mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于图自编码器的输电网单线图布局自适应生成方法

输电网单线图被广泛应用于电力系统各类信息的可视化展示,然而针对不同的展示需求往往需要设计专有算法来生成相应风格的单线图,其主要原因是现有自动生成方法难以快速适应场景需求的变化。该文旨在提出一种输电网单线图布局的自动生成方法,可适应较为广泛的布局要求,并实现需求变化后布局的快速重新生成。首先,建立输电网单线图布局的数学模型;其次,分析影响布局易读性的因素,并探讨几种场景下布局质量的量化评价指标;再次,构建一种基于图自编码器的深度学习模型,学习输电网单线图布局的生成模式,并利用学习到的布局特征生成适应给定评价指标要求的优化布局;最后,将该文所提方法用于某省级实际输电网单线图的生成,实验结果表明其生成布局符合所设场景预期,并在生成时间和布局质量等指标上均优于对比算法,验证了该方法快速适应场景需求变化的能力。
中性点直接接地系统单相串联铁磁谐振时域解析分析

中性点直接接地系统下进行倒闸操作时易引发铁磁谐振,现有研究尚无铁磁谐振完备的时域响应分析。针对该问题,建立中性点接地系统下串联铁磁谐振模型电路,提出考虑磁通-电流特性曲线变化率逐渐降低的非线性电感分段线性化等效方法,给出欠阻尼和过阻尼两种运行状态下的励磁电感磁通的全响应解析解,发现响应均是由系统激励激发的稳态分量和由动态元件初始储能决定的暂态分量叠加组成,仿真验证了全响应解析表达式的正确性,为后续铁磁谐振的检测及抑制研究奠定了基础。
面向暂态稳定性能提升的VSG参数灵活控制策略

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)在模拟传统同步发电机(synchronous generator,SG)稳态输出特性的同时,也将面临与SG类似的暂态稳定性问题。相比SG,VSG的强非线性使其暂态稳定性分析愈加复杂,目前鲜有研究综合系统状态极限与故障持续时间极限对VSG暂态稳定性能进行量化分析。该文从极限切除角(critical clearing angle,CCA)与极限切除时间(critical clearing time,CCT)两个表征VSG暂态稳定性能的核心指标出发,对VSG进行暂态分析与控制。首先,基于扩展等面积法则,并借助于Runge-Kutta算法与最小二乘法等数学分析手段,对CCT与CCA进行定量分析,指出转动惯量对CCA与CCT的作用效果不一致;基于此,提出一种基于转动惯量灵活控制的等比例面积准则(equal proportional area criterion,EPAC),可为VSG转动惯量的控制提供指导;然后,基于定量的理论分析提出一种面向暂态稳定性能提升的VSG参数灵活控制策略,从CCA与CCT两方面提高VSG的暂态稳定性。仿真与实验证明理论分析与所提方法的正确性。
D-PMSG经LCC-HVDC送出系统的次同步振荡特性分析

当直驱风机(direct-drive permanent magnet synchronous generator,D-PMSG)位于电网换相换流器高压直流输电(line-commutated-converter based high voltage direct current,LCC-HVDC)整流站近区时,系统的次同步振荡(subsynchronous oscillation,SSO)特性尚不清晰,相关研究有待开展。针对上述问题,基于D-PMSG经LCC-HVDC送出系统,利用模块化分块建模法建立小信号模型,用特征值与参与因子研究了系统SSO模式中D-PMSG与LCC-HVDC的参与情况,并用特征值分析了系统参数对SSO阻尼的影响。研究结果表明:存在D-PMSG与LCC-HVDC共同参与的SSO模式,且LCC-HVDC接入为系统SSO提供负阻尼;当D-PMSG输电线路阻抗、GSC控制器外环积分系数增大时,SSO模式阻尼减小;当GSC控制器外环比例系数、D-PMSG直流侧电容、D-PMSG的风速、LCC-HVDC定电流控制器的比例系数增大时,SSO模式阻尼增大。基于PSCAD/EMTDC时域仿真结果,验证理论分析的正确性。
考虑需求侧动态及耦合特性的激励型综合需求响应优化建模

综合能源服务已被视为能源结构转型的重要发展方向,而综合需求响应(integrated demand response,IDR)则是综合能源服务模式下实现供需双侧良性互动的有效手段。但现有研究缺乏对IDR市场运行机制和整体实施流程的系统化设计;现有关于IDR的研究忽略了需求侧的动态响应特性和多能耦合效应,且未深入研究其在复杂性场景下的适应性。该文基于电力需求响应标准IEC 62746-3 TS设计了IDR的整体架构和执行流程,将IDR的实施架构分为竞价和实施两个阶段,并建立各个阶段的数学模型。该模型通过引入动态参数解决IDR在复杂场景下的适应性问题,通过建立耦合响应特性矩阵实现了对需求侧多能耦合效应的有效建模,并提出主动响应量和实际响应量的概念以分析用户的动态响应特性。此外,通过模型的等效转化给出了该模型的求解方法;并通过算例证明了该文模型的有效性,不仅有利于降低市场的出清成本和综合能源服务商的总成本,还有利于提升用户参与IDR的效益,实现多方共赢。
一种基于关键点检测和注意力机制的违规着装识别算法及其应用

现有违规着装识别算法主要根据人体结构比例粗略定位并提取安全帽、工作服的图像特征,存在无法准确识别弯腰、下蹲、攀爬等大姿态问题。针对上述问题,提出一种基于关键点检测和注意力机制的违规着装识别算法,可以适用于多种人体姿态和不同拍摄角度的情况,识别效果好。该算法在行人检测基础上,设计单人关键点检测模型,并且提出区域定位策略,精确定位行人的头部、上半身和下半身区域,减少背景干扰,降低着装特征提取难度。此外,在基础图像分类模型中引入注意力机制,进一步提升违规着装识别的准确率。基于变电站工作场景下人体姿态图像的实验结果验证了该算法的有效性。
抑制柔性负荷过响应的微网分散式调控参数优化

基于价格的微网分散式调控相较于集中式调控具有扩展性和保密性优势,但存在柔性负荷在低电价时段大量聚集产生新峰值的过响应问题,影响系统安全高效运行。现有研究在主参数电价之外引入辅助参数以缓解过响应,但未进行辅助参数取值的优化,且未考虑微网网络约束对不同节点辅助参数最优取值的影响。为此该文提出缓解负荷过响应的微网分散式调控辅助参数优化方法,为不同节点的柔性负荷制定参数最佳取值以最小化微网总运行成本。首先建立微网分散式调控优化模型,以及电动汽车、智能家电的柔性负荷需求响应模型;进而提出基于深度强化学习的辅助参数优化方法,采用多维连续状态及动作空间学习各节点参数的取值。最后仿真结果验证了所提优化方法的有效性。
高比例电力电子电力系统稳定性的统一性判据研究(一):场站稳定判据

新版《电力系统安全稳定导则》明确提出"新能源场站短路比应达到合理水平",但目前仍欠缺具体的评价方法和标准,无法有效量化电力电子电源集群接入交流电网的稳定程度。针对上述问题,提出一种面向电力电子电源场站稳定性分析的统一性稳定判据。首先,论述了动态统一性指标的定义和指标特性,并基于鲁棒控制理论和多变量频域控制理论提出并网系统的稳定性判据,实现了电磁尺度的稳定性风险精确度量;其次,在忽略电力电子电源、电网及其控制系统动态特性的条件下,将动态统一性指标退化为基于机电尺度相量模型的静态统一性指标,实现了高效率的稳定性风险初筛;再次,构造用于场站稳定性风险初筛和精确度量的两维统一性稳定指标,提升了场站稳定性评估的效率和准确率。最后,基于我国西北地区的案例验证表明,该文提出的统一性稳定判据可有效量化场站并网系统的安全稳定性。
模块化串联光伏直流变换器的环形功率均衡拓扑及效率优化策略

独立输入串联输出型模块化直流变换器用于光伏接入直流配电网,具有变换级数少、可独立实现最大功率点跟踪等优点。而光伏功率失配会使其子模块输出电压不均,影响变换器正常运行或引起开关器件过压损坏。为了解决功率失配问题,保证变换器的可靠运行,文中提出一种环形功率均衡拓扑及效率优化控制策略,实现电压平衡。较已有的方案,仅增加了单个低值电感和电容,在保证子模块电压均衡的情况下,最大限度地减小功率流通,从而降低器件的电流应力及损耗以提升效率。文中介绍子模块间的功率传输原理及效率优化算法,对比环形均衡拓扑与常规链式均衡拓扑的电流应力及变换效率。仿真和实验结果表明,提出的环形均衡拓扑能够用更小的电流应力和更少的功率流动,实现模块化光伏直流升压变换器的电压均衡。
HVDC送端系统故障引发受端换相失败分析

高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)系统送受端存在电气耦合及控制配合关系,送端故障可通过系统控制逻辑、参数传递等影响受端系统运行,进而引发受端换相失败,但该过程送受端交互影响情况、作用机理尚不明晰。因此,该文首先从送端交流系统出发,探讨受端对送端交流故障响应的全过程,发现在故障恢复期间,受端换流器无功消耗过多导致其换流母线电压跌落是造成换相失败的主要原因。其次,在送端交流系统无功不平衡状态下,详细剖析了送端交流系统故障对换相失败风险大小的影响,分析指出,送端交流系统无功补偿不足会减小换相失败几率,而无功补偿过剩将增加换相失败几率。最后,基于CIGRE直流输电标准测试系统验证了文中结论在不同故障工况下的正确性。
数字化主动配电系统初探

基于配电系统需求和数字技术发展趋势,对数字化主动配电系统(digitalized active distribution system,D-ADS)进行了分析和展望。简要梳理配电数字化发展现状,在此基础上初步提炼D-ADS的定义和主要特征,借鉴基于模型的系统工程方法建立D-ADS的形式化模型。其次,分别以设备数字化和系统数字化2个维度为例,探索D-ADS的潜在技术应用,梳理D-ADS的技术挑战并提出有关建议。对D-ADS的特点进行小结。
考虑网络约束的能量枢纽灵活性价值评估

分布式能源快速增长使配电系统灵活性需求剧增。能量枢纽因其在多能源调度运行和能量管理方面的巨大潜力而得到广泛关注。该文从配电网运行角度建立能量枢纽灵活性价值评估指标为:可再生能源削减量、失负荷量和线路拥塞程度,并基于此分析能量枢纽灵活性为区域配电系统带来的价值。首先,考虑冷热电联供为核心的能量枢纽,基于耦合矩阵建立能量枢纽灵活性耦合关系模型。接着,考虑可再生能源出力的不确定性,计及电-气网潮流约束建立多能源系统运行优化模型。优化模型引入3个评估指标作为松弛变量,既能反映系统的灵活性不足,又能在数学上保证优化问题有解。最后,提出基于惩罚-凸-凹流程的求解算法处理耦合网络约束中的非凸项。算例表明,考虑源侧电-气耦合和荷侧电-热-冷、气-热-冷互补的能量枢纽灵活性在促进可再生能源消纳、避免失负荷和缓解线路拥塞方面起到积极作用。
基于耦合参数辨识的直驱H型平台反馈线性化解耦同步控制

在永磁直线同步电机驱动的H型平台伺服系统中,为了克服机械耦合对系统同步控制精度的影响,提出一种基于耦合参数辨识算法和反馈线性化解耦控制器的同步控制策略。首先建立含有机械耦合动力学特性的同步运动系统数学模型;其次设计一种新颖的基于扰动观测器的耦合参数辨识结构,输入激励采用相对平滑的正弦位置和速度信号,以避免损坏机械结构。然后采用反馈线性化方法对耦合同步控制系统进行线性化解耦,并针对线性子系统,设计滑模控制器,提高系统鲁棒性。最后,实验结果表明,提出的辨识方法可以准确地辨识系统的耦合参数,并且基于辨识参数设计的反馈线性化滑模控制器能有效消除机械耦合的影响,提高同步控制精度。
电力电子化电力系统动态问题的基本挑战和技术路线

源-网-荷装备电力电子化是当前我国电力一次系统发展的重要趋势和特征。运行实践中与装备电力电子化相关的不明机理事故频发,开展电力电子化新一代电力系统动态问题研究是保障电网安全稳定运行的重大需求。文中基于源-网-荷环节中电力电子化装备比重持续提升的现实,凝练电力系统稳定分析与控制、故障分析与保护所面临的新挑战,提出分析和解决电力电子化驱动下电力系统控制和保护问题的技术路线图,结合电网运行实践提出基础理论和关键技术创新的主要需求,为相关管理部门、研发机构和研发人员提供参考。
油纸绝缘场致动态参数对换流变端部电场计算结果的影响

换流变压器在运行时,油纸绝缘的介电参数受温度、场强影响处于动态变化中。然而传统工程设计通常忽略高温高场强的影响,将常温低电场下获得的材料参数用于电场计算。通过建立换流变阀侧绕组模型,利用不同温度、场强下油纸绝缘介电参数的实测数据进行仿真计算,对比研究常温低场强下的参数与实际运行温度、场强下的动态参数对电场分布的影响。研究结果表明:将定值参数用于计算电场较实际情况存在较大的设计裕度。
基于全纯嵌入法的电力系统解耦模型:薄弱节点辨识

快速准确地识别电压薄弱节点对于电力系统的安全稳定运行至关重要。为此,构建电力系统解耦模型,并提出一种可视化预测预期运行环境中电压薄弱节点的方法。首先通过建立两节点虚拟通道对电力系统进行解耦,并为每个节点赋予特有的电压指标,同时引入电压稳定边界;接着提出含可调嵌入因子的全纯嵌入法来推导电压指标轨迹的解析表达式;最后将穿过电压稳定边界的电压指标轨迹所对应的节点识别为预期运行环境中的电压薄弱节点。在IEEE 14节点,39节点和118节点电力系统上的仿真结果验证所提方法的有效性和准确性。
特高压输电用同步调相机端部涡流损耗及流固耦合传热研究

针对特高压输电用大型同步调相机端部复杂结构下漏磁、发热与冷却问题,结合调相机实际运行特点,建立三维瞬态电磁场数学模型,研究端部漏磁及各构件涡流损耗分布规律。通过构建调相机端部三维流固耦合传热模型,研究有限空间约束下端部通风系统冷却介质导流规律及屏蔽外空间和屏蔽内狭小空间的传热规律;进一步,探究不同冷却介质对端部新型双阶铜屏蔽、凸形压圈等结构的热表征影响。为了验证该文数值分析模型的合理性及计算方法的有效性,对调相机端部铜屏蔽内缘温度进行实测,温度计算结果与温度实测结果相吻合,为提升调相机通风冷却系统散热效力,选择最优冷却介质,以及研发更大容量的特高压输电用调相机冷却系统提供理论基础。
高频表面电荷输运对油纸绝缘局部放电的影响

为研究表面电荷输运特性对高频局部放电的影响机制,该文采用表面电位衰减法,搭建高频脉冲下油纸绝缘表面电荷输运平台,分析油纸绝缘的表面电荷积聚消散特性及陷阱分布特性,定量计算油纸绝缘中的陷阱密度,从而得到高频脉冲下表面电荷输运特性对油纸绝缘局部放电的影响机制。结果表明:高频油纸试样初始表面电荷积聚量随频率变化从1856.6V下降至1017.8V,表面电位衰减率从68.5%先上升至80%再下降至65.9%,存在一个峰值点;试样中总陷阱密度随频率增加整体呈下降趋势,从1.82×10~(38) m~(-3)下降至9.99×10~(37) m~(-3),陷阱深度呈先下降后上升趋势;表面电荷输运机制是影响高频油纸绝缘局部放电特性改变的重要原因。研究结果可为深入理解高频下油纸绝缘局部放电特性提供理论依据。
一种基于单D轴电流调节器的PMSM在方波下的控制策略

永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)由于其多方面的优点,在轨道交通领域得到越来越多的重视。轨道交通领域的牵引电机在高速区通常会进入方波工况。针对永磁电机在方波工况下电机电压完全失去调节能力的问题,提出一种基于单d轴电流调节器调节q轴电压的控制策略(single D-axis current regulator-variable Q-axis voltage,SDCR-VQ),该方法可适用于任意形式的永磁电机在全弱磁区域内的控制。通过建立该方法的小信号模型,对其稳定性以及动态性能进行分析。基于该方法,针对永磁电机在运行中电机参数会发生变化的问题,对电机参数不准的影响进行分析,并提出一种多参数在线补偿策略。最后通过仿真和实验验证了所提方波下控制策略以及参数补偿策略的有效性。
环保绝缘气体C_5F_(10)O分解及复原性能研究现状及展望

针对SF_6绝缘气体介质在电工装备领域实际应用展开论述,介绍SF_6在电力工业中的发展历程和重要地位,通过大量文献解读,从多角度分析阐述环保绝缘气体的国内外研究现状,以新型环保气体绝缘介质中具有较大工程应用潜力的C_5F_(10)O为例,比较与SF_6的主要分解及复原反应的解离能、吉布斯自由能、反应速率常数和平衡常数等重要参数。可以看到,以C_5F_(10)O为代表的新型绝缘气体,虽然同时具有优良的绝缘性能和环保特性,但因其自身分子结构的不对称性导致其在灭弧能力和自复原性等方面的性能与SF_6气体存在差异,适合于温、热带和低海拔等地理环境下的中低压开关柜及较低电压等级的GIL、GIS和GIT等设备中应用。因此,现阶段C_5F_(10)O及其他环保气体还不具备完全替代SF_6气体应用于开关电器的能力。最后,分析环保绝缘气体研发过程中面临的工程问题及未来发展方向,对今后的研究重点进行展望。
基于BP神经网络的飞轮储能系统主动磁轴承非线性动力学模型

主动磁轴承(active magnetic bearing,AMB)是飞轮储能系统中实现飞轮转子非接触支撑的核心部件,其对飞轮转子施加的作用力与多种非线性因素相关。采取"两步线性化"方法的传统线性模型抹除了非线性特性,难以准确描述其宽频谱的工作状态,也影响了控制系统的设计精度。针对该问题,文中基于替代映射的观点建立非线性的AMB模型。通过AMB的三维有限元计算模型的参数化计算和BP神经网络训练来获得对应的转移和偏执矩阵,然后建立描述转子位移和绕组电流与作用力之间映射关系的零维非线性动力学模型,并在Matlab/Simulink软件平台仿真实现。计算结果表明,AMB内存在四次高次项、交叉项等复杂非线性特性。与线性模型的对比表明,建立的非线性模型可以更准确描述AMB的非线性特性。该模型对飞轮储能系统仿真和控制系统开发具有一定意义。
计及转矩振荡的双PWM交流调速系统谐波阻抗模型及电网低频振荡机理研究

双脉宽调制(pulse width modulation,PWM)交流调速系统(adjustable speed drives,ASDs)耦合了电力系统与机械系统,使得机械系统振荡的能量通过其调制注入电网。文中首先分析谐波分量与调制波被载波共调制的机理,并在此基础上得到基于Bessel函数的2-D傅里叶级数开关函数。之后利用该开关函数建立包含电机、两侧变流器的双PWM ASDs谐波阻抗模型,特别是模型计及了电机转矩振荡对双PWM ASDs稳态阻抗的改变,定量地将转矩振荡等效为谐波非线性阻抗。之后,通过研制的双PWM ASD及电机与机械负载,验证所推导的谐波阻抗模型的准确性。最后,应用得出的模型与结论,结合上海洋山深水港区四期自动化码头配电网的实测数据,分析电网低频振荡的特征和机理,证明模型及结论的正确性和有效性。
新能源并网系统短路比指标分析及临界短路比计算方法

短路比作为评估新能源并网系统电压支撑强度的重要指标,其准确性与实用性之间存在矛盾,且由于构建方法众多导致临界短路比计算不统一。该文对新能源并网系统的短路比指标进行分析,并提出临界短路比计算方法,实现对系统电压支撑强度的评估。首先,建立新能源并网系统的等效分析模型,依据叠加定理分析新能源接入对节点电压的影响,推导交流系统短路容量以及计及多馈入相互影响的新能源等效并网容量;进一步,提出两个等价短路比指标:依据短路比的容量比概念,提出基于容量计算的短路比指标SCR-S,以及通过分析短路比与节点电压之间的关系,提出基于电压计算的短路比指标SCR-U,通过解析推导SCR-U与SCR-S完全等价关系,SCR-U形式及解析表达更加简单。其次,基于最大传输功率提出临界短路比数值的理论算法,进一步求解临界短路比的极值,建议将临界短路比极值2作为划分新能源并网系统强弱的标准,当SCR-U小于2时,系统为弱系统。然后,结合SCR-U及临界短路比提出系统电压支撑强度评估方法,当SCR-U小于临界短路比时,系统处于P-V特性不稳定区域。最后,通过算例验证了采用SCR-U及临界短路比极值对电压支撑强度进行评估的准确性与合理性。
基于互信息-图卷积神经网络的燃煤电站NO_x排放预测

燃煤电站NO_x排放预测模型可提高脱硝经济性。NO_x排放机理复杂,相关性变量众多,有效的融合相关变量之间的信息,能提高NO_x排放预测精度。提出了一种基于互信息-图卷积神经网络的NO_x排放预测模型。基于某660MW燃煤电站的运行参数,计算影响NO_x排放的特征变量之间的互信息,设计特征变量间的邻接关系,获取特征邻接矩阵,构建了基于图卷积神经网络的NO_x排放预测模型。将所提出的NO_x预测模型与基于LSTM、BPNN和LS-SVM的典型NO_x预测模型进行对比,实验结果表明,MI-GCN预测模型具有较好的泛化能力和较高的预测精度。
基于高斯过程回归的谐波源不确定性通用模型

可再生能源和规模化电力电子设备的大量并网使得谐波源的行为分析和模型构建愈加困难,现有的模型均为精确值估计,难以充分反映未考虑到的物理因素对谐波源特性的不确定性影响,且通用性、自适应能力有限。针对上述问题,文中提出一种基于高斯过程回归的谐波源不确定性通用模型。首先,将谐波源谐波电流、电压之间的线性依赖关系内嵌至高斯过程的均值函数;其次,选取合适的协方差函数来体现谐波源在不同工作条件下谐波性质的相似程度;再次,用极大似然法求解模型参数,对谐波电流进行区间预测;最后,针对模型无法反映谐波特性动态变化的问题,提出一种模型在线更新策略,使得模型能够准确跟踪监测对象的谐波特性。通过实测电弧炉数据、12脉波整流装置及含多谐波源复杂网络的仿真数据验证方法用于单谐波源和复杂多谐波源建模的可行性。算例结果表明,所提方法能够反映谐波特性的不确定性行为,能够跟踪谐波特性的变化,且具有精度高、通用性强等特点。
基于动态无功支撑的全功率变流风电机组高电压穿越改进控制

高比例新能源电网中因系统故障引发的风电机组脱网事故时有发生。增强风机故障穿越能力,降低脱网频率对电网稳定运行至关重要。该文首先通过分析变流器矢量控制原理,从理论上得出:电网暂态过电压易导致网侧变流器达到其交流电压调节上限,从而造成交直流功率耦合振荡,引发失稳或过压切机保护。然后参照相关标准要求,确立了基于功率因数调节的高电压穿越(high voltage ride through,HVRT)改进控制策略。该策略通过在故障期间向电网注入无功电流,利用滤波电感的分压作用缓冲过电压冲击,以此满足变流器电压矢量的控制要求;与此同时增加了机组的无功支撑能力,利于电网电压恢复。改进控制根据电压不同,采取分段优化设计,并通过在直流侧加装储能辅助电感分压,提升变流器无功支撑能力和穿越电压上限。最后以风电机组典型参数为依据通过数值定量计算做理论验证,并结合MATLAB/Simulink仿真平台做实验验证,理论和实验结果证明了该文基于暂态过电压故障特性分析的准确性以及对应改进策略的可行性。
基于向量自回归模型的高损线路窃电检测

接入配电线路的用户窃电将直接导致分线线损电量异常波动,因此用户用电量与分线线损电量间存在长期动态互动。该文提出基于向量自回归模型检测造成线损波动的异常用户的方法。首先,运用边限协整检验分析线损电量和用户用电量的长期均衡关系;然后,构建线路线损电量与接入用户用电量的向量自回归模型,计算脉冲响应函数分析线损电量与用户用电量的动态作用机制;再通过方差分解分析线损电量与用户用电量间冲击作用的贡献度,将对线损电量有显著影响且波动贡献度最大的用户识别为窃电用户;最后,结合实际高损线路用户数据识别窃电嫌疑用户,并运用现场稽查的手段验证了所提方法的有效性。
考虑随机时变延时的孤岛微电网分布式二次控制

在由多个分布式发电单元(distributed generation units,DG)组成的孤岛微电网中,各DG的信息交互通过通信网络来完成,而通信网络传输带来的随机时变延时会影响控制系统的稳定性。为此,针对在具有随机时变延时的系统中,该文提出一种考虑随机时变延时的分布式二次控制方法,旨在实现输出电压和频率的稳定。首先,采用小信号模型分析的方法对所提系统进行线性化建模;其次,引入一种新的李亚普诺夫-克拉索夫斯基函数和积分不等式推导稳定性判据;随后,根据所提出的稳定性判据,给出保持系统稳定的控制器参数设计方法;最后,在MATLAB/Simulink中建立仿真模型,通过结果验证所提控制方法的有效性和稳定性判据的正确性。
乏燃料运输船旁靠浮动核电厂水动力耦合分析

乏燃料运输船与浮动核电厂组成的旁靠浮式系统,其水动力响应是一个复杂的工程问题。本文基于三维势流理论对乏燃料运输船旁靠浮动核电厂时,浮动核电厂的运动响应预报,并针对特定频率下幅值响应出现显著增大的现象,采用在两船水域之间添加加盖阻尼的方法有效抑制了间隙水体共振引起船体运动的伪共振现象。并研究分析不同浪向和船体间距时两船之间的水动力耦合效应,对乏燃料运输船旁靠浮动核电厂的方案设计具有工程指导意义。
机械活化煤气化细渣资源化利用及残碳燃烧反应动力学探究

随着我国煤气化技术的快速发展,气化渣的产生和排放量逐年增加.煤气化细渣的大量堆存,给当地的环境保护造成了巨大的压力,已经成为限制煤化工产业基地可持续发展急需解决的重大问题.本文针对气化细渣中残碳反应活性低和转化难度大的问题,研究了机械活化法对气化渣残碳反应动力学的影响.采用Coats-Redfem法分析了机械活化对残碳反应活化能的作用规律.结果表明,机械活化8 h,残碳燃烧反应活性显著提高,650 ℃下的活化能由63.2 kJ·mol~(-1)降到28.4 kJ·mol~(-1).不添加其他化学试剂,1000 ℃烧制高强度轻质陶粒,其堆积密度为0.867 g·cm~(-3),筒压强度为7.67 MPa.相关研究可以为我国气化细渣的资源化利用提供一定的数据和技术基础.
β-六溴环十二烷对玉米生长代谢的对映体选择性影响

为了探讨不同光旋纯活性的β-HBCD对植物生长代谢的对映体选择性影响,本研究采用高效液相色谱法(HPLC)优化分离并制备得到β-六溴环十二烷(β-HBCD)单一对映体((+)β-HBCD和(-)β-HBCD),开展了不同浓度梯度的(+)、(rac)和(-)β-HBCD溶液对玉米幼苗的水培暴露实验.随着β-HBCD暴露浓度的增加,玉米体内超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性(除(-)β-HBCD处理外)、以及花青素含量均呈现显著的先增加后减少的趋势,表明β-HBCD诱发了玉米机体的抗氧化酶系统和非酶系统的应激反应,其中(+)β-HBCD诱导SOD、APX活性和花青素水平增加量最大,在玉米根部分别达到空白对照组的1.85、5.26、3.55倍,(-)β-HBCD处理增加量最小,分别达到空白对照组的1.63、3.90、2.28倍;玉米体内的活性氧(ROS)平衡被破坏,超氧阴离子(O_2~-)水平被显著诱导,诱导量为(+)β-HBCD>(rac) β-HBCD>(-) β-HBCD;幼苗根系活力受到显著的抑制,(+)、(rac)和(-)β-HBCD处理组的抑制量均在最高暴露浓度时达到最大,分别较空白对照组减少了65.1%、39.7%和28.5%,推测O_2~-水平失衡,根系活力下降,是导致植物生长代谢受阻的重要影响因素.综上所有证据表明β-HBCD对玉米的生长代谢产生了对映体选择性影响,毒性顺序为(+) β-HBCD >(rac) β-HBCD >(-) β-HBCD.本研究对综合评价HBCD的环境行为和生态风险具有重要意义.
四川盆地上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩储层特征与演化机制

依据矿物岩石学、有机地球化学、储集空间、物性及含气性等特征,系统分析并探讨了上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组页岩储层特征、演化机制及其对页岩气勘探开发的影响,提出"生物硅钙控格架、协同演化促生孔、压力演化控保存"的页岩储层演化机制。研究结果表明:①岩相、有机孔载体类型及其赋存方式对有机孔的发育具有重要控制作用,硅质页岩大尺度有机质充填粒间孔(3 ~ 5 μm)发育程度高,最利于有机质大孔发育;粘土质页岩受TOC含量和有机质-粘土复合体结构影响,有机孔的孔径分布范围广、平均孔径大,但有机孔总量较小。②同生-早成岩阶段早期形成的生物石英、微生物白云石和黄铁矿等构成的刚性支撑格架利于原生孔隙的保存。中成岩阶段早期,有机酸的产生和消耗、不稳定矿物溶蚀/蚀变、粘土矿物转化和干酪根生油具有同步性,为生油期液态烃的充注与滞留提供了有利空间。中成岩晚期-晚成岩阶段,干酪根和滞留烃裂解生气、成孔和增压促进了有机孔与微裂缝的发育。③超压对压实作用的缓解利于有机孔形态与页岩物性的保持,对高应力敏感性粘土质页岩物性的保持影响显著,对底部高脆性矿物页岩段影响较低。盆内至盆缘构造的改造与泄压强度逐渐增大,底部硅质页岩物性变化不显著,上部粘土质页岩物性降低显著,封盖作用增强。
渤海湾盆地东营凹陷湖相富有机质页岩纹层特征和储集性能

以渤海湾盆地东营凹陷沙河街组四段上亚段(沙四上亚段)页岩为研究对象,通过有机质分析、薄片观察、扫描电镜、高压压汞和低压氮气吸附等技术,明确页岩纹层特征及其对储层物性的影响,为页岩油勘探开发提供理论依据。沙四上亚段页岩按照成分可划分出4种在孔隙发育特征上具有差异性的纹层单元,总结出7种纹层组合类型。粒状方解石纹层+混合纹层+有机质纹层组合是沙四上亚段储集能力最好的纹层组合类型,同时发育较多的纳米孔和微米孔,纳米孔主要由混合纹层的粘土矿物晶间孔和粒状方解石纹层中的有机质收缩缝构成,微米孔主要由混合纹层内微裂缝和粒状方解石纹层边界处的微裂缝提供。泥晶方解石纹层+有机质纹层组合储集能力次之,纳米孔主要由泥晶方解石纹层中的脆性矿物粒间孔构成,微米孔主要由纹层间薄弱面形成的微裂缝提供。页岩的储层物性受到埋藏压实作用、粘土矿物转化作用、方解石重结晶作用和有机酸溶蚀作用等多重因素影响,不同纹层组合的页岩储层物性影响因素有所不同。
古湖泊水介质条件对混积岩相组合沉积的控制作用--以渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组三段为例

渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组三段浊积岩油藏是重要的油气增储领域,由于沉积期水体富灰特征明显,从而严重影响了地球物理预测精度及储层的品质。基于沉积水介质与富灰混积岩相组合具有一定成因联系,综合利用井孔、地震以及岩心的古生物、微量元素、粘土矿物、碳氧同位素等多种测试分析,在岩相组合划分及其水介质环境解剖基础上,综合多种方法量化恢复古湖盆水介质(盐度、水深)条件,从而探讨水介质条件对混积岩相组合的控制机理。研究表明,东营凹陷沙三段岩相组合可划分为7种,其中含灰混积类型有5种;古气候、古物源及深部流体直接控制着陆相湖盆的古水介质条件,碳酸盐含量受控于湖盆水体的盐度,富灰区主要分布于坨-胜断裂区、草北地区、中央背斜带及斜坡带地区,贫灰区主要分布于淡水物源注入区及深洼区。因此,浊积岩下一步勘探的重点方向为前三角洲附近的淡水影响区和洼陷中心的淡水稀释区。
深部煤层气资源开发潜力--以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例

煤成气理论指导下煤系"源外型"大气田的陆续发现有效促进了中国天然气工业的发展,而"源内型"煤层气却发展缓慢。研究认为"源内型"深部(2 000 m以深)煤层气同样具有巨大的勘探潜力。以鄂尔多斯盆地大牛地气田为例,通过石炭系-二叠系含煤地层取心系统开展实验研究,结果表明煤系岩石普遍含气,其中煤层中存在原地游离气且煤层气资源丰度最高为3.86×10~8 m~3/km~2;结合地层埋藏和热演化史,认为层状非均质地层中泥岩和灰岩的喉道半径较小,毛管阻力封堵形成了以砂岩和煤岩为主的煤系岩性圈闭,煤岩(性)圈闭是其中游离气形成的主控因素;煤岩心含水饱和度介于6.5 %~30.1 %,较低的含水饱和度使常规煤层气开采过程中的"排水减压"变成了"排气降压",有利于深部煤层气的动用;原生-碎裂型煤体结构也是储层压裂改造的有利特征。研究认为深部煤层气是煤系"甜点"资源,辅以科学合理的技术和经济手段可实现有效开发。
瓦登伯格综合征合并先天性巨结肠或其同源病3例并文献复习

目的分析Ⅳ型瓦登伯格综合征患儿及其合并的肠道问题(先天性巨结肠或其同源病)的外科治疗情况,提高对此综合征的认识。方法华中科技大学同济医学院附属同济医院小儿外科分别于2017年6月、2019年4月及2020年6月收治了3例Ⅳ型瓦登伯格综合征患儿,年龄分别为9个月、6个月和1岁8个月。收集患儿的相关资料,分析其临床特征及肠道问题的外科治疗方法。同时以"瓦登伯格综合征"或"Waardenburg Syndrome""先天性巨结肠"或"Hirschsprung's disease"为关键词,分别检索中国知网、万方医学及PubMed数据库。从文献中提取案例的相关信息,包括性别、基因突变位点及突变类型、作者及国籍、发表年份以及合并的先天性巨结肠或先天性巨结肠同源病类型等。结果病例1合并长段型先天性巨结肠,术后排便功能良好,但是有反复发作小肠结肠炎情况。病例2为短段型先天性巨结肠同时合并巨结肠同源病(神经节细胞减少症),术后排便功能良好。病例3合并巨结肠同源病(神经节细胞减少症),术后排便功能良好。通过文献检索,共检索到明确报道基因突变类型的文献37篇,包括55例Ⅳ型瓦登伯格综合征患儿。结论对瓦登伯格综合征合并的先天性巨结肠的外科治疗原则为在仔细的术前评估前提下彻底切除无神经节细胞的肠段。
基于修正Gaussian Puff模型的飞机LTO循环PM_(2.5)排放及扩散特性研究

为评估飞机细颗粒物(PM_(2.5))排放对机场周边环境的影响,构建了飞机起飞着陆(LTO)循环排放及扩散特性评估模型.首先基于机载QAR数据中的空燃比、燃烧室入口温度等热力学参数,采用一阶近似-形成氧化法的耦合模型(FOA-FOX)对细颗粒物排放特性进行评估;然后建立飞机LTO循环坐标系,结合航空器运行特征对Gaussian Puff模型进行修正,将实时排放强度及气象数据作为输入源,计算LTO循环不同时刻下的扩散浓度分布,分析影响扩散浓度的因素;最后结合计算结果,对上海浦东国际机场进行污染物监测点的布局.结果表明:LTO循环的PM_(2.5)排放强度约为38.61~845.78 mg·s~(-1),进近和起飞爬升阶段高于滑行阶段;进近后期、滑行阶段及起飞初期的扩散浓度对人群影响较大,下风向4000 m几乎不构成污染;风速增加、大气稳定度降低会不同程度地增大扩散速率.
农药行业污染场地挥发性有机物释放能力及其评价方法研究

为了研究农药行业污染场地典型挥发性有机物(VOCs)的释放能力,选取3个典型退役农药企业作为研究对象,采用顶空微萃取和GCMS法检测了污染场地中典型的VOCs种类,分别采用静态箱法、动态箱法和顶空法评价了场地土壤的VOCs释放能力.结果表明,所有采样点位共识别出215种VOCs,根据出现频率和VOCs特性从中筛选出了18种特征污染物,包括卤代烃、苯系物和有机硫等.在污染场地各点位中,采用静态箱法测得的污染土壤VOCs释放通量为7.00×10~(-5)~1.65×10~(-2) mg·m~(-2)·s~(-1),而采用动态箱法在0.3~2.0 m·s~(-1)风速下测得的VOCs释放通量为0~0.23mg·m~(-2)·s~(-1),风速越大释放通量越高.采用顶空法测得土壤释放VOCs的平衡浓度为3.2~235.0 mg·m~(-3).对比3种方法,静态箱法设备携带方便、操作简单,但释放条件与实际存在差异;动态箱法可反映风速影响,但受现场VOCs影响结果波动较大;顶空法测定便捷快速,但无法得到释放通量绝对值.本研究结果可为农药行业及相似污染场地VOCs无组织排放评价提供参考.
多批次生物沥浸对猪粪重金属脱除及养分和脱水性的影响

猪粪重金属脱除及脱水性提升对其资源化利用具有重要意义.本研究以氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A. f)作为生物沥浸微生物,探究了多批次生物沥浸对猪粪重金属脱除及养分和脱水性的影响.研究表明,当A. f菌液与原始猪粪(含固率为3.5%)体积比为1∶1时,生物沥浸进程缓慢,而将猪粪离心3次并用去离子水稀释到与原始猪粪相同含固率时,猪粪生物沥浸进程明显加速,Cu、Zn与Mn的脱除率可分别达到100%、97.3%与96.2%,猪粪比阻可从1.95×10~(13) m·kg~(-1)下降到0.17×10~(12) m·kg~(-1).猪粪中有机质、全N、全P和全K含量分别损失53.0%、31.8%、72.3%、74.9%.当A. f菌液、沥浸过滤液、离心猪粪体积比为1∶1∶2时,可顺利完成3批次生物沥浸实验,Cu的脱除率可达100%, Zn和Mn的脱除率分别在99%和95%以上.生物沥浸后各批次猪粪比阻分布在0.11×10~(12)~0.27×10~(12) m·kg~(-1).猪粪有机质、全N、全P和全K含量分别降低23.3%~30.8%、32.3%~38.3%、67.9%~71.4%、76.3%~79.4%.本研究可为生物沥浸技术在猪粪重金属脱除领域的应用提供必要的参数支撑.
再生水补给城市河湖水生态系统构建及管护技术体系研究应用-以圆明园为例

提出了“再生水水源补给城市河湖水生态系统构建及管护技术体系”,并在圆明园开展了推广应用,设计建设了近70 hm~2再生水水源补给城市河湖水生态系统构建及管护示范区.结果表明,该技术可有效改善水体景观、水质及水生态状况:浊度明显降低,示范区浊度大多小于3 NTU(饮用水浊度国家标准1 NTU),感官效果明显优于修复前;总磷平均去除率超过70%,总氮平均去除率超过80%,CODcr浓度由Ⅴ类降至Ⅲ类,水质综合指标可以达到湖库Ⅲ类标准;水生态健康状况进一步提升,可以达到清水水源补给水体水生态健康状况水平.该技术具有节约水资源、水质净化和生态虚浮效果好的优点,适用于再生水补给城市河湖的生态治理与恢复.
绿肥对设施青椒产量品质及土壤理化性状的影响

采用设施大棚开展试验,设置了黑麦、毛叶苕子、箭筈豌豆、燕麦、油菜、小葵子和对照7个处理,研究绿肥对设施青椒产量、品质和土壤理化性状的影响。结果表明:(1)绿肥处理能显著降低土壤的电导率(EC值),其中燕麦处理的土壤EC值降低比例最高,比对照处理降低了52.0 μS/cm,其他绿肥处理的降低比例为6.3% ~ 18.8%。(2)绿肥处理能够提高土壤全量养分的含量,油菜处理和小葵子处理的土壤全氮含量要显著高于其他处理,黑麦处理的土壤全磷含量高于其他处理,小葵子处理的土壤全钾含量在各处理中为最高。(3)绿肥处理能够降低设施蔬菜0 ~ 100 cm各土层土壤中硝态氮的含量,减少硝态氮淋失对地下水的污染,能够提高土壤有效磷的含量,小葵子降低硝态氮的幅度在各处理中为最大,其中黑麦处理提高速效钾的幅度最大。(4)各绿肥处理均提高了土壤脲酶和多酚氧化酶的活性,毛叶苕子处理的提高幅度均为最大,与对照相比分别提高了18.0%和39.1%;绿肥处理能够提高细菌和真菌的数量;燕麦和油菜处理的细菌数量分别提高了11.0和7.3倍,箭筈豌豆处理的真菌数量提高了6.6倍。(5)各处理设施青椒的产量为4506.2 ~ 4625.7 kg/hm~2,燕麦处理的产量在各处理中最高,为4625.7 kg/hm~2。箭筈豌豆和燕麦处理能够提高设施青椒维生素C的含量,分别提高了21.0%和7.9%。燕麦处理可减少设施青椒的硝酸盐含量,减少了20.1%。在设施青椒种植中,绿肥能够有效地缓解土壤盐渍化,且可减轻硝态氮淋失、提高有效磷和速效钾养分、全量养分和有机质的含量,燕麦对于提高设施青椒品质的综合效果较为显著,值得推广应用。
基于改进YOLOv5s的齿轮表面缺陷检测

为解决传统齿轮表面缺陷检测精度低、速度慢等问题,设计了一种基于通道和空间的注意力机制的齿轮表面缺陷检测方法。在YOLOv5s网络模型的基础上引入卷积注意力模块,对特征在通道维度和空间维度上进行融合增强,增强缺陷区域特征并抑制背景区域特征,提高小目标的检测精度;同时改进了非极大值抑制的后处理方法,改进后的方法(DIOU_NMS)将预测框与真实框的重叠区域和2个框之间的中心点距离作为抑制原则,提升复杂背景下目标的检测精度。实验结果表明,该方法的平均精度均值mAP_0.5为90.3 %,相比YOLOv5s提升了1 %,检测速度FPS为75 f/s,模型大小为14.8 MB,满足齿轮表面缺陷检测实时性和准确性的需求。
面向工艺规划重用的复杂曲面精加工知识图谱构建及可视化研究

针对复杂曲面精加工中普遍存在的工艺规划效率低、以往的加工实例数据难以有效重用的问题,构建了复杂曲面精加工工艺规划知识图谱。以UG软件中的CAM模块和相关知识为背景,首先进行类、对象属性和数据属性三方面的抽象,完成知识图谱模式层的交互式构建,其次按照模式层需要将复杂曲面精加工实例数据存入关系型数据库,然后运用R2RML语言映射工具Ontop调用数据库中的加工实例数据与预设模式层映射,构建出完整的复杂曲面精加工知识图谱,最终实现基于图数据库Neo4j的数据存储及可视化展示。该研究成果可用于知识图谱的精加工工艺规划及智能问答。
基于FME的矿山遥感监测矢量数据图属一致性检查方法

针对全国矿山遥感监测矢量数据覆盖范围广、数据复杂程度大、面积统计精度高的特点,及现有软件所存在的计算效率较低、计算精度不高的问题,提出了基于空间数据转换处理系统(feature manipulate engine,FME)的解决方法。首先,根据图斑、矿权的位置进行分带;其次,对各带的图斑、矿权进行相对位置分析,得到相离、包含、包含于、压盖4种相对位置类型图斑;最后,根据各相对位置关系类型图斑与矿权的关系分别计算其开发占地面积(KFZDMJ)、矿权内面积(KQNMJ)和矿权外面积(KQWMJ)。通过对一个中等规模省份的矿山矢量数据计算结果进行验证,其计算效率与精度都有了较大的提高,且操作简单可行。实验结果表明该图属一致性检查功能可以为矿山遥感监测数据的编制工作提供有效的支持,具有较高的适用性。
一种基于GEE平台制作逐年土地覆盖数据的方法---以黄河流域为例

研究黄河流域多年土地覆盖情况对科学推动黄河流域高质量发展有着重要的意义,而高频次高精度土地覆盖数据对于土地覆盖监测等至关重要。该文以多年稳定不变区域的几何中心作为样本点,快速选取了一套可用于逐年影像监督分类的样本点;而后通过Google Earth Engine(GEE)对黄河流域2000-2020年间年均近千景Landsat影像进行无云筛选和逐年拼接操作,得到黄河流域逐年无云拼接影像;再通过随机森林分类方法对无云影像进行监督分类,制作了黄河流域20 a逐年土地覆盖数据;最后选择了2010年土地覆盖数据对比国内外知名逐年土地覆盖数据。结果表明: ①样本点选取方法合理可靠,样本点选取精度高于94.7%,满足监督分类样本精度要求; ②基于GEE平台制作的逐年土地覆盖数据总体精度为0.82 ±0.03,平均Kappa系数为0.82,分类精度、整体及局部分类结果均优于MCD12Q1数据集和ESA -CCI数据集; ③基于GEE平台制作逐年土地覆盖数据的方法一定程度上解决了大尺度土地覆盖数据频次与精度无法兼顾的问题。
稀土元素在脱硝催化剂中的应用

以NH_3为还原剂的选择性催化还原(SCR)技术可实现工业烟气中氮氧化物(NO_x)的超低排放,现有钒钛系脱硝催化剂具有生物毒性,且报废后为危险废物。稀土元素(REEs)具有独特的4f电子轨道,表现出优异的储释氧性能,在催化反应中可发挥重要作用,是当前新型脱硝催化剂的重要研究对象,也是国家鼓励的现有钒钛系催化剂的替代品。本文主要总结了铈、钐、镧等12种REEs在新型脱硝催化剂中的近5年研究进展,另有钪、镥等5种REEs的相关研究较少,重点阐述了REEs改善催化剂脱硝活性与稳定性的作用机制及耦合过渡金属的协同催化机理,初步提出了脱硝催化剂的设计原则,并展望了稀土脱硝催化剂的发展前景。
当归芍药散对非酒精性脂肪肝大鼠Keap1/Nrf2信号通路的调节作用

目的:研究当归芍药散对非酒精性脂肪肝(NAFLD)大鼠的防治作用及其机制。方法: 60只SD雄性大鼠随机分为正常对照组、模型对照组、易善复0.144 g/kg组以及当归芍药散2.44、4.88、9.76 g/kg组。通过喂饲高脂饲料复制NAFLD大鼠模型,造模同时给予相应药物治疗,1次/d,连续8 w,检测血清中胆固醇(TC) 、三酰甘油(TG) 、丙氨酸氨基转移酶(ALT) 、天冬氨酸氨基转移酶(AST) 、超氧化物歧化酶(SOD) 、还原型谷胱甘肽(GSH) 、丙二醛(MDA)以及肝组织中TC、TG、游离脂肪酸(FFA) 、SOD、GSH和MDA的含量或活性变化;苏木素-伊红(HE)染色和油红O染色法观察肝脏病理形态学变化;荧光实时定量PCR(qRT-PCR)和蛋白免疫印迹法(Western blot)法检测肝脏中Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1) 、核因子E2相关因子(Nrf2) 、血红素加氧酶1 (HO-1) 、谷胱氨酸连接酶催化亚基(GCLC)和谷胱氨酸连接酶调节亚基(GCLM)的mRNA和蛋白表达情况。结果:与正常对照组相比,模型对照组大鼠血清中TC、TG、ALT、AST、MDA和肝组织中TC、TG、FFA、MDA的含量或活性均显著升高(P<0.01),血清和肝组织中SOD、GSH的活性以及肝组织中Keap1、Nrf2、Ho1、Gclc和Gclm的mRNA和蛋白表达均显著降低(P<0.01),肝细胞内有大量的脂滴空泡积聚和较多的气球样病变;与模型对照组比,当归芍药散各剂量组均能明显降低血清中TC、TG、ALT、AST、MDA和肝组织中TC、TG、FFA、MDA的含量或活性(P<0.05或P<0.01),升高血清和肝组织中SOD、GSH的活性以及肝脏中Keap1、Nrf2、Ho1、Gclc和Gclm的mRNA和蛋白表达(P<0.05或P<0.01),减轻肝脏脂肪变性程度。结论:当归芍药散可能通过调节Keap1/Nrf2信号通路,抵抗氧化损伤来防治NAFLD。
秋免耕对坝上地区农田风蚀及土壤理化性质的影响

秋免耕是中国北方风蚀区农田保护性耕作的主要措施,对土壤风蚀的抑制作用已得到普遍验证,但对土壤性质的影响还缺乏足够认识,是否具有保墒作用还存在争议。以地处北方农牧交错带的河北坝上地区康保县作为典型研究区,采用野外调查取样和室内实验分析手段,通过比较秋免耕地与邻近秋翻耕地风蚀前后表层土壤理化性质变化的差异,研究秋免耕对土壤理化性质的影响,探究其保土保水保肥作用。结果表明:与秋翻耕地相比,秋免耕地风蚀量平均降低了73.23%,耕作层土壤含水率平均提高了11.93%,反映出秋免耕具有较强的保土作用和一定的保水作用。同时,秋免耕地通过减少土壤风蚀降低了富含养分的细颗粒损失,使年内表层土壤粉粒含量平均提高0.27%,沙粒含量平均降低0.35%,有机质和全氮含量分别平均增加5.63%、1.14%,说明免耕具有抑制土壤进一步沙化、贫瘠化的作用。在坝上地区农田实施秋免耕不仅具有保土作用,还具有保水保肥作用。长期坚持实施免耕留茬保护性耕作,对防止土壤土地沙化、贫瘠化,改善农业生产条件具有重要意义。
荒漠区食细菌线虫对生物土壤结皮下土壤酶活性的影响

作为土壤的重要生物组分,食细菌线虫影响土壤的能量流动和物质循环,但它在荒漠生态系统的作用仍不清楚。为探明土壤食细菌线虫对荒漠区土壤的影响,以腾格里沙漠东南缘人工植被固沙区生物土壤结皮覆盖的沙丘土壤为研究对象,分别采集藻-地衣和藓类结皮及结皮下0-10 cm土样,按每克土壤10、30、60、90、120、150条的密度接种食细菌线虫,以未接种线虫的土壤为对照,测定接种食细菌线虫后土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶和碱性磷酸酶活性的变化,明确食细菌线虫对荒漠区土壤质量的影响。结果表明:土壤食细菌线虫可提高生物土壤结皮下土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶和碱性磷酸酶活性,且土壤酶活性随土壤食细菌线虫接种密度的增加呈现先升后降的规律,指示土壤食细菌线虫与微生物存在互利共生关系;此外,接种土壤食细菌线虫背景下,结皮类型也显著影响土壤酶的活性,藓类结皮下土壤酶的活性显著高于藻-地衣结皮(P<0.05),指示结皮发育有利于土壤食细菌线虫与微生物的互长模式。因此,在腾格里沙漠人工植被固沙区土壤食细菌线虫可提高生物土壤结皮下土壤酶的活性,指示土壤食细菌线虫可促进荒漠区土壤的修复进程,有利于荒漠生态系统的改良。
古尔班通古特沙漠蜂窝状沙丘沉积物理化特征及沉积环境

采样分析了古尔班通古特沙漠蜂窝状沙丘表层沉积物的粒度、元素和微形态特征,讨论了其沉积环境。结果表明:(1)古尔班通古特沙漠蜂窝状沙丘表层沉积物以细沙为主;与上部陆壳平均化学组成(UCC)比,常量元素产生亏损,微量元素Co富集明显;化学蚀变指数(CIA)与上部陆壳平均值接近;石英沙颗粒磨圆度适中,微形态特征以碟形坑与不规则撞击坑为主。(2)古尔班通古特沙漠东北部蜂窝状沙丘表层沉积物平均粒径最大,分选性最差,常量元素亏损严重,微形态特征最为复杂;西部CIA值最小。平均粒径从迎风坡坡脚到坡顶增大,在背风坡变小;元素与微形态特征无明显差异。(3)沉积物理化特征说明古尔班通古特沙漠处于大陆风化的早期阶段,干旱的气候条件使沙丘表层组成物质缺乏有效的化学风化,沉积环境复杂,以风成机械作用为主导。
喀斯特高原水库水体氮素分布特征研究:以平寨水库为例

水体中氮素赋存形态及浓度与水质状况密切相关,平寨水库作为黔中水利枢纽工程唯一源头水库,探明其水体各氮素形态与时空分布特征,揭示其水体氮素分布状况及其变化规律,对于保障水源地饮用水安全具有重要意义。该文于2020年7月(丰水期)、 2021年1月(枯水期)采集平寨水库水样,分析测定水体总氮、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、溶解有机氮等氮素指标与理化因子,运用GIS平台,分析各氮素形态的时空变化特征,并探讨其驱动因素。研究结果表明:(1)平寨水库水体总氮浓度较高,丰水期总氮浓度平均值为2.83 mg/L,枯水期为3.14 mg/L,5条入库河流中,纳雍河各氮素形态浓度最高。(2)平寨水库水体氮素赋存形态以溶解有机氮和硝态氮为主,氨氮与亚硝态氮占比较小。硝态氮浓度丰水期小于枯水期,氨氮、亚硝态氮、溶解有机氮浓度均为丰水期大于枯水期。(3)环境因子影响氮的硝化、氨化和同化作用,水体氮素的分布和来源受不同时期环境条件变化与生产生活活动的影响。
青岛大气氮干湿沉降特征

该研究利用雨量器和被动采样器定点采集降水和气体样品的方法,研究了青岛市城阳区2015-2019年间降水及干沉降中不同形态氮浓度、氮沉降量的月、季动态变化特征,并分析比较了年际间大气氮沉降量的特点。结果表明:监测期内青岛区域NH_3-N、 NO_2-N、NH_4~+-N和NO_3~--N的年均浓度依次为10.9 μg/m~3、10.1 μg/m~3、1.23 mg/L和1.07 mg/L;NH_3-N浓度除6-7月份较高外,其他月份间以及1-12月NO_2-N浓度均变幅较小,NH_4~+-N和NO_3~--N浓度变化趋势基本一致,8月份浓度最低;NH_4~+-N浓度表现为冬季最高,夏季最低,NH_3-N浓度则相反,NO_3~--N和NO_2-N浓度均是冬春秋季较高,夏季最低。监测期内青岛NH_3-N、NO_2-N、NH_4~+-N和NO_3~--N年均沉降量分别是15.68、5.05、6.51和5.64 kg/hm~2;1-12月的NO_2-N沉降量变幅较小,而1-12月NH_3-N以及降水中NH_4~+-N和NO_3~--N沉降量则呈抛物线变化,干湿/混合沉降峰值分别在7月和8月;各季度NH_3-N沉降量均显著高于NO_2-N沉降量,且NH_3-N沉降量表现为夏季最高,冬季最低,NO_2-N则是秋季最高,冬季最低;NH_4~+-N和NO_3~--N沉降量均是夏季最高,冬季最低,其夏季沉降量占各自形态全年沉降量的53.5%和46.5%。监测期内青岛大气氮干湿/混合沉降的范围分别为17.45~27.34 kg/(hm~2·a)和7.41~16.75 kg/(hm~2·a),年均沉降量则分别为20.73 kg/hm~2和12.16 kg/hm~2,干沉降占总沉降量的62.9%。
广西NO_2时空变异规律及其影响因素分析

文章基于Sentinel-5P对流层NO_2柱浓度数据,利用Google Earth Engine平台分析了广西对流层NO_2柱浓度的分布及变化特征。结果表明:TROPOMI传感器反演的对流层NO_2柱浓度与地面NO_2浓度监测值具有较好的相关性,反演产品能够反映地面真实的NO_2污染状况;广西NO_2柱浓度具有明显的季节性差异和周期性波动特征,呈现出“冬高夏低,春秋过度”的变化规律;空间分布上具有极强的空间自相关性,表现出中部和东南部高,西北部低的特征,且南部北部湾区域有显著增加的趋势。经回归分析和地理探测器分析表明,风速(WSD)、气温(TEMP)、地形(DEM)、植被(植被指数,NDVI)、人类活动(夜间灯光,DBN,陆表温度,LST)和自相关因子(Ii)均是对流层NO_2柱浓度的重要影响因素,其中又以自相关因子、气温、地形和陆表温度因素的影响最为突出。
京津冀工业碳排放时空演化特征及影响因素

该文利用京津冀13座城市2000-2015年工业发展和能源消耗等相关数据,采用ArcGIS空间分析、空间计量模型等方法,分析京津冀工业及工业行业碳排放的时空演化特征,剖析其影响因素。结果表明:(1)2000-2015年京津冀工业碳排放持续增大,空间格局由“中部低、四周高”向“高低值相间分布”转变,空间差异逐步扩大。(2)高碳和低碳行业碳排放增减幅度差异较大,行业间碳排放差异显著;中碳行业碳排放增减幅度趋同,行业间碳排放量差异较小;不同工业行业碳排放空间格局差异显著。(3)能源消耗强度、工业化水平和能源消费结构与京津冀工业碳排放呈显著正相关,生产力水平、工业研发投入、对外开放水平与工业碳排放呈显著负相关。重工业化水平2000年与工业碳排放关系不显著,2015年呈显著正相关。
基于实验分析的乳房状石钟乳成因机理初步研究--以湖北阳新地心大峡谷洞穴沉积形态为例

目前,关于乳房状石钟乳成因的研究仍然停留在"科学猜想"阶段。通过对湖北阳新"地心大峡谷"洞穴内采集的一对孪生乳房状石钟乳样品进行矿物构成、晶体形态以及年代学分析,获得如下新认识:①乳房状石钟乳由致密一疏松互层递序生长的方解石构成。②致密层方解石呈菱面体晶型,无色透明,垂直向下生长,没有横向扩张;疏松层方解石呈细小颗粒状,乳白色不透明,呈"皮壳"状聚集,有一定程度的横向扩张,是乳房状石钟乳基部和主干部位膨胀的主要原因。③致密层和疏松层之间并不是连续生长的,存在显著的沉积间断。疏松层的232Th含量普遍比致密层高1~2个数量级,说明疏松层中不溶于水的杂质含量显著高于致密层。结合以上实验结果,以及洞内"皮壳"状沉积物可以在洞壁、洞顶分布的特征,推测:①"皮壳"沉积的溶液是从围岩或相关沉积物(石钟乳)基底以面状缓慢渗出的。②当溶液过饱和析出碳酸钙后,溶剂以水分蒸发的形式离开沉积界面。③"皮壳"沉积结构疏松的原因可能是由于地下河改道,洞穴密闭度变差,洞穴空气CO_2浓度降低,方解石结晶速率加快,从而造成方解石晶体缺陷增多,并以微晶集合体堆积。
基于激光扫描和构造分析的紫云苗厅"双穹顶结构"成因机理初步研究

隶属于贵州格必(凸)河伏流洞穴系统的紫云苗厅,是世界上已知探明体积和表面积最大的洞厅,平面投影面积仅次于马来西亚的沙捞越大厅。2014年英国研究人员采用Riegl VZ-400三维激光扫描仪首次对整个苗厅进行了地面激光扫描,本研究通过激光扫描数据并结合地质构造背景分析,对苗厅基本形态特征及其控制因素获得了如下新认识:(1)苗厅整体由两个洞厅与一段大型廊道(极有可能是世界上跨度最大的洞穴廊道)共同构成,在形态上则是两个穹顶与一个拱顶相连接,总体呈"凹"字形。点云切片显示苗厅为鞍部(上部)水平截面呈两个独立又相互关联的多边形且底座并联的"双穹顶"特殊结构;(2)苗厅鞍部的多边形系多期地质构造错动所致,产生了不同方向、不同等级的断裂和节理体系,在区域内形成了具有格子状构造的格局,密集的裂隙交汇于苗厅使得溶蚀作用最为发育;(3)苗厅发育在交麻向斜核部下二叠厚层一块状石灰岩地层中,向斜底部的开张裂隙为地下水进入提供了良好的构造条件,是苗厅能发育成世界级巨大洞厅一个不可忽略的关键因素;(4)苗厅还存在上层洞道,与区域内的层状洞穴共同反映了地质历史时期构造抬升与河流下切的双重作用。推测早期有其它多股水流从高处共同汇聚于苗厅,共同掏蚀出巨大的地下空间,并经历了从潜流带到包气带的转换,才最终形成现今所见的宏大洞厅;(5)根据地貌形态与地质构造的关系,"双穹顶"的发育暗示了有利于形成超大地下洞厅的特殊地质构造也是相邻成对的。
疫情背景下桂林市芦笛岩空气环境影响因素研究

当天然洞穴开发为旅游洞穴,人为活动输入到洞穴的能量与物质影响了洞穴本体环境。文章以桂林市代表性旅游洞穴芦笛岩为例,以2020年9月1日至10月8日洞穴温度、湿度、CO_2以及游客人数作为重点参数,定时、定位观测洞穴环境关键要素变化及相互关系,进而探究疫情防控背景下洞穴空气环境特征及影响因素、旅游活动对洞穴环境的影响以及洞穴自净能力。观测结果表明:(1)受新冠肺炎疫情影响,观测期内游客人数较往年明显减少,游客活动对洞穴温度和湿度影响并不明显,洞穴内外温度和湿度曲线变化趋于一致,主要受洞外空气环境的影响;(2)游览高峰期短时间内洞内CO_2浓度仍会随游客量的增多呈现规律性变化,但在旅游活动结束以后,洞内CO_2浓度能迅速回归至洞穴环境背景值,未观测到明显的CO_2累积现象;(3)芦笛岩本身具有一定的自净能力,观测期内受降雨和降温的影响,洞外温度显著降低,促使芦笛岩洞穴通风模式发生改变,洞穴内外气流交换加强,提高了该洞的自净能力。