mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
水下机器人-机械手系统自适应抗扰控制方法

针对开架式水下机器人在其作业过程中易受到脐带缆、机械手和海流等扰动影响的问题,为减小改扰动对艇体姿态的影响,文中对开架式水下机器人设计了一种基于模型的自适应抗扰控制方法,并分别对脐带缆和机械手引起的扰动进行了建模分析,具体建立了一种以全局运动学控制环和扰动力补偿项为主的自适应抗扰控制.在SY- Ⅱ开架式水下机器人平台上进行了S面控制和自适应抗扰控制的对比实验.结果表明,脐带缆和机械手的扰动力会对水下机器人的姿态产生较大影响,通过对扰动力的实时估算和补偿,在定深定向、轨迹跟踪实验中,基于模型的抗扰控制方法表现出更高的控制精度,在姿态保持实验中,与S面控制方法相比,自适应抗扰控制展现了较好的鲁棒性,系统轨迹更平稳,具有更强的稳定性.
甘蓝型油菜茎秆纤维组分含量和木质素单体G/S近红外模型构建

【目的】探索近红外光谱分析技术在甘蓝型油菜茎秆纤维组分含量及木质素单体G/S测定中应用的可能性。【方法】采集近红外光谱,根据马氏距离GH(Global H)筛选出103份纤维组分含量材料和75份木质素单体G/S材料作为定标样品,采用Van Soest法和GC-MS法对茎秆纤维组分含量和木质素单体比例进行测定,统计结果表明定标样品化学测定值变异范围较大,3次重复差异较小,可用于近红外模型构建。运用不同光谱预处理方法和化学计量学方法建立校正模型,对比各模型性能参数,筛选出最优定标模型并用检验集对模型进行验证。【结果】采用修正偏最小二乘法(MPLS)建立模型最佳。中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)、酸性洗涤木质素(acid detergent lignin,ADL)与木质素单体G/S的交叉验证相关系数(1-VR)分别为0.864、0.861、0.872和0.920,定标相关系数(RSQ)分别为0.892、0.891、0.907和0.953。用检验集对模型进行验证,NDF、ADF、ADL及木质素单体G/S模型的外部检验相关系数(RSQ)分别为0.837、0.818、0.870和0.935,其预测标准差(SEP)为0.680、0.636、0.348和0.054。【结论】试验所建模型质量较好,能快速测量茎秆纤维组分含量和木质素单体G/S,可为油菜抗病抗倒伏育种研究提供技术支持。
水稻早衰突变体es5的鉴定及其突变基因的精细定位

【目的】对水稻叶片早衰突变体es5进行遗传分析及精细定位,探索水稻叶片衰老的分子机制。 【方法】es5是嘉禾212经EMS诱变获得的一个叶片早衰突变体。利用es5与籼稻中恢8015杂交获得F1,F1自交获得分离群体F2。在杭州和海南观察F1和F2的表型,并分析该突变表型的遗传行为。取F2中隐性单株,利用图位克隆方法精细定位该基因。抽穗期时对突变体和野生型叶片进行SOD活性、MDA含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量、净光合速率测定、组织化学分析、透射电镜观察以及衰老相关基因的表达量分析。成熟后调查es5和嘉禾212的几个重要农艺性状。【结果】四叶期前es5表型与嘉禾212相比无明显差异,四叶期时下部叶片叶尖开始黄化衰老,随着植株的生长发育,叶片的衰老面积逐渐变大,至拔节期,中下部叶片黄化衰老严重。与野生型相比,es5的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量和净光合速率均显著下降,es5的株高、有效穗数、每穗总粒数、千粒重、结实率等农艺性状都极显著下降。伊文思蓝染色和二氨基联苯胺染色分析结果表明,es5叶片中含有更多的死亡细胞和过氧化氢积累。酶活性和衰老相关参数的测量结果显示抽穗7 d和抽穗21d,es5叶片中的SOD活性均显著高于嘉禾212中SOD活性;抽穗21 d时,es5中MDA含量显著高于嘉禾212中MDA含量;抽穗7 d和抽穗21des5叶片中可溶性蛋白含量均极显著低于嘉禾212中可溶性蛋白含量。透射电镜观察结果表明es5衰老部位细胞质溶解,叶绿体结构异常,叶绿体膜溶解,基粒模糊,基质片层疏松,类囊体发育异常,淀粉体和嗜饿颗粒增多。qRT-PCR结果显示es5中促进衰老的基因Osh36、Osh69、OsI85、RCCR1表达量极显著上调。2个衰老的标志基因Osh69和OsI85表达量分别上调12.7和36.6倍。同时叶绿素降解相关基因SGR也显著上调。遗传分析结果表明该性状是由单隐性核基因控制。采用图位克隆的方法将该基因精细定位在第5染色体上的4BF-10和RM3664两标记之间,物理距离约52.7 kb,该区间包含8个开放阅读框。【结论】es5由于叶片的过早衰老造成与产量相关的几个重要农艺性状显著下降。将该基因定位在第5染色体介于标记4BF-10和RM3664之间52.7 kb的物理区间内。
大跨度悬索桥空间温度场精细分析方法

为了研究悬索桥空间温度场分布及其变化规律,提出了自然环境下大跨度悬索桥空间温度场精细分析方法.首先根据构件表面所在位置和太阳入射角判断大跨度悬索桥构件外表面的遮挡状态,然后基于传热理论计算构件外表面所受辐射能,通过对构件各外表面施加辐射荷载和对流换热边界计算大跨度悬索桥空间温度场,最后以某大跨度悬索桥为例,采用多尺度分析方法计算主缆的热物性参数,在此基础上得到了自然环境下该桥空间温度场分布.结果表明,自然环境下大跨度悬索桥主缆空间温度场关于跨中非对称分布,最高温度出现在近跨中受太阳正面照射的节段,主塔迎阳面和背阳面最大温差近7,℃,桥面阴影区与相邻非阴影区温差达15,℃.以该方法为基础,可以实现大跨度悬索桥健康监测系统结构响应中温度效应的精确分离.
各向异性稀土永磁薄膜的磁黏滞性

利用直流磁控溅射技术在Si基底上制备了NdFeB、CeFeB和NdFeB/CeFeB薄膜。XRD和磁滞回线结果表明,所制备的薄膜样品均具有良好的c轴取向,其中NdFeB单层薄膜垂直于薄膜表面方向的室温矫顽力Hc⊥达到1377.4 kA/m。研究了3种不同薄膜样品的磁黏滞系数S随温度(5~300 K)的变化趋势,发现在低温(5 K)条件下,3种薄膜的S值非常接近,且都小于1,这是由于低温时薄膜晶格内的热起伏已经不足以使畴壁跃过位垒达到能量更小的位置。通过研究温度和外场对3种薄膜磁黏滞性的影响,发现NdFeB/CeFeB薄膜的磁黏滞系数更接近于CeFeB单层薄膜,且远小于NdFeB薄膜,说明通过双硬磁复合能够有效降低薄膜磁化强度对时间的依赖性,提高其时间稳定性。
国家自然科学基金推动下的中国人文地理学发展

选取土地利用、城市体系、经济全球化、气候变化、社会文化地理5个研究议题,以1986- 2017年所有相关的人文地理学国家自然科学基金资助项目为研究样本,对每个项目的研究主题、研究内容、研究队伍、主要成果进行梳理,分析国家自然科学基金对中国人文地理学发展的推动作用。分析认为,国家自然科学基金在推动中国人文地理学自由开展基础研究、服务国家战略需求,促进学科交叉和方法创新,培育学科新生长点以及培养和壮大专业人才队伍等方面发挥了重要的支持和引导作用。本文同时反映了30年来国家自然科学基金支持下人文地理研究取得的重要进展,有助于了解中国人文地理学学科发展的特征与态势。
水平衡下黄淮海平原区耕地可持续生产能力测算

为缓解黄淮海平原区地下水水位的持续下降,国家提出耕地资源休养生息的战略,而实施耕地资源休养生息的关键,是确保水平衡下的耕地资源可持续生产能力。本文从可持续理论和水平衡的条件出发,将黄淮海划分成12个自然条件、社会经济条件相对均一的农业生态区,采用不同农业生态区代表实验站限水高产的产量和管理经验,以水定产并逐步修正,得到了黄淮海平原区耕地可持续生产能力,并与现实产量对比得到产量差。结果表明:①水平衡条件下黄淮海平原区耕地的可持续粮食生产能力为1.16亿t/年;②可持续总产产量差为-67.85万t/年,由于限水灌溉造成的粮食产能损失为小麦331.84万t/年,玉米不存在产能损失;③小麦主要压产地区为黑龙港地区、鲁西平原、豫东平原以及京津唐平原,而徐淮低平原、豫东平原以及胶西黄泛平原具有一定的提产潜力。通过测算,进一步认识了黄淮海平原区耕地可持续产能状况,为区域粮食生产的合理布局以及农业限水限产提供可靠依据。
中国山区农村土地利用转型解析

山区土地开发及其导致的资源环境问题是农业社会人地关系紧张的体现,工业化、城镇化进程中劳动力转移减轻了山区农村土地的人为扰动,由此驱动土地利用发生转型,引发一系列自然和社会经济效应。按照“土地利用转型—驱动力—效应—响应”的分析框架,剖析中国山区农村土地利用转型的特征和规律,提出山区农村土地整治的响应措施。研究表明:①山区农村土地利用转型体现出土地利用形态在长期变化过程中的趋势性转折,显性形态转型即由农业社会的耕地扩张和林地收缩演变为城镇化进程中的耕地收缩和林地恢复性增长,隐性形态转型即伴随上述过程发生的土地边际化及生态功能恢复;②社会经济因素主导山区农村土地利用转型过程,劳动力转移引发土地人为扰动减轻是直接驱动力,务农机会成本上升、恶劣的生存环境等引发劳动力转移的因素是更为根本的驱动力;③山区农村土地利用转型降低了土地生态系统脆弱性并提高了其生态安全屏障功能,其社会经济效应应聚焦山区农村发展与农户生计安全层面,并亟需实证研究的支撑;④当前山区农村土地利用转型是自然恢复和生态优化的良性过程,有着经济社会发展的必然规律,山区农村土地整治要顺应其土地利用转型规律,目标导向从耕地数量增加转向生态环境保护与社会经济福祉协同提升。
基于响应时间效应的突发水污染应急决策分析

近期,中国频发的突发水污染事件及其造成的重大环境和经济损害,在很大程度上是由于相关责任人对污染危害程度及其发展趋势认识严重不足、应急准备缺失和处置响应迟滞造成的.为此,从污染物在水中的扩散规律及环境经济危害与污染控制费用的动态发展趋势角度出发,构建以响应时间为决策变量,以应急处置费用最小化为目标函数,以水质达标和物资准备时间为约束条件的突发水污染应急处置决策模型,采用情景分析的方法,将物资获取、运输、装卸与装配等的时间因素对目标函数的影响进行量化分析,揭示应急物资准备工作的各个环节的实施时间、污染现场条件对应急处置费用的影响程度.在假定的典型情景中,突发水污染应急响应延误1 h,应急处置费用会增加约163万元.研究结果不仅能为污染事件相关责任人清晰地展示事故应急响应延误的严重后果,还可为决策者在应急处置战略点选择、应急处置技术方案选择以及应急物资储备库构建方面提供量化的信息支持.
中国温带昼夜增温的季节性变化及其对植被动态的影响

结合1982-2015年归一化植被指数(NDVI)、植被类型和气象数据,分别利用一元线性回归和二阶偏相关分析方法,揭示了中国温带地区的生长季不同季节昼夜增温的时空格局以及昼夜增温的不对称性对各类型植被活动的影响。结果表明:①近34年来中国温带大部分地区季节性昼夜气温都存在显著的上升趋势;生长季昼夜增温速率呈现出不对称性,春季、夏季白天气温上升速度略快于夜间,秋季夜间增温快于白天;②不同季节的昼夜增温对植被活动的影响呈现出明显的分异特征,相对于夜间增温,白天增温对植被活动影响程度更大,影响区域更为广泛;相比夏季和秋季,春季昼夜增温对植被活动的影响范围更广;③不同类型植被对昼夜增温速率的不对称性产生了不同的响应,并且在不同季节上的响应程度存在差异。
纳米CuFe_2 O_4活化过一硫酸盐降解诺氟沙星性能

为研究使用过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术去除水体中微量有机污染物的高效可行方法,通过柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备纳米CuFe_2O_4材料,以其为非均相催化剂,探究CuFe_2O_4 /PMS体系对诺氟沙星(NFX)的降解性能.采用X射线衍射仪、电子透射显微镜、BET手段对材料进行表征,考察煅烧温度对纳米CuFe_2O_4结构及催化性能的影响,并试验纳米CuFe_2O_4的重复使用性和稳定性.探讨纳米CuFe_2O_4投加量、PMS浓度、溶液初始pH对CuFe_2O_4 /PMS体系降解NFX性能的影响,并探究该体系的氧化活性物种及降解机理.结果表明:制备纳米CuFe_2O_4的最佳煅烧温度为400 ℃,该温度下纳米CuFe_2O_4晶型较好,比表面积较大,且表现出较高的催化活性;在纳米CuFe_2O_4 /PMS体系中,控制NFX初始质量浓度为5 mg /L,最适宜的反应条件为:纳米CuFe_2O_4投加量为0.1 g /L、PMS浓度为0.5 mmol /L、初始溶液pH为9.5,该条件下反应30 min后NFX的去除率高达99%;纳米CuFe_2O_4能有效活化PMS生成·OH和SO_4~-·,SO_4~-·是实现NFX快速降解的主要活性物种.
多变量时滞计算的最大独立互相关算法

为解决相空间重构中多变量时滞参数难以同时选择的问题,提出一种基于最大独立互相关的时滞计算方法.将响应变量序列分段处理;对各段曲面拟合并将观测变量序列代入拟合函数;迭代运算至互相关最小,得到最优时滞.对最大独立互相关算法与遗传神经网络、互信息法、极大联合熵法进行对比实验,并引入联合递归图与共有近邻比值法作为评价方法,结果表明:最大独立互相关算法克服了传统方法的不足.选取某矿井下进风巷、上隅角、工作面和回风巷4个位置瓦斯浓度的真实数据进行四变量最优时滞选择实验并与互信息法对比,最大独立互相关算法的时滞计算结果为16-3-10-11,共有近邻比为0.58,联合递归密度为0.34%,优于传统方法.提出算法能够应用于实际多变量分析,具有一定实用价值.
除铁除锰水厂反冲洗泥吸附除砷

除铁除锰水厂生物滤池反冲洗过程产生大量富含铁锰氧化物的污泥,直接排放会对环境造成污染,为此,采用XRD和TEM对预处理后的反冲洗泥进行表征,并通过静态吸附试验研究其吸附除砷特性和相关机制.结果表明:铁锰氧化物反冲洗泥为无定型结构,粒径小且比表面积大.Langmuir等温方程更符合铁锰氧化物反冲洗泥对As(Ⅴ)吸附特性(R~2 >0.99),As(Ⅲ)吸附行为不能由单一模型模拟.25 ℃时As(Ⅲ)和As(Ⅴ)最大吸附容量分别为36.53和40.37 mg /g,温度越高吸附容量越大.准二级动力学能较好地反映铁锰氧化物反冲洗泥对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的等温吸附动力学(R~2 >0.99),随着pH升高对As(Ⅴ)的吸附量逐渐降低,As(Ⅲ)吸附量降低、升高再降低.H_2PO_4~-与SiO_3~(2-)能显著抑制砷的吸附,其他离子对吸附过程影响不大.
摩擦加载式电液负载模拟器大幅值加载机构

为在紧凑的结构尺寸下利用现有的摩擦材料大幅度提高摩擦加载式电液负载模拟器的加载幅值,提出利用大幅值力矩加载机构进行加载的方法.给出加载机构的工作原理,设计并研制一个加载机构样机;利用ABAQUS软件建立该机构的有限元模型,并对该机构进行动态热-力耦合仿真研究,验证该机构的可行性,研究摩擦热的产生特征及其对该机构的影响,发现实际应用时需要对该机构进行充分的散热;利用研制的加载机构,将原有的单向摩擦加载式电液负载模拟器样机改造为大幅值摩擦加载式电液负载模拟器,基于改造的负载模拟器,在PID控制器控制下进行了大幅值力矩加载实验.实验结果表明:改造后的负载模拟器能够精确跟踪高达70 N·m的力矩,该机构能够按设计预期将原有负载模拟器样机力矩加载幅值提高3倍左右,验证了该机构的有效性.
永磁同步电动机双优化三矢量模型预测电流控制

在双矢量模型预测电流控制策略中,未对所有可选电压矢量组合进行遍历寻优,备选电压矢量覆盖范围有限,直交轴电流仍有较大的脉动。针对该问题,该文以电流为控制变量,提出一种永磁同步电动机双优化三矢量模型预测电流控制策略,该策略在每个采样周期均作用2个有效电压矢量和1个零矢量,在选择第二个有效电压矢量时对所有可选电压矢量进行寻优,遍历全部可选的5组三矢量组合,扩大备选电压矢量覆盖范围。实验结果表明:所提的双优化三矢量模型预测电流控制策略有效地减小直交轴电流脉动,提高系统的稳态性能。
IGBT串联阀混合式高压直流断路器分断应力分析

混合式高压直流断路器分断操作是体现断路器本质特征的核心功能。断路器分断故障大电流这一暂态过程中产生的应力是断路器电气特性研究的重点。应力分析是断路器电气、结构和试验系统设计的理论基础,其相关研究尚属空白,需要进行全面详细的解析。该文首先在断路器拓扑结构和分断运行分析的基础上研究混合式高压直流断路器毫秒级分断全过程和微秒级换流过程相关应力特性,并论述两种时间维度暂态过程之间的联系。然后,建立的断路器PSCAD/ EMTDC器件级运行数字仿真电路验证毫秒级分断过程和微秒级换流过程相关应力特性及其影响因子。最后,实施的200kV断路器整机,100kV、50kV断路器单元以及单一电力电子模块分断试验结果验证仿真电路和数学分析的准确性。该文结果可指导IGBT串联阀混合式高压直流断路器电气结构和试验系统的设计。
基于双电阻辨识方法的感应电机暂态温度计算

感应电机的状态监测是其稳定可靠运行的关键,电机的运行温度是其一项重要的指标。为了评估感应电机的运行温度,提出一种基于双电阻辨识方法的感应电机暂态温度计算方法。首先,利用基于转子磁链的模型参考自适应对当前时刻电阻阻值进行修正。进而基于上述参数可以得到电机损耗,用于计算感应电机暂态温度。在此基础上,根据金属电阻与温度的近似线性关系,得到未修正的暂态电阻阻值。重复上述计算,可以实现对电机定转子侧温度的观测,理论分析与实验结果验证了所提方法的可行性与有效性。
电压并网逆变器的功率控制与设计

针对电力系统电力电子化的发展趋势,该文基于轴压调节控制型并网逆变器模型,在直流母线电压稳定为前提的条件下,对入网电压控制型逆变器设计实现一种PQ控制策略,并对其进行小信号建模与控制器参数分析。该PQ控制策略结合下垂控制特性,使逆变器基本具备了一次调压调频特性,可以参与到微网电压频率调节,对电网起到一定的支撑作用,实现分布式发电与电力系统之间的优化运行。同时通过合理的参数设计使逆变器的输出阻抗只与控制参数和电网侧滤波电感L_2有关,且控制输出电抗X远大于输出电阻R,实现有功与无功功率环的解耦,完成逆变器与电网系统之间的功率交互。最后,通过理论分析、仿真和实验验证所提控制策略的有效性与可行性。
单级升压逆变器的混合六段直通调制策略

单级升压逆变器具有独特的阻抗源网络,利用桥臂直通实现升压,能够适应宽输入电压场合。不同的直通调制方式会影响逆变器的电感电流纹波、开关管电压应力、输出电压波形质量等。传统六段直通调制将直通平均分为6份,并且不增加额外的开关次数,具有电感电流纹波小的特点。该文提出的混合六段直通调制,将传统六段直通调制作为其中一种直通插入方式,并提出另外3种直通插入方式,通过不同的输出电压增益选择相应的混合直通调制。与传统六段直通调制相比,在输出增益一定时,能够减小电感电流纹波和开关管电压应力。最后通过实验验证理论分析的正确性。
基于状态空间平均模型的电压控制SIDO Buck变换器稳定性分析

分析电压控制SIDO Buck变换器工作于电感电流连续导电模式的工作原理,采用状态空间平均方法,建立了其状态空间平均模型,并获得系统输入–输出传递函数框图和雅克比矩阵。基于系统输入–输出传递函数框图和雅克比矩阵,分别采用奈奎斯特(Nyquist)稳定判据和劳斯–赫尔维茨(Routh-Hurwitz)稳定判据,分析了控制参数变化时电压控制SIDO Buck变换器的稳定性及稳定边界;并研究了输出电容参数对控制参数的影响。研究结果表明,电压控制参数具有稳定上界或下界,且输出电容的取值影响控制参数的稳定范围。最后,建立了电压控制SIDO Buck变换器的仿真和实验电路,时域仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。
太阳能光伏板积灰的最佳清扫周期

对新疆吐鲁番地区某20MW(p)光伏电场积灰损耗数据分析表明,光伏电场积灰损耗与时间呈线性关系增长。借用火力发电厂凝汽器清洁度管理方法,以单位时间内经济损失最小为目标函数,分析了光伏板积灰损耗以及最佳清扫周期。实例分析表明:有效发电时间内太阳辐照度均值230W/m~2,20MW光伏电场中额定功率为500kW(p)的光伏板阵列,在采用机械清扫的情况下最佳清扫周期为3.40天。与现行运行方式15天为一个清扫周期相比,该光伏发电企业每年可节约损失费用72.10万元。
基于混合通信网的主动配电信息物理系统可靠性评价

随着主动配电网研究的深入,研究主动配电网混合信息物理系统信息域精细化建模与可靠性评估方法具有十分重要的理论价值与现实意义。该文首先基于主动配电网故障的自愈控制方式,分析了故障过程中信息域对信息物理系统(cyber-physical system,CPS)的影响。建立基于混合通信网的、考虑路由转移和复杂故障因素的信息系统可靠性模型,并基于此分析了信息性能对CPS可靠性的影响。考虑到主动配电网分布式发电(distributed generation,DG)的运行特性、信息域离散特性以及计算效率,对信息域与分别采用非序贯与序贯蒙特卡罗法抽样,并利用工业以太网建立测试系统,验证了信息域传输有效性对主动配电网信息物理系统的间接影响,并分析了信息域元件重要度、接入网负载率、结构以及传输技术对主动配电网信息物理系统可靠性的影响,研究成果可为主动配电网规划和运行提供有效技术支撑。
主动配电网中计及时序性与相关性的分布式光伏并网规划

该文提出一种主动配电网中计及时序性与相关性的分布式光伏长短期规划-运行双层机会约束优化模型。下层短期模型考虑了每个时段内主动配电网运行优化从而决定最佳主动管理策略,上层长期规划以下层短期优化为基础,考虑主动配电网整个规划阶段年综合经济成本最优从而决定光伏安装位置与容量。针对光伏与负荷之间相关性、概率分布时序差异性特点,提出改进相关矩阵法与拉丁超立方技术相结合的方法,并利用该方法通过划分时段对光伏与负荷的出力进行时序相关性处理。在此基础上,采用概率潮流法与嵌套的模拟退火粒子群算法(simulated annealing particle swarm optimization,SAPSO)相结合的混合智能算法对上述模型进行求解。选取IEEE33系统进行算例分析,仿真结果验证所提方法的合理性与有效性。
考虑核电参与的调峰优化运行模型

综合考虑核电调峰成本及安全约束,建立了考虑核电参与调峰的优化调度模型。该模型从经济性和安全性两方面定量分析压水堆核电机组的调峰成本,并引入核电安全价值系数实现经济安全的协调平衡,以机组联合运行总费用最低作为优化目标;在调度问题常规约束条件的基础上,计及了考虑调峰深度和线性功率变化速率的工况转换时间耦合约束条件以满足核电调峰安全运行要求。算例仿真验证了所建立模型的有效性;在调峰运行方式下,核电机组满足安全约束要求,并能够根据系统实际需求选择最优调峰深度和功率变化速率;核电机组参与调峰能够缓解常规机组的调峰压力,减少火电机组启停调峰频率,提升电力系统运行的经济性。
考虑需求响应综合影响因素的RBF-NN短期负荷预测模型

为提高计及需求响应的短期负荷预测精度,通过量化电价、用户响应程度以及温度等外界因素,构建了考虑需求响应综合影响因素的径向基函数神经网络(radial basis function-neural network,RBF-NN)短期负荷预测模型。结合峰谷分时电价(time-of-use price,TOU price),根据消费者心理学原理描述了基于Logistic函数的用户模糊需求响应机理,用于有效辨识用户对峰谷电价的响应参数。利用半梯形隶属度函数消除用户响应模糊属性,将需求响应精确量化结果引入RBF-NN预测模型。通过实际算例,分析了该文构建模型在不同电价机制下的预测性能,证明了在RBF-NN模型中综合考虑电价、用户响应度等因素的重要性,为计及需求响应的短期负荷预测研究提供了一定的理论依据。
双碳量约束下风电–碳捕集虚拟电厂低碳经济调度

风电–碳捕集虚拟电厂由出力间歇且波动的风电机组和碳捕集机组聚合而成,可实现内部协同优化,整体参与电网调度。为更准确描述储液式碳捕集机组的捕集流程,将捕集系统正在处理的CO_2量的传统单碳量形式,改进为再生塔正在处理的CO_2量和吸收塔正在处理的CO_2量的新型双碳量形式,并将其计入机组运行约束。以各时段内该虚拟电厂在电力市场与碳交易市场中的净收益最大化为目标,构建了日前–实时双阶段低碳经济调度模型。以日前调度结果作为虚拟电厂申报出力;在实时调度阶段,动态修正碳捕集机组的净输出功率,并辅以储能电池,以克服风电出力变化导致虚拟电厂实际出力偏离其申报值的难题。仿真结果表明,所提双碳量模型合理且正确。虚拟电厂联合运行模式可协调优化其内部各单元的出力安排与碳排放水平,使风电成为可调度资源,从而获得更高的运行收益;相较于虚拟电厂独立运行模式,可较大减少平衡出力偏差所需的储能电池配置容量,并能获得更显著的碳减排效益和更高的经济效益。同样条件下与传统单碳量模型相比,采用改进双碳量模型所需的储能电池配置容量将减少,且更经济和低碳。
云南省云南松林碳密度空间分布特征及其与环境因子的关系

基于云南省132个云南松林样地的调查数据,利用反距离权重插值法(inverse distance weighting, IDW),计算了云南松林的碳密度,并分析其空间分布特征及其与纬度、海拔的相关性.结果表明:利用IDW能够很好地进行云南松各器官碳密度空间分布的估算,树干的碳密度变化范围是$0.46 \sim 42.69\;{\rm{t}} \cdot {\rm{h}}{{\rm{m}}^2}$,树枝为$0.33 \sim 33.35\;{\rm{t}} \cdot {\rm{h}}{{\rm{m}}^2}$,树叶为$0.12 \sim 12.42\;{\rm{t}} \cdot {\rm{h}}{{\rm{m}}^2}$,树根为$0.27 \sim 28.29\;{\rm{t}} \cdot {\rm{h}}{{\rm{m}}^2}$,全树的碳密度变化范围为$1.18 \sim 115.88\;{\rm{t}} \cdot {\rm{h}}{{\rm{m}}^2}$,$\text{表现为树干} > \text{树枝} > \text{树根} > \text{树叶}$;各部分(干、枝、叶、根)及全树碳密度与纬度、海拔密切相关;云南松林在26° ~ 29° N上的碳密度最大,随后依次是23° ~ 25°N、25° ~ 26°N.
直流接地极近区三维大地电阻率模型建立方法

大地电阻率模型不准确是造成对直流输电接地极极址周边地面、地下导电体以及交流电网影响评估不准确的主要原因。根据接地极电流产生的地表电位(earth surface potential,ESP)具有以接地极为中心类同心圆分布的特点,利用地壳/上地幔历史电磁测深数据、资料和直流接地极工程选址设计电磁测深数据、资料,提出评估接地极近区ESP分布的大地电阻率三维模型建立方法。利用±800 kV天中直流输电工程哈密接地极周边交流电网直流偏磁电流(DC biasing current,DCBC)的实测数据,证明利用大地电阻率三维模型计算的电网DCBC准确、可靠,所建模型对接地极选址设计和电网DCBC治理方案优化都有重要意义。
弱连接条件下并网VSC系统稳定性分析研究综述

弱连接条件下并网电压源型换流器(voltage source converter,VSC)系统的稳定性是目前电力电子化电力系统稳定性研究中最受关注、最具有实际应用意义的重要问题之一。该文从并网VSC系统模型、稳定性分析方法、稳定性机理分析3个方面梳理和回顾十几年来国内外对该问题的相关研究成果。特别是针对弱连接条件下并网VSC系统稳定性的机理研究,从锁相环(phase locked loop,PLL)动态影响、PLL与VSC控制系统间交互作用的影响、以及不考虑PLL动态影响3个方面,详细综述迄今获得的研究进展;最后,从分析方法、主要结论以及遗留问题3方面进行总结和展望。
基于随机矩阵理论的故障时刻确定和故障区域定位方法

针对目前基于广域测量系统(wide-area measurement system,WAMS)数据的故障诊断方法容易受到WAMS不良数据干扰的问题,该文将随机矩阵理论应用于WAMS量测数据的信息提取上,分别提出了基于平均谱半径(mean spectral radius,MSR)指标的故障时刻确定方法和基于相量测量单元(phasor measurement units,PMU)数据相关性分析的故障区域定位方法,通过PMU数据的随机矩阵模型的建立和平均谱半径指标及PMU数据相关性的计算,实现了基于MSR指标的故障时刻确定和基于PMU数据相关性分析的故障区域定位,且对不良数据具有非常好的鲁棒性。分别以10机39节点算例和某实际区域电力系统为例,仿真验证了所提方法的有效性和准确性。
基于有功响应的双馈型风电场实用化等值方法

建立和实际风电机组暂态响应特性一致的详细暂态模型,并对其进行合理有效的分群是风电场等值建模需要解决的两个重要问题。该文基于对大量实测数据的拟合及与厂家的沟通分析,建立了具备斜率功率恢复特性的低电压穿越模型,通过低电压穿越试验验证了模型的有效性。在此基础上,对风机在不同风速下的并网点有功暂态响应特性和风电场在典型风速分布下的等值效果进行了研究,提出了基于有功响应的风电场实用化等值方法。采用实际风电场的多组风速数据,对等值前后的并网点有功、无功、电压和电流的故障响应特性进行了对比分析。结果表明,文中方法具有良好的等值效果,对风速数据和故障点位置具有良好的适应性。
降低火电机组调峰成本的光热电站储热容量配置方法

光热发电是大规模利用太阳能的新兴方式,其储热系统能够调节光热电站的出力特性,进而缓解光热电站并网带来的火电机组调峰问题。合理配置光热电站储热容量,能够有效降低火电机组调峰成本。该文提出一种光热电站储热容量配置方法,在对光热电站运行特性及其对电网调峰影响分析的基础上,综合考虑了火电机组向下调峰成本与储热成本对储热系统容量配置的影响。最后分别基于IEEE 30节点系统以及西北某省电网系统的仿真算例,验证了该文方法的可行性和有效性。
计及配电网调压的综合负荷建模

针对当前机理性综合负荷模型在模型结构上的不足,该文从总体测辨的角度提出并建立一种“Π综合负荷模型”。模型将配电网高压网络用阻抗串联理想变压器等效,并用Π型电路逼近理想变压器;基于逆调压原理,理想变压器电压比取为高压母线稳态电压的平均值,以反映配电网调压结果;静态负荷采用ZIP模型并计及无功补偿。模型在机理上能更好地反映配电网的一般结构且不增加模型参数。算例研究表明,相对于当前的综合负荷模型,该文提出的Π综合负荷模型在参数稳定性、泛化能力等性能上均有一定程度的提升,同时在反映电网调压结果、维持负荷母线电压稳定以及模型对不同电压水平下负荷动态行为的描述能力等方面具也有明显的优势。
基于参数化历史电流源的广义小步长开关模型

为了满足实时仿真的需要,电力电子开关常采用基于L/C电路的小步长模型。这种小步长模型参数设置复杂,存在明显的暂态误差,难以实现高频动作下的理想开关特性。该文提出一种基于参数化历史电流源的广义小步长模型,该模型不依赖于具体物理电路和数值积分方法,导通和关断时分别用两个Dommel差分电路表示。两个差分电路的等效导纳相等,历史电流源用4个待定参数描述。在模拟理想开关时,其中的两个待定参数可由理想开关的稳态特性直接确定,另外两个参数则根据对小步长模型的暂态误差分析确定最优参数。算例分析表明,相比传统小步长模型,广义模型参数通过参数设置能更好地模拟理想开关的动作特性。
一种新的测量大气折射的方法

大气折射是直接影响地面天体测量位置的一项较大的修正项.现有的大气折射表仅采用某一地区的大气平均密度编制而成,而实际大气密度的分布情况还受到观测站的地理环境、周围建筑物分布、气象环境等要素的影响.因此对于高精度的观测,仅用统一的大气折射表作修正是不够的,提高大气折射修正值精度的根本途径是建立观测站本地的大气折射实测模型.根据多功能天文经纬仪的特点,提出一种仅用子午方向的视天顶距测定值就可得到瞬时天文纬度测定值的方法,将这种测定值分别用于建立子午方向大气折射实测模型和各给定方位的大气折射实测模型.并且在编制观测纲要时满足一定的限制条件$\sum {{\rm{tan}}\;z \to 0} $,巧妙地压缩原有大气折射表等系统误差对瞬时天文纬度测定值的影响.
多节串并联锂电池智能无线充放电系统

介绍一种对多节以不同串并联方式连接的电池进行智能无线充放电的系统.本多节串并联连接电池智能无线充放电系统,包括一锂离子电池智能充放电管理系统及一电磁感应式无线电能传输系统.智能充放电管理系统采用分级定电流的充电方式对电池进行充电.具有输入低电压锁存,温度监测,电池端过压保护和充电状态指示等功能.还具有过放保护及电池充电完成后的恢复电路.系统的无线充电效率接近70%,对不同串并联方式连接的所有锂电池电压均可充至4.1 V以上,接近单节锂电池的满充电压4.2 V.不同锂电池最大电压差仅为0.03 V,达到了智能均匀充电的效果.放电测试表明电路均在10.3 V左右关断,起到了保护锂电池组,延长锂电池组使用寿命的效果.
明清时期陕北自然灾害的时空分布研究

通过对历史文献资料的整理和分析,利用最小二乘法、小波分析法、空间插值法等,对明清时期陕北自然灾害的种类、等级、时空特征及原因进行研究.结果表明:明清时期陕北自然灾害频发,共发生645次,主要灾害类型为旱灾、水灾、雹灾和寒冻低温灾害,将自然灾害划分为轻、中、重度3个等级,各占灾害总频次的27.4%、66.4%和6.2%.自然灾害10 a频次呈显著波动增加趋势,最大值发生在1830—1839年,分为频次最少-频次较高-快速上升3个阶段,单一季节灾害多在秋季和夏季,跨季节灾害多为夏秋连发、春夏连发且灾害等级较高.灾害发生具有2~ 3 a,5 ~ 8 a, 10~ 13 a的周期.空间分布差异明显,榆林、绥德、延安为3个高频中心,黄陵、吴起则为低频中心.不同自然灾害类型空间分布差异表现为旱灾在米脂、绥德频繁,水灾、雹灾、寒冻低温及风灾以榆林为最突出,虫灾和地质灾害主要发生在黄陵.气候的寒冷干旱,以及由于屯垦、砍伐等人类活动造成了生态环境恶化,是灾害发生的主要原因.
一个四维超混沌系统的构建及其电路集成实现

基于分立元件构造的混沌电路存在电源电压高、能耗高、体积大以及频谱范围较窄等缺点,提出了采用CMOS集成电路方式实现一个四维超混沌系统,并采用新的电路优化了电路结构;改变四维超混沌系统的参数值,系统会产生不同的动力学行为.通过理论推导以及数值仿真对超混沌系统进行了分析,采用TSMC 0.35 μm标准集成工艺对系统进行了Pspice电路仿真.结果表明电路仿真和数值仿真相吻合,说明了CMOS集成电路实现的混沌系统能有效验证系统的动力学特性及高频性能.
基于实时Linux的极向场电源主控制系统的设计

为了满足极向场电源控制系统严苛的实时响应的要求,选择实时Linux系统作为系统平台,采用一个开放源代码的、基于C/C++的Eclipse可扩展的开发平台作为开发工具,完成极向场电源主控制系统的设计,实现了在一个控制周期内(1ms)对极向场电源系统的12套本地控制器的实时通信和实时控制。对极向场电源主控制系统的高速通信和实时控制、稳定可靠等关键问题给出了可行的实践性的解决方法。经实验测试,该设计运行稳定,能满足极向场电源控制系统的实时需求。
电子回旋共振加热系统中全固态阳极高压电源硬件电路设计

介绍了电子回旋共振加热(ECRH)系统中全固态阳极高压电源的硬件设计方法。阳极电源采用高频PWM和PSM控制技术相结合的方法。前级使用SG3525来控制IGBT完成高频逆变,后级由59个模块串接输出而成,通过反馈第一级模块输出电压,实现每个模块输出电压的基本稳定;后级输出电压通过DSP控制PSM模块的通断个数以及第59个模块BUCK电路的占空比,实现输出电压的叠加输出,让输出电压能在35kV内全范围调节,输出电流最大为200mA,调制频率达1kHz以上。输出波形有3种工作模式,波形前沿时间能在3ms内调节。经过在假负载及ECRH实验平台上的测试,电源性能稳定,证明该硬件设计方法可行。
全合成切削液的制备及极压剂与防锈剂的协同效应研究

制备一种水基全合成切削液,考察新型有机钼、有机硼极压剂与三乙醇胺硼酸酯防锈剂的协同作用。利用四球摩擦磨损试验机研究切削液的摩擦学性能;采用一级灰口铸铁进行单片、叠片防锈试验,考察全合成切削液的防锈性能;用激光共聚焦显微镜观察试件表面形貌并测量工件的表面粗糙度,研究极压剂对工件表面质量的影响。结果表明: 2种极压剂有协同增效的作用,使用复合极压剂后,极压润滑系数(最大无卡咬载荷与摩擦因数的比值)增大,改善加工工件的表面质量;有机硼极压剂和三乙醇胺硼酸酯防锈剂共同作用可增强切削液的防锈作用;当切削液中添加复合极压剂与防锈剂时,与含有单一添加剂的切削液相比,其极压性能与防锈性能均有提高,表明防锈剂和极压剂在切削液中具有协同作用。
基于ABAQUS的旋转轴唇形油封温度场分析

考虑摩擦生热、热滞后热源对旋转轴唇形密封圈温度场的影响,模拟油封在特定工作条件下的温度分布。应用有限元分析软件ABAQUS,建立唇形油封的三维有限元模型,并对某优化前后的唇形油封的非稳态温度场进行仿真,获得压力、转速与油封温升之间的关系曲线。仿真结果表明:该优化前后的唇形油封的温度场分布均满足密封要求;且在分析的工作参数范围内,密封圈温度随压力的增大而减小,随转速的增加而增大;摩擦面上的温度从两侧向中间逐渐增加,最高温度位于中间位置靠近空气侧;且优化后的油封随着转速的增大和压力的升高,温度的变化幅度趋于平缓,证实了优化后油封的较好密封性能和散热性能。
硅烷修饰二氧化硅微球的制备及其摩擦性能

根据Stober法制备5种不同粒径的有机-无机二氧化硅微球;采用扫描电子显微镜对微球的表面形貌进行表征分析;在四球摩擦磨损实验机上考察微球作为添加剂对润滑油摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析试验钢球磨斑的表面形貌,利用能谱仪检测磨斑表面化学元素的组成,并讨论有机-无机二氧化硅微球的减摩抗磨机制。结果表明,在一定添加范围内,纳米级别的二氧化硅微球可以改善润滑油的摩擦磨损性能。有机-无机二氧化硅微球在钢球表面起填埋和抛光作用,有效地抑制了摩擦表面的黏着磨损和接触疲劳。
甲烷渗漏背景下硫酸盐还原对含铁自生矿物生成的影响

海底甲烷渗漏现象广泛分布于天然气水合物潜在区,甲烷渗漏区发生的甲烷厌氧氧化和硫酸盐还原作用,不仅控制着甲烷的渗漏,还会促进自生矿物的形成,在铁含量较多的沉积层则呈现为含铁自生矿物的富集.利用低温高压反应釜模拟海底沉积层环境,对环境中甲烷-水-岩-微生物的相互作用进行了实验研究,探讨了甲烷渗漏环境中硫酸盐还原对含铁自生矿物生成的影响.实验结果显示:反应溶液中pH、ORP下降,HS~-和HCO_3~-离子浓度上升,指示反应釜内发生了硫酸盐还原和甲烷厌氧氧化作用.溶液中总铁含量实验前后减少了约7.5 mg/L,说明存在与铁有关的沉淀作用.扫描电镜观测到较多的铁硫化物及少量铁白云石和菱铁矿沉淀.自生矿物的生成和微生物作用密切相关,硫酸盐还原和甲烷厌氧氧化作用相互影响耦合,可以促进含铁自生矿物的生成.实验结果有助于深入认识海底甲烷渗漏区含铁自生矿物的形成以及其水合物指示意义.
橡胶材料耐液体介质老化与摩擦学特性研究进展

综述橡胶材料在不同液体介质(润滑油、溶剂、燃料和潮湿/含水环境)中老化的研究进展,归纳总结橡胶材料耐液体介质浸泡老化的实验与理论研究方法、测试分析技术及相关仪器设备,概述橡胶制品特别是橡胶类材料密封件的寿命预测和摩擦磨损特性的研究现状;结合我国高铁、海洋及航空航天领域的迫切需求,提出今后开展不同液体介质环境下橡胶类材料包括橡胶密封件的老化试验、摩擦学特性、力学性能和寿命预测等方向的研究主题。
南海北部珠二坳陷超深水区断层系统分析中的高精度相干技术

超深水区地质条件复杂、地震资料受扰因素多、断面多解性强,严重影响了常规构造解释的准确性。在珠江口盆地珠二坳陷超深水区的断层研究中应用高精度沿层相干技术,有效提高了断裂系统解释与组合的精度。高精度沿层相干技术对超深水三维资料中特定地质时期断层的空间展布具有很好的表征。基于此技术的断裂系统相干分析指示白云超深水区的构造走向受北东向区域断裂控制明显。下渐新统恩平组顶面(T_7~0)为区域不整合面与白云-荔湾凹陷的断-拗转换界面,恩平组沉积时期白云-荔湾凹陷具有连通性,渐新世早期断陷特征减弱,晚期以断拗-拗陷作用为主,对珠二坳陷超深水区油气成藏具有重要的控制作用。
塔中北坡走滑断裂成因机理与油气成藏

塔中北坡发育一系列NE向走滑断裂.为了揭示走滑断裂形成机理及其对油气成藏的影响,在对走滑断裂几何学样式详细解析的基础上,运用物理模拟方法对塔中北坡NE向走滑断裂的演化过程进行了模拟.结果表明,在单一应力状态下,由于差异推挤和基底剪切共同作用,走滑断裂在平面和剖面上发育了不同的样式,沿断裂走向具有分段性特征.结合构造背景分析,认为塔中北坡走滑断裂成因机理受控于两种因素,即由于塔中Ⅰ号断裂带存在分段性,在加里东末期-海西早期北东向应力场作用下,使塔中隆起对北坡形成强度差异的推挤作用;其次,塔中北坡NE向基底断裂活动造成基底剪切作用,拖动上覆上奥陶统、志留系、泥盆系在左行力偶下运动.NE向走滑断裂的存在对塔中北坡油气成藏具有一定贡献:一方面走滑断裂会诱导高角度构造裂缝发育,从而沟通了储集空间,另一方面,走滑断裂的活动为塔中北坡多层系立体成藏提供了便利.
有机显微组成对泥页岩有机孔发育的影响--以川东地区海陆过渡相龙潭组泥页岩为例

川东地区龙潭组发育一套海陆过渡相富有机质泥页岩,为了探讨该套泥页岩中有机孔发育特征及其影响因素,通过氮气吸附和氩离子抛光+扫描电镜等实验,获得了孔隙结构参数,分析了其与有机碳、矿物成分、镜质体反射率以及有机岩石学之间的关系.结果表明滨岸沼泽、潮坪潟湖和浅水陆棚相泥页岩矿物组成以粘土矿物为主,石英含量低;有机质以镜质组为主,其内有机孔发育很差,但在有机质内部及边缘发育一定量的微裂隙.深水陆棚相泥页岩具有高石英含量、低粘土矿物含量的特点,有机质以腐泥组和固体沥青为主,有机孔发育较好.滨岸沼泽、潮坪潟湖和浅水陆棚相泥页岩的微观孔隙体积与总有机碳(TOC)含量之间存在反向关系或相关性不明显;而深水陆棚相高TOC页岩具有比低TOC页岩更高的孔隙体积.综合文章及前人研究成果,认为在高成熟阶段,镜质组和固体沥青不是有机孔发育的主要贡献者,而腐泥组是有机孔发育的最有利的组成.因而,在对川东地区海陆过渡相甚至其他地区海陆过渡相泥页岩进行储层评价时,有机显微组分应该作为重要的影响因素被考虑在内.
塔里木盆地雅克拉断凸断裂差异变形特征及其控制因素

在三维地震资料解释的基础上,研究了雅克拉断凸断裂差异活动特征,探讨其控制因素.受控于白垩系厚层泥岩和新近系吉迪克组膏盐岩,雅克拉断裂构造的发育具有明显的分层性:下构造层发育大型的基底卷入型逆冲断裂,中构造层发育呈雁列式密集分布的张扭性断层,上构造层发育盖层滑脱型逆冲断层.自下而上断裂构造变形强度逐渐减弱.雅克拉断凸断裂构造的演化经历了晚古生代逆冲断裂发育阶段、中生代逆冲断裂复活调整阶段、新近纪早期张扭性断裂发育阶段、新近纪晚期滑脱型逆冲断裂发育阶段等4个关键阶段.晚古生代的断裂活动与北昆仑洋和南天山洋闭合引起的周缘地体与塔里木地块的碰撞拼合相关,中生代和新生代的断裂活动是印度欧亚板块碰撞的远程效应在塔里木盆地内的构造响应.
东营凹陷沙河街组页岩油储集层润湿性、孔隙连通性和流体—示踪剂运移

对渤海湾盆地济阳坳陷东营凹陷沙河街组典型(块状、纹层状和层状)灰质泥页岩的润湿性、孔隙连通性和流体—示踪剂运移行为进行了系统研究。由于页岩油储层具有很强的亲油性和相对较弱的亲水性,而微—纳米级孔隙体系又与其独特的混杂型润湿性密切相关,因此开发了含不同分子大小和反应性能的极性与非极性示踪剂,并应用于毛细管自吸(蒸馏水与含示踪剂的正葵烷)和饱和扩散(含示踪剂的卤水)实验中,实验后的样品用激光剥蚀-电感耦合等离子体-质谱仪法,检测示踪剂在混杂型润湿性页岩中的分布行为和运移速率。研究结果表明,页岩在三维空间下呈现出特有的“双通道”运移行为:①由于其相对较弱的亲水性,孔喉直径大于10nm亲水孔隙体系的传输性非常有限,不吸附示踪剂的有效扩散系数仅为(1~10)×10~(-13) m~2/s,其几何孔道迂曲度高达9.24±3.20;②孔喉直径约为5nm的亲油孔隙体系有快速的传输特性,但流体运移行为明显受不同分子大小的阻塞作用影响。
裂缝发育对超深层致密砂岩储层的改造作用--以塔里木盆地库车坳陷克深气田为例

塔里木盆地库车坳陷是"西气东输"的主力气源地之一,克深气田区白垩系巴什基奇克组是库车山前的主力产气层段,埋深超过6 000 m,储层基质渗透率低,普遍小于0.1×10~(-3) μm~2.裂缝发育可以显著改善储层渗透率,分析、量化裂缝发育特征,预测裂缝渗透率空间分布规律是该区天然气开发的关键问题.利用钻井取心、FMI成像、碳氧同位素年代学分析与露头区全息激光扫描裂缝建模,结合CT扫描定量分析、扫描电镜、阴极发光、激光共聚焦显微镜、高压压汞以及电子探针显微镜等实验分析方法,从静态定性到动态定量分析了裂缝发育对该区储层储集性的改造作用.克深气田构造裂缝以半充填剪切缝为主,有效开启度为0.2~1.5 mm.主要发育3期构造裂缝,不同期次裂缝受控于构造应力,以不同的排列方式分布在不同构造位置.裂缝孔隙度整体小于0.1%,但可提升储层渗透率1~3个数量级,纵向上不整合面下方150 m以内发育裂缝改造的高渗流储层.早期和中期裂缝成为致密储层成岩胶结的通道,不利于连通孔喉的保存;晚期裂缝发育伴随油气充注期,对储层基质孔喉有溶蚀扩大的改造作用;微裂缝对储层孔喉沟通具有一定的选择性及局限性,仅沟通其开度10~100倍范围内的孔喉.总之,晚期形成的裂缝网络为储层的高渗流区,是气田高产的关键.
充满液体的圆筒中受压屈曲杆柱旋转实验

在钻井过程中,下部钻柱的主要运动形式为受压屈曲后的自转和涡动。受压屈曲钻柱旋转可以增大钻柱与井壁的接触摩擦力,诱发钻柱横向振动和涡动,造成井壁失稳和钻柱损坏,甚至造成钻井作业失败。目前,井筒中受压屈曲旋转钻柱的运动规律的认识尚不全面甚至部分认识是错误的。通过实验研究了载荷、转速、钻井液和圆筒内径等参数对圆筒中的受压屈曲杆柱旋转运动的影响。分析了模拟钻柱在液体中由正向涡动转为自转和反向涡动的耗散能量。结果表明:①随着载荷的增大,屈曲钻柱首先正向涡动;其次既有正向涡动,又有自转;然后沿部分井壁反向涡动和自转的组合;最后沿井壁反向涡动。②钻井液的动力润滑作用可以减小钻柱正向涡动旋转幅值,并能阻止反向涡动的形成。③提高钻井液的动力润滑性、减小井眼直径、增加井斜角,出现反向涡动的载荷增大。④钻柱随载荷增加可能出现2次反向涡动。⑤钻柱运动状态转换符合最小耗散功率原理。
ICP-MS法测定陕西不同产地野生茜草中9种重金属元素

目的测定并分析陕西不同产地野生茜草中重金属元素,对其安全性进行评价。方法从陕西省7个主要野生茜草产区收集了35份茜草药材样品,采用微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定样品中铜(Cu)、锰(Mn)、铬(Cr)、锌(Zn)、镉(Cd)、铁(Fe)、铅(Pb)、汞(Hg)、砷(As)9种重金属元素的含量,统计分析不同产地样品中重金属元素含量的差异。同时,采用主成分分析对所有样本进行聚类以及皮尔逊相关性系数分析,阐明9种重金属元素之间的相关性。结果陕西省不同产地野生茜草药材中重金属元素的含量存在差异性,Cu、Cd、Pb、Hg、As含量均低于重金属限量标准。主成分分析可将所有样品按关中、陕北和陕南归为3类,不同重金属元素之间存在一定的相关性。结论ICP-MS方法可准确测定陕西野生茜草中重金属元素的含量,不同产地间存在差异。以重金属元素为指标,陕西产茜草是安全的。
红曲霉发酵转化人参皂苷Rg3的研究

目的探索红曲霉对人参的固态发酵工艺,将人参中部分主要人参皂苷转化为生物活性更强的稀有人参皂苷Rg_3(Rg_3)。方法采用静止暗培养方法进行微生物发酵;香草醛-冰醋酸法测定发酵前后人参总皂苷含量;HPLC法测定发酵前后Rg_3含量。结果红曲霉发酵人参的最优工艺参数为发酵时间6 d、发酵温度32 ℃、发酵pH 7.0、基质含水量50%。发酵6 d时,发酵产物人参总皂苷质量分数增加40%,Rg_3质量分数为6.047 mg/g,是未发酵人参的2.3倍。最终根据单体皂苷含量随发酵时间的变化趋势,推断稀有皂苷Rg_3的转化路径为人参皂苷Rb_1或Rb_2→Rd→Rg_3。结论建立的红曲霉固态发酵工艺合理,为稀有皂苷Rg_3定向化生产奠定了基础,更为日后体外制备稀有人参皂苷提供了理论支持。
钴掺杂的铁酸铋催化PMS氧化单质汞的实验研究

采用酒石酸溶胶凝胶法制备了一系列的钴掺杂的铁酸铋催化剂(BiFe_(1-x)Co_xO_3,x = 5%-20%,x为Co /CoFe物质的量比),借助于X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)、磁强振动计(VSM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行表征。在自制鼓泡反应器内,利用钴掺杂铁酸铋活化过一硫酸氢钾(PMS),开展了模拟烟气中单质汞脱除实验,获得反应的最佳条件。当钴掺杂量为10%,催化剂用量为0.5 g /L,PMS浓度为3.9 mmol /L,溶液初始pH值为8,反应温度70 ℃时,反应100 min内Hg~0的平均脱除效率达89.36%。以乙醇和叔丁醇为淬灭剂,证明了·OH和SO_4~(·-)为Hg~0催化氧化的活性物种,且SO_4~(·-)起主要作用,并结合XPS分析结果推测了脱汞反应机理。
燃煤过程中Na对微细颗粒物生成特性的影响—合成焦炭法

以合成焦炭为载体,研究不同种类的钠元素在煤粉燃烧过程中对微细颗粒物生成特性的影响,并通过向载体中添加煤中常见的矿物元素的氧化物(SiO_2、Al_2O_3 ),反映煤粉燃烧过程中钠与煤中常规矿物的相互作用。结果表明,无机水溶性钠更容易生成稳定的亚微米颗粒物;在缺少氯元素的情况下,有机态钠更容易与煤中的超微米硅铝矿物反应;化学反应和物理捕捉是硅铝矿物捕捉钠元素的两种方式,其中,对于PM1-10的硅铝矿物颗粒,化学反应固定的钠含量是物理捕捉过程的2.4倍。
广西西江流域土壤镉含量特征及风险评估

为了解广西西江流域土壤Cd含量分布特征及风险,结合土地利用方式进行大规模抽样调查,采集有色金属矿区土壤、农田土壤(水田土壤和旱地土壤)和自然土壤共2 512个样品,测试其Cd含量.结果表明,西江流域土壤Cd的背景值为0.514 mg·kg ~(- 1),显著高于前人研究结果(0.148 mg·kg ~(- 1))和广西土壤背景值(0.267 mg·kg ~(- 1));旱地、水田、矿区土壤Cd含量分别为0.559、0.787、5.71 mg·kg ~(- 1),水田土壤和矿区土壤Cd含量显著高于自然土壤;以西江流域土壤Cd含量背景值和基线值为限定值,超标率分别为51.2%、66.7%、77.8 %和35.2%、39.6%、71.4%,矿区土壤和农田土壤都有明显的Cd积累趋势;从土壤Cd空间分布及污染特征来看,西江流域总体土壤Cd含量为0.726 mg·kg ~(- 1),高Cd含量斑块主要集中在西江流域上游河池地区的南丹县、大化县、都安县、环江县和宜州市,以及柳江县、武宣县和象州县等地区,这些地方出现了重度甚至极重度污染、中等-强污染累积程度和高等-极高等潜在生态风险.总体上,广西西江流域上游地区的农业土壤、矿区土壤Cd污染问题突出,属于高Cd风险区域,土壤生态状况不容乐观,这主要与上游矿业密集区的矿业活动和地质高背景Cd有关,长期居住在矿区及周边地区的居民,以及食用这一区域生产的农产品,可能对部分当地居民的健康产生危害.建议进一步通过土壤-植物-人体体系展开镉风险评估,同时采取相应措施以控制风险.
藏猪扰动作用下的高寒草甸土壤退化特征及微生物群落结构变化

微生物作为土壤生态系统的重要组成部分,对环境干扰异常敏感,可以反映土壤的健康状况.人类活动导致高寒泥炭土壤面临退化风险,生产力下降、碳汇功能丧失,进而影响土壤微生物的群落结构及多样性.藏猪放牧是我国高海拔藏区一种特有的放牧方式,是导致高寒草甸土壤退化的重要干扰因素之一.应用16S rRNA高通量测序技术对比分析了藏猪放牧干扰和对照(无藏猪放牧)条件下的滇西北高寒草甸泥炭土壤微生物群落结构变化及其对干扰的响应特征.结果表明,藏猪放牧导致土壤微生物α多样性显著降低,且群落结构发生明显变化.高寒草甸泥炭土壤的主要优势菌为变形菌门(Proteobacteria) 、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi).与门水平相比,干扰前后土壤微生物在属水平上的差异更明显,其中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和薄层菌属(Hymenobacter)的相对丰度在干扰后的土壤中显著增加,而硝化螺菌属(Nitrospira)和红游动菌属(Rhodoplanes)则显著降低. Venn图分析进一步发现,干扰与对照土壤样品中分别有71和136个核心OTU.干扰条件下的土壤特有微生物主要包括伯克霍德氏菌(Burkholderiales) 、假单胞菌(Pseudomonadales) 、鞘脂单胞菌(Sphingomonadales)等,这些微生物主要聚集在目水平,可以作为干扰条件下的指示微生物. CCA排序表明,硝化螺菌属和红游动菌属的微生物对含水率、速效磷、有机质等土壤环境变量的响应较为敏感.该研究结果为揭示高寒草甸泥炭土壤退化与微生物群落结构及多样性之间的关系提供了理论借鉴.
西南地区典型森林水库土壤和沉积物汞的迁移转化特征

以西南地区典型拦蓄筑坝形成的森林水库重庆四面山大洪海为研究对象,在湖边位置将从未被水淹没区域的土壤(未淹水区土壤)和沉积物进行原位置换实验,并对水库水体以及土壤总汞(THg)和总甲基汞(TMeHg)的变化进行了为期一年的监测研究.结果表明,四面山大洪海水库未受汞污染的影响,其水体THg[(1.89 ± 0.72) ng·L ~(- 1)]和TMeHg[(0.13 ± 0.04) ng·L ~(- 1)]的质量浓度均值远低于我国环境质量标准中Ⅰ类水质标准和国内外其他一些水库或湖泊,未淹水区土壤和沉积物中THg和TMeHg的含量也相应低于其他一些水库或湖泊;水体和土壤中THg和TMeHg的含量具有一定的季节性变化(暖季>冷季),其中TMeHg的季节性变化更明显,主要影响因素为气候和降雨量的变化;沉积物中THg和TMeHg的含量相对未淹水区土壤均有明显的升高,表明沉积物是水库汞储存的重要场所,同时也使沉积物成为水库汞(尤其是甲基汞)污染的潜在源;原位置换后的土柱THg和TMeHg含量在经过较短的时间即能与周围土壤达到平衡状态,特别是表层土壤,说明水库消落带能够加快汞的地球化学循环过程.
铜尾矿库坝面土壤微生物群落动态的驱动因子

随机过程和确定性过程对群落动态的影响机制及重要性是群落生态学研究的中心课题,也是目前群落生态学最具争议的问题.微生物群落在生态系统物质循环和能量流动过程中发挥着重要作用,对其结构动态的研究不仅为阐明群落构建机制提供重要的数据支持,而且为预测环境胁迫条件下微生物群落结构的动态提供理论依据.本研究通过Illumina MiSeq测序的方法,分析了中条山十八河尾矿库坝面不同恢复阶段细菌和真菌群落结构特征.结果表明,研究区尾矿坝不同恢复年限土壤理化性质发生梯度变化,植物群落结构呈现一定的演替趋势,植物群落多样性与土壤养分显著相关,而与土壤重金属含量无相关性.不同恢复年限的土壤微生物群落结构具有显著差异,其中优势细菌主要有变形菌门(Proteobacteria) 、放线菌门(Actinobacteria) 、厚壁菌门(Firmicutes) 、酸杆菌门(Acidobacteria);优势真菌主要有子囊菌门(Ascomycota) 、担子菌门(Basidiomycota) 、接合菌门(Zygomycota).微生物群落组成主要受到土壤养分和重金属含量的影响,而植物多样性对微生物群落结构的影响不明显,表明在局域小尺度环境胁迫条件下,土壤环境因子是微生物群落结构动态变化的主要驱动力.
漓江段地表水体旱季硝酸盐动态变化特征及其来源

2016年9月28日至12月28日期间对漓江段13个断面地表水进行取样,取样频率为半月1次,分析硝酸盐在旱季期间漓江段的时空变化特征,并利用~(15)N和~(18)O同位素技术分析漓江段硝酸盐的来源.结果表明: ①漓江水体中硝酸盐浓度范围为0.46 ~ 18.48 mg·L ~(- 1),平均值为6.18 mg·L ~(- 1),对比中国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)中规定的硝酸盐浓度(10 mg·L ~(- 1)),旱季漓江水体中硝酸盐污染程度处于较低水平. ②9 ~ 12月期间漓江各断面处硝酸盐浓度呈现缓慢递增趋势,主要受旱季降雨量、径流量及人类活动强度而变化;硝酸盐浓度自漓江上游至下游表现出“增-减-增”的变化趋势,主要是污染物逐段汇入且汇入量不断增加的结果. ③旱季漓江水体中硝酸盐的主要来源为土壤有机氮、人畜粪便和污水排放的混合源,主要来源于居民生活污水、人畜粪便等. ④为了更好地保护漓江水质,建议加大城市排污管网的建设、修建小型污水处理设施、提高污水处理率及污水排放标准,加强旅游环境管理和环境保护宣传,提高游客环境保护意识.