mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
壳聚糖活性污泥复合吸附剂在含铬废水处理中的应用

为了解壳聚糖活性污泥在废水处理中的吸附性能,提高其吸附重金属离子的应用能力,采用壳聚糖包埋固定活性污泥,制备了壳聚糖活性污泥复合吸附剂,考察了发泡剂量、固化液浓度、交联剂浓度对吸附能力的影响。结果表明:不同固化液浓度、发泡剂量、交联剂浓度对壳聚糖活性污泥在含铬废水处理中的吸附能力均不同。其中2.0g/L氢氧化钠(NaOH)固化液、质量百分比为10%的NH_4HCO_3为发泡剂、体积分数为2.5%的环氧氯丙烷(ECH)作交联剂处理Cr~(6+)浓度为10mg/L的铬废水时,效果最佳。该复合吸附剂的制备研究一方面为污泥的资源化利用、变废为宝探索新的途径,另一方面也为污水的处理提供新的方法。
中国草地生态系统水源涵养服务时空变化

生态系统服务已成为国际上生态学和经济学研究的热点,水源涵养是草地生态系统重要的服务之一,是植被、水与土壤相互作用所产生的综合功能的体现。基于降水贮存量法,利用草地植被覆盖度确定水分调节参数,估算了中国不同区域、不同时段下草地生态系统的水源涵养量。通过前后两个10年(20世纪80年代末—2000年、2000—2010年)年平均水源涵养量的对比分析,评估中国草地生态系统水源涵养服务功能时空变化。结果表明,前后两个10年相比较,我国草地生态系统年平均水源涵养量增加了22.15亿m~3/a,水源涵养服务功能保有率上升了4.80%,草地生态系统水源涵养服务功能有所提升。
片麻岩坡面花生不同生长时期水土及养分流失规律

通过室内人工模拟降雨的方法,研究了花生不同生长时期片麻岩坡面水土流失和养分流失特征。结果表明:花生不同生长时期产流产沙量不同,总体流失量均呈现出0 d>20 d>40 d>60 d,与对照(0 d)相比,花生60 d坡面产流量减少了38%,产沙量减少了47%;不同生长时期坡面养分流失量随生长天数的增加而减少,与对照(0 d)相比, 60d坡面氮磷钾养分流失量分别减少了75%,45%,70%,降雨过程中硝态氮流失量始终高于铵态氮流失量;不同生长时期坡面养分流失量表现为钾流失总量>氮流失总量>磷流失总量,养分流失总量与产沙量之间方程拟合系数均达0.98以上,有着显著的正相关性;花生不同生长时期片麻岩坡面磷钾的流失主要以泥沙结合态为主,氮素流失为溶解态氮与泥沙态氮共存。
基于耕地质量和空间聚类的县域基本农田划定———以湖北省团风县为例

为了实现基本农田保护政策“优质集中”的具体要求,以湖北省团风县为例,首先基于耕地自然质量、水利基础设施、区位条件、空间形态构建了4个因素11个评价指标的评价指标体系以反映耕地质量的空间差异性,随后使用K均值聚类法对耕地的综合质量等级进行划分,建立了基于耕地质量和空间聚类的基本农田划定方法。结合上级下达的基本农田保护指标确定团风县入选基本农田的耕地面积为16 333hm~2,且相应的耕地质量总分值均大于76.21,团风县基本农田大多分布在长江沿岸平原区。通过使用基于多因素加权求和模型获得的基本农田划定结果对此种方法进行验证,并基于景观格局指数对两种方法进行对比分析,这种方法不仅可行,而且能更好地实现基本农田划定中的质优和集中的目标。
4种植物直根抗折力和抗折强度的研究

以柠条(Caragana microphylla)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、沙柳(Salix psammophila)和白沙蒿(Artemisia sphaerocep)的直根为研究对象,采用TY-8000伺服式强力机进行两端固定式折断试验,研究了土体内的根系受到径向折断力作用时,不同径级直根的抗折力和抗折强度。结果表明:在1~6mm径级范围内,4种植物直根抗折力随根径的增加均呈幂函数增长趋势,抗折强度随根径的增加呈幂函数减小趋势;在a=0.05的显著水平下,4种植物直根平均抗折力、抗折强度种间差异性均显著。随着径级的增加,柠条、沙柳、沙棘和白沙蒿4种植物直根平均抗折力范围分别为 (79±5.8)~(1 119±104.46),(32±6.12)~(410±36.1),(12±1.5)~(141±6.2),(8±1.2)~(100±2.56)N,直根平均抗折强度范围分别为(62±9.68)~(43±4.01),(25±3.82)~(15±1.42),(8±1.01)~(6±1.29),(6±0.61)~ (4±0.14)MPa。1~6mm径级范围内,4种植物种内径级间平均最大折断变形量差异性不大,平均最大折断变形量排序为柠条(16.77mm)>沙柳(14.7mm)>沙棘(11.22mm)>白沙蒿(8.68mm)。
1961-2010年中国参考作物蒸散量变化趋势与时空格局

根据甄选的中国529个气象台站1961—2010年的观测资料,利用联合国粮食及农业组织(FAO)推荐的Penman-Monteith模型估算了全国年际参考作物蒸散量,探究了中国1961—2010年参考作物蒸散量变化趋势与时空格局。结果表明:(1)通过对中国参考作物蒸散量的年变化趋势进行分析,发现1961—2010年参考作物蒸散量先有下降趋势(1961—1993年),下降幅度不大,后又有缓慢的回升(1994—2010年),但总体呈下降趋势;(2)通过对各站近50年参考作物蒸散量平均值的时空分布进行分析,发现中国西北地区和西南地区明显大于东北地区和中部腹地; (3)中国参考作物蒸散量时空分布主要影响因素是风速和气温(气温影响范围广,风速影响程度大),也与中国地形复杂、面积广阔、经纬跨度大、各地气象条件差异导致作物蒸散能力差异有关。
且末绿洲沙漠过渡带防护林工程小气候效应研究

为了探讨沙漠绿洲过渡带不同林龄的防护林对区域内小气候的影响,揭示风速、温度、湿度等气象要素的时空变化规律,针对且末绿洲边缘区块状防护林生态屏障,设置了5个观测点,采用小型自动气象站对防护林区和裸露流沙区的风速、空气温度、湿度进行连续同步观测。结果表明:(1)相对裸露流沙地,梭梭林(2a,5a,7a林龄),17a林龄混交林防风效能分别为5.26%,31.57%,42.10%,78.94%。混交林(17a)的防风效能显著高于梭梭林(2a,5a,7a林龄),但各防护林防风效能随着风速的增大有所下降。(2)防护林可以降低区域内的日均气温,且林龄越大,降温效果越明显;但达到一定年限后,降温效应不再增强。(3)夜晚裸露流沙区气温高于防护林区,白天混交林(17a)区气温显著高于裸露流沙区。(4)防护林可以增加空气湿度,林龄越大,增湿效应越强,防护林区夜晚的增湿效应高于白天。
阿尔泰山不同海拔梯度天然冷杉林土壤特征及肥力综合评价

以新疆阿尔泰山天然冷杉(Abies sibirica)林地土壤为研究对象,分析和比较了不同海拔梯度下土壤理化性质,利用相关分析和主成分分析法对4个海拔梯度下土壤肥力的整体水平进行了综合评价。结果表明:(1)各海拔土壤颗粒百分含量大小顺序均表现为粉粒>砂粒>黏粒;(2)随海拔的升高,土壤各化学指标和土壤有机碳矿化组分都表现出不同程度的变化,pH值表现为低海拔高于高海拔,土壤有机质、全氮、活性有机碳和缓效碳含量呈现先降低后增加的趋势,而有机碳矿化率则逐渐下降,并在1 700m之后出现明显降低;(3)土壤有机活性碳、矿化碳含量与土壤有机质、全氮、速效钾含量等土壤因子密切相关,但pH值和有机碳矿化率的影响不明显;(4)土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、活性碳和缓效碳含量是综合评价土壤肥力的重要指标。最后通过主成分分析法计算综合得分得出,阿尔泰山不同海拔梯度冷杉林土壤肥力由高到低为:1 500~1 700m>1 300~1 500m>1 900~2 100m>1 700~1 900m。
相关规划产生水土流失影响评价研究

为了在生产建设中更好兼顾生态建设,对生产建设相关规划实施产生的水土流失问题进行科学客观的预测与评估,进而提出有效的治理手段和措施。该文在分析国外经验和做法,调研国内各地开展相关规划征求水土保持意见工作的基础上,采取查阅文献资料和专家咨询讨论的方式,遴选了相关规划产生水土流失影响的评价指标,构建了评价指标体系。并采用层次分析法确定了各指标权重。为相关部门制定规章制度和管理办法提供了技术支持,为各地相关规划征求水土保持意见工作的开展提供了技术支撑。
喷灌配套耕作措施对土壤物理性质及玉米生长的影响

针对东北雨养区中心支轴式喷灌机的发展,和对与之配套的耕作与农艺管理措施的迫切需求,以玉米为研究对象,分别在2014年及2015年在东北西部内蒙古通辽地区开展了中心支轴式喷灌机喷灌条件下鱼鳞坑、深松及深松 +鱼鳞坑耕作等配套耕作措施对土壤物理性质及玉米生长影响的田间试验研究。结果表明:与传统免耕相比,不同耕作措施均能有效降低0—40cm深度的土壤容重,提高土壤孔隙度和土壤饱和导水率,从而改善了土壤结构;虽然深松、深松+鱼鳞坑两个处理之间玉米的产量没有显著差异,但是采用深松、深松+鱼鳞坑耕作措施可以增加玉米的茎粗和株高,并提高穗部干物质积累速率、穗干重比例和百粒重,有利于玉米的增产。
退耕还林还草工程实施对洛河流域土壤侵蚀的影响

退耕还林还草工程是中国实施的重要生态环境建设与保护工程,对区域植被覆盖及土壤侵蚀产生重要影响。以洛河流域(陕北黄土高原部分)为研究对象,利用流域通用土壤侵蚀方程(RUSLE),结合流域降雨、土壤类型、DEM、植被覆盖等数据,定量分析了2000—2010年退耕还林还草工程实施对流域土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)洛河流域2000—2010年耕地面积减少,林地、草地面积增加,土地利用变化主要发生在2000—2005年;(2)洛河流域2000— 2010年土地利用变化导致植被NDVI平均值增大,耕地变化区域植被NDVI值增加幅度高于耕地未变化区域,表明耕地变化区域植被NDVI增加对耕地区域总体植被NDVI值增加贡献较大;(3)降雨侵蚀力和退耕还林还草工程实施对土壤侵蚀具有明显的影响。受降雨侵蚀力增大影响,2000—2010年洛河流域土壤侵蚀呈增加趋势;不考虑降雨侵蚀力变化情况下,洛河流域土壤侵蚀呈减少趋势,反映出退耕还林还草工程实施对土壤侵蚀的减缓作用。
黄土丘陵区不同植被类型枯落物持水效能研究

选择陕北绥德县王茂沟流域5种不同退耕还林植物枯落物进行浸水试验,对其枯落物蓄积量、持水量与吸水速率进行了分析。结果表明:(1)5种植被类型枯落物贮量大小排序为苹果林>油松林>白羊草草地>杏树林>榆树林;枯落物层厚度与枯落物贮量存在对数关系:y=4.55ln(x)-8.74(R~2=0.8);枯落物层贮量与枯落物水储量存在指数关系y=0.69e~(0.22x)(R~2=0.7);(2)枯落物层的最大持水量变化范围为1.57~5.79mm,有效拦蓄量变化范围为0.89~3.02mm,枯落物有效拦量表现为苹果林>油松林>白羊草草地>榆树林>杏树林;(3)不同植被枯落物吸水速率随时间的变化过程较为相似,在2h内吸水速率呈直线下降,24h各植被枯落物吸水速率基本为0,达到最大持水量。对不同植被类型枯落物持水效能的研究,可以为解决黄土高原生态水资源短缺及水土流失治理提供理论基础及科技支撑。
不同施氮量对高粱产量及植株养分积累的影响

利用控制性的大田试验栽培技术,连续2a采用氮的添加试验,研究了不同施氮量(CK、低氮LN、中氮MN、高氮HN)对高粱(Sorghum bicolor)产量及植株养分积累的影响。结果表明:施氮处理下高粱植株株高、根长、叶面积指数、茎粗、地上和地下生物量均高于对照,随着氮浓度的增加,高粱植株生长各指标以中水平施氮(MN)处理下达到最大,说明施氮能够促进高粱的生长,但氮肥在高用量时可能会产生轻微抑制作用;施氮对高粱植株叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖含量均有明显的促进作用,不同施氮处理下高粱叶绿素a和b、可溶性糖和可溶性蛋白含量呈先增加后减小的趋势,说明施氮能够促进高粱叶片叶绿素合成;高粱植株不同部位的碳、氮、磷和钾积累量表现出较大的差异,穗部的碳、氮、磷和钾积累量最高,其次是叶片,根部碳、氮、磷和钾积累量最低,其中不同部位的碳、氮、磷和钾积累量均表现为MN>HN>LN>CK,由此表明了施氮能够增加高粱碳、氮、磷和钾的积累量;施氮对高粱植株养分的影响表现为一定程度的增加效应,随施氮量的增加高粱植株养分呈先增加后降低的趋势,表明了高粱植株在一定程度上对养分的累积作用,其增幅随施氮量的增加而增加。Pearson相关性分析表明,施氮量与株高、茎粗、单株叶面积、单株干重、籽粒产量、穗数和千粒重呈现出显著性相关关系,由此表明,施氮量与高粱主要性状以及养分吸收息息相关,在高粱高产高效栽培中起着重要的作用。
喀斯特石漠化演替中植物多样性及其与土壤理化性质的关系

为探明西南喀斯特石漠化演替过程中植物多样性演变规律、土壤理化性质的变化趋势以及土壤理化性质对植物多样性演变的影响,选取西南典型石漠化区贵州黔西县猴场为研究区,采用野外样方调查和室内试验分析方法,运用方差分析、多重比较、相关性分析等数理统计手段,研究了喀斯特石漠化不同演替阶段植物群落物种多样性、土壤理化特性以及二者的内在关系。结果显示:石漠化环境植被物种组成简单,植物多样性的4种指数均偏低,均匀度指数、多样性指数变化与石漠化等级演替有明显耦合关系;土壤理化性质在不同等级石漠化环境土壤中也具有显著差异,且随着石漠化等级的增加呈现先退化后逐渐改善的演变趋势;喀斯特石漠化土壤理化性质与植物多样性指数具有明显的相关性,喀斯特石漠化环境土壤理化性质的变化极易影响植物多样性的特征。研究结果对我国西南喀斯特森林生态保护和石漠化生态系统恢复重建具有明显的理论意义和实践指导价值。
海洋污损生物数据管理系统的设计与构建

固着或栖息在船舶和人工设施水下部位的海洋污损生物, 会对人们的涉海活动产生不利影响, 其群落的形成和发展过程与温度、盐度、深度、季节、海域、浸海时间、离岸距离和附着基类型等多种因素密切相关。为便于系统分析和综合处理各海区污损生物资料, 理清各要素之间的内在关系, 需要一个能将上述因子与生物群落参数有机地结合起来的数据平台, 将分散、零星的资料予以归纳整合并通过网络共享, 以更好地为生产实践和科学研究服务。本研究采用Internet技术, 应用ASP.NET框架和MySQL数据库, 使用MS Visual Studio 2013设计并开发了服务端部署在Windows 7或Windows Server 2008 R2 (推荐)操作系统上的海洋污损生物数据管理系统, 实现了基于网络的海洋污损生物数据集成、储存与管理, 可完成来源不同、时相变化和海区多样的污损生物数据资料的集成与储存, 能通过单一或多种组合条件进行查询和检索, 并可根据用户的需要导出多种格式的检索结果报表。该系统具备操作简便、方便网络共享、易于升级更新和开拓新功能等特点, 能有效满足科研、生产和管理部门的需要。
不同覆膜处理对土壤水热效应及春玉米产量的影响

为探讨生物地膜在农业生产中的适用性,采用田间试验的方法,设置了普通地膜覆盖、生物地膜覆盖及不覆盖3个处理进行对比研究,对3种覆盖方式下土壤温度、土壤水分变化规律及玉米生产性状指标进行了对比研究。研究结果表明:玉米生育前期,生物地膜保温、保墒效果显著,且与普通地膜处理差异不显著(p>0.05),但均显著高于不覆膜处理(p<0.05);玉米进入生育中后期阶段,生物地膜降解破损,保温、保墒效果减弱,玉米生育中期3种覆盖方式下各土层土壤平均温度差异性显著(p<0.05),生育末期,生物地膜保温保墒效果几乎丧失,土壤水热状况与不覆膜处理无显著性差异,且显著低于普通地膜覆盖(p<0.05);生物地膜与普通地膜相比玉米产量及生产性状指标差异不显著(p>0.05),但均显著优于不覆膜处理(p<0.05),平均较不覆膜增产19.48%和20.41%,水分利用效率高22.18%和22.56%。研究结果可为河套灌区可降解生物地膜在农业生产中的应用提供理论基础。
再生纤维素结晶度影响因素的研究进展

纤维素是自然界中最丰富的可再生资源,具有量大价廉、可再生、再生周期短、可生物降解和环境友好等诸多优点。但由于其结构特点,使天然纤维素的应用受到很大的限制。而将其溶解后再生,可拓展纤维素的应用前景。针对应用目的不同,对再生纤维素的结晶结构要求也不同。本文主要综述了溶解体系、溶解时间、溶解温度、溶解浓度、沉淀剂类型、沉淀方式、干燥方式等再生条件对再生的纤维素结晶度的影响。
基于最小累积阻力模型的贵阳市景观生态安全格局构建

贵阳市是我国典型的喀斯特地区,水土流失严重,生态环境脆弱。在生态重要性、景观连通性和生态需求分析的基础上进行生态源地识别,根据土地覆被状况、人为干扰程度和夜间灯光数据构建了生态阻力面,基于最小累积阻力模型识别生态廊道网络,在此基础上构建了贵阳市域和市区的景观生态安全格局。结果表明:(1)贵阳市最重要和重要生态斑块总面积5 393.43 km~2,主要分布在西部和北部;生态用地斑块的景观连通度总体较高,其中园地最好,林地最差;生态需求较高的区域主要分布在人口密集的城市建成区周边。生态源地占总面积的18.56%,集中分布于北部及西南部红枫湖、百花湖等区域;(2)贵阳市生态廊道总长为933.58 km,其中关键廊道长287.6 km,沿东北向西南方向延伸。现状廊道遍布市域,主要为河流水系;潜在廊道和关键廊道98%都为林地,主要分布于北部和西部生态环境较好的山地丘陵区;(3)市区景观生态安全格局中,生态源地主要集中在百花湖、红枫湖、香纸沟、相思河等风景区,花溪湿地和南明河作为市区关键廊道纵贯南北。最后,在此基础上提出了“保护和建设并重、区县间统一规划的”生态系统管理对策,为贵阳市生态环境建设提供切实可行的科学指导。
细菌性疾病的新疗法——噬菌体疗法

在败血症等一些严重细菌性疾病的防治上,传统的抗生素法出现了越来越严重的细菌耐药性、残留等问题,因此,噬菌体疗法等一些非抗疗法日渐受到人们的广泛关注。现对噬菌体分类和生物学特征,以及国内外利用噬菌体防治动物和人类细菌感染疾病的临床试验结果进行阐述和评价,并分析噬菌体疗法的优缺点。噬菌体疗法表现出许多抗生素法无法比拟的优势,是一种非常有发展前景的替代抗生素治疗的新方法。
超高压双器身结构的变压器设计与电磁分析

由于超高压变压器采用独立调压结构(分为主体变压器和调压变压器),此结构变压器占地面积大,安装、调试和维修工作复杂。因此,提出一种新型器身结构,为双器身共箱式结构,即主体变压器和调压变压器设计在同一油箱内,可使占地面积大大减小,并降低了安装、调试和维修工作的难度。首先利用三维有限元分析方法,结合超高压双器身变压器的磁路特点,建立“磁场–电路”耦合数学模型,计算分析该产品漏磁场,并对金属结构件磁密、损耗进行计算和分析。同时,采用能量法对产品短路阻抗进行求解,最后通过实验值定量地分析此结构对短路阻抗的影响。结果表明:采用调压变压器新结构后,油箱磁密幅值降低了0.01 T;夹件磁密幅值降低了4.16%;夹件损耗降低了8.1%,短路阻抗略有增加,增加的最大幅值为2.56%,并通过与实验数据的对比得到计算误差<2%,验证了计算的有效性。通过计算与分析表明,新结构与原结构的产品特性变化不大,新结构符合生产技术要求。
基于分布模型的变压器差异化预警值计算方法

变压器是电力系统的枢纽设备之一,其运行的可靠性直接关系到电力系统的安全运行。针对现有标准中油中溶解气体注意值选取存在气体种类不全面、变压器分类过去粗狂等问题,提出了一种变压器油中溶解气体体积分数和产气率的差异化注意值及警示值的计算方法。该方法基于大量的现场油色谱数据,对数据按照固有属性进行分类,之后构建各个分类下溶解气体体积分数和产气率的分布模型,再将各电压等级分类下的变压器的缺陷率和故障率与累积概率相关联,最后利用逆累积分布函数计算不同属性下油中溶解气体体积分数和产气率的注意值和警示值。计算了不同电压等级下的变压器的油中溶解气体的注意值和警示值,实现变压器的产异化评估。基于现场实例对文中所提方法进行验证,结果显示:相对于传统预警值,使用本文所提方法计算出的预警值能够有效减少漏报的发生;且对于所使用的现场实例,预警准确率达到100%。
采用地表电位和磁感应强度进行变电站接地网故障诊断的效果对比

为有效提高变电站接地网导体故障诊断的准确性,以某35 kV变电站为依托,基于量纲相似原理设计和定制了不规则形状的接地网模型,根据接地网模型的地表电位和地表磁感应强度的计算结果,通过模拟典型故障,对采用地表电位和磁感应强度诊断接地网典型故障的测试结果进行了对比,总结了接地网典型故障时地表电位和磁感应强度的变化规律,据此提出了基于灰色关联理论的接地网状态评价指标。结果表明,接地网导体节点处电位较高,网孔上方地表电位略低;导体上方磁感应强度较高,且激励电流注入点处的地表磁感应强度最大;所提出的接地网导体健全度评价指标可准确判断接地网故障类型和故障位置。
基于改进EEMD和Cohen类的局部放电信号联合时频分析

局部放电信号特征提取及模式识别是电力设备状态评估和故障诊断的关键,基于局部放电波形的时频分析能够全面获取波形特征,但目前常用的时频分析方法存在交叉项干扰问题,会产生“虚假信号”。为解决该问题,提出将集合经验模态分解(EEMD)和Cohen类分布结合的方法应用于局部放电信号的时频分析,并运用回归型支持向量机(SVR)抑制EEMD端点效应。利用指数衰减振荡函数加入Gaussian白噪声和窄带干扰来模拟电力设备高频电流局放信号。结果表明,该方法能够准确辨识出特征脉冲信号,且在保证信号项时频聚集性的同时,有效削弱信号内部交叉干扰项。利用该方法对变电站现场实测局放信号进行时频分析,所得结果验证了其在现场干扰环境下的有效性和实用性。
基于热电效应的变压器绕组材质鉴别方法

研究变压器绕组材质鉴别方法,检测是否存在铝变压器冒充铜变压器的现象,避免给电力用户带来的安全隐患和经济损失。为此,提出了一种基于热电效应的变压器内部绕组材质无损鉴别方法,基本原理是铜和铝的Seebeck系数差异。理论推导得到了变压器绕组回路热电势值与绕组材质的关系。建立了试验平台,对变压器进行升温,通过热电势来判断绕组材质。试验结果表明铝变压器的热电势值明显高于铜变压器,相对判断阈值有一定的裕度。通过仿真和试验的验证,该方法的鉴别准确性较高,且试验操作简单,时间周期短,具有较高的工程应用价值。
抑制变压器直流偏磁的电容隔直装置优化配置

高压直流输电单极运行时产生的接地极电流会导致其附近变压器出现直流偏磁,影响交流电网的安全运行。由于偏磁电流在电网中存在多条流通路径,在某变压器中性点安装电容隔直装置虽能明显抑制该变压器中的直流电流,但往往引起相邻变压器偏磁直流增大。为此,考虑自耦变压器接线特点和电网拓扑结构,引入有效偏磁电流来描述直流接地极电流对变压器的影响,提出以所有变压器的有效偏磁电流都小于允许限值为约束条件,以隔直装置的安装数量最少为优化目标的优化模型,应用基于改进轮盘赌选择法的遗传算法求解电容隔直装置的优化配置问题。以溪浙直流输电工程金丝接地极附近的受端电网为例,求解了不同有效偏磁电流限值下电容隔直装置的优化安装方案,与未优化的安装方案相比较,所需安装装置的数量可减少50%以上。
考虑热学特性的高压IGBT模块暂态模型

为准确描述高压柔性直流输电技术中绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块中IGBT与二极管的开关暂态、热学特性及其关系,提出了一种考虑热学特性的高压IGBT模块暂态模型。该模型包括IGBT模块暂态模型和热学特性模块,采用机理推导、电气等效等方法,无需提取器件底层参数和求解复杂半导体方程,大大减少了计算量。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建模型测试电路与SABER通用模型,与实验测量结果进行对比分析,以验证模型有效性。结果表明,所提出的模型不仅可以实现电路仿真中IGBT模块的各种运行状态,还可以在小步长下模拟其电压电流尖峰、拖尾电流、Miller平台、二极管反向恢复等开关暂态特性,并考虑了温度损耗等对器件参数的影响。因此,该模型可用于柔性直流输电系统仿真、电磁干扰和损耗分析及控制策略等方面的研究。
大型变压器绕组轴向固有频率振动分布特性与试验分析

为了分析在线运行状态下变压器绕组固有频率的分布特性和在线识别绕组轴向压紧状态,根据圆环电流空间磁场分布,建立了大型变压器漏磁场的解析模型,分析了绕组安培力分布情况;然后对绕组每层线饼作静力分析,考虑预紧力、自身重力和轴向安培力稳定分量对变压器绕组固有频率的影响,分析了负载状态下绕组固有频率的分布特征;最后给出轴向安培力交流分量作用下变压器绕组的轴向受迫振动反应和由振动产生的动生电动势的成分。研究结果表明,轴向安培力稳定分量作用下变压器绕组固有频率分布特征为:绕组两端线饼的固有频率减小、绕组中部线饼的固有频率增大。在变压器绕组100 Hz的轴向振动与50 Hz的漏磁场作用下将产生阻碍磁通变化的150 Hz和50 Hz分量的动生电动势。
用于高压直流输电线路的新型横差保护方法

为提高双极直流输电线路单端保护的可靠性和速动性,提出了一种基于特定频率电流的横差保护方法。首先,基于直流滤波环节的阻抗特性,选取特定频率电流;然后利用直流线路故障谐波计算模型,分析了直流线路区内、外故障时,直流分流器处特定频率电流及其横差值的特征。分析研究发现,区内故障时,可能出现的特定频率电流横差值的最小值明显大于区外故障时的特定频率电流横差值;利用该特征构造了直流线路区内、外故障判据;此外,还发现单极线路故障时,故障极线路分流器处特定频率电流比非故障极的大,利用该特征提出了一种故障选极方法。由于该保护方法采用600 Hz的频率电流作为保护判据,因此理论上2 kHz的采样频率即可满足保护需求;该保护采用特定频率电流横差值实现故障判别,克服了传统仅利用单端暂态谐波电流幅值的保护无法区分线路末端和区外故障的缺陷。仿真结果表明,该保护方案能可靠地区分区内、外故障,实现故障类型判别,且在一定的不对称运行方式下同样适用。
电网电压不平衡时模块化多电平换流器直接功率补偿控制策略

为了进一步提升电网电压不平衡时模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)的电能传输质量,在αβ 坐标系下提出一种无需交流电流正负序分离的MMC直接功率补偿策略,并对电网电压不平衡时MMC交流侧功率和瞬时功率进行了理论分析;针对MMC的零序环流将进入直流侧引起直流电压/电流2倍频波动的问题,基于比例谐振控制器设计了环流抑制控制器;最后在PSCAD中建立仿真模型验证所提出的控制策略和理论分析。仿真结果表明:在电网电压不平衡工况下,在消除负序电流和抑制有功功率波动2种控制目标下,MMC直流电压均可能出现2倍频波动,所设计的直接功率补偿控制系统可以分别有效地抑制网测负序电流或交流侧有功功率的2倍频波动,环流抑制控制器可以有效抑制直流侧2次波动。
电流源型机电混合式直流断路器在特高压直流输电系统中的应用

传统机械式直流断路器通过在直流电流上迭加一个振幅逐渐增大的振荡电流来制造一个“人工电流零点”,完成电路开断。这将导致该断路器在开断时会承受很大的正向电流,增大对断路器开关触头的损伤。针对传统直流断路器存在的这一缺点提出了一种新型电流源型机电混合式直流断路器,利用电力电子器件构造换流电路,控制产生大小和波形均可控的叠加电流,在产生过零点的同时减小电流的正向幅值,能有效减小高压直流断路器分闸时产生的电弧,减小对直流开关触头的损伤,延长其寿命。通过MATLAB/Simulink仿真验证了该断路器成功开断工况电流和故障电流,并大幅降低了正向电流。进一步以正在筹建的蒙西特高压直流工程为例,通过PSCAD/ETMDC仿真平台,模拟该断路器作为直流金属回路转换开关成功开断直流线路故障电流并保持系统电压稳定的过程。仿真结果验证了所提出的新型直流断路器能够快速有效地开断直流线路故障电流,可以作为单极闭锁的后备动作方案。
计及换流站运行方式的交直流混合配电系统潮流计算方法

针对含有VSC-MTDC的交直流配电网络,在充分考虑交流侧三相不平衡建模和VSC换流站运行控制方式的基础上,提出了一种交替迭代潮流计算方法。讨论了潮流计算时换流站主从控制、下垂控制等多种运行方式下的节点等效处理方法。在交流潮流计算时,将换流站等效为虚拟发电机节点,并采用了可计及三相不平衡的潮流计算方法。通过对改进的IEEE13节点算例的计算分析,表明所述方法可以灵活处理交直流配电网主从控制、下垂控制等多种运行方式并快速收敛,同时通过多端直流可以有效降低分布式电源接入对交流电压分布和三相不平衡的影响,在此基础上可以进一步开展交直流混合配电网三相不平衡补偿控制与运行优化方面的研究。
采用虚拟电抗的孤立微网负荷按比例分担控制方法

有功功率–频率(P–f)、无功功率–电压(Q–U)下垂控制在微网逆变器中得到广泛应用,但它无法同时实现不等容逆变器之间P和Q的按比例分担,可能会导致逆变器之间的巨大功率环流,即使和虚拟阻抗相结合也无法解决这一问题。为此,从理论上分析了上述问题的根本原因,并提出了一种新的负荷按比例分担控制方法,保留传统的P–f下垂、舍弃Q–U下垂并同时加入虚拟电抗,按照逆变器额定容量的反比选择虚拟电抗的大小,并分析了采用该方法后微网的稳定性问题。研究结果表明:该方法能在逆变器之间无通信的前提下以较高准确度同时实现不等容逆变器之间P和Q的按比例分担,Matlab仿真验证了该方法的有效性。
高压失电时斩波串级调速系统逆变侧电子保护电路的设计

针对斩波串级调速系统高压失电时接触器保护和快切保护不能有效保护设备内电力电子器件的问题,设计了带电子保护电路的主回路拓扑结构,分析了高压失电时斩波串级调速系统的暂态过程;在模拟带载试验平台上对电子保护电路的调速系统进行测试。测试结果表明,高压失电时调速系统不投电子保护和投入电子保护的故障冲击电流分别为额定值的10~12倍和2~3倍;电子保护电路中限流阻值越大,故障冲击电流越小;故障电流的理论计算值与实测值基本相符,相对误差<3%;验证了电子保护电路能有效解决有源逆变结构下的高压失电或者逆变颠覆的问题。
500 kV线路绝缘斗臂车带电作业安全距离试验

为了给500 kV带电作业用绝缘斗臂车的安全使用提供技术依据,通过试验研究确定了绝缘斗臂车带电作业的安全距离。首先结合实际线路和车辆,针对使用绝缘斗臂车在500 kV单回线路直线塔进行带电作业时的各典型工作位置的安全距离进行了1:1模拟工况的操作冲击放电试验研究。结果表明,作为大型导电悬浮体的工作斗降低了组合间隙的击穿电压约15%。依据试验结果,通过危险率计算分析确定了海拔1 000 m地区500 kV绝缘斗臂车带电作业的中相最小安全距离和组合间隙分别为3.8 m和4.7 m,边相最小安全距离和组合间隙分别为3.2 m和3.8 m。考虑到工作斗的长度和导线距塔身的间隙,当工作斗的位于导线和塔身的间隙之中时,安全距离和组合间隙难以满足要求。因此当使用绝缘斗臂车在500 kV直线杆塔上开展带电作业时,工作斗不应进入边相导线和杆塔之间以及中相塔窗。
利用储能系统平滑光伏波动的模糊聚类经验模态分解方法

为了平滑光伏输出功率,提出一种基于模糊聚类经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)的储能系统控制方法。通过对光伏信号的频谱分析,利用EEMD滤波分成高频和低频两部分,光伏低频分量作为光伏并网功率信号,高频信号接入储能系统吸收;使用储能电池荷电状态值、平滑波动率值状态作为约束条件,利用模糊控制算法,自适应在线调整EEMD滤波阶数,通过模糊自适应控控制器,实现了更好平滑光伏波动。对比定阶EEMD光伏功率储能控制策略,仿真实例表明,该方法可以充分使用储能系统平抑光伏功率波动,稳定储能荷电状态。
风电场孤岛直流外送系统的稳定控制

为了解决常规直流不能单独送风电的问题,分析了风电场孤岛直流外送系统的不稳定性机理,指出风电场不能与高压直流系统配合的原因在于“缺少不平衡功率自动消除机制”,基于此提出一种解决方法,即在送端交流母线处附加VSC装置及其稳定控制策略,使送端电源整体接近电压源外特性并具备不平衡功率消除机制。一方面,VSC为DFIG提供了三相电压旋转矢量,保证DFIG的正常运行;另一方面,反馈VSC电容电压,根据电容电压的变化来反映直流送端系统频率变化,通过频率变化调节直流输送功率从而消除直流送端系统不平衡功率,实现了系统稳定运行的目标。基于所提出方法进行了实时数字仿真器(real time digital simulator, RTDS)的闭环验证,实验结果表明,此方法建立的不平衡功率消除机制,是解决风电场与传统直流单独配合问题的可行方法,且所需VSC装置容量仅为直流传输容量的1%左右。
兼具无功补偿与有源滤波功能的新型融冰装置

为解决直流融冰装置利用率较低的问题,将直流融冰装置与静止无功发生器(STATCOM)结合,研究了一种新型的直流融冰装置—集约型直流融冰装置,将装置融冰容量与动态无功补偿容量分开优化配置。该装置利用12脉动直流融冰装置的整流变压器将STATCOM逆变器接入电网,可以使整流变压器得到充分利用,并提供动态无功支撑、改善融冰运行时的电能质量,有效提高了装置利用率。对集约型直流融冰装置的融冰、无功补偿和稳压等功能开展了仿真研究,验证了该装置的可行性。最后对安装在湖南郴州福冲变的集约型直流融冰装置进行试验研究。结果表明,集约型直流融冰装置的融冰容量为28 MW,动态无功补偿容量为±20 MVA,具有显著融冰效果,可有效提高系统电压稳定性,使得220 kV母线电压正偏差下降了0.92%,220 kV母线负序不平衡下降了0.93%。此外,该装置可有效滤除系统低次谐波,使得220 kV母线电压总畸变率下降了0.4%,各次谐波电流减少了0.1~0.3 A。试验结果验证了集约型直流融冰装置的可行性与正确性。
双直流母线直流微电网的协调控制

为便于不同电压等级的直流负荷接入直流微电网,设计了基于双直流母线构架的直流微电网协调控制策略。双直流母线直流微电网由2电压等级不同的独立直流微电网通过双向DC/DC变换器连接构成。将锂电池超级电容组成的混合储能系统应用于直流子网中,并根据双向变换器两侧子网的电压–功率下垂特性,对两侧电压进行了归一化处理,提出了适用于连接2直流子网的双向DC/DC变换器下垂控制;最后,通过dSPACE验证了系统协调控制策略的可行性。实验结果表明,此控制策略可以根据2直流子网电压大小有效控制子网间的功率传输,实现了整个系统功率的平衡,提高整个系统的运行可靠性。
Z-源/准Z-源逆变器拓扑的演绎机理

为合理选择、设计新型Z-源逆变器(ZSI),需准确理解和把握众多Z-源/准Z-源逆变器拓扑的内在联系。通过分析传统Z-源逆变器的特点、工作原理及拓扑演绎的可行性,结合现有Z-源/准Z-源逆变器拓扑的特征,提出了其拓扑演绎的位置变换原理、替代原理及增强原理,并详细阐释了每一原理的含义及其演化方法。应用替代原理和增强原理,还可演化出多种新型Z-源逆变器拓扑,如带抽头电感的非对称ZSI拓扑和对称增强型ZSI拓扑等,以满足工程应用。研究结果表明:在输入电压为48 V、直通占空比为0.17、调制比为0.8的实验条件下,根据上述原理演绎得到的新拓扑的输出电压为80 V,明显高于传统拓扑的35 V及改进型拓扑的45 V。
高光伏渗透率配电网中分布式储能系统的优化配置方法

为促进分布式光伏与配电网协调发展,提高配电网对光伏发电的消纳能力,研究了高光伏渗透率配电网中分布式储能的优化配置方法。从分布式电源投资者的立场出发,并兼顾电网管理者的利益,以储能配置总容量为优化目标值,同时引入电网电压波动改善指标,以配电网运行状态、储能荷电状态、运行状态为约束条件,提出了高光伏渗透率配电网中多点分布式储能系统选址和定容的双层优化方法。并在下层优化模型中同步考虑储能与光伏出力、负荷间时序的配合,制定储能充放电的优化运行策略。最后通过河北承德地区配电网算例验证了所提方法的有效性和可行性,仿真结果表明采用该方法后储能配置容量可以减少85%,同步考虑储能、光伏、负荷的配合后电压改善指标可以提升18%。
基于氢储能技术的双馈风力发电系统基本架构及其建模

针对风力发电系统面临能量输出不稳定、低电压穿越能力弱等问题,提出将氢储能系统安装在双馈风力发电机组变流器中间直流母线处,构建了基于氢储能技术的双馈风力发电系统的基本架构。进一步,利用宏观能量表示法(EMR)建立了基于氢储能技术的双馈风力发电系统的模型,并基于EMR反转规则建立了系统的最大控制框架。在此基础上,基于MATLAB/Simulink搭建了基于氢储能技术的双馈风力发电系统的仿真模型,并进行了仿真验证,结果表明了氢储能系统能够平抑风电输出功率波动及提高系统的低电压穿越能力,同时验证了所建EMR模型的正确性。
基于二阶锥规划的有源配电网SNOP电压无功时序控制方法

智能软开关(soft normally open point, SNOP)是一种代替传统联络开关可进行实时功率控制的电力电子装置,在正常运行时主要提供有功功率的传输,当电压问题突出时,SNOP可进行电压无功控制。为此,首先建立了SNOP电压无功控制问题的时序模型,该模型数学上属于大规模非线性规划问题,给计算求解带来较大的挑战;通过采用凸松弛技术将其转化为二阶锥模型,实现该问题的快速、准确求解;最后,采用IEEE 33节点算例,对所提出的优化模型与求解方法进行了分析与验证。结果表明,利用SNOP在有源配电网中进行电压无功控制,可以有效地缓解电压波动、降低系统损耗;基于二阶锥规划的求解方法在保证求解最优性的同时,极大地提高了计算效率。
采用二进制蚁群模糊神经网络的配电网故障分类方法

配电网故障后的准确分类可以增强故障维修的针对性,因此针对配电网故障分类的研究对快速恢复供电具有重要意义。提出一种基于二进制蚁群算法(BACA)与模糊神经网络(FNN)的故障分类系统,该系统适用于中性点非有效接地的中低压配电系统。利用经验模态分解(EMD)提取故障后2 ms暂态信号中的高频成分,基于数理统计方法构造了推理系统的特征向量,研究了不同故障工况下的特征向量变化规律。利用二进制蚁群算法对模糊神经网络权值进行优化,克服了其搜索速度慢、易陷入局部极小值的缺点。在ATP-EMTP中根据实际情况构造了计算模型,利用计算结果对推理系统进行训练。测试样本与现场实验结果表明,所提出的故障分类方法的准确度高、适应性强。
基于多时段信息融合的配电变压器运行状态评估模型

为了更加全面准确地评估配电变压器的运行状态,基于多时段信息融合构建配电变压器运行状态评估模型。建立状态评估函数对定量指标进行评估;综合2类集值统计专家估价法,引入专家评估信任因子对定性指标进行评估;综合相似度聚类分析和模糊层次分析法进行评估指标的最优权重分配;基于多变量灰色预测模型和改进证据理论融合多时段状态信息以评判配变的综合运行状态。基于该评估模型对54台配变进行状态评估,通过比较每台配变的状态评估结果和其实际运行工况,得到该模型的评估准确率约达96.296%,验证了该评估模型的可行性,为配变状态评估提供了一种新的思路。
面向电动汽车路面无线充放电的移动微网

以城市交通中的电动汽车充放电网络这一典型的信息物理系统为应用背景,提出移动微网的概念。分析了电动汽车路面无线充放电的移动微网特点,并研究了其典型的体系结构。基于电动汽车无线充放电网络和交通网络特点,建立了移动微网的分析模型。研究了移动微网优化运行的改进差分进化算法,考虑电动汽车行驶中充放电及交通信息,可实现对节点功率正常、紧急及故障情况下的优化控制。仿真结果表明:移动微网正常运行时,通过电动汽车移动电能实现节点间20%以上的功率转移,提高20%左右太阳能消纳量,故障情况下根据电动汽车可用移动储能容量最大限度实现对配网重要负荷的支撑。
大规模风电接入的智能电网多类型柔性负荷分级优化调度

针对消纳智能电网中大规模的风力发电导致的运行调度难度增大的问题,建立了多类型柔性负荷分级优化调度模型,将柔性负荷分为工业高载能负荷、商业聚合负荷、智能家用负荷3类,并根据容量大小排序使其分级参与电网调度。综合风电消纳率最高、日负荷峰谷差最小和柔性负荷利用率最大3个子目标,构造了带权极小模理想点函数,并利用引入非线性递减惯性权重的粒子群算法进行求解。最后,以某地区配电网为例进行分析,分析结果表明多类型柔性负荷的分级优化能有效提高风电消纳率、缩小峰谷差并增加柔性负荷的利用率,从而验证了所提的柔性负荷分级优化方案的合理性。
基于改进流形正则化极限学习机的短期电力负荷预测

为提高短期电力负荷预测的精度与效率,提出一种改进流形正则化极限学习机的短期电力负荷预测方法;首先,为了改善极限学习机(ELM)的泛化性能与效率,并解决随机初始化参数导致极限学习机存在的潜在问题,采用流形正则化理论优化极限学习机;其次,针对流形正则化极限学习机中参数的选择,以及流形正则化极限学习机隐层节点选择的问题,提出将贝叶斯优化算法(BOA)融入到流形正则化极限学习机中以优化流形正则化极限学习机(MRELM)。最后,通过实验数据分析,改进流形正则化极限学习机预测方法将预测平均相对误差降低到了1.903%,30次实验的平均相对误差的方差降低到了1.9‰,平均单次运行时间降低到了6.113 s。
基于混合储能技术的光储式充电站直流微网系统协调控制

基于混合储能的电动汽车充电站直流微网协调控制技术的研究对于维持直流微网母线电压的稳定、提高微网系统的经济效益都具有重要意义。提出了以飞轮和蓄电池混合储能作为光储充电站直流微网系统的储能形式,其中飞轮用于平滑高频功率波动和部分低频功率,蓄电池用于平衡基准功率以维持母线电压平滑稳定。并设计了直流母线5层电压(分层)协调控制策略,实现了微网系统中光伏发电、电动汽车充放电、负荷功率需求的协调控制。针对孤岛运行和并网运行中的5种不同工况,在Matlab/Simulink软件平台上对所提出的控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明,在所有工况下,所提控制策略都能使直流母线电压在不同电压层间有效切换,维持光储充电站直流微网系统的直流母线电压平衡,实现了整个系统的灵活、可靠运行,因此该控制策略具有可行性和有效性。
曝气池曝气管布置方式对流速分布影响的数值模拟研究

曝气池是活性污泥法污水处理工艺的核心设备,探明曝气池内的流场结构旨在提高其氧转移效率和污水处理效率。采用欧拉-欧拉多相流模型和标准k-ε 紊流模型(FLUENT 6.3)对一典型的推流式曝气池进行了数值模拟研究,通过分析曝气管分别布置在曝气池一侧和曝气池中间时池内的流速分布规律,比较各特征断面的流速不均匀系数和气液两相之间的速度差,发现当曝气管布置在一侧时池内流速更加均匀,气液两相之间的速度差值更小,有利于曝气池内气液两相的稳定混掺;通过分析比较不同时刻曝气管中心纵向断面的气相体积分数分布图,得出当曝气管布置在一侧时气相体积分数分布均匀。流场结构与气相体积分数分布规律皆有利于气液两相之间发生氧传质,从而提高氧气利用率,并减少能耗。研究成果可为污水处理工程设计优化提供一定参考。
面向能源互联网的配电系统规划关键问题研究综述与展望

处于能源互联网环境下的配电系统,受交通系统、天然气系统等多系统交互影响,是能源互联网运行过程的核心环节。结合能源互联网内涵与特征,分析了能源互联网环境下的配电系统关键技术特征,提出从微电网规划、主动配电系统规划、配电系统与天然气系统协同规划、配电系统与交通系统协同规划4个关键技术领域对面向能源互联网的配电系统规划理论进行研究的思路。综述了配电系统规划过程中各个关键技术领域的研究成果,深入探讨了目前规划方法中需解决的规划模型、求解算法、不确定因素处理等关键理论问题,并针对相关领域进行了展望。
城市电网智能化关键技术

智能化是城市电网发展的必然趋势和方向,也是解决城市电网所面临问题的有效途径。为此,探讨了城市电网智能化所面临的新需求和新问题,基于传统城市电网与现代城市电网的对比分析,按照“物理–信息–高级应用”的多层次技术架构体系,从网架结构、电网设备、信息支撑、高级分析应用等方面较全面地综述了现代城市电网智能化所涉及的新技术和新方法,并对未来城市电网智能化的技术发展方向进行展望。
基于变化范围法的汉江中游水文情势变化规律分析

河流水情对河流生态系统起着决定性作用,以河流的变化范围法(Range of Variability Approach, RVA)来分析建坝对河流水文情势的影响,这对保护河道生物群和河流生态的完整性十分必要。应用变化范围法评估汉江中游襄阳站和宜城站1952—2013年的水文情势变化,以突变年1974年为界分析水文指标变化偏差率和水文改变度,使用流量的等级、频率、历时、发生的时间分布和变化率这5组水文指标进行分析评价,量化了汉江中游水文变化的程度。研究表明,由于丹江口大坝蓄水,引起襄阳和宜城站点的水位普遍降低,襄阳站的水位整体为高变化度,宜城站的水位整体为中变化度。分析结果可为汉江下游水文情势评价提供参考,为水资源管理提供技术支撑。
基于最小累计阻力模型的生态用地空间布局优化

综合分析生态用地保护重要性与建设用地扩张的经济潜力、耕地保护的政策约束,协调社会经济发展与生态保护的矛盾。运用景观安全格局分析方法,结合最小累计阻力模型,从水资源安全、生物多样性保护、灾害防护和景观游憩4个层面,采用累计修正求和的方式构成高明区重要生态用地空间。其次,以核心型生态用地为生态保护的源,以生态系统服务功能和生态价值当量作为生态保护的阻力,以基本农田保护区作为来自农业生产的阻力,以建设用地开发经济适宜性作为来自建设用地扩张的阻力,综合考虑三者间的平衡。结果表明,综合3种过程的生态重要性分区结果从数量上和空间分布上均与实际情况和规划目标吻合度较高,生态核心区和控制区为实施生态空间保护提供重要依据。
国外农作物秸秆利用政策法规综述及其经验启示

发达国家在农作物秸秆利用方面取得丰富的经验和研究进展。中国的秸秆利用管理政策和法规尚不完善。分析国外农作物秸秆利用政策和法规,总结其成功经验,以资中国借鉴。发达国家秸秆利用方式以秸秆还田循环利用为主。为了实现秸秆资源的充分利用,许多发达国家出台了有针对性的政策与法规。国外秸秆利用政策主要集中在目标政策、投资扶持政策(财政政策)、税收与信贷优惠政策、政策激励机制4个方面。国外有关秸秆利用的法规主要包括农业类法规和能源类法规2大类。借鉴国外先进经验,提出了完善中国秸秆利用政策与法规的建议:一是明确秸秆利用的主导方式和目标,二是加大政府投资扶持力度,三是制定并实施税收和信贷优惠政策,四是建立政策激励机制,五是完善和制定有关秸秆利用的法规和条例。
猪舍环境适宜性模糊综合评价

猪舍环境是影响猪健康水平、生长和繁殖的重要因素,对养猪生产起着决定性作用,受到广泛的关注。然而,猪舍环境是由多个环境因子相互耦合而形成的复杂的非线性时变系统。对各环境因素适宜性的描述并不是一个确定的数值,而是在一定范围内的模糊概念。目前,针对猪舍环境优劣评价大多仅限于单一环境因素,缺少基于多个环境因素的猪舍环境适宜性综合评价研究。因此,该文构建了评价指标体系和权重,根据猪舍养殖环境标准建立各环境因子的隶属度函数,提出了基于模糊集理论的猪舍多环境因子适宜性综合评价方法。以美国普渡大学SERB猪舍环境监测的24组数据为例对该文提出的方法进行了验证,结果表明,该文建立的猪舍环境适宜性模糊综合评价方法比单一环境因素的评价更加全面,能科学合理地反映出猪舍环境质量状况,可以很好地为猪舍环境调控提供数据参考。
不确定条件下土地资源空间优化的弹性空间划定

不确定条件下的资源环境管理可减少未来风险,提高政策有效性;土地资源具有空间特性,其优化过程中的不确定性最终会传递到空间上形成弹性空间,因此,探索不确定条件下土地资源优化的弹性空间划定具有重要理论与现实意义。该文首先分析了土地资源优化面临的不确定因素,并用区间数表示不确定指标,以区间优化模型测算了不同用地数量的弹性区间,再根据适宜度标准与空间扩张连续性要求设计了一种空间优化方法,用该方法把土地利用结构弹性区间表达在空间上形成其弹性空间,并以扬州为例做了实证研究。研究表明弹性空间是土地资源优化配置不确定性在空间上的表现;弹性空间划定可提前感知并应对不确定性的影响,有利于提高土地政策有效性;该研究为现行规划中弹性空间划定提供了理论依据与技术支持。
基于最小累积阻力模型的三峡库区耕地面源污染源-汇风险识别

耕地所引起的农业面源污染是三峡库区主要生态环境问题之一。该文设置距离长江干流0~20、20~40、40~60和60~80 km的缓冲区,对库区耕地源景观划分4个等级,依据耕地面源污染过程,在获取地形、地貌、气象、水文、土壤和植被等方面的主要自然影响因子的基础上,构建影响耕地面源污染的阻力基面,借助最小累计阻力模型测算不同等级源景观阻力面,并通过自然断点法对阻力面进行5个等级的源-汇风险分级(极低风险区、低风险区、中风险区、高风险区和极高风险区),以此识别影响库区耕地面源污染的源-汇风险格局,结果表明:①库区一级源耕地占总耕地面积的50%以上,越向外围延伸耕地分布空间越小,且重庆库区的分布多于湖北库区,旱地的分布多于水田;②在耕地源景观所处的缓冲区范围内,阻力面偏小,并围绕源景观向外呈现不断增大的趋势,且水田源景观阻力面大于旱地源景观;③受空间距离的影响,阻力面的空间特征表现为高值区空间范围明显小于低值区;④库区耕地面源污染源-汇风险格局特征表现为高风险趋势,极高风险区(21 706.13 km~2)>中风险区(16 257.75 km~2)>极低风险区(10 311.6 km~2)>高风险区(7 464.65 km~2)>低风险区(2 221.61 km~2);⑤高风险区主要集中于库区平行岭谷区,而低风险区主要分散在距离长江干流偏远的秦巴山区和武陵山区;⑥研究结果有助于从影响面源污染的阻力面角度评价由耕地所产生面源污染的风险程度及等级,为科学防范和治理农业面源污染提供决策依据。
模拟增温对半干旱雨养区春小麦物质生产与分配的影响

为了明确未来气候变化对半干旱区春小麦生产的影响,了解增温条件下春小麦不同生长阶段物质生产的响应特点以及光合产物在不同器官中的分配特征,利用开放式红外增温系统设置不同的温度梯度,即不增温(对照)、增温1和2 ℃,模拟田间增温对春小麦物质生产与分配的影响。结果表明:温度增加,春小麦发育加快,全生育期明显缩短,增温1和2 ℃,比对照分别缩短7和11 d;从各器官干物质生产来看,相对于对照,在增温1、2 ℃处理下,叶干物质质量在三叶期分别增加了11.23%和27.49%,在拔节期及其以后分别平均降低了20.12%和30.83%。茎干物质质量在拔节期及其以前分别平均增加了17.30%和30.30%,拔节期以后分别平均降低了13.19%和22.09%。根干物质质量在孕穗期及其以前分别平均增加了10.26%和23.30%,孕穗期以后分别平均降低了15.79%和26.05%。穗干物质质量分别平均降低16.43%和29.00%;增温处理下春小麦物质生产随时间的响应规律主要是由净同化率的变化所致;从各器官干物质分配来看,与对照相比,增温1、2 ℃处理下,春小麦叶和穗干物质质量占全株干物质质量的比例在整个生育期分别平均下降了8.32%、12.01%和0.56%、3.40%,且增温幅度越大,下降的越多。增温1、2 ℃处理下,茎和根干物质质量占全株干物质质量的比例在整个生育期分别平均增加了3.92%、6.25%和3.86%、8.71%,且增温幅度越大,增加的越多。结果为中国半干旱区春小麦对全球气候变化下的敏感性及适应性研究提供理论参考。
河套灌区土壤盐渍化微波雷达反演

目前中国西北干旱、半干旱地区的土壤盐渍化情况日益趋于严重,动态、快速而精确地监测与评价土壤盐渍化显得尤为重要。微波遥感所具有的优点使其成为探测土壤盐分分布的新兴而有潜力的方法。快速获取大范围地表土壤盐渍化的空间分布是一个迫切急需解决的科学难题。该文目的是试验与评价C波段RADARSAT-2 SAR(synthetic aperture radar)数据反演土壤盐渍化的性能。以受盐渍化影响较严重的内蒙古河套灌区解放闸灌域为试验区,基于SAR后向散射系数和土壤盐分实测值,利用多元线性回归(multiple linear regress,MLR)、地理加权回归(geographically weighted regression,GWR)和BP人工神经网络(back propagation artificial neural networks,BP ANN)方法建立土壤含盐量的定量反演模型,重点构建了8∶140∶1结构的3层BP ANN模型,经模型验证发现MLR、GWR模型均偏向于弱相关,其标准误差SE分别为0.55、0.47 mg/g,而ANN(BP)模型的内部、外部检验标准误差SE分别为0.24、0.33 mg/g,优于前2种模型,其反演的盐渍化面积占比65.4%,与地面验证结果基本一致。该文建立的考虑土壤水分影响、组合雷达后向散射系数反演土壤盐分的人工智能模型,无需复杂的介电常数模型,能够在一定程度上满足土壤盐渍化监测的需要,可促进微波遥感在土壤盐渍化监测中的开拓应用。
基于高光谱和BP神经网络的玉米叶片SPAD值遥感估算

为了进一步提高玉米叶绿素含量的高光谱估算精度,该文测定了西北地区玉米乳熟期叶片的光谱反射率及其对应的叶绿素相对含量(soil and plant analyzer development,SPAD)值,分析了一阶微分光谱、高光谱特征参数与SPAD的相关关系,构建了基于一阶微分光谱、高光谱特征参数和BP神经网络的SPAD估算模型,并对模型进行验证;再结合主成分回归(principal component regression,PCR)、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)以及传统回归模型与BP神经网络模型进行比较。结果表明:SPAD值与一阶微分光谱在763nm处具有最大相关系数(R=0.901);以763 nm处的一阶微分值、蓝边内最大一阶微分为自变量建立的传统回归模型可用于玉米叶片SPAD估算;将构建传统回归模型时筛选到的光谱参数作为输入,实测SPAD值作为输出,构建BP神经网络模型,其建模与验模R~2分别为0.887和0.896,RMSE为2.782,RE为4.59%,与其他回归模型相比,BP神经网络模型预测精度最高,研究表明BP神经网络对叶绿素具有较好的预测能力,是估算玉米叶片SPAD值的一种实时高效的方法。
同步喷施除草技术及除草剂消解动态规律

目前水稻直播稻田的常用除草方法是在播种3~5 d后采用喷雾机具喷施土壤处理除草剂,生产效率较低,劳动强度大,可能耽误施药较佳时期,从而会影响直播水稻生长。为了解决与水稻机械化穴播技术配套的除草技术问题,该文在水稻精量穴直播机的基础上,设计了一套同步喷施除草剂装置。在2014年早季、2015年早季和晚季的水稻机械穴直播大田生产中,采用二甲戊灵、扫茀特(主要成分丙草胺)和直播净(主要成分丙草胺)3种除草剂作为研究材料,开展了同步喷施除草剂的技术适应性以及不同除草剂有效成分在土壤和水体中的消解动态规律研究。研究结果表明,喷施20~23 d后,土壤和水体中的3种除草剂有效成分消解率均达95%以上;与二甲戊灵除草剂相比,喷施扫茀特除草剂后的水稻成苗和杂草控制效果较好;与不喷施除草剂对照(CK1)相比,同步喷施扫茀特处理的产量增加了4.02%~10.79%,播种后3d喷施扫茀特处理产量增加了7.65%;与播种后3 d喷施扫茀特处理相比,同步喷施扫茀特处理的产量变化仅为–3.38%~2.91%,可见,扫茀特除草剂的适应性较好;播种时同步喷施除草剂后,稻田土壤中除草剂浓度较播后3 d喷施处理的高,水体中除草剂存留时间较土壤中的长;在建议的平均用药量条件下,喷施扫茀特除草剂后20~23 d在土壤或水体中的有效成分含量较直播净除草剂高。研究结果可为同步喷施水稻精量穴直播技术与机具的改进研究提供参考。
舀勺式马铃薯播种机排种器的设计与试验

为提高马铃薯种植机械化水平,针对目前马铃薯播种机排种器普遍存在的重漏播率高、人工劳动强度大、通用性差等问题,研究设计了一种舀勺式马铃薯排种器。阐述了该排种器主要结构、工作原理和相关结构参数;对排种器关键部件进行结构设计,理论分析主动轮和振动清种装置的性能特点;对排种器的排种性能进行台架试验,以主动轮转速、排种器倾角、清种装置的清种强度为试验因素,排种性能为试验指标进行正交试验,分析相关因素对排种性能参数的影响,获得合理参数组合,结果表明:电机驱动凸轮的清种系统较其它清种装置结构简单,作业状态更稳定,破拱装置增加种薯的流动性,提高充种率;主动轮转速为42 r/min,排种器倾角为0°,清种强度为0.75时,排种合格指数为92.6%,重播指数为4.5%,漏播指数为2.9%,排种质量较好,田间试验表明该作业参数组合下排种器性能满足马铃薯播种机播种性能要求,该研究为马铃薯播种机排种器的研究和设计提供了理论及技术参考。
轮式拖拉机水田轮辙覆土装置设计与试验

以轮式拖拉机为动力的水稻精量穴播机作业时会在田面压出宽而深的轮辙,严重影响播种质量。为此,该文提出了一种变螺距等径螺旋覆土方式。该文分析了覆土原理,进行了运泥过程动力学和运动学分析,建立了螺旋覆土器的运泥量数学模型,经过理论计算和优化设计,确定了螺旋外径为250 mm、内径80 mm和最大螺距200 mm等关键参数。田间试验结果表明:在拖拉机轮辙自动填覆系数大于0.6,拖拉机前进速度不超过1 m/s条件下,轮辙覆土装置能较好的填覆辙深不超过250 mm,辙宽小于400 mm的轮辙,并保持泥面平整,满足实际生产要求。研究结果可为拖拉机轮辙覆土装置的研究和设计提供依据。