均为阳性,其中以aac(6')-Ib最为流行,其次是su11和floR,检出率均在30%以上。藏猪源大肠杆菌对喹诺酮类抗生素耐药与qnrA相关,牦牛源大肠杆菌对β-内酰胺类耐药性与bla_(TEM)和bla_(DHA)相关。(5)整合酶基因int I 1和int I 2的检出率分别为30.09% (99/329)和4.56% (15/329),其中10株大肠杆菌(牦牛源2株,藏猪源8株)同时检测到int I 1和int I2。 (6)毒力基因agn43、sitA、ompT、eaeA、bcsA、 fimC、LT、fyuA和irp2均有阳性检出,但stx1、 stx2、ehxA、bcsB、h1yA和h1yE未检测到;329株大肠杆菌共存在38种不同的毒力谱型,其中285株至少携带除agn43和bcsA外7个毒力基因中的1个,最多携带6个毒力基因。(7)21个耐药基因中,A型和B1型分布的耐药基因种类较B2型和D型丰富;A型中su13、qnrS、 tetM耐药基因分布最广,B1型中su11和aac(6')-Ib分布最广,不存在tetM和qnrA;7个毒力基因主要分布于A型和B1型,fimC、sitA和ompT主要分布于A型和B1型,eaeA、fyuA和irp2的主要分布于B1型,LT主要分布于A型(仅1株分布于D型)。【结论】329株大肠杆菌耐药较为严重,且耐药基因谱型和毒力谱型呈现多样化,本研究能够为川西北高原牦牛和藏猪源大肠杆菌病治疗、发病机制探讨及抗菌药物合理使用提供数据支持和理论依据。
亚微米去顶角八面体LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4正极材料制备及高温电化学性能

采用低温固相燃烧法快速制备了一种具有{111}、{110}和{100}晶面的去顶角八面体LiNi_(0.08)Mn_(1.92)O_4(LNMO)正极材料,其高暴露{111}晶面可以减少充放电过程中Mn的溶解,面积相对较小的{110}和{100}晶面可增加Li+快速扩散的通道.测试结果表明,所合成的LNMO具有LiMN_2O_4特有的立方晶系结构,其颗粒尺寸为亚微米级. LNMO的高温电化学性能优异,在55 ℃, 1和5 C的首次放电比容量分别为109.9和98.0 mAh/g,分别循环300次后容量保持率为75.8%和80.5%;即使在55 ℃, 10和15 C下分别循环1000次后仍具有48.4%和49.4%的容量保持率,而未掺杂的LiMN_2O_4于15 C循环1000次后容量损失高达98%. LNMO在55 ℃有较高的Li~+扩散系数(D=3.86×10~(–15) cm~2/s)和较小的电荷转移阻抗(循环前、后Rct=158.0和279.8 Ω)以及较低的表观活化能(Ea=17.63 kJ/mol),说明Ni掺杂能够提高Li+在尖晶石型LiMN_2O_4内的扩散速率及减小锂离子在脱嵌过程中的能垒,从而提高锂离子的扩散速率和倍率性能.对LNMO于55 ℃循环1000次后的极片进行X射线衍射(XRD)分析,发现LNMO电极材料的晶体结构基本保持不变,表明Ni掺杂提高了锰酸锂材料在55 ℃长循环过程中的晶体结构稳定性,有效抑制了Jahn-Teller效应及Mn的溶解,显著提升了其高温电化学性能.本工作为尖晶石LiMN_2O_4电极材料在高温方面的应用提供了借鉴.
基于知识图谱的黑土地研究领域发展态势分析

分析黑土地研究领域的发展态势,能为我国黑土地保护与保障粮食安全提供情报参考。通过文献计量学和科学知识图谱的方法,对1990-2020年黑土地研究领域的SCI论文进行计量学统计,探讨该领域的研究现状、研究重点和发展趋势。结果表明,全球范围内黑土地研究领域的发文量逐年增长,其中,中国的发文量和H指数居首位,美国和德国发表论文的篇均被引次数高于其他国家,体现了其较高的发文水平。以中国科学院为首的中国研究机构是该研究领域的重要参与者和合作网络中心。发文期刊水平差距较大,论文的总体质量有待提升。黑土地研究领域涉及的学科领域分布广泛,其中土壤科学和环境科学的占比最高,且多学科交叉融合的趋势较明显。黑土地研究经历了从最开始的提高粮食产量,发展为以改善土壤有机质、微生物群落结构、土壤侵蚀等为主题的科学研究。未来应继续加强学科交叉融合,关注土壤质量和健康,落实黑土地保护工作。
不同原料生物质炭复配对土壤镉的赋存形态及小白菜镉吸收的影响

通过生物质炭复配,降低治理成本,为提高秸秆生物质炭对镉污染土壤的治理效果,将秸秆生物质炭(大豆秸秆炭(SSB)、油菜秸秆炭(RSB))与动物屠宰废弃物炭(SWB)复配,设置2.22 g kg~(-1)(B1)、4.44 g kg~(-1)(B2)两个施用量,通过小白菜盆栽试验,研究生物质炭对原位污染土壤镉赋存形态及小白菜镉吸收的影响。研究表明,与对照(CK)相比,生物质炭显著降低小白菜根系和地上部的镉含量。在4.44 g kg~(-1)施炭水平下,SSB2和RSB2处理的小白菜根系镉含量较SWB2处理显著降低、降幅分别达33.40%和20.49%。SSB2处理小白菜根系镉的富集系数较SWB2处理显著降低、降幅达31.68%。与SSB2处理相比,SSB与SWB复配(SSWB2)处理根系和地上部镉含量分别降低22.57%和36.14%。生物质炭显著降低土壤中镉的生物有效性,其中RSB2和SSB2处理的土壤交换态镉占比(F2)较SWB 2处理分别降低9.31%和3.63%,强有机结合态镉占比(F6)分别提高16.11%和9.74%。复配生物质炭SSWB2处理的F2较SSB2处理降低11.05%,铁锰结合态镉占比(F5)提高13.50%。因此,秸秆生物质炭与屠宰废弃物炭复配可有效降低污染土壤镉的生物有效性及小白菜对镉的吸收和富集。
喀斯特石漠化地区土地利用方式对土壤团聚体稳定性及其有机碳分布特征的影响

分析石漠化地区三种常见的土地利用方式(撂荒地,AL;玉米地,CF;果树地,FD)对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响,为喀斯特石漠化地区地力提升提供理论依据。采集同一区域不同土地利用方式土壤样品,采用干筛法和湿筛法进行团聚体分级,对比分析不同土地利用方式下土壤养分含量及土壤团聚体的粒径分布、结构稳定性、有机碳的分布特征。结果表明,FD各土壤养分均高于AL和CF,其中FD的土壤有机碳含量分别较AL和CF显著提高25.45%和21.86%,全氮含量显著提高22.42%和19.76%。FD >5 mm机械性和水稳性团聚体组成均显著高于AL和CF,<0.25 mm的水稳性团聚体组成则显著低于AL和CF。不同土地利用方式 >0.25 mm团聚体组成(R0.25)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均表现为FD >AL >CF,团聚体破坏率(PAD)和不稳定团粒指数(ELT)则表现出相反趋势。FD不同粒径团聚体有机碳含量分别较AL和CF提高了4.39% ~ 36.69%和8.11% ~ 27.51%,且 >5 mm粒径团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率分别较AL和CF显著提高了6.03%和9.64%,而 <0.25 mm粒径团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率则显著降低了46.02%和57.42%。相关分析表明土壤有机碳含量与MWD、GMD、R0.25呈显著正相关,土壤有机碳含量是影响土壤团聚体稳定性最重要的土壤养分指标。在喀斯特石漠化较严重地区,采取退耕还林可提高土壤养分和改善土壤团粒结构,促进喀斯特石漠化生态环境的改善。
深翻-旋耕轮耕与有机肥配施对黑土农田土壤物理性质的影响

针对东北松嫩平原中南部黑土区玉米带农田长期旋耕导致耕层变浅、容重增大等问题,开展深翻-旋耕轮耕模式改善土壤物理性质的研究。试验设置连年旋耕配施化肥(RT)、连年旋耕配施化肥与有机肥(RM)、深翻-旋耕轮耕配施化肥(DT)和深翻-旋耕轮耕配施化肥与有机肥(DM)4个处理,分析0 ~ 45 cm土壤含水量、容重、紧实度、团聚体的变化及10 cm、20 cm、30 cm各深度处土壤温度变化情况。结果表明,与RT处理相比,DT处理能够显著提高玉米苗期和拔节期20 cm、30 cm深度土壤温度,增加玉米各生育时期15 ~ 45 cm土层土壤含水量,并且显著降低土壤容重和紧实度,提高了30 ~ 45 cm土层 >0.25 mm水稳性团聚体的比例;同时DM处理能够增加苗期、收获期各土层含水量,且对0 ~ 45 cm土壤容重均有显著降低作用;而RM处理仅使0 ~ 15 cm土层容重有降低,但并不显著,且对深层土壤容重无明显影响。相关分析表明,在0 ~ 15 cm土层中,土壤含水量、紧实度、容重与温度呈负相关关系(P <0.05);在0 ~ 45 cm土层中,土壤容重与土壤紧实度呈极显著正相关关系(P <0.05)。DM的耕作模式能降低土壤容重和紧实度,有效提高土壤温度、土壤含水量以及 >0.25 mm水稳性团聚体的比例,能够较好的改善土壤耕层物理性质。
基于衰减路径时变性的压力容器疲劳裂纹安全裕度研究

传统压力容器安全裕度表征模型未考虑裂纹扩展过程中的时变性,导致无法准确反映剩余安全裕度大小.为此,本文基于速度积概念建立了大型压力容器剩余安全裕度模型.裂纹扩展形式直接影响安全裕度判定,故运用Paris公式并考虑闭合效应得到裂纹扩展规律公式,并结合Newman和Raju数值计算应力强度因子的理论,得到了不同裂纹的深度和长度方向变化的关联函数.以表面裂纹为例,通过关联函数模型得到安全衰减路径,然后计算了路径速度积安全裕度模型的表征变化,从寿命安全裕度角度评价了路径速度积安全裕度模型,结果表明,随着裂纹在不同速度下的扩展变化,其安全评价结果更符合实际安全裕度变化,并为工程应用提供新思路.
中国沉积型钒矿成矿规律与找矿方向

钒矿是重要的战略性矿产资源,广泛应用于冶金化工、航空航天及新能源电池等领域。中国钒矿床的类型主要为岩浆型和沉积型。其中,沉积型钒矿占中国钒矿总储量的87%,多赋存于海相碳质页岩中,空间分布规模巨大,且多伴生Mo、U、Co、Se等金属元素,是一种具有良好资源潜力的矿床类型。然而,由于大型钒矿床少,矿石品位低且开采成本高,导致中国目前对沉积型钒矿的利用率不高。文章在系统收集前人工作成果的基础上,总结了中国沉积型钒矿的时空分布规律,并划分了塔里木地台北缘、扬子地台北缘和扬子地台东南缘3个成矿带。综合分析表明,沉积型钒矿受特定时代地层、岩性组合和岩相古地理的共同控制,丰富的物质来源、适宜的古地理环境和古海洋化学结构、以及强烈的生物作用是形成沉积型钒矿的关键。扬子地台周缘寒武纪扬子裂谷地带碳-硅-泥质页岩的岩石组合广泛发育,具备良好的沉积型钒矿的找矿潜力。
江西永平Cu-W矿床成矿岩体的锆石U-Pb年龄、Hf同位素、微量元素特征及其意义

江西永平矿床位于钦杭成矿带东段,是该成矿带内矽卡岩型Cu-W共生成矿的典型代表。为查明永平似斑状黑云母花岗岩的源区特征及其与Cu-W矿化的关系,文章对该花岗岩进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、微量元素地球化学及Hf同位素研究。结果表明,似斑状黑云母花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为160 Ma,与空间上密切相关的矽卡岩Cu-W矿床(辉钼矿Re-Os年龄为156 Ma)具有密切的时间联系,表明永平Cu-W矿床成岩成矿作用均发生于中晚侏罗世。锆石的Ce~(4+)/Ce~(3+)平均值为283,表明其具有高的氧逸度,指示出很好的Cu成矿潜力。锆石的ε_(Hf)(t)值为-9.60~-2.27,并且有高w(MgO)(0.84%~1.33%)和Mg#(44~49)值,表明该区花岗质岩浆来源于古老地壳物质的部分熔融,并有地幔物质的加入。通过与区内同期Cu矿化和W-Sn矿化花岗岩对比,成Cu和成Cu-W矿花岗岩的氧逸度高于成W-Sn花岗岩,成Cu-W花岗岩ε_(Hf)(t)值介于成Cu和成W-Sn花岗岩之间。因此,岩浆高氧逸度和一定比例的壳幔混合可能是形成Cu-W矿的重要条件。
2060铝锂合金光纤激光焦点旋转填丝焊工艺研究

采用光纤激光焦点旋转的焊接方法进行2 mm厚2060铝锂合金薄板填丝(ER4047)焊接试验。利用高速摄像仪观察焊丝熔滴过渡行为及熔池流动行为,采用光学显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度仪及拉伸试验机对焊缝成形质量、气孔形貌、显微组织、化学成分、断口形貌、硬度及接头强度进行分析。结果表明:旋转的激光焦点周期性地作用在熔池及焊丝末端,致使熔池长度增加,熔池流动更平稳且波动幅度减小;焦点旋转可以有效改善焊缝成形,抑制飞溅和气孔的产生;焊缝等轴细晶区的宽度及该区的晶粒尺寸减小,靠近细晶区的柱状晶尺寸也有所减小。与非激光焦点旋转焊接接头相比,激光焦点旋转焊接接头熔合线附近的显微硬度和强度略有升高,接头断裂在熔合线附近,断口呈混合断裂特征。
青藏高原甲玛斑岩成矿系统首例3000 m科学深钻的初步认识

青藏高原碰撞造山带中复杂的地质结构、深部矿产资源潜力和高效的勘查评价技术体系一直是地质学家关注的焦点,也是亟需攻克的重要科学难题。受国家重点研发计划-深地专项资助,在冈底斯成矿带甲玛斑岩成矿系统实施首个3000 m科学深钻。通过多次研讨和反复论证,确定科学施工位置、角度以及施工工艺。历时488天的施工,完成了科学深钻,总进尺3003.33 m。该科学深钻直接揭示甲玛超大型斑岩成矿系统3000 m以浅的地质信息:浅部为角岩型铜钼矿体、中部为矽卡岩型铜多金属矿体、深部为斑岩型钼铜矿体以及核部蚀变与矿化均不发育的无矿核。角岩中主要为细脉浸染状的黄铜矿、辉钼矿化,并发育黑云母化和弱绿泥石化蚀变。矽卡岩中从上到下具有清晰的分带结构,即石榴子石绿泥石角岩、绿泥石石榴子石角岩、透辉石石榴子石矽卡岩、石榴子石矽卡岩、石榴子石硅灰石矽卡岩、硅灰石矽卡岩、矽卡岩化大理岩。矿化主要为浸染状的斑铜矿、黄铜矿、辉钼矿。深部斑岩为复式岩体,主要为二长花岗斑岩,侵位较早,后被花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩等以岩脉的形式穿切侵位。花岗闪长斑岩与矽卡岩关系最为密切。多相的复式斑岩体也揭示了甲玛斑岩成矿系统的无矿核。根据现有工业指标,科学深钻共计探获21层矿体,累计厚度583.46 m,以铜、钼矿化为主,局部发育钨矿化,同时伴生金、银矿化。甲玛科学深钻首次直接揭示青藏高原3000 m以浅的地质信息和斑岩成矿系统结构,为青藏高原地质结构研究提了科学样品,也为深部资源探测和勘查技术体系研究提供了关键支撑。后续将针对其开展详细的地球化学分析、地球物理测井、高光谱测量以及指针矿物分析等研究,并结合地表勘查评价成果,建立3000 m以浅的多元信息综合勘查评价模型,进而定位预测深部矿产资源,实现增储示范。
基于超表面光场调控的阵列局域空心光束研究

设计了一种能够产生阵列局域空心光束的超表面透镜。该透镜基于几何相位原理,通过调整二氧化钛纳米单元的长宽比以及旋转角度能够实现对波前的精确控制。超表面在波长为632.8nm的左旋圆偏振光照射下,能够产生多个微米级的局域空心光束,并且可以通过控制环形障碍物的尺寸来改变产生局域空心光束的数量。该超表面透镜也可以通过改变相对孔径值(RA)来控制局域空心光束的横向和纵向半峰全宽的尺寸,进而产生所需尺寸的阵列局域空心光束。
宏观顶板活动支架增阻类型与预测模型

回采工作面顶板活动引起支架动态增阻,为预测支架工作阻力随时间演化过程,采集石圪台煤矿31201工作面、千树塔煤矿13302工作面、长平煤矿5302工作面2 263个割煤循环矿压监测数据,分析不同回采阶段的支架增阻规律。根据支架工作阻力演化特征,将支架增阻曲线划分为第1类增阻曲线和第2类增阻曲线。引入广义开尔文模型和Maxwell模型描述宏观顶板的缓慢和剧烈活动,建立四区支撑的宏观顶板增阻预测结构模型,预测长平矿综放开采支架增阻过程,研究结果表明:①典型顶板支架增阻曲线可以划分为2类。第1类增阻曲线由顶板缓慢活动引起,呈收敛特征,支架增阻力和增阻率小;第2类增阻曲线由顶板剧烈活动引起,支架增阻明显且增阻率大。 ②长平5302工作面来压期间支架第1类增阻曲线概率为38.2%,第2类增阻曲线概率为61.8%。 ③基于四区支撑的宏观顶板增阻模型能较好地预测回采期间支架增阻过程。④增加初撑力能够减小支架增阻率和增阻量。⑤长平5302工作面支架为第1类增阻曲线时,支架工作阻力不超过11 MN,安全阀不开启。当支架为第2类增阻曲线时,6.2 h支架工作阻力达到11 MN,安全阀开启。为了避免支架压架事故,5302工作面应在6.2 h内完成1个采煤循环。
冲击动载作用下加锚岩体抗冲时效试验研究

冲击动载作用下巷道围岩锚固承载结构的破坏是深部煤炭资源开采的突出问题,深入研究动载作用下锚固围岩的抗冲机制具有重要意义。采用分离式霍普金森压杆研究了冲击动载作用下无锚、端锚、全锚和全锚+柔性锚杆4种锚固岩石试件的冲击破坏响应,获得了不同锚固岩石动态应力应变曲线,分析了锚固方式对加锚岩石试件动态裂纹扩展发育的影响,通过对比锚固岩石冲击破坏过程中锚杆与岩石的动态应变演化特征,结合锚固界面滑移破坏形态,提出了锚固岩石抗冲时效的概念,并以锚杆与岩体两者协同变形为原则提出冲击动载作用下保障锚固围岩稳定的合理建议。研究结果表明:①冲击动载作用下锚固岩石应力应变曲线呈“闭口型”,锚固岩石动态强度与应变峰值的排序为:无锚岩石<端锚岩石<全锚岩石<全锚+柔性锚杆岩石;②冲击动载作用下锚杆与岩石之间的变形可分为“协同变形阶段”、“不协同变形阶段”和“失效阶段”,其中锚固岩石在前两个阶段抵抗动载冲击的作用为“抗冲时效”;③锚固岩石抗冲时效与岩石/锚固剂和锚固剂/锚杆之间不协同变形直接相关,提高岩石、锚固剂和锚杆的抗滑移特性及协调变形能力可有效延长锚固岩石抗冲时效的时长,降低冲击动载对锚固围岩支护结构的影响。研究成果对深部巷道锚固支护工程具有一定的理论指导和借鉴意义。
TH系列高氮焦化馏分油加氢催化剂的开发与工业应用

针对海洋原油高氮高芳的特点,开发了新型TH系列高氮焦化馏分油加氢催化剂,并在中海石油舟山石化有限公司170万t/a焦化馏分油加氢裂化装置上成功实现TH全系列加氢催化剂的整体工业应用。应用结果表明,TH系列加氢催化剂对高氮焦化馏分油处理效果良好,具有优异的加氢稳定性、加氢裂化选择性和超深度脱硫脱氮活性,加氢柴油产品满足国Ⅵ清洁柴油质量标准,预加氢石脑油产品是优质的重整原料,满足炼厂劣质馏分油加氢转化生产清洁燃料和优质化工原料的需求。
新型Janus膜的制备及其膜蒸馏性能研究

针对传统的静电纺丝纳米纤维膜(ESNM)容易被污染且存在机械稳定性低和膜通量不高的问题,采用静电纺丝和层层组装的方法制备了一种一侧呈超疏水性、另一侧呈亲水性的不对称结构蒸馏膜(Janus膜),其中超疏水层由表面包覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)的SiO_2微球堆叠而成,其接触角为151°;亲水层由偏聚氟乙烯(PVDF)与聚乙烯醇(PVA)溶液静电纺丝出的纳米纤维组成,其接触角为17°。拉伸实验结果表明,该Janus膜在弹性范围内能承受的最大负荷是未进行表面改性的PVDF膜的3.6倍。直接接触式膜蒸馏实验(DCMD)结果表明,Janus膜的膜通量为29.9 L/(m~2·h),截留率为99.9%。
共轭双烯硼化质子化反应的研究进展

共轭双烯的硼化质子化反应由于反应条件温和以及官能团兼容性广泛,目前已经成为合成烯丙基硼化物以及高烯丙基硼化物的重要方法之一.随着多个课题组在本领域取得重要进展,共轭双烯的硼化质子化反应已经实现高化学选择性、区域选择性以及对映选择性转化.此外一些基于硼化质子化的高效串联反应已被设计并实现,并且有的方法已经被证实可以用于生物活性分子的高效合成.近年来,无过渡金属催化的共轭烯烃硼化质子化反应也被实现.本综述将总结共轭双烯的硼化质子化反应的研究进展,介绍各个反应的底物范围,并讨论反应的机理过程.
瓦斯地质区划及瓦斯异常分析---以顺和煤矿二_2煤层为例

为提高煤与瓦斯突出矿井瓦斯有效分级管理水平和瓦斯分区防治技术水平,结合顺和煤矿地质条件和构造分布形态,基于瓦斯地质区划理论和瓦斯地质指标量化技术,运用数理统计学、瓦斯地质学等理论技术与方法,分析了顺和煤矿二2煤层构造演化与瓦斯赋存的地质控制特征,探讨了影响瓦斯异常分布的地质影响因素,运用数量化理论I筛选了影响瓦斯异常的主控因素,在此基础上建立了预测瓦斯异常区的预测模型并进行了有效性验证,对未采区进行了瓦斯地质区划。研究结果显示:顺和井田共划分6个瓦斯地质单元,边界大中型断层是控制瓦斯分区分带的单元边界; ③号瓦斯地质单元局部瓦斯存在正异常,划分出2个瓦斯异常区,①和②号单元东部靠近岩浆侵入区瓦斯正异常, ④和⑥号单元瓦斯负异常;基岩厚度、煤层顶板岩性和大型断层影响范围是局部瓦斯正异常的主控因素,基岩厚度和岩浆侵入是瓦斯负异常的主要因素;井田反相褶皱是控制煤层埋藏深度变化的主要因素。
不同拐角形式的加筋土挡墙变形特征分析

加筋土挡墙拐角部位的形态和结构比较特殊,且常在计算过程中将模型简化,使得该部位较挡墙的直线部位更容易引发工程问题。为探究加筋土挡墙不同拐角形式的变形特征,以某加筋土挡墙凸形拐角部位鼓胀病害为例,对加筋土挡墙拐角部位的变形破坏进行了成因探析,运用有限差分软件FLAC~(3D)模拟了凸形拐角的3种常见形式,即折角、直角和圆角3种拐角形式,分析了加筋土挡墙凸形拐角的整体变形、竖向变形以及水平变形规律,并从3种拐角形式的结构特征出发,分析了造成3种拐角形式在拐角部位鼓胀变形区域特征不同的原因。结果表明:加筋土挡墙的变形集中在挡墙上部,其中竖向变形对整体变形的发展影响很大; 3种拐角形式的最大竖向变形位置离面板的距离不同,圆角距离最近,折角居中,直角距离最远;在拐角段墙高的1 /4 ~ 2 /3段为鼓胀区,墙顶为外倾区;在整体变形以及水平变形方面,尤其是在对面板形态有重要影响的水平变形上,因折角形式的结构特征使得其在应力应变的扩散上更具优势,从而具有3种形式中最小的最大变形值,即折角在控制变形方面较其他2种形式有更好的优势,建议在工程设计中应优先使用。数值分析结果与现场变形测量结果所揭示的挡墙变形规律吻合较好,成果可为加筋土挡墙优化设计提供指导。
坑道直流聚焦多点电源探测聚焦与偏转效应研究

为增加直流电法水平勘探深度,准确查明掘进前方异常体的具体方位,减少机电设备、轨道、地形起伏、电磁干扰等因素对探测结果的影响,开展了直流聚焦多点电源探测聚焦与偏转效应正演模拟。据聚焦电法探测机理,采用有限单元法对空间多点电源场各节点电位进行求解,并推导空间场的电场线微分方程。利用COMSOL软件建立三维地电几何模型,通过改变屏蔽电极与主电极发射电流强度,对不同异常地质情况下的空间电流场聚焦分布特征及电位变化百分比曲线变化规律进行有限元数值模拟。结果表明:聚焦效应探测可增加掘进工作面正前方空间电场线的分布密度,使异常体探测会更加敏感;当掘进工作面正前方存有异常体时,聚焦效应相比无聚焦效应探测效果较好,至少可增大50%的探测距离,且随着屏蔽电流增大,探测效果越好,但对至掘进工作面18 m外的异常体探测效果变化不大;当异常体为低阻体时,电位变化百分比的值为负,反之为正;当异常体偏离坑道中心轴线时,探测效果随着偏离距的增大逐渐变差,此时通过改变屏蔽电流大小使探测电场进行偏转扫描探测,依据主电极四周各方位测量电极的电位变化百分比的变化规律确定出异常体的具体方位。
再生细骨料掺量对矿用支护砂浆动态力学性能的影响

再生混凝土骨料的高孔隙率特性对砂浆抵抗冲击荷载具有积极作用,为研究再生细骨料水泥砂浆在复杂地下环境中应用于井下支护的可能性,制备了0、10%、30%、50%四种不同再生细骨料质量替代率的水泥砂浆。使用o50 mm的分离式变截面霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB)试验装置,对水泥砂浆进行0.25、0.35和0.45 MPa三种加载气压下的冲击试验,并测试再生细骨料水泥砂浆的静态抗压强度。通过比较不同替代率的再生细骨料水泥砂浆在不同冲击气压下的动态特性,研究再生细骨料砂浆的抗冲击性能。试验结果表明,随着替代率的提高,再生细骨料水泥砂浆的静态抗压强度呈先增长后降低的趋势,在替代率为10%时最大,替代率为30%以及50%时,其静态抗压强度也并未低于对照组;在相同冲击气压下,随着再生细骨料替代率的提高,试块所能承受的冲击荷载也随之提高;在相同替代率下,试块的动态抗压强度以及极限韧性随着冲击气压的增大呈现增加趋势;在应变率60.29 ~ 143.379 s~(-1)时,50%替代率再生细骨料砂浆的动态强度增长因子(DIF)均高于其他组,该替代率的水泥砂浆的动态抗压强度、极限韧性最高,并且静态抗压强度也不低于对照组试块,具有较好的抗冲击性能。
中国二氧化碳地质封存潜力评价研究进展

CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage,碳捕集、利用与封存)技术是减少化石能源发电和工业生产过程中CO_2排放的关键技术,也是我国实现碳中和的兜底技术。CO_2地质封存是CCUS技术的核心组成部分,决定了CCUS技术的发展潜力和发展方向,建立适用我国地质特点的CO_2封存潜力评价方法,科学评估我国主要沉积盆地CO_2封存潜力是我国CCUS技术发展的基础。国外将CO_2地质封存潜力评价分为国家/州级筛选、盆地级评价、场址描述、场址应用4个阶段,并将封存地质体特征、区域地质、评估目的、地方保护、社会健康、封存安全和环境风险等作为主要指标,形成了一系列盆地级别评价指标体系,同时针对不同封存地质体,建立了CSLF(碳封存领导人论坛)法、DOE(美国能源部)法、欧盟法,ECOFYS和TNO-TING法等CO_2封存量计算方法。我国封存潜力评估整体处于起步阶段,尚未建立统一、系统的封存潜力评估方法,采用的封存潜力评价方法主要是基于层次分析法的模糊综合评价,并发展了封存潜力的次级盆地评价方法和CO_2封存量的溶解度计算方法。我国CO_2地质封存潜力巨大、方式多样,封存有利区域为渤海湾盆地、松辽盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、苏北盆地和四川盆地。由于中国地质条件的复杂性,采用不同评价方法评估得到的CO_2封存潜力差距较大,亟需对深部咸水层、正在开采或枯竭的油气田、深部不可采煤层、浅海等主要封存地质体开展CO_2封存潜力的精细评估。
不同宏观煤岩组分润湿性差异及对甲烷吸附解吸的影响

煤的润湿性是煤-水界面作用体现,也是影响甲烷吸附/解吸的重要因素。为了分析不同宏观煤岩组分润湿性差异及对甲烷吸附/解吸的影响,基于大佛寺井田4号煤不同类型镜煤、暗煤样品(空气干燥基样、平衡水样及不同活性剂改性后煤样)润湿性及甲烷吸附/解吸实验结果,分析不同宏观煤岩组分润湿性差异及其对吸附/解吸的影响。结果表明,煤-水接触角均小于90°,具亲水性,镜煤为66.9°,暗煤为61.2°,暗煤润湿性比镜煤好。不同活性剂溶液对煤样处理后润湿性由差到好依次为G502样(疏水性) 、6501样、LAS样、JFC样,G502促使煤润湿反转,镜煤和暗煤接触角分别增大至98.8°、90.3°,其他3种活性剂均可改善煤的润湿性,接触角最低降至32.5°。相较于暗煤,镜煤的微孔隙相对发育,占比高达80%,孔隙连通性差,润湿性差,吸附甲烷能力较强,但甲烷解吸效率低于暗煤。煤的润湿性与吸附甲烷的能力负相关,不同样品饱和吸附量为5.63 ~ 26.98 cm~3 /g,G502样、空气干燥样、平衡水样、6501样、JFC样、LAS样吸附能力依次变弱。解吸能力则与润湿性呈正相关,解吸能力由低到高依次为G502样、6501样、JFC样、LAS样。煤的润湿性越好,煤-水界面分子作用越强,煤基质表面易被大量水分子占据,水、甲烷分子竞争吸附,煤吸附甲烷能力变弱,但同时也促进了甲烷解吸。
非晶硅纳米圆柱团超表面的双峰近完美吸收效应

利用非晶硅纳米圆柱团超表面,模拟实现了可见光波段的双峰近完美吸收效应。采用离散偶极子近似法,研究了电偶极、磁偶极和电四极对纳米圆柱团超表面散射截面的贡献。模拟分析了非晶硅纳米圆柱团超表面的透射、反射和吸收光谱和电场分布,调整电偶极、磁偶极和电四极米氏共振光谱使其重合并产生相干耦合作用,进而产生电场局域增强效应,实现可见光波段双峰近完美吸收效应,且其对入射角不敏感。非晶硅纳米圆柱团超表面双峰近完美吸收效应具有低损耗、角度不敏感等特性,有望被应用于光学隔离、能量采集等纳米光子学领域。
多层叠置含气系统煤层气合采储层流体动态响应特征

为研究多层叠置含气系统煤层气合采过程中储层流体动态响应特征,利用具有自主知识产权的多层叠置含气系统煤层气合采物理模拟试验装置,开展层间压差分别0.2、0.4和0.6 MPa的合采试验,分析了合采过程中的储层流体动态响应特征。研究结果表明:储层压力演化具有阶段性变化特征,储层压力变化曲线分为骤降型、屏蔽型和倒灌型。合采初期会发生层间干扰,使得流体运移呈现离心流变化特征,表明煤层气发生反向流动。在进行合采时,井筒连通了不同的能量体,煤储层系统之间能量动态平衡状态遭到破坏,使得流体从高能量含气系统向低能量含气系统转移,使得流体运移被抑制或屏蔽,而随着含气系统间流体能量差异的增大,则高能量系统的流体倒灌进入较低能势系统中。层间压差增大,层间干扰现象显著,合采兼容性变差,储层压力回升幅值增大,储层流场离心流范围增大,储层伤害面积增广。层间压差分别从0.2 MPa增加至0.4 MPa和0.6 MPa时,煤层气倒灌量分别从0.42 L增加至3.73 L和7.97 L,合采累积流量从218.74 L减小至208.61 L和192.21 L。
我国综合机械化开采50年发展历程与展望

分析了我国综合机械化的发展历程,总结了在机械化开采方面从引进、消化、吸收再到发展创新的成功经验,认为: ①我国煤矿机械化开采历经50 a发展,大体可分为3个阶段,即探索阶段(20世纪70-80年代) 、大发展阶段(20世纪90年代)和全面突破阶段(21世纪初至今); ②在工作面煤机装备发展理念方面,20世纪80,90年代总体是突出经济实用型,21世纪初至“十二五”末期,煤机装备突出重型化和高可靠性,以达到装备效益的最大化,“十三五”至今,煤机装备向智能化、无人化方向发展,以实现工作面设备集群的智能感知和协同控制; ③采煤方法与工艺依然是煤矿机械化发展的基础,任何采煤方法或工艺的变革都会促进煤机装备产业的升级换代,甚至脱胎换骨的进步,而煤机装备是采煤方法与工艺的载体,因此采煤方法与工艺研究依然是煤矿开采的基础和根本; ④尽管我国煤机装备的整体水平有了巨大提高,但在关键元部件、材料、工艺、整机可靠性方面,与国际先进国家依然存在一定的差距; ⑤煤矿智能化是煤炭行业发展的必然趋势,是煤炭科技工作者的理想和努力方向,但其前提必须是装备要具有高可靠性,而且采煤工艺的可操作性与岩层控制的定量化理论也是智能化实现的基础;我国煤矿机械化的发展历程表明,煤机装备的研发和应用应立足于采煤方法与工艺的不断创新,适合煤炭赋存特点的多样化机械化开采模式也是我国煤炭科技发展的必由之路。
基于光反馈双模DFB激光器的宽带混沌信号产生

提出并数值验证了一种利用光反馈双模分布式反馈(DM-DFB)半导体激光器产生宽带混沌信号的方法。通过双纵模Lang-Kobayashi方程建立了光反馈DM-DFB半导体激光器的理论模型,探明了宽带混沌信号产生的物理机制为模式拍频,数值分析了模式间隔、偏置电流和反馈系数对混沌带宽的影响。仿真设计了双模激光器,在镜面反馈系统中,高偏置电流和强反馈强度条件下可以产生38.6 GHz的混沌信号。这一结构为宽带集成混沌源提供了一种新思路。