mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
畜禽养殖场颗粒物污染特征及其危害呼吸道健康的研究进展

随着畜禽养殖集约化程度的提高,高密度饲养引起畜禽养殖场空气质量问题日益突出,特别是养殖舍内环境颗粒物(particulate matter:PM)污染引起的家畜呼吸道健康问题不容忽视。畜禽养殖生产过程中可产生大量PM,已成为大气细颗粒物PM_(2.5)(空气动力学直径小于等于2.5 μm)和PM_(10)(空气动力学直径小于等于10 μm)的重要来源,影响大气环境空气质量。畜禽养殖场的PM主要来源于饲料、粪便、羽毛、皮屑等,其成分主要是有机物,含有C、H、O、N、S、Ca、Na、Mg、Al和K等多种元素;PM表面还附着细菌、真菌、病毒等多种微生物以及内毒素、氨气、硫化氢等有害物质。畜禽养殖舍PM的产生和释放受到家畜的种类、日龄、活动以及季节等多种因素的影响,鸡舍内PM的浓度高于猪舍,冬季舍内PM的浓度高于夏季。但是,目前缺少标准化设备和标准方法来测量不同类型的畜禽舍PM的浓度和排放水平。畜禽养殖舍PM的成分复杂,具有很强的生物学效应,严重危害家畜的健康和生产。畜禽舍内高浓度PM主要通过以下3种形式影响呼吸道健康,一是PM直接刺激呼吸道,降低机体对呼吸系统疾病的免疫抵制;其次是PM表面附着的多种化合物的刺激;第三种是PM表面的病原性和非病原性微生物的刺激。目前关于PM对呼吸道健康危害机制的研究主要集中在PM对呼吸道的致炎作用,研究发现:PM通过刺激肺泡巨噬细胞产生前炎症因子,继而诱发其它细胞释放炎症因子,引起肺发生炎症反应;另外,PM_(2.5)通过引起肺组织细胞发生氧化应激,激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)活性,上调核转录因子κB(NFκB)和转录激活因子AP-1的表达而诱发肺的炎症; PM_(2.5)也可通过激活模式识别受体Toll样受体TLR2和TLR4的表达,激活NFκB信号通路而导致炎症的发生。也有研究发现,PM_(2.5)在诱导呼吸道炎症的同时,还会激活细胞自噬和核因子相关因子-2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)相关信号通路,这为缓解和治疗PM引起细胞损伤提供了靶点。尽管PM危害呼吸道健康的机制研究较多,但是PM成分复杂,并处在不断变化中,因此PM诱导呼吸道损伤的机制也十分复杂,仍需进一步系统深入研究。畜禽养殖生产过程中释放的大量PM严重影响环境空气质量和家畜健康,而PM对环境和家畜健康的危害程度与其组成和浓度密切相关。因此,正确认识畜禽舍PM的形态、大小、组成、浓度水平及其形成排放影响因素,对确定畜禽舍PM的来源和PM的毒性危害具有重要意义。文章就畜禽生产过程中产生的PM的来源、化学组成、浓度、排放、影响因素,以及PM对呼吸道功能的影响及作用机制作一综述,为正确评估PM对畜禽健康生产的影响提供参考依据。
重庆稻田基础地力水平对水稻养分利用效率的影响

【目的】土壤基础地力水平与土壤养分的供应能力有着直接的关系,进而影响作物对土壤和肥料养分的吸收。研究基础地力与水稻养分利用效率的关系,评价不同地力水平下水稻对土壤和肥料养分利用的影响,为在不同地力下提高养分利用效率提供依据。【方法】利用2006—2012年重庆测土配方施肥项目水稻“3414”试验,调查每个试验点无肥区(N0P0K0)、无氮区(N0P2K2)、无磷区(N2P0K2)、无钾区(N2P2K0)和全肥区(N2P2K2)处理的产量及秸秆和籽粒氮磷钾养分含量,计算重庆不同区域水稻养分吸收量、土壤有效养分利用效率和依存率以及肥料回收率、农学效率,采用指数及线性拟合、基础地力产量分级方法评价基础地力对水稻养分利用效率的影响。【结果】重庆不同区域稻田基础地力产量5.40—6.45 t·hm~(-2),基础地力等级处于低和中低等级的(<4 t·hm~(-2)和4—5 t·hm~(-2))样本数为63,占总样本量的25.6%。随着稻田基础地力等级的提高,水稻产量和养分吸收量也随之不断增加,高基础地力等级稻田其有机质和碱解氮也相对较高,pH过低可能是低基础地力等级稻田(<4 t·hm~(-2))的限制因素。重庆水稻施氮磷钾肥增产率分别为18.5%、5.2%和3.9%,在相同的施肥水平下,随着基础地力等级的提高,水稻氮磷钾肥料回收率分别下降6.9%、4.5%和3.1%。基础地力产量与土壤有效氮利用效率、土壤养分依存率存在正相关,说明较高的基础地力会促进水稻对土壤养分的吸收,提高土壤养分利用效率,而基础地力与氮肥回收率、肥料农学效率呈负相关,说明高基础地力会降低肥料的利用效率。基础地力与土壤有效磷、有效钾养分利用效率和磷钾回收率相关性不强,但与相应氮指标能够达到显著相关或极显著相关,说明基础地力对氮的反映能力高于磷钾。【结论】高基础地力可以提高水稻产量和对土壤养分的吸收量,但对肥料养分的利用效率下降。在高基础地力条件下,施肥对水稻的增产作用和地力提升作用有限,应限制肥料的投入。
融合无人机光谱信息与纹理信息的冬小麦生物量估测

【目的】生物量是表征植被生命活动的重要参数,对植被长势监测、产量预测有重要意义。以无人机为平台的高光谱遥感技术,具有机动灵活、成本低、空间覆盖广的优势,能够及时准确地估测植被生物量,已成为遥感估算研究的热点之一。由于光谱特征反演生物量存在饱和问题,因此,本研究尝试结合纹理特征与植被指数构建一种“图-谱”融合指标,探究“图-谱”融合指标的抗饱和能力及生物量估测能力。【方法】首先,利用无人机高光谱影像,提取其光谱信息和纹理信息,分别基于植被指数和纹理特征构建生物量模型。其次,针对光谱特征存在的饱和问题,将植被指数与对生物量敏感的纹理指标相乘或相除两种形式构建“图-谱”融合指标,分析 “图-谱”融合指标的饱和性,并基于“图-谱”融合指标构建生物量估算模型。最后,对比不同指标构建的生物量模型的估测效果,来分析“图-谱”融合指标估测生物量的能力。【结果】(1)植被指数多在LAI=5时出现饱和现象,而“图-谱”融合指标VI×sm_(658), VI/ent_(658), VI/dis_(658), VI/con_(658), VI/dis_(514), VI/con_(514), VI/var_(514), VI×con_(802), VI ×dis_(802)均在LAI>5时才出现饱和现象,相比之下,这些“图-谱”融合指标一定程度上改善了饱和问题;(2)与植被指数相比(除了GNDVI、NDVI之外),抗饱和能力提高的“图-谱”融合指标VI×sm_(658)、VI/ent_(658)、VI/dis_(658)、VI/con_(658)、 VI/dis_(514)、VI/ con_(514)、VI/var_(514)、VI×con_(802)、VI×dis_(802),其与生物量的相关性也相对提高,所构建的生物量模型精度较高(R~2 =0.81,RMSE=826.02 kg·hm~(-2))。(3)对比单一植被指数、纹理特征,将纹理特征与光谱特征相结合的“图-谱”融合指标估算小麦生物量的能力相对最强,模型精度明显高于单一植被指数(R~2=0.69)和单一纹理特征(R~2=0.71)构建的生物量模型。【结论】“图-谱”融合指标的抗饱和能力明显提高,其构建的生物量模型精度也有效提高,实现了结合光谱信息和纹理信息的冬小麦生物量遥感估测,为生物量定量反演提供一种新思路。
面向自然灾害风险分析的房屋价值空间化研究:以北京市为例

房屋价值空间化研究是自然灾害风险评估中暴露性评估重要组成部分,但基于行政单元的房屋统计数据无法与致灾因子的影响范围在空间上精确匹配.为弥补现有统计数据的上述缺陷,本文以北京市为例,提出一种便捷、可靠的房屋价值空间化模拟方法.首先,以GIS平台为支撑,以人类居住层数据(GHS-BUILD)为房屋的空间分布范围;然后用2010年LandScan人口密度的空间分布表征房屋建筑面积的空间差异性;最后将2015年北京市各区县房屋建筑面积统计数据展布至38 m分辨率的空间栅格单元上,利用$2\;{\rm{km}} \times 2\;{\rm{km}}$的样区调查数据对模拟结果进行精度检验.结果表明:人口集中的城镇区模拟的平均相对误差为-12%,乡村地区模拟的平均相对误差为-63%,较均匀分布法有所改进.根据重置成本计算各功能区房屋价值,与地震危险性分布图的叠加分析表明,本方法可以有效解决地震灾害暴露性分析中统计数据空间不匹配的问题,对于提高灾害风险评估精度及灾后快速损失评估具有重要意义.同时,我国其他城市也具备本方法所需所有数据,可以应用此方法进行自然灾害房屋价值暴露性分析.
鄂尔多斯盆地环江油田虎二区块储层地质知识库的构建及应用

基于鄂尔多斯盆地环江油田已有取心井测井资料的聚类分析,分析了不同沉积微相典型的组合测井响应特征,建立了环江油田虎二区块沉积微相的测井相知识库.运用统计学的方法对研究区块所有研究层位不同沉积微相的几何特征进行了定量化统计与分析,并构建了不同沉积微相砂体的几何变量参数的相关关系.整理、分析了储层测井解释参数的分布情况并构建了储层孔隙度与渗透率的数学回归关系.在构建的储层地质知识库的基础上,选取序贯指示这一随机模拟方法对沉积微相进行随机模拟;利用物性回归公式,计算获取全区的物性参数,并进行了全区储层参数分布的随机模拟.最后基于储层地质模型对研究区井组注水受效状况进行了数值模拟分析,确定了井组见水方向,为油藏后期的注水开发提供了参考.
纳米二氧化硅对混凝土界面过渡区的改性机制及其多尺度模型

从宏观和微观尺度上研究了纳米SiO_2改性对早龄期混凝土中界面过渡区(ITZ)力学行为的影响。测试了混凝土的强度及弹性模量,采用纳米压痕技术并结合统计手段对ITZ进行了表征。同时,从2个尺度层面分别建立了模型进行分析。结果表明:纳米SiO_2的掺入有效提高了早龄期混凝土的综合力学性能,并主要提高了ITZ的力学性能,使ITZ与浆体本体的模量比从50%提升到80%。纳米SiO_2改性机制以加速水化反应为主,在早期生成大量水化产物,尤其是低密度水化硅酸钙凝胶,进而填充微孔,改善ITZ的微观组织结构。
农业院校研究创新性化学实验的设计———绿色水热法快速制备荧光碳点

结合农业院校特色和应用化学类专业特点,将科研成果转化为实验教学内容,设计“绿色水热法快速制备荧光碳点”的创新性化学实验。通过本实验项目,学生可了解水热法和碳点相关制备方法及表征技术,掌握透射电镜、荧光光谱仪等大型仪器的结构、原理及操作技能,增强学生的基础知识和实验技能;同时将当前的研究热点引入到实验教学中,激发了学生的探究心理与学习热情,开阔了学生视野,有利于培养学生发掘身边可用资源的科研思维和创新实践能力,提高了学生解决实际问题的能力,开启了农业院校研究型创新化学实验教学模式的新思路。
含氮杂环的酯或酰胺类衍生物的制备及其摩擦学性能

设计合成了4种含氮杂环的酯或酰胺类衍生物润滑油添加剂(Ⅰ~Ⅳ)。采用核磁共振氢谱(~1H NMR)和飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)对所得产物的结构进行了表征;研究了4种添加剂的油溶性、热稳定性和抗腐蚀性;在四球摩擦磨损试验机上系统考察了添加剂在液体石蜡中的摩擦学性能;利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)观察和分析了钢球磨斑的表面形貌和元素组成。结果表明,4种添加剂均具有良好的油溶性、热稳定性和抗腐蚀性,当添加剂Ⅰ的质量分数达到1.0%时,钢球的磨斑直径(WSD)和摩擦系数分别比在液体石蜡中降低了33%和26%。SEM结果显示4种添加剂的加入能明显减小WSD,减少表面磨损,EDS结果表明添加剂在摩擦过程中形成了复杂的反应膜。
NaHCO_3抑制瓦斯爆炸火焰与压力的耦合分析

为研究粉体作用下瓦斯爆炸火焰与压力的耦合规律,在5 L石英管道中开展了不同浓度NaHCO_3抑制瓦斯爆炸的实验。结果表明:随着粉体浓度的升高,瓦斯爆炸压力波形逐渐由单峰曲线向双峰曲线过渡;高浓度粉体抑爆下,单位体积内粉体小颗粒较多,小颗粒快速分解抑制火焰传播,使粒径较大的粉体有较长的时间吸热分解,进一步抑制火焰的发展;火焰传播中后期,大颗粒粉体沉降造成空间内粉体分布不均,形成粉体浓度较低的燃烧区、浓度较高的粉体沉降汇集区和低浓度的小颗粒悬浮区,影响粉体中后期的抑爆效果;火焰前锋速度与爆炸超压随时间变化曲线的线形相似,火焰前锋速度能一定程度上反映管内燃烧强度,但瓦斯爆炸超压的升降并不完全取决于火焰前锋速度的变化;当火焰前锋速度较大时,短暂的速度降低不会立刻造成爆炸超压的减小。
寒区石油污染场地浅层地下水原位增温强化空气扰动修复

原位空气扰动技术(air sparging, AS)常被用在治理地下水与土壤的有机污染,在寒区,由于低温环境,污染物传质过程的多种基本参数受到影响,导致修复结果不理想。本文基于野外原位空气扰动实验结果,以甲苯为代表性污染物,进行室内土柱模拟实验,并构建增温空气扰动下污染物迁移模型,对野外场地增温强化空气扰动效果进行模拟,以预测采用增温方式时寒区污染物的去除效果。结果表明,甲苯的挥发速率与温度之间存在正比例关系;在室内柱实验中,高温注气条件下甲苯浓度衰减速率更快;野外数值模拟中的增温强化空气扰动修复过程中温度传导半径为2~4 m,曝气场污染物去除半径达10 m,比非增温强化条件污染物去除范围扩大3~5 m,进而将去除率有效提高40%~50%。
液化气脱硫装置再生塔返塔管线弯头腐蚀失效机制分析

弯头在管路系统中主要起到改变介质流动方向的作用,是油气输送中最常用的管道部件之一。重点研究了液化气脱硫装置再生塔返塔管线弯头的腐蚀失效机制。从宏观和微观两个角度入手,研究了失效弯头部位的腐蚀孔孔径分布、减薄规律,进而利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)对样品进行了系统的理化分析。结果表明:沿流体流动方向,腐蚀逐渐加剧,在弯头的中部和出口形成完全破坏区;流体冲刷会破坏电化学腐蚀形成的产物保护膜,减弱产物膜对基体的保护作用,导致内壁不断被腐蚀,这是弯头腐蚀失效的主要原因。此外,热稳定性盐(HSS)的存在也加剧了弯头的腐蚀。
基于文丘里管的页岩气试采期段塞流测量补偿方法

为探索页岩气段塞流气液两相流量的测量方法,以Chisholm模型为基础,利用量纲分析法建立了文丘里湿气虚高模型和液相求解方法,并用其预测段塞流液膜区的气液相流量测量。同时,假设段塞流的液塞区为均相流,基于段塞流闭合模型和文丘里均相流模型,建立了液塞区气液相流量与液膜区气相流量的关系。提出利用一种以管道压力信号、文丘里收缩段与扩张段差压信号判断液塞来临的新方法,并加入逻辑回归法提升对液塞来临判断的准确性。在间歇性段塞流某页岩气平台井口进行了19 d的在线测试比对,结果表明,与大型气液计量分离器相比,文丘里湿气测量系统在加入了段塞流补偿方法后,气相测量19 d累计偏差从14%改善至1.08%,液相累计偏差从–57%改善至–11%。
考虑励磁的DFIG静止坐标系输入阻抗的频域建模与时变特性研究

双馈风力串补输电系统的次同步谐振呈现频率时变特性,机理虽已有研究但尚需进一步阐释。双馈风机静止坐标系输入阻抗模型可物理意义明确地解释该现象,但已有模型并未考虑励磁。为此,利用小信号分析和谐波线性化法,在定子侧三相静止坐标系下,考虑励磁并计及扰动相序,采取逐层增加考虑因素的方法,该文建立考虑转子电流控制器和锁相环的双馈风机输入阻抗频域模型,给出阻抗的解析公式和等效电路拓扑,并解释锁相环作用的物理意义。从阻抗角度引入双馈风力串补输电系统的稳定判据,在分析输入阻抗及系统稳定性的影响因素后,研究并讨论双馈风机输入阻抗的时变特性,进而阐明双馈风力串补输电系统的次同步谐振频率时变的物理机制。PSCAD平台上搭建的双馈风力串补输电系统仿真验证了所建模型及衍生结论的正确性。
不同受潮类型下油纸绝缘套管的频域介电谱特性

电容型高压套管作为典型的油纸绝缘设备之一,是电力变压器不可或缺的外部连接组件。为了评估频域介电谱法用于油纸绝缘套管含水量状态的有效性,研究了实验室油纸绝缘等效模型和现场套管的频域介电谱(frequency domain spectroscopy,FDS)特征在不同受潮程度和受潮类型时的变化规律。同时,结合界面极化数值模型分析结果,针对不均匀受潮样品和现场套管进行数值分析。结果表明:水分会影响频域介电谱(frequency domain spectroscopy,FDS)特性曲线整个频段。水分分布不均匀时,水分含量高的部分对油纸绝缘整体FDS特性曲线影响较大。不均匀程度越大,曲线波动越大,且具有典型的界面极化特征。因此,可采用频域介电谱方法对油纸绝缘套管的含水量进行评估,同时也能针对性地评估水分分布不均匀的影响。
直流偏磁下叠片铁心磁致伸缩的实验测试与分析

电工钢片磁致伸缩效应是引起变压器铁心振动,并产生噪声的主要原因之一,直流偏磁的存在加剧了铁心的磁致伸缩形变。基于爱泼斯坦方圈装置开发了电工钢片叠片结构磁致伸缩特性测量系统,测量并分析了取向电工钢片叠片结构在不同直流偏磁磁场、磁化角度及磁化强度下磁致伸缩主应变大小和方向的变化情况,对比分析了单片电工钢片与其叠片结构磁致伸缩特性的差异,讨论了直流偏磁磁场对叠片结构磁致伸缩特性的影响,并建立了材料磁致伸缩特性数据库。基于上述测量数据,计算了直流偏磁下单相变压器铁心模型的磁致伸缩应变,并与实测值进行了对比验证,为直流偏磁下变压器铁心振动噪声的研究奠定基础。
工程电介质的基础物理知识与学习思考方法

基础物理知识运用到工程电介质领域的研究中,不仅能够提高学者们的知识储备,还能提高实验技术创新水平。该文依据爱因斯坦还原论、费因曼的物理学讲义、能量守恒定律以及海逊堡测不准原理,分析了经典力学中双态及多态简谐振子的能谱特性或色散关系,晶格振动量子态——声子、氢原子、氢分子、半导体杂质能态、极化子与激子等有效半径与能谱。归纳了由薛定谔方程建立的近自由电子近似与紧束缚近似的能带结构,能隙的成因与有效质量近似的物理意义,安德逊莫特定域态的物理本质,能隙结构与应用,非均匀或复合材料逾渗理论的重要性与普适性,以及同它相关的分形与分形维数。
基于准PR控制的虚拟同步逆变器故障冲击电流快速抑制方法研究

传统的虚拟同步逆变器大多采用脱网运行来应对电网故障瞬时产生的大电流冲击,没有考虑到对逆变器本身及公共电网的危害。因此,研究一种适用于虚拟同步逆变器瞬时冲击电流的抑制方法极为重要。该文首先分析虚拟同步逆变器的基本特性,结果表明,由于逆变器输出基波电势不能突变,当电网故障瞬间势必在逆变器输出端口产生一个很大的冲击电流,严重威胁电力电子器件的安全可靠运行及公共电网的稳定性。基于此,提出一种抑制虚拟同步逆变器冲击电流的新方法,即在故障瞬间切换为准比例谐振控制,故障结束后平滑反切回虚拟同步控制。该方法在维持逆变器不脱网的前提下,既可以快速抑制瞬时冲击电流,又可以支持并网点电压。仿真与实验验证所提方法的正确性与有效性。
磁通切换电机单相及多相开路情况下转矩冲量平衡控制策略研究

容错型永磁磁通切换电机(fault tolerant flux switching permanent magnet motor,FTFSPM)转矩密度高、可靠性强,适用于全电/多电飞机系统。近年来,FTFSPM的动态性能优化及故障下容错控制成为研究热点。研究了一种转矩冲量平衡控制策略,比较了不同开路故障下动态响应的异同。该控制方式下负载突加过程唯一确定,一次电磁转矩的增减不受PI参数的影响,提高了转速的动态性能;但电磁转矩变化率决定了动态响应的快慢。电机发生开路故障时,相电压合成的空间电压矢量缺失,对电磁转矩的改变能力减弱。负载变化前后电机转速不变,结合电机运动方程,估算出不同开路故障下动态调节时间。通过实验对转矩冲量平衡控制进行验证,并比较了不同开路故障下动态响应,验证了所提出算法以及推论的有效性和正确性。
系统结构对多馈入直流系统短路比的影响

基于线电压换相的常规直流输电需要交流系统提供理想的换相电压,因而落点交流系统的强度非常重要。多回大容量直流集中馈入使受端系统交直流比例发生根本变化,严峻挑战系统的安全稳定性。国内外针对此类问题已开展多方面研究,如:直流优化及协调控制、直流落点选择、交流系统最小开机、动态无功支撑等;但对交流系统网架结构调整以提高交直流系统稳定水平还未见报导。此外,近期拟在换流站安装调相机来提高受端动态无功支撑,但随之发生的交流短路电流超标,又需安装串联电抗加以限制,综合效果如何,尚待深入研究。该文基于判断多馈入系统强弱的有效指标,即多馈入短路比,应用系统阻抗矩阵支路追加法,分析交流电网系统结构变化,即网络参数变化对多馈入直流系统强弱的影响,从而为改变网架结构提升交直流系统安全稳定水平提供了理论支撑和计算方法,文中还给出了基于短路电流、多馈入短路比的网架结构变化策略建议。
基于能量路由器的能源互联网分层分区优化

现有研究提出了包含能量路由器(energy router, E-router)的能源互联网分层管理体系,但研究重点均聚焦在分层架构或关键设备E-router上。对于分层控制中的经济调度问题关注较多的是微网与公共电网间的交互,较少考虑多微网构成的能源互联网中引入E-router后电能传输路径的优化选择问题。因此,该文提出基于E-router的能源互联网分层分区优化策略,底层基于E-router的微网经济调度以发电成本最低为目标实行分布式局部优化。上层路由交易中心采用文中所提出的基于图论的电力库交易优化策略,通过E-router选取没有阻塞的最低网损路经进行电量传输,实现效益最大化和阻塞管理。最后,通过仿真验证了所提优化策略和模型的有效性。
含直流断路器的架空柔性直流电网直流故障保护方案研究

对于配置直流断路器的架空柔性直流电网,快速可靠的直流故障检测是主要技术瓶颈之一。该文利用小波变换提取故障时刻高频暂态电压分量,基于区内外暂态能量差异提出故障识别方法;根据正负极电压变化量差异提出故障极判别方法;设计含故障启动、故障识别、故障选极和直流断路器多次重合闸判据的线路保护方案。该方案通过测量本地电气量实现全线路保护,无需通信,具备较强的耐受过渡电阻和抗扰动能力。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端架空柔性直流电网模型,仿真分析保护整定值的选取方法,并通过大量算例证明所设计线路保护方案的快速性和可靠性。
计及主变上层油温约束的受端电网转供优化模型

为实现迎峰度夏期间高温、重载主变的主动防护和控制,该文提出一种计及主变上层油温约束的受端电网转供优化模型。首先分析自然天气条件下主变上层油温的等效热模型及热阻参数计算式,在此基础上建立人工降温措施下变压器上层油温的等效热模型,并推导了当前运行点主变油温变化量的线性化方程;再将主变上层油温与负荷的关系曲线分段线性化,构建不同降温措施下主变上层油温的线性化约束;结合主变上层油温、有功功率平衡和电网辐射型结构等约束,以电网运行方式调整的开关动作次数最少为目标,提出计及主变上层油温约束的受端电网转供优化模型。该模型为二次整数规划问题,采用CPLEX工具箱进行求解。最后,通过某实际220kV/110kV受端电网进行仿真分析,验证了文中模型的有效性。
大型机组乏汽余热利用的热电联产供热系统全工况优化

利用电厂乏汽余热构建新型热源方式,是实现火电节能和城市清洁供热的重点方向。为了同时回收多台机组全部的乏汽余热,一种新型多热源梯级供热系统,已应用于国内多座空冷电厂。文中针对该系统的全工况优化开展深入研究:以2×300MW直接空冷机组为原型建立系统供热特性计算模型,引入“供热等效电”作为新型热电联产供热系统的综合能效评价指标;结合热网参数和系统供热量构成的变化规律,以进一步发掘系统节能潜力为目标,提出机组背压调整的优化运行方法。经分析表明在不同设计工况下,采用优化背压运行均可以一定程度降低系统供热等效电W_(eq.s)及单位供热量总成本ct,系统综合能效与经济性得到改善。成果用于指导大型机组乏汽余热利用系统优化运行。
基于改进 ε -约束与采样确定性转化的电力系统日前调度机会约束模型快速求解技术

在可再生能源大规模接入电力系统的背景下,首先建立考虑风电和光伏发电出力不确定的多能源电力系统日前调度机会约束规划模型。为了借助商用求解器对所建大规模调度模型进行快速求解,重点针对多目标问题与机会约束条件的处理进行研究。在多目标优化问题的处理上,从改善Pareto解的分布特性角度对现有 ε-约束法进行了改进,将多目标优化问题转化为含参数的一系列单目标优化问题,通过改变参数的取值,得到多目标优化的Pareto前沿集。针对机会约束条件,提出基于采样的机会约束条件确定性转化方法,将机会约束条件转化为多个混合整数约束条件。根据模型优化变量与随机变量可分离的特性,又对转化模型做进一步简化处理,大大降低机会约束模型的计算时间,实现模型的快速求解。最后基于实际系统的算例验证所提方法的有效性。
考虑安全和经济的电力系统连锁故障协调控制模型

在分析电力系统预防控制和阻断控制互补性的基础上,从降低大停电风险的角度,建立协调安全性和经济性的连锁故障协调控制模型。首先,以系统风险和控制代价为指标,分别评价协调控制模型中系统安全和控制措施代价。其次,采用多目标粒子群算法计算协调控制模型下的Pareto解集,得到协调控制策略集合。最后,利用考虑调度人员偏好的熵权决策理论对Pareto集合进行评估,确定最终的协调控制方案。以IEEE-39系统为例进行仿真研究,结果分析表明,通过合理选择安全偏好和经济偏好,模型可以给出应对不同负载水平和运行方式的协调控制方案,以减少停电损失。
不对称交流电网下MMC-HVDC系统的控制策略

在MMC-HVDC系统中,交流电网不对称会导致MMC换流器交流侧电流不平衡、直流侧出现较大的2倍频电流和电压波动等问题。为解决这些问题,该文建立不对称交流电网下MMC-HVDC系统的数学模型,提出一种带有前馈补偿的交流电流、桥臂环流和直流电流的解耦控制策略及子模块电容电压和直流电压的平衡控制策略,避免了由交流电网不对称引起的功率振荡传播到直流系统,抑制了直流侧电流和电压波动,使得MMC在交、直流系统间起到了“防火墙”的作用。同时,改善了换流器直流侧电流、交流侧电流、子模块电容电压和直流电压控制的暂态性能。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和所提控制策略的有效性。
适应于海岛独立微网的交直流混合风力发电系统及其优化调度策略

独立海岛交直流微电网(independent island hybrid microgrid,IIHM)能有效解决海岛供电难题,但可再生能源出力的波动加剧了交直流子微网的功率不平衡情况,导致功率在传输变换过程中产生较大损耗。因此,该文设计了一种交直流无刷双馈风力发电机(hybrid brushless doubly-fed induction generator,HBDFIG),通过主动调节发电机转速与控制绕组电流频率,可在发电侧将功率按一定比例直接分配到交流与直流子微网。在此基础上,以保障负荷全部供电为前提,以消耗海岛内发电燃料最少为目标,提出了含HBDFIG的IIHM优化发电调度策略。算例结果表明HBDFIG及其优化发电调度策略可减少功率在微网内的传输变换损耗,提高供电效率,延长常规燃料补给周期,降低海岛微网综合运行成本。
考虑分布式电源不确定性的配电网鲁棒动态重构

间歇性分布式电源并网使得配电网网络重构过程需要考虑更多的不确定因素。在利用仿射数对分布式电源出力的不确定性进行合理分析与建模基础上,建立以重构周期内开关动作耗费与网络有功损耗等综合成本最低为目标函数,以网络安全运行为约束条件的配电网鲁棒动态重构模型。为精确求解该数学模型,引入基于最佳等距思想的分段线性逼近方法将原目标函数松弛为线性可解形式,并根据对偶定理将模型进一步等效转化为双层混合整数线性规划问题;最后采用列约束生成算法对模型进行高效求解。修改的PG&E 69节点系统测试分析结果表明,与现有的配电网确定性动态重构方法比较,所提鲁棒动态重构方法在抗系统不确定性扰动方面具有明显的优势。
昆明“2016.4.19”雷暴大风天气过程的中尺度特征分析

利用NCEP再分析资料、昆明多普勒天气雷达和地面加密自动站资料,分析2016年4月19日傍晚出现在昆明地区的雷暴大风天气过程的中尺度特征.结果表明:弱南支槽与切变线配合,高低空急流耦合作用及动量下传共同造成了此次地面雷暴大风天气;层结不稳定,地面辐合线等为其提供了良好的环境条件.本次为飑线过程,存在后侧弱回波区,明显的速度模糊,低层速度大值区、高层辐散、低层辐合、“牛眼”型结构及深厚的中层径向辐合(MARC)等特征,均对提前预报预警地面大风有很好的指示性.地面大风与飑线、地面中尺度辐合线和辐散区密切相关,根据地面辐合线可提前1 h左右预警飑线.
CPR1000核电厂全厂断电事故缓解措施有效性分析

为防止发生高压熔堆,降低安全壳内氢气燃爆的风险,CPR1000型核电厂采取了一系列的严重事故缓解措施。应用新版的MELCOR 2.1程序,针对有无严重事故缓解措施条件下全厂断电(SBO)事故序列进行计算分析,模拟了事故进程中堆芯的状态,对事故过程中氢气的产生、分布及其行为进行了评估。分析结果表明,稳压器卸压功能延伸能够有效防止高压熔堆现象的发生,消氢系统通过在安全壳内的合理布置,可有效降低氢气爆炸的风险,防止了安全壳发生早期失效。
约束向量平衡问题的弱严格有效性

利用集值分析与变分分析方法,在适当的约束品性条件下,建立了带等式与不等式约束的向量平衡问题弱严格有效性的必要最优性条件.同时,在凸性以及仿射性假设条件下,进一步建立了弱严格有效性的充分最优性条件并给出了相应的等价刻画.
基于FDS的核电厂主控室火灾PSA研究

主控室火灾是核安全领域的重要课题,一旦发生事故,会危及操纵员和设备安全,进而影响到核电厂运行和安全停堆的控制,导致堆芯损坏。本文在介绍主控室火灾特点的基础上,在国内率先将火灾动力学模型FDS(Fire Dynamics Simulator)应用到主控室火灾概率安全评价(PSA)中,通过实例分析主控室火灾情境中关键参数的变化规律,讨论主控室火源的热释放速率及操纵员撤离要求,得到主控室主专用安全盘和次专用安全盘火灾导致的堆芯损坏频率分别为1.0×10~(–7)/(堆·年)和2.5×10~(–8)/(堆·年),体现FDS在核电厂火灾应用领域的优势。
时效时间对Fe-Al-Mn-C轻量高锰钢组织以及力学性能的影响

文中通过OM、SEM、XRD、小角中子衍射、拉伸等试验方法对不同时效态下的Fe-10Al-15Mn-0.8C-5Ni-1.4Cu轻量高锰钢进行组织和力学性能的研究。Fe-10Al-15Mn-0.8C-5Ni-1.4Cu钢的密度为6.79 g /cm~3。时效处理后,奥氏体晶粒边界出现碳化物,随着保温时间的延长碳化物长大且变得连续。550 ℃时效2 h后,铁素体内有富铜纳米团簇的析出,导致了铁素体的硬度有所增加,而奥氏体的硬度几乎没有变化。时效后晶界上碳化物的析出使得时效后塑性较差,试样均呈现脆性断裂。
柱前衍生化- 反相高效液相色谱法测定多层共挤输液膜中抗氧剂三(壬苯基)亚磷酸盐的迁出量

目的:建立柱前衍生化-反相高效液相色谱法,对水、0.9%氯化钠注射液、pH 3.5缓冲液、pH 8.0缓冲液和15%乙醇这5种提取介质中抗氧剂三(壬苯基)亚磷酸盐(TNPP)的含量进行测定。方法:通过叔丁基过氧化氢进行柱前衍生化,采用C_8(4.6 mm×150 mm,5 μm)色谱柱,以乙腈-异丙醇(90∶10)为流动相,流速1 mL·min~(-1),检测波长220 nm。结果:抗氧剂TNPP的检测下限为0.4 mg·L~(-1),质量浓度在0.9~18 mg·L~(-1)范围内线性关系良好,5种提取介质中回收率介于92.0%~100.5%,RSD均小于1.7%,溶液24 h内稳定性良好。结论:采用柱前衍生化,不仅提高了溶液的稳定性,而且缩短了分析时间,提高了分析方法灵敏度。
被动陆缘层序地层结构的侧向变化及其启示--以珠江口盆地中中新世13.8 Ma为例

当前层序地层格架的建立依据大多源自于河口附近地层叠置规律的分析,而忽略了地层叠置关系在沉积体侧向上的变化,以至于体系域的划分标准受到沉积体范围的限制,使得层序地层划分方案不具有唯一性,难以开展凹陷内更大范围的地层对比。以珠江口盆地中中新世13.8 Ma的陆坡为例,利用井-震综合分析的方法,详细阐述层序边界(SB)特征、下降体系域(FSST)及低位体系域(LST)的地层叠置样式在侧向上的变化。认为与LST进积体系地震上可侧向追踪对比的一系列上超地层应命名为LST,而不是TST。基于区域等时对比的原则,将LST定义修订为形成于基准面上升早期,以可容空间增加速率小于沉积物供给速率为相标志,同时包含侧向上与之等时对比的一套地层;将HST定义修订为形成于基准面上升晚期,以可容空间增加速率小于沉积物供给速率为相标志,同时包含侧向上与之等时对比的一套地层;将TST定义为可容空间增加速率大于沉积物供给速率,同时排除侧向上与LST和HST等时对比的两套地层。建议被动陆缘层序地层格架的建立方法应以河口、陆架和深水作为一个有机整体,寻找各体系域的"唯一性"相标志,开展三维空间上的系统对比和检验,而非人为的对一个沉积体系分块建立层序地层格架。
塔里木盆地超深致密砂岩气藏储层流体敏感性评价

明确储层流体敏感性及其评价方法对优选入井工作液体系和性能至关重要。超深致密砂岩气藏储层流体敏感性受矿物组成、孔喉特征及高温流体环境等因素的影响,目前行业常用的评价方法已不再适用。以塔里木盆地超深致密砂岩气藏为研究对象,提出了改进的稳态流体敏感性实验评价方法,包括实验全过程模拟地层温度、出口端预加高回压等,并选取12块具有代表性的超深致密砂岩基块样品开展了水敏、盐敏和碱敏实验评价。结果表明:储层基块水敏指数0.41~0.52,盐敏指数0.72~0.73,碱敏指数0.83~0.92。数据对比显示本方法获得的流体敏感性损害程度强于以往室温条件下获得的评价结果,与矿场数据契合度更高。分析认为改进的评价方法能更好地反映储层实际情况,降低实验误差;细微孔喉及发育的粘土矿物是产生流体敏感性的内因;高温条件增大矿物表面水膜厚度、降低有效渗流通道半径,加剧粘土矿物水化膨胀、促进地层微粒分散/运移,加速矿物溶解/沉淀是加剧超深致密砂岩储层流体敏感程度的主要机制。
超深层致密砂岩储层构造裂缝特征与有效性--以塔里木盆地库车坳陷克深8气藏为例

构造裂缝特征分析及有效性评价对库车坳陷克深8气藏致密砂岩储层有利区预测和开发措施的制定具有重要意义。综合利用岩心、成像测井和单井产能等资料,明确了克深8气藏构造裂缝的基本特征与形成序列,分析了构造裂缝发育的影响因素,最后对构造裂缝平面上和纵向上的有效性进行了评价,并提出了开发措施建议。结果表明:克深8气藏的构造裂缝以直立缝和高角度缝为主,部分裂缝被硬石膏、白云石和渗流砂颗粒充填,上新世库车组沉积期形成的第3期构造裂缝是克深8气藏最重要的一期构造裂缝;构造裂缝发育程度受断层、岩性、岩层厚度和沉积微相等因素的影响。背斜高部位的构造裂缝有效性好,是天然气的高产区,现今水平最大主应力方位与构造裂缝优势走向呈大角度相交时,会显著降低构造裂缝的有效性;不整合面对构造裂缝有效性的控制主要集中在距不整合面下方约70 m的范围内。对克深8气藏巴什基奇克组储层的开发措施应以压裂为主,并且优先开发第3砂层组,其次为第4砂层组及以下地层,最后考虑第1、第2砂层组。
鄂尔多斯盆地东部奥陶系古岩溶型碳酸盐岩致密储层特征、形成机理与天然气富集潜力

目前鄂尔多斯盆地东部古岩溶型碳酸盐岩储层的研究相对薄弱,因此开展奥陶系古岩溶型储层形成机理与天然气富集潜力研究可为天然气储量的发现和开发前景评价奠定基础。通过对鄂尔多斯盆地东部奥陶系岩溶储层特征、形成控制因素、天然气富集主控因素与富集潜力的评价分析,认为盆地东部碳酸盐岩风化壳储层较为发育,气源供给充足,源-运-储配置关系良好,具备天然气规模富集的条件。鄂尔多斯盆地盆地东部岩溶储层总体表现为低孔与致密的特征,将孔隙度为3%、渗透率为0.05×10~(-3) μm~2确定为储层物性下限标准;将孔隙直径为30 μm、喉道直径为5 μm界定为储层孔、喉尺度下限标准。有利沉积微岩相、有效岩溶作用和综合成岩作用等共同影响储层形成,半充填型硬石膏结核云岩为最重要的储层类型。研究认为天然气富集主控因素包括:①有效储层发育是天然气富集的基础物质条件;②良好的源-运-储配置关系是天然气富集的关键。总体而言,盆地东部下古碳酸盐岩岩溶储层具备较大的勘探开发潜力。
渤海海域沙西北地区潜山油源及成藏特征

综合地质与地球化学方法,探讨了渤海海域沙西北地区潜山的油气来源及成藏特征。生物标志物参数表明沙西北地区已发现的原油位于沙河街组。曹妃甸2-1油田的潜山储层岩性为碳酸盐岩,潜山的原油具有高的伽马蜡烷指数(G/H)以及相对低4-甲基甾烷参数(4MSI),具有相对轻的正构烷烃碳同位素值(整体轻于-29‰),主要为沙河街组一段(沙一段)的油源。曹妃甸1-6油田为花岗岩潜山储层,潜山的原油具有相对高的4MSI(>0.4),正构烷烃的碳同位素值偏重(重于-29%),可能指示着以沙三为主的油源。曹妃甸2-1潜山直接披覆沙一段,沙一段源岩生成的原油可近距离充注至潜山储层中,为披覆式的源储对接成藏模式。曹妃甸1-6油田上覆为东营组,其丰度与热演化程度低,主要作盖层。歧口凹陷的原油侧向通过砂体运移侧向充注至曹妃甸1-6潜山圈闭中,表现为侧向砂体输导油气成藏特征。通过岩心观察和铸体薄片实验分析了CFD2-1-2井潜山风化壳结构特征,揭示了沙西北地区潜山风化壳结构可能不具备侧向长距离输导油气的能力,与潜山直接披覆接触的有效烃源岩或者发育沟通源储的砂体是潜山油气成藏的基础。
蜂窝状氮掺杂碳材料的制备与氧还原催化性能研究

以壳聚糖作为碳源和氮源、聚苯乙烯(PS球)为模板,采用一步热解法得到蜂窝状结构的氮掺杂有序多孔碳材料。SEM观察表明,与未添加模板剂得到的氮掺杂碳材料相比,添加了模板剂得到的氮掺杂多孔碳材料出现明显的有序蜂窝结构。电化学性能测试结果显示,该蜂窝状氮掺杂有序碳材料的起始电位(0.91 V) 、半波电位(0.77 V)与极限电流密度(3.6 mA/cm2)有明显提高。氧还原电催化性能的提高可能是由于加入PS球模板剂之后产生的蜂窝状结构显著增大了比表面积,同时促进了传质作用,方便产物的脱附,并且提高了碳材料的缺陷程度。
塔里木盆地麦盖提斜坡罗斯2井奥陶系油气藏的TSR作用:来自分子标志物的证据

采用内标物色谱质谱方法,对罗斯2井原油中金刚烷系列、二苯并噻吩系列和硫代金刚烷系列进行了定量分析。罗斯2井原油中金刚烷系列化合物含量、4-甲基双金刚烷+3-甲基双金刚烷含量分别为10 818,331 μg/g,表明原油经历了较强的裂解作用,裂解比例达到90%左右。金刚烷指标表明原油成熟度在1.6%以上。罗斯2井原油可以检测到完整的硫代单金刚烷、硫代双金刚烷和硫代三金刚烷系列,硫代金刚烷、硫代单金刚烷、硫代双金刚烷和硫代三金刚烷含量分别为192,160,26和6 μg/g。高含量的硫代金刚烷表明罗斯2井原油的TSR强度大于绝大多数塔中地区下奥陶统鹰山组原油。TSR作用导致罗斯2井原油具有较高含量的二苯并噻吩,含量为8 201 μg/g,使得原油二苯并噻吩/菲比值(DBT/P)增加,导致C_0-/C_1-DBTs和C_1-/C_2-DBTs比值增加。
多断湖盆构造控砂与沉积充填过程--以渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷东部始新统为例

构造控砂一直为断陷盆地分析调查工作的重点和难点。综合井-震、岩心和镜下鉴定资料,以渤海湾盆地济阳坳陷沾化凹陷东部始新统沙四上亚段-沙三段(SQ1-SQ3)为例,探讨构造主导下的控砂机制和沉积充填过程,取得认识如下:1)Ⅰ级构造转换带奠定盆地宏观构造-沉积格局,多阶构造坡折叠合湖平面升降控制三级层序内部体系域之间的砂体加积与沉积体系旋回性变化,Ⅱ级构造坡折和次级断层控制体系域内局部输砂系统和砂体展布,陡坡带往往不利于碎屑物质注入湖盆; 2) SQ1-SQ2存在孤北和孤南两个独立输砂系统,SQ3两个输砂系统合二为一,SQ1主要发育进退积不明显的、小而多的扇三角洲,SQ2开始发育三角洲、(半)深湖和滑塌砂体,SQ3主要发育大型三角洲,(半)深湖区广泛发育滑塌砂体; 3)构造活动通过构造转换带、坡折带、次级断层和陡坡带等主导多断湖盆控砂机制和沉积充填过程,气候仅可强化或弱化前者的控制作用,但不会改变盆地充填过程。
钒钛磁铁矿对烧结及炼铁的影响分析

研究了烧结配矿中钒钛磁铁矿用量对烧结利用系数、燃耗和低温还原粉化率的影响,结果表明,烧结矿中TiO_2含量增加1个百分点,烧结产量下降11.1%,固体燃耗增加3.99%,RDI_(+3.15 mm)降低3.96个百分点;根据烧结低温还原粉化率与高炉产量和燃料比的影响关系,将使得高炉铁水产量降低3.04%,焦比增加11.01 kg /tHM。通过本分析,可定量地评估钒钛磁铁矿对烧结、高炉炼铁的影响。
渤海湾盆地南堡凹陷异常压力系统及其形成机理

渤海湾盆地南堡凹陷异常压力现象普遍发育,但对于凹陷中不同构造带异常压力的刻画与成因机制的探讨却较为薄弱。利用357口井1 354个钻杆测试数据(DST)和重复地层压力测试数据(RFT),测井曲线资料等,详细刻画了不同构造带的压力结构特征。研究表明:南堡凹陷地层压力系统纵向上可划分为3个带,浅部常压带(<1 800 m)、中部过渡带(1 800~2 400 m)和深部异常高压带(>2 400 m)。沙三段发育大规模异常高压,压力系数最高达1.9,超压带顶界面深度约为2 400 m;老爷庙构造带中、浅层发育低幅度超压带,压力系数约为1.2;滩海地区东一段和东二段局部发育异常低压。利用数值模拟技术和垂直有效应力-声波时差判别图版等方法,并结合烃源岩生排烃过程综合分析等,深入探讨了南堡凹陷不同异常压力系统的形成机理,研究认为:①深部沙三段的大规模超压主要来源于东营时期的泥岩不均衡压实作用,生烃作用也有一定贡献,但相对前者贡献较小;②明化镇时期,生烃作用是最主要的增压机制,而欠压实作用贡献则相对有限;③中浅层低幅超压带来源于深部超压的"传导",开启的断裂带为其传递通道;④东营末期的区域抬升剥蚀作用引起岩石骨架孔隙回弹和流体收缩,是形成本区异常低压的主要原因。
阿舍勒铜矿喷锚网支护主要参数的优化研究

基于施工安全、方便,以及降本增效的目的,以下盘沿脉巷道(断面4.7×3.7,1 /4三心拱)为例,在Ⅳ级和Ⅲ级围岩条件下,对阿舍勒铜矿喷锚网支护的2个主要参数(喷层厚度及锚杆间排距)进行了优化研究。结果表明,Ⅲ级围岩条件下,合理的锚杆间排距为1.0 m×1.0 m、喷射混凝土厚度60~ 80 mm;Ⅳ级围岩条件下,合理的锚杆间排距为0.9 m×0.9 m、喷射混凝土厚度80 mm。研究成果可在保证矿山安全开采的前提下,为矿山节约成本、创造经济效益。
国外某高磷硅鲕状铁矿选矿工艺研究

针对国外某高磷硅鲕状铁矿进行了选矿工艺研究。通过矿石性质分析查明了该矿难选的原因,并确定了阶段磨矿-弱磁选-反浮选脱磷硅联合选矿工艺流程。结果表明,采用推荐工艺,可获得Fe品位65.68%的磁铁矿和Fe品位55.58%的赤铁矿,总回收率达到78.92%。
贵州菱锰矿高梯度磁选过程中矿物结构及其磁性能变化

通过一粗一扫高梯度磁选实验,讨论了磁选过程中贵州菱锰矿各阶段矿物的结构、磁性能与分选效果之间的关系,结果表明,所有阶段产品均具环内顺磁行为,且在较小的局部区域内,它们具有不同的矫顽力。磁滞回线的对比分析表明,铁磁性矿物(黄铁矿的氧化物)在菱锰矿物磁选中交互作用,导致无法分离,也很好验证了总铁含量居高不下,其一直伴随着菱锰矿。
四川绵阳某氧化铅锌矿浮选工艺研究

对四川绵阳某氧化铅锌矿进行了浮选工艺研究。采用先硫后氧、先铅后锌的选别方案,经两粗一精一扫选铅、三粗两精一扫选锌,在磨矿细度-0.074 mm粒级占90%条件下,得到了产率12.77%、铅品位66.10%、铅回收率88.23%、含锌2.87%、锌回收率3.18%的铅精矿和产率18.76%、锌品位45.32%、锌回收率73.81%、含铅1.62%、铅回收率3.18%的锌精矿,全流程铅金属总回收率91.41%、锌金属总回收率76.99%。
露天石灰石矿山岩质边坡坡角优化设计研究

基于赤平投影图解法、极限平衡法以及数值模拟方法,提出了提高矿山开采量的思路:先统计分析矿山边坡的优势结构面,然后基于数值模拟软件3DEC,模拟计算在优势结构面组合的影响下其局部台阶边坡的稳定性,优化并得到局部台阶边坡在优势结构面组合的影响下能保持稳定状态的优化边坡角。最后,基于极限平衡理论,利用Slide对边坡角优化设计方案进行稳定性验算,并求得边坡在自然工况、爆破工况、地震工况下的稳定性系数,以提高设计方案的安全储备,最终提高矿产资源的开采量。以四川省兴联矿区的石灰石边坡为研究对象验证了该方法的可行性,结果表明,考虑优势结构面最不利组合对边坡稳定性的影响时,计算得出的最优边坡角为50°,相比于此前设计的边坡角45°提高了5°,从而提高了矿山的开采量。本文提出的边坡角优化思路可以提高矿山开采效率和经济效益。
永磁复合电机直驱游梁式抽油机的应用

为了实现低速大转矩运行,传统游梁式抽油机一般由原动机(通常为感应电机)经过皮带和齿轮箱减速驱动。各驱动环节的额定效率较高,但是抽油机在运行过程中的负载变化幅度较大,平均负载率较低,造成驱动系统的平均效率较低。同时,皮带和齿轮箱润滑油属于消耗品,需要定期更换,还存在一定的安全和环境污染隐患。随着设备运行时间的延长,高速旋转的感应电机、磨损老化的皮带和齿轮箱均会发出较大的噪音。基于上述原因,研制了基于同心式磁性齿轮原理的永磁复合电机,该永磁复合电机具有高效高转矩密度的特点,取代抽油机原有的传动系统,直接驱动游梁式抽油机曲柄旋转。现场实际应用表明,该型抽油机在大庆油田、中原油田和辽河油田取得了较满意的效果。
再生水不同灌水水平对土壤酶活性及耐热大肠菌群分布的影响

为了探讨再生水不同灌水水平对土壤酶活性和环境污染指示菌耐热大肠菌群分布的影响,采用室内土柱灌水实验,研究再生水、自来水不同灌水水平对土壤酶活性和耐热大肠菌群分布的影响.结果表明: ①在土壤酶活性方面,相同灌水水平下,与自来水处理相比,再生水灌溉处理提高了土壤脲酶和蔗糖酶活性;再生水不同灌水水平对比分析表明,充分灌水处理显著提高了土壤蔗糖酶活性和深层土壤过氧化氢酶活性. ②在土壤耐热大肠菌群分布方面,相同灌水水平下,与自来水灌溉处理相比,再生水灌溉显著提高了土壤耐热大肠菌群数量;再生水不同灌水水平对比分析表明,充分灌水处理显著增加了土壤耐热大肠菌群数量; 4个处理的表层土壤耐热大肠菌群数量均显著高于深层,且随着灌溉时间的推移,0~ 60 cm各土层的土壤耐热大肠菌群数量存在降低趋势. ③通过对土壤耐热大肠菌群数量与土壤酶活性的相关性分析表明,土壤耐热大肠菌群数量与土壤脲酶和蔗糖酶活性呈极显著正相关,与土壤过氧化氢酶活性呈显著正相关.因此,再生水灌溉促进了土壤C、N循环转化酶的活性,合理控制再生水灌水水平可以有效阻控土壤耐热大肠菌群的数量.
水力喷射微小井眼水平井流动耦合模型及影响规律

水力喷射微小井眼水平井可以在储层中快速建立起几十米的流动通道,从而实现“一井多层,一层多眼”开采,被认为是可提高单井产量、降低成本和有效保护油气层的潜力技术。针对微小井眼参数设计的问题,建立了油藏入流和井眼流动耦合的多微小水平井眼产能计算模型,研究了井眼参数对产能的影响规律,并应用正交试验法评价了各参数的敏感性。结果表明,微小井眼水平井产量受井眼参数影响的敏感性强弱顺序依次为分支数目、井眼长度、井眼直径、分支夹角,最主要的影响因素为分支数目和井眼长度。微小井眼水平井井眼参数设计的一般原则是分支夹角不小于90°,各井眼在垂直于主井筒的平面内均布,钻井工艺水平允许的前提下尽量增加分支数目、井眼长度和直径。
鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界泥岩地球化学特征及地质意义

利用对沉积环境敏感的元素或者元素组合可以定性或半定量地恢复古沉积环境。通过鄂尔多斯盆地临兴地区上古生界31件泥岩样品的主量元素、微量元素以及稀土元素的分析测试,对沉积水体的古盐度、古气候、古水体氧化还原环境以及古物源特征进行了探讨。结果显示:①Ba元素含量以及Sr/Ba比值的变化特征反映古盐度从上石炭统本溪组和下二叠统太原组到下二叠统山西组、中二叠统石盒子组和上二叠统石千峰组明显降低,沉积环境从海相到陆相变化;②Sr含量、Mn含量、Sr/Cu和FeO/MnO指示上古生界从本溪组到石盒子组沉积期的古气候温暖潮湿,但太原组沉积期存在一段干旱期,石千峰组沉积期为干旱气候;③V/ Cr、Ni/Co以及REE等对沉积水体氧化还原环境的指示性较差,通过泥岩颜色和有机质含量可推断上古生界水体由本溪组、太原组以及山西组的还原环境转化为石盒子组和石千峰组的氧化环境;④临兴地区具有明显的轻稀土富集特征,但从本溪组到石千峰组,轻稀土的富集性变差,Ce含量表现为基本正常或轻微负异常,Eu表现为“V”型逐渐变弱的负异常;⑤上古生界的CIA指数显示物源区受到中等—强烈风化。综合稀土元素分析表明,临兴地区的物源来自鄂尔多斯盆地北部的阿拉善—阴山古陆。
固井水泥浆侵入对近井壁水合物稳定的不利影响

中国青藏高原多年冻土区蕴藏有丰富的天然气水合物资源,在此区域进行常规油气固井时产生水合物的几率较大。在井内压差作用下,固井水泥浆容易侵入含水合物地层内部并贴近水合物水化放热,改变水合物相平衡条件并诱发水合物分解,导致固井质量降低甚至失效。以青藏高原木里地区含水合物多年冻土层为研究对象,采用室内模拟实验和数值模拟计算相结合的方法,研究了固井水泥浆侵入对近井壁地层中水合物的影响。研究结果表明,在多年冻土区水合物地层进行常规油气固井作业时,渗入井周地层的固井水泥浆只需22 min即可导致其渗透距离内的水合物发生不同程度的分解,且距离井壁约1倍井径的范围内的水合物将全部分解,直接导致井壁失稳和固井质量低劣。
低积累水稻品种联合腐殖酸、海泡石保障重镉污染稻田安全生产的潜力

以某铅锌矿开采区周边重镉污染稻田(全Cd含量为2.52 mg·kg~(-1))以及Cd低积累型晚粳稻品种嘉33为对象,研究了Cd低积累水稻嘉33与改良剂腐殖酸、海泡石联合对重镉污染稻田的农产品安全输出的保障潜力.结果表明,重镉污染稻田上嘉33仍表现出良好的低镉积累特性,改良剂腐殖酸、海泡石单独或联合投加,可降低水稻各器官中Cd的积累,以及茎对根吸收的Cd和精米对茎中Cd的转运系数,且降低量随着改良剂施用量的增加而增加.当施用5.250 t·hm~(-2)的腐殖酸、或6.750 t·hm~(-2)的海泡石、或1.125 t·hm~(-2)的腐殖酸和3.375 t·hm~(-2)的海泡石搭配施用均可使嘉33精米中Cd含量低于国家的限量指标(GB 2762-2012),其精米中Cd含量分别为(0.171± 0.01)、(0.184± 0.01)和(0.181± 0.01) mg·kg~(-1).腐殖酸单施、海泡石单施以及腐殖酸与海泡石配施均能促进土壤Cd向残渣态、铁锰氧化物结合态转化,显著降低土壤中有效Cd含量,降低Cd的生物有效性,进而降低了水稻各器官中Cd含量.其中海泡石单施、腐殖酸与海泡石配施降低土壤中有效Cd含量效果优于腐殖酸单施.同时,相比于腐殖酸单施、海泡石单施,腐殖酸和海泡石搭配施用对土壤养分的影响更趋友好,除了土壤碱解氮含量无明显性变化外,对应的土壤速效磷、速效钾及有机质含量均随改良剂施用量增加而升高.综上结果,意味着在重镉污染土壤上,低Cd积累水稻品种联合腐殖酸和海泡石配施是实现重镉污染土壤安全生产的优选措施.
广西西江流域农田土壤重金属含量特征及来源解析

为探明西江流域农田土壤重金属污染分布特征及主要影响因素,采集2 187个农田土壤样品,测试其重金属含量.采用地统计理论与GIS空间插值相结合的方法研究重金属元素的空间结构和分布特征;利用潜在生态风险指数作风险评估;采用相关性分析和主成分分析等多元统计方法解析重金属来源.结果表明,西江流域农田土壤7种重金属元素在土壤中均有一定程度的富集,其中重金属Cd富集情况最为明显,独立样本r检验结果显示,旱地土壤与水田土壤重金属含量存在显著差异(P< 0.05),水田土壤Cd含量显著高于相应旱地土壤;西江流域农田土壤Cd存在较高的潜在生态风险.相关分析和主成分分析结果显示,土壤中Pb、Zn、As、 Cd、Cu的富集是由矿业活动、交通和污水灌溉等人为因素引起的,Ni和Cr则受成土母质等自然因素影响较大.从空间分布上看,流域上游As、Cd、Pb、Zn、Cu高含量区均分布于刁江流域及大环江流域,其中Cd高值分布范围最广,南丹县大厂车河地区高值样点最为密集,说明矿区活动给当地农田土壤造成了一定程度的重金属污染.
紫色土壤有机碳活性组分对生物炭施用量的响应

土壤有机碳(SOC)是土壤最重要的组成部分,土壤活性有机碳是引起土壤碳库变化的关键,为研究在不同施用量生物炭还田下土壤有机碳及其活性组分的影响,本试验在重庆国家紫色土肥力与肥料效益长期监测基地测定了无物料还田(CK)、生物炭还田(8 000 kg·hm~(-2),BC)、0.5倍生物炭还田(4 000 kg·hm~(-2),0.5 BC)、2倍生物炭还田(16 000 kg·hm~(-2),2 BC)配施化肥处理下的紫色土丘陵区油菜/玉米轮作制中土壤有机碳及活性组分含量.结果表明: ①施用生物炭可以显著提高土壤有机碳的含量(P < 0.05),在一定范围内,生物炭的施用量与土壤有机碳含量成正比.适量的生物炭施入土壤后,土壤微生物量碳(SMBC)含量上升,但0.5BC和2BC处理下土壤微生物量碳反而减少.生物炭不同施入量均可提高土壤可溶性碳(DOC)和土壤易氧化碳(ROC)的含量,其中0.5BC处理的含量最高,分别为198.83 g·kg~(-1)和4.86 g·kg~(-1). ②生物炭的施用均显著降低了土壤微生物熵和ROC/SOC,其中0.5BC处理最低,分别较CK处理下降了20.45%和4.11%,而2BC处理最高. 0.5BC和BC处理均能提高DOC/SOC,且0.5BC处理显著高于BC处理.总体上,虽然生物炭还田微生物活性较低,但土壤有机碳及其稳定性较高,有利于土壤有机碳积累,促进土壤固碳.同时适量的生物炭还田可以持续稳定增长土壤有机碳含量,少量生物炭0.5BC处理还田可提高土壤中可溶性有机碳和易氧化有机碳含量.
温度和pH值对铁盐型氨氧化过程氮素转化的影响

近年来,在厌氧条件下,以Fe(Ⅲ)作为电子受体氧化氨氮的现象(Feammox)逐步受到研究者的关注.通过对由厌氧氨氧化(ANAMMOX)污泥驯化而来的Feammox污泥进行活性恢复,研究了pH值和温度对Feammox过程氮素转化的影响.结果表明,经过40 d运行,Feammox污泥活性获得恢复,环境中存在明显的氨氮转化和总氮去除,产物主要为硝酸盐和气态氮.亚硝酸盐一直处于2 mg·L~(-1)以下. pH值和温度对Feammox过程氮素转化的影响很大. Feammox过程pH值7和温度为30℃时,总氮去除量相对最高,去除率均达到50%以上. pH值为6.5时,氨氮的转化量最高为80.2%. Feammox反应过程中,铁离子的化合物沉淀及在污泥表面包裹是导致反应器持续运行和反应机制探索的主要干扰因素.
东太湖水产养殖对沉积物中氨氧化原核生物的影响

本研究旨在了解东太湖水产养殖区表层沉积物中氨氧化微生物的群落特征.以编码氨单加氧酶的α亚基(amoA)基因为标记,通过实时荧光定量PCR技术(real-time qPCR)分析环境中好氧氨氧化原核生物的丰度;通过构建克隆文库、测序,进而划分操作分类单元(OTUs)构建系统发育树,分析氨氧化微生物的群落结构与多样性.分析养殖区和对照区表层沉积物中氨氧化微生物群落结构和多样性发现,养殖区中氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的丰度更高而对照区中氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)的丰度更高; AOA在养殖区多样性更高,AOB在对照区多样性更高; AOA在养殖区和对照区沉积物中的优势类群均为Nitrosopumilus,AOB在养殖区和对照区沉积物中的优势类群相同均为亚硝化螺旋菌属(Nitrosospira).水产养殖主要通过影响沉积物中的氨氮含量来影响AOA和AOB的丰度,养殖过程会影响AOA的群落结构而对AOB的群落结构则无明显影响.
柳江盆地浅层地下水硝酸型水特征和成因分析

近年来地下水硝酸盐污染状况越来越严重,人类活动对地下水的影响加剧,不仅造成污染,甚至改变了地下水的水化学类型,出现了硝酸型地下水.本研究以柳江盆地为例,分析了该地区浅层地下水中硝酸型水的特征和影响控制因素,探讨了硝酸型水的研究意义.结果表明,柳江盆地浅层地下水中硝酸盐污染严重;在全区211组有效数据中,硝酸型水占比20.9%,主要分布在研究区东南部,北部山区分布较少且零散;根据硝酸型水的特征可将其划分为高TDS硝酸型水和低TDS硝酸型水,高TDS硝酸型水的TDS和总硬度浓度均较大,且浓度范围较广,低TDS硝酸型水的TDS和总硬度浓度值和浓度范围均较小;硝酸型水的形成主要受人类生活污水、农业施肥、化粪池和垃圾渗滤液下渗等影响,其中,高TDS硝酸型水的污染负荷通常高于低TDS硝酸型水;通过对硝酸型水的分析研究,能够尽早发现污染并不严重但已有污染趋势的区域,以便及时进行地下水的污染防治,避免水质进一步恶化.