mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
基于深度学习的Sentinel-1A影像冰川识别

冰川监测对于气候变化研究及区域可持续发展有重要意义,利用遥感影像提取冰川边界是冰川监测的关键。利用Sentinel-1A结合地形数据,通过基于VGG16、MobileNetV2的UNet和DeepLabV3+卷积神经网络对喀喇昆仑地区的冰川进行识别,并比较VH极化和VV极化下的识别精度。结果表明,VH极化的识别精度整体高于VV极化。基于MobileNetV2网络的识别精度不如VGG16高,但实现了精度相当的同时提高了运行效率。基于相同的主干网络,DeepLabV3+较UNet网络识别精度高,即基于VGG16的DeepLabV3+网络精度最高,在VH极化下其识别总体精度可达95.18%,交并比IoU可达84.33%,均交并比mIoU达到88.91%。卷积神经网络对纯净冰川、表碛冰川及冰川湖都有较好的识别效果,且识别出部分前进冰川,为大区域山地冰川的快速且半自动化识别提供了技术基础。
增材制造Ti- 6Al-4V合金断裂行为与应力三轴度关系研究

研究应力三轴度与增材制造钛合金材料断裂行为的相关性,对分析增材制造钛合金的断裂失效过程有着重要的作用和意义。对光滑圆棒和缺口圆棒试件在准静态下进行单轴拉伸试验,结合数值仿真分析得到试件的应力三轴度分布和断裂应变,研究了增材制造钛合金在不同应力三轴度下的韧性断裂行为。通过扫描电子显微镜观察试件断口表面的形貌,分析不同应力三轴度下增材制造钛合金的断裂机理。研究发现,在中高应力三轴度范围内,增材制造钛合金的断裂应变随应力三轴度的升高而降低;缺口圆棒试件的起裂位置随缺口半径的减小从最小截面中心处逐渐转移至边缘处。
长江中游地区稻田生态系统服务功能价值评估研究进展

长江中游地区是我国重要的水稻生产基地,为全国粮食安全和生态系统安全健康作出了重要贡献。科学合理评估稻田生态系统服务功能价值,可为其服务功能价值演变、改善和推广稻田绿色可持续发展模式提供重要依据。本文在梳理稻田生态系统服务功能内涵和服务功能价值评估体系、方法的基础上,对评估长江中游地区不同稻田生态系统服务功能的方法进行了分类对比,并归纳总结了该区稻田生态系统服务功能价值评估研究框架和研究思路。因稻田类型、稻区分布区域和价值评估指标体系不同,各稻田生态系统服务功能价值评估的方法和单位面积服务功能价值量存在一定差异,认为未来研究需要不断完善不同稻田生态系统服务功能价值评估指标体系,改进评估方法,提高评估准确性;同时本文还对长江中游地区部分稻田的服务功能进行了分析,发现研究主要集中在稻田微观试验和省市县区域宏观测算2个维度上,对稻田生态系统某一部分服务功能或系统整体服务功能价值进行了静态评估,而对其价值评估的长期动态跟踪研究不足,对稻田生态系统服务功能净价值研究也有待于进一步深入。
液质联用法测定不同地域种植的"华墨香5号"黑米中花青苷和酚酸类化合物含量

为研究不同种植地域对"华墨香5号"黑米中花青苷和酚酸类化合物含量的影响,在武汉、西安、陵水、宁波等14个地区种植了该黑米品种,通过高压液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)测定不同种植地域来源的"华墨香5号"样品中靶向代谢物,以外标法进行定量分析。结果显示,不同地域种植的"华墨香5号"黑米中花青苷和酚酸类化合物含量存在显著性差异,其中来自西安地区样品检出量最高,含矢车菊素-3-O-葡萄糖苷2.855 mg/g、芍药色素-3-O-葡萄糖苷0.491 mg/g、原儿茶酸0.088 mg/g;黄石地区样品检出量最低,分别为0.865、0.162、0.048 mg/g。表明黑米中花青苷和酚酸类化合物积累显著受到种植环境影响,为生产高营养价值黑米,需针对特定品种筛选合适的种植地域。
复合有机酸对大肠杆菌攻毒小鼠免疫功能及肠道菌群的影响

【目的】旨在探究饲粮中添加复合有机酸对大肠杆菌攻毒小鼠生长、免疫功能及肠道菌群的影响。【方法】选取7周龄健康雌性昆明小鼠90只,随机分为5组,每组6个重复,每个重复3只小鼠。对照组(CON组)和大肠杆菌组(ETEC组)饲喂基础饲粮,3个有机酸化剂组(OA组)分别饲喂在基础饲粮中添加1.5%,3.0%,6.0%复合有机酸的试验饲粮。试验第15天,对照组小鼠腹腔注射PBS溶液,其余4组小鼠均腹腔注射大肠杆菌培养液(2×10~8 CFU/mL),试验期为21 d。【结果】(1)攻毒后,饲料中添加有机酸对小鼠的心脏、肝脏和脾脏等器官指数无显著影响(P>0.05)。(2)与CON组相比,ETEC组小鼠血清中炎症相关因子(TNF-α、IL-6、D-LA和DAO)水平升高(P<0.05),空肠组织中炎症相关基因(IL-6、TNF-α、MyD88和MCP-1)mRNA表达升高(P<0.05),添加1.5%有机酸可显著降低血清炎性因子含量并下调炎症相关基因mRNA表达量(P<0.05)。(3)与CON组相比,ETEC组小鼠空肠绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度显著降低(P<0.05),空肠屏障功能相关基因(ZO-1和Occludin)mRNA表达量显著下降(P<0.05),饲粮添加1.5%和3.0%有机酸可提高空肠绒毛高度并上调空肠屏障功能相关基因mRNA的表达量(P<0.05)。(4)与ETEC组相比,1.5% OA组和6.0% OA组小鼠结肠拟杆菌门丰度显著降低(P<0.05), α多样性显示Chao1指数显著升高(P<0.05)。(5)与CON组相比,ETEC组小鼠结肠食糜乙酸含量显著下降(P<0.05)。与ETEC组相比,添加1.5%和3.0%有机酸显著提高小鼠结肠食糜中乙酸含量(P<0.05),同时1.5%有机酸组小鼠结肠食糜丁酸含量显著上升(P<0.05)。【结论】饲粮添加有机酸可显著缓解大肠杆菌攻毒诱导的小鼠肠道屏障功能损伤,提高机体免疫功能,改善肠道菌群结构和代谢,维持肠道健康。
油茶壳及凋落叶生物质炭对土壤温室气体排放的影响

【目的】油茶壳是油茶(Camellia oleifera)产业有机废弃物,与凋落叶均可用于制备生物质炭。生物质炭可用于土壤改良,缓解土壤N_2O排放。研究旨在探讨油茶凋落叶和油茶壳生物质炭对油茶林地土壤温室气体的减排效果及其作用机理。【方法】采用完全交互设计,以油茶林地土壤为研究对象,在氮添加背景下研究施用生物质炭(油茶凋落叶和油茶壳)对土壤N_2O和CO_2排放的影响,以硝酸钾溶液为外源氮肥。【结果】(1)生物质炭处理显著提高土壤pH,且油茶凋落叶生物质炭的改良效果显著优于油茶壳生物质炭。与对照相比,油茶凋落叶和油茶壳生物质炭处理后,土壤pH分别提高了35.74%和24.46%。(2)生物质炭可降低土壤N_2O排放速率,油茶凋落叶生物质炭的抑制效果要强于油茶壳生物炭。与对照相比,油茶凋落叶和油茶壳生物质炭处理后,土壤N_2O排放速率分别减少了42.71%和7.66%。(3)生物质炭显著增加土壤CO_2排放速率,在未施氮条件下,油茶壳生物质炭处理下土壤CO_2排放速率显著高于油茶凋落叶生物质炭。与对照相比,油茶凋落叶和油茶壳生物质炭处理下,土壤CO_2排放速率分别增加了38.82%和85.70%。【结论】油茶凋落叶和油茶壳生物质炭可以有效缓解油茶土壤酸性,减缓土壤N_2O排放。油茶凋落叶生物质炭对油茶酸性土壤的改良效果和土壤N_2O的减排作用要优于油茶壳生物炭。油茶林经营中应充分利用凋落叶资源用于土壤改良及温室气体减排,以实现油茶产业可持续经营。
基于宏基因组测序解析长刺蒺藜草入侵对根际土壤氮循环的影响

为揭示外来入侵植物长刺蒺藜草Cenchrus longispinus对氮素高效利用的微生态机制,利用宏基因组测序技术分析长刺蒺藜草、狗尾草Setaria viridis、披碱草Elymus dahuricus三种杂草根际土壤及对照中参与氮循环的微生物类群及功能基因差异。结果显示,长刺蒺藜草入侵显著增加了根际土壤中全氮和硝态氮含量,显著降低了土壤水溶性氮含量;长刺蒺藜草根际土壤中链霉菌属Streptomyces、红色杆菌属Rubrobacter、硝化螺旋菌属Nitrospira及类诺卡氏菌属Nocardioides微生物丰度与其他3个处理之间差异显著,并与根际土壤中硝态氮含量显著相关;长刺蒺藜草根际土壤中微生物的氮代谢功能基因nasB和nifK丰度与对照之间差异显著,且与根际土壤中硝态氮含量显著相关。推测长刺蒺藜草入侵通过增加根际土壤中链霉菌属、红色杆菌属和类诺卡氏菌属微生物丰度影响根际土壤的氮代谢过程,通过减少nasA基因丰度降低硝酸盐同化速率,其根际土壤有少量nifK固氮基因,表明其有一定的固氮能力。
基于大比例尺数据库的福建省耕地土壤固碳速率和潜力研究

明确土壤固碳速率和潜力是制定耕地固碳减排措施的基础。以我国典型亚热带地区-福建省不同地理位置的闽侯、浦城、同安、武平和永定5个县为研究区,运用生物地球化学过程模型DNDC(DeNitrification and Decomposition),模拟这5个县在目前区域尺度最详细的1︰5万土壤数据库下1980-2009年和2010-2039年有机碳动态变化,并运用尺度上推的方法估算出全省耕地土壤固碳速率和潜力。结果表明,福建省耕地土壤1980-2009年的固碳总量为7.37 Tg,而2010-2039年的固碳潜力为7.04 Tg,两个时段的年均固碳速率分别为190 kg·hm~(-2)和176 kg·hm~(-2),说明目前的农田管理措施有利于研究区长期固碳。其中,水稻土和盐渍水稻土分别在土类和亚类级别中固碳速率最大,不同时段均大于175 kg·hm~(-2)·a~(-1);而红壤在土类和亚类级别中固碳速率皆最小,不同时段均小于3 kg·hm~(-2)·a~(-1)。总体来看,1980-2009年和2010-2039年水稻土的固碳总量均占全省耕地固碳总量的92%以上,是今后制定固碳减排措施的重点。
加积型红土剖面成壤特征及网纹化成因的土壤微形态证据

亚热带加积型红土很好地记录了中国南方第四纪以来风化特征及其变化趋势,但相应风化强度下古土壤成壤细节仍尚待进一步揭示。本文以庐山东麓海会剖面(L-HH)为研究对象,借助土壤微形态研究方法分析不同风化强度下古土壤成壤特征,并结合粒度、色度、磁化率、地球化学等指标,进一步探讨加积型红土成土环境及网纹机制。结果表明:(1)加积型红土土壤基质以黏土、胶体为主,并具有一定铁质侵染。沿剖面自下而上,胶体含量由70%减少至50%,黏土胶体与碎屑配比由8︰2逐渐变化为6.5︰3.5,成壤强度呈减弱趋势。(2)土壤孔隙和形成物类型沿剖面的变化差异较好地记录了土壤水分及其干湿变化。网纹红土层以线状大孔道为主,连通性好,铁质迁移活跃,铁锰质胶膜沿孔道分布且多层叠置,部分铁质胶膜有脱色现象,指示水分充足,干湿变化频繁。网纹黄棕色土层大孔道减少,孔洞、囊状孔隙增加,有一定连结性,铁锰胶膜多沿孔隙壁淀积,铁锰质结核也尤为丰富,指示水分减少,干湿变化仍然频繁。黄棕色土层,孔道极少,以面状裂隙、囊状及不规则状孔隙、孔洞为主,连结性差,淀积胶膜多为扩散-团聚型,水分少,铁游离程度降低。(3)土壤孔隙及其发育程度与网纹化程度有较好的对应关系,裂隙产生、加宽、连通是网纹化的物理学基础。(4)剖面土壤微形态特征与粒度、色度、磁化率等环境指标间有良好对应关系,是解读红土形成环境、季风演化和网纹化机制的重要土壤学指标。
森林土壤氧化亚氮排放对氮输入的响应研究进展

大气中氧化亚氮(N_2O)浓度的上升加剧了全球变暖。森林土壤在调节大气N_2O浓度中发挥着至关重要的作用。近年来,氮(N)输入对森林土壤N_2O通量的影响备受关注。然而,森林土壤N_2O排放对N输入响应的机制,尤其是植物和微生物对N_2O通量的调控作用尚缺乏系统研究。因此,本文综述了N输入如何通过森林植被(根系N吸收、凋落物分解和形成丛枝菌根)和土壤微生物(微生物生物量和群落组成)调控N_2O产生途径,从而影响森林土壤N_2O排放。结果表明,植物的竞争性氮吸收能降低氮输入对N_2O排放的促进作用,其作用大小可能主要取决于土壤"氮饱和"状态。植物凋落物主要通过分解过程中的养分归还和次生代谢产物释放来影响氮输入背景下的森林土壤N_2O排放,前者具有促进作用,而后者具有抑制作用。丛枝菌根主要通过吸收有效氮和水分、促进团聚体形成以及改变N_2O相关功能基因群落调控森林土壤N_2O通量。N输入导致的土壤酸化或养分限制,通常会降低微生物生物量和/或改变微生物群落组成,从而控制N_2O排放。N输入对N_2O不同产生途径也会造成影响,受土壤湿度、N_2O底物浓度以及N_2O相关功能基因丰度(AOB、AOA、nirK、nirS和nosZ)的调控。未来在模型预测中,需要将植物氮吸收、凋落物分解、菌根以及N_2O产生途径充分纳入模型,以提高模型预测准确性,为全球变化背景下制订森林管理政策和温室气体减排措施提供支持。
台风“罗莎”影响东北冷涡强降水的机理研究

利用中尺度数值预报模式对2019年8月15日至17日东北地区一次强降水过程进行数值模拟,通过分析强降水系统的水汽、热力和动力特征,研究台风“罗莎”增强东北冷涡强降水的物理机制.结果表明,冷涡南侧西南气流对渤海、黄海水汽的输送作用,以及冷涡东南侧台风“罗莎”对西太平洋、日本海上水汽的携带作用,作为两支主要水汽输送通道向东北地区提供充足的水汽供应,暖湿空气与干冷空气相互作用形成不稳定层结大气,同时台风“罗莎”导致对流层低层风场辐合增强,激发出强的垂直上升运动作为动力触发机制将不稳定能量释放出来.以上分析表明,有利的水汽、热力及动力条件相互配合,造成本次强降水过程.
基于致动线方法的5 MW海上风力机气动弹性分析

随着风力机功率的不断增大以及新型复合材料的应用,叶片的柔性和几何非线性变形成为风力机设计中不可忽略的因素,结构和气动弹性的分析也随之变得更加复杂。然而,风能行业中传统的叶片分析方法无法准确预测现代复杂叶片的气动弹性特性,从而导致风力机性能预测出现较大误差。本文基于柔性多体动力学,建立了一种新型双向流固耦合模型,在结合致动线方法和大涡模拟的基础上,考虑了结构和气动弹性对风力机性能的影响,可用于动态结构载荷预测及流固耦合分析。对5 MW基准风力机进行建模,验证了计算模型的准确性,并讨论了叶片的瞬时结构响应,分析了叶片变形对风力机功率、尾迹的影响。研究结果表明,叶片的柔性在风力机气动弹性设计中不可忽略,同时本文模型可以准确捕捉风力机的尾迹结构(包括叶尖涡和叶根涡),更适用于现代兆瓦级复合材料风力机气动弹性和尾迹分析。
百米级大柔性风电叶片非线性气弹响应分析

随着风电叶片迈入百米量级,叶片尺寸和柔性持续增大,几何非线性对叶片结构动态响应的影响更加明显。为解决大柔性叶片的非线性气动弹性计算问题,采用基于Legendre谱有限元的几何精确梁理论,耦合叶素动量理论,建立了大尺寸风电叶片气动弹性分析方法,通过带有预弯的悬臂梁算例验证了几何精确梁模型的准确性。最后,以NREL 5 MW和IEA 15 MW风力机为例,分别采用线性模态叠加法和非线性几何精确梁方法计算了61.5 m叶片和117 m叶片在全工况稳态风和湍流风条件下的动态响应。结果表明,从5 MW到15 MW风力机叶片,由于几何非线性效应引起的叶尖挥舞位移和叶根挥舞弯矩数值偏差分别增加21.35%和21.23%,叶片一阶摆振模态频率也存在3.2%的偏差。百米级叶片非线性效应对叶片动态响应、摆振模态等气动弹性特性影响较大,应充分考虑非线性气动弹性对叶片设计的影响,以保障风力机的运行安全性。
偏航失效时海上风力机不同停机位置下响应特性

我国东南沿海台风频发,严重威胁着海上风力机的结构安全。台风诱发的强风和巨浪,可能对风力机的控制和供电系统造成损害,导致风力机偏航系统失效。风力机因无法实现实时对风而载荷骤增,从而造成风力机破坏甚至倒塌。为研究海上风力机在偏航失效工况下的响应特性,以5 MW导管架式海上风力机为研究对象,计算了偏航失效时不同停机位置下风力机结构的动力响应,同时分析了风力机叶片、塔筒及下部结构响应随偏航角的变化规律以及停机位置对响应结果的影响。研究表明:偏航失效时,偏航角的大小和叶片停机位置对风力机结构响应影响显著;部分偏航角下风力机叶片甚至出现气弹失稳现象;综合整个偏航范围来看,采用空转策略或者叶片方位角处于90°停机位置的停摆策略时,风力机结构各部分响应值相对较小,应对偏航失效最为有利。
一回路压力边界泄漏率试验数据有效性分析

某研究性反应堆一回路压力边界气体泄漏率试验受容积小和设备冷却水等因素干扰,试验数据存在极端样本点,在不改变试验方法的基础上,通过使用回归模型的显著性检验和方差分析等方法确保试验结果的有效性。试验方法借鉴压水堆安全壳泄漏率试验方法,本文选用ANSI/ANS-56.8、RCC-G-1988、 ПНАЭГ-10-021-90这3种常用的安全壳泄漏率计算方法进行计算分析,结果表明3种方法计算结果基本相同。通过对线性回归模型中残差的独立性、正态性以及等方差性进行分析,探讨回归诊断对计算结果的影响;同时对于回归诊断发现方差不齐、自相关和极端样本点等问题,结合残差加权最小二乘法和去除极端样本点对最终结果进行修正,提高了结果的可靠性。本文分析方法已应用到核安全审评中。
高光谱扫描在碳酸盐岩矿物组成分析中的应用

矿物组成及其微观特征对研究油气藏的沉积环境、岩石骨架及储集空间等方面具有重要意义。本文利用高光谱扫描和扫描电镜矿物组成定量分析技术(QEMSCAN),对羌塘盆地二叠系龙格组碳酸盐岩岩心样品的矿物组成、含量及其空间分布规律等进行研究,为羌塘盆地古生代碳酸盐储层油气藏评价提供矿物组成和微观特征方面的依据。结果表明:龙格组岩性以微晶灰岩和粒屑灰岩为主,矿物组成主要为方解石和白云石,两者含量之和普遍大于90%,其次为石英及少量的黏土矿物和长石。矿物组成具有明显纵向分段特征:上段方解石和白云石含量均较高;中段白云石含量较高,且白云化程度较为强烈,孔隙度和渗透率均有所下降;下段以方解石为主。黏土矿物特征分析显示,龙格组地层经历了复杂的沉积-成岩作用和后期热扰动作用及流体作用,这对该地区油气运移及保存有较强的影响。
缅甸某铅锌银多金属氧硫混合矿选矿技术开发研究

对缅甸某铅锌银多金属氧硫混合矿进行了选矿流程方案试验,遴选出优先浮铅-活化选锌-硫化黄药法浮选回收氧化铅工艺方案,闭路试验可获得铅精矿铅品位52.25%、含银1 732.52 g/t、回收率分别为65.96%和78.28%,锌精矿锌品位43.82%、含银209.56 g/t、回收率分别为79.15%和11.90%,氧化铅精矿铅品位35.62%、含银215.55 g/t、回收率分别为11.16%和2.42%。2种铅精矿综合铅品位48.94%、总回收率77.12%,含银1 430.97 g/t、回收率80.70%。
硅基负极材料预锂化技术全球专利分析

针对全球及中国硅基负极材料预锂化技术专利申请趋势、申请人和专利技术构成等情况进行分析,从专利角度探讨硅基负极材料预锂化技术发展现状及重点技术路线。目前硅基负极材料预锂化技术正处于快速发展阶段,技术路线尚未统一,以热掺杂和有机锂为代表的化学预锂技术发展迅速,最有可能率先实现产业化应用;中国是硅基负极材料预锂化技术的主要目标市场国,但国内企业相比外国来华企业技术基础薄弱、专利积累少,建议加大研发力度、加强相关专利布局。
高纯铝灰碱性焙烧提取铝研究

采用碱性焙烧法提取高纯铝灰中的铝,探讨了焙烧温度、焙烧时间、碱灰比等因素对铝灰中铝浸出率的影响。结果表明,碱性焙烧适宜条件为:焙烧温度600 ℃、焙烧时间60 min、碱灰比1.0,此时得到的焙烧产物物相为NaAlO_2、Al_2O_3,焙烧产物在温度25 ℃、液固比10∶1条件下水浸60 min,铝浸出率为78.95%。
乌江中上游地区极端降水特征及未来预估

选取乌江中上游地区1961 -2019年的逐日降水数据,采用趋势分析、EOF、小波分析等方法,研究极端降水在时空上的变化特征,同时为了使研究具有整体性,利用CMIP6中5个GCMs下的3种情景数据(SSP126、SSP245、SSP585),在降尺度处理后预估未来(2020 -2100年)极端降水的变化。结果表明:1961 -2019年整个流域地区极端降水事件虽然有增有减,但无显著性变化;在变化周期上,信号强烈的周期主要在23 ~ 30 a的时间尺度上,且贯穿整个时序;5个极端降水指数的第1模态表明其在空间变化上具有一致性,第2模态则有差异;未来极端降水事件整体上随SSPs情景的升高而愈发显著,且多以正趋势为主。研究结果可为乌江流域地区水安全管控、规划建设、防灾减灾等提供参考。
1971-2015年鄂西山地极端气温变化特征分析

为深入了解全球气候变暖背景下鄂西山地极端气温事件的变化规律与特征,基于1971 -2015年恩施、巴东、来凤、房县4个气象台站的逐日数据,采用线性回归、滑动平均、Mann-Kendall检验和小波分析方法,探讨分析了鄂西地区极端气温的时空变化特征。结果表明:1971 -2015年鄂西山地极端最低气温、极端最高气温和高温日数均呈上升趋势,其中极端最低气温的升幅最大,霜冻日数呈减少趋势;极端冷事件数逐年减少,极端热事件数逐年增多,突变年份分别为1996和2007年。鄂西山地极端气温事件具有5、18 a等周期的周期性变化特征,极端气温事件发生频率具有明显交替的变化特征。研究结果能够对鄂西地区防灾减灾,构建极端气温气象灾害的综合防范机制提供参考依据。
模糊层次分析法在淤地坝风险评价中的应用

淤地坝是黄土高原地区治理水土流失有效的水利工程措施,其在减少入黄泥沙、淤地造田、防洪减灾、改善生态、促进经济发展等方面发挥着重要作用。但淤地坝的水毁灾害时有发生,建立淤地坝的风险评价体系迫在眉睫。经调研分析,对淤地坝风险进行识别,建立了现状风险、管理风险、失事后果的3层次9指标的淤地坝风险层次分析模型。运用模糊层次分析法对淤地坝各风险的权重进行了计算,并且对淤地坝的安全进行了综合评价。结果表明:模糊层次分析法有效地改进了层次分析法的一致性问题,并且可以简便地对淤地坝的风险进行评价,为淤地坝的风险评价提供了一种新思路。
1961-2020年沂蒙山区极端降水时空变化特征

基于1961 -2020年20个国家级气象站日降水数据,通过选取9个极端降水指数,利用5 a滑动平均法、Mann-Kendall法和累积距平法、Morlet小波变换法、泰森多边形法及克里金空间插值等方法,分析了研究区极端降水的时空变化特征。结果表明:研究区1 d最大降水量、5 d最大降水量和降水强度呈上升趋势,大雨日数、年降水量、强降水量、极强降水量、连续干旱日数及连续湿润日数呈不显著下降趋势;年降水量与大雨日数的突变情况类似,1980年后下降趋势明显,降水强度在1998年发生突变,突变之后变为增强趋势;各极端降水指数基本存在20 a左右的第一主周期;空间分布上,除连续干旱日数与降水强度外,其他7个指数空间分布相似,基本呈现从东南向西北减少的分布格局,连续干旱日数整体呈现从东到西递减的趋势,降水强度整体呈现南高北低的趋势;1980-2000年为降水异常年份多发时段,1964、2003和2020年为降水量典型异常偏高年份。研究结果可为沂蒙山区水资源规划、防灾减灾等提供理论和数据支撑。
常州市主城区畅流活水方案模拟比选及现场试验研究

为了改善常州市主城区水环境,通过数值模拟计算与现场试验相结合的方法,开展畅流活水水环境提升方案研究。利用优质丰富的长江水作为引水水源,通过魏村枢纽和澡港水利枢纽引水,围绕新建工程大运河西枢纽及与4座活动堰工程的调度组合,设置了5组模拟方案,通过水动力数学模型,模拟各方案下城区内部河道流量分配情况,并结合现场试验论证了推荐活水方案的效果。结果表明:推荐方案形成了3级水位差、水位调控精准、流量分配合理的畅流活水格局,河网水环境改善显著,同时大部分水质指标在引水结束后16 d内均仍处于较好的状态,但部分河道的水质反弹明显。通过数学模型开展水动力调控是改善平原河网城市水环境的有效手段;但需要强化日常监测,根据水质变化情况合理确定活水周期,同时对部分水质异常点位开展污染源解析工作,保障河网水环境的长效久治。
黄河流域多尺度区域界定及其应用选择

黄河流域涉及区域广阔、问题复杂多样,相应的研究内容较为丰富,存在空间研究范围和分区不一致的问题。立足于黄河重大国家战略目标任务和不同研究需求,考虑流域与沿黄行政区在资源利用-经济发展-生态保护等方面的关联性,将黄河流域空间研究范围界定为黄河流域区、黄河干流流经区、黄河流域涉及区和黄河全行政区,并对其他研究范围及分区进行了说明;从空间范围、研究内容、行政管理3个方面对比分析4种区域界定方案,明确了不同方案之间的联系和区别;依据针对性和目的性等原则,系统梳理了不同研究内容对空间范围的选择情况,解决了什么情况下可以或应该选择某个特定空间范围的问题。研究成果可为后续黄河流域相关研究提供统一标准和参考依据。
基于光强感知的太阳能智慧跟踪系统设计

为提高太阳能的利用率,根据最大功率跟踪原理,设计了一种基于光强感知的太阳能智慧跟踪系统。首先,从太阳能智慧跟踪系统的工作原理出发,对其结构进行总体设计;然后,基于太阳能智慧跟踪系统各模块的性能需求,开展硬件设备选型和软件设计;最后,搭建相应的实验平台对太阳能智慧跟踪系统进行组装和调试,并通过功能测试验证了其性能。结果表明,所设计的太阳能智慧跟踪系统可以实现太阳能板对太阳光的智慧追踪,且能完成远程控制;另外,该系统结构简单,成本较低,既能节约能源,又能提供良好的供电水平,满足了高科技产品的需求,符合现代能源利用发展趋势。
土壤硒和重金属元素分布规律及污染评价--以陕西紫阳为例

为系统查明陕西省紫阳县土壤中硒(Se)及其他重金属元素的富集程度及规律,对紫阳毛坝镇、双安镇、瓦庙镇和白鹤口-双庙梁地区的表层土壤开展了系统研究,通过土壤中微量元素测定,在重金属元素含量及其分布程度和规律把握的基础上,对其重金属污染及土壤元素富集情况进行探讨。研究结果表明,4个采样点土壤中Se均具有超常富集特征,且以闹热地区最为显著;同时,紫阳地区土壤中重金属污染情况十分严峻,多数重金属元素(如Mo,W,Cd)均具有不同程度的富集性,而Mo和W污染在所有地区均明显存在,W的富集因子达到了背景值的数百倍。在紫阳地区,按污染水平由高到低可排序为闹热、白鹤口-双庙梁、毛坝、瓦庙。研究后认为,紫阳地区重金属污染(如Mo与Pb,Ba和V)来源与当地广泛分布的下寒武统黑色岩系存在密切联系,而黑色岩系中的石煤是其重要来源。
上硬下软地层中h型桩与滑坡相互作用机理模型试验研究

组合式抗滑桩是加固大型滑坡的有效防护措施,但上硬下软等复合地层中h型抗滑桩的加固机理仍有待深入研究。基于一套自主研发的上硬下软地层滑坡-h型抗滑桩物理模型试验装置,综合应力应变监测、激光测距仪、高速相机与粒子图像测速(PIV)技术研究了上硬下软地层滑坡中h型桩的位移、内力响应规律与滑体变形破坏特征,揭示了上硬下软地层条件下h型桩与滑坡相互作用机理。研究结果表明,在坡顶荷载逐渐增加的条件下,h型桩加固的上硬下软地层滑坡的演化阶段可划分为蠕变阶段、匀速变形阶段、加速变形阶段和破坏阶段4个阶段。受连系梁影响,前排桩与后排桩桩顶位移较小,应变最大值出现在靠近滑面深度处;后排桩弯矩呈“S”型分布,前排桩弯矩呈三角形分布,负弯矩最大值位于连系梁下方20 cm处。随着硬岩体积分数(φB)增加,桩顶位移逐渐减小,前、后排桩最大弯矩值也逐渐减小,但硬岩体积分数超过60%后最大弯矩值变化幅度较小。当φB= 20%和40%时,后排桩土压力总体呈抛物线形式;当φB=60%和80%时,土压力总体呈反“S”型,且滑面附近出现第二个土压力峰值;前排桩土压力分布形式均为抛物线型。试验结果可为组合式抗滑桩加固机理研究和设计提供理论支撑。
渗透作用下滑带细观结构演变特性

库岸滑坡受到库水升降作用影响,内部渗透压力会产生周期性的变化。动态渗透压力会导致滑带结构与强度产生劣化,进而影响滑坡整体稳定性。为揭示滑带在渗透作用下的结构演变特征,通过室内渗流试验结合CT扫描技术获取了黄土坡滑坡滑带在不同渗流条件下的细观结构特征,采用Avizo软件量化滑带细观结构参数,定量分析了不同渗透条件下滑带结构的演变规律。结果表明,滑带的渗透系数随渗流时长的增加而呈指数形式下降,且水力梯度越大最终试样的渗透系数越小;连续的CT重构图像显示渗流过程中部分黏土团聚体发生解体,大孔隙被附近的细颗粒逐渐充填,试样结构的宏观均一性增强;统计数据表明滑带土的表观孔隙率由5%下降到了1%,等效直径小于80 μm的孔隙占比随渗流时长的增加而增多,而等效直径大于80 μm的孔隙占比随渗流时长的增加而减少。结果证明周期性渗透作用会影响滑带内孔隙结构的分布特征,细观上表现为大孔隙被小颗粒充填,导致渗流通道变得细长而弯曲,孔隙的有效连通性被削弱,宏观上表现为渗透系数随渗流时长的增加而降低。
基于系统空间特征识别的岩溶地下水污染成因分析

岩溶地下水系统空间结构复杂,含水层渗透性强、防污性能差,一旦发生污染,污染物扩散迅速且修复难度较大。以南方某岩溶大泉为例,在水文地质调查的基础上,结合水化学图解及多元示踪技术,分析岩溶地下水系统边界及暗河管道分布,识别岩溶泉的主要污染物、来源及污染途径,探索岩溶地下水污染成因模式。研究结果表明,Q1岩溶地下水系统为典型的“多源单汇”地下水循环模式,存在南北2条主要径流通道;其主要污染物质为锰、菌落总数、氨氮、总磷,分别为地下水质量标准阈值的17,14,7.2,3.8倍;建筑垃圾堵塞原有的暗河通道,工程勘察和强夯活动破坏了垃圾堆场下部天然黏土防渗层,生活垃圾及渗滤液进入岩溶管道,两者共同导致了岩溶地下水的污染。该研究对于岩溶地下水系统污染防治工作具有重要的借鉴意义。
基于最短折减路径法的边坡安全系数研究

使用双参数折减方法分析边坡稳定性的研究较多,如何把两个折减系数定义为单一的综合安全系数是目前研究的一项重要内容。Isakov提出的最短折减路径法能够保证在不同工况下得到最小安全系数,但是该方法的缺点在于计算复杂,不适合工程应用。通过有限元数值模拟,利用最短折减路径方法计算不同强度黏土构成的不同坡度均质土坡的最小安全系数和对应的折减系数,探索了最小安全系数与土的初始黏聚力、内摩擦角以及边坡坡度的关系,分析了初始强度对折减系数的影响。结果表明,相同坡度下不同强度的黏土边坡在失稳时,最小安全系数对应的临界破坏强度相同。临界破坏强度与坡度近似成线性正相关关系。由此基于最短折减路径法提出了一种新的计算最小安全系数的方法,该方法得到的安全系数与目前常用的极限平衡方法所得结果相近,并且计算简单,因此可以用于边坡稳定性分析。
滇中高原岩溶关键带典型含水系统水化学特征及成因分析

岩溶关键带水文地球化学过程的研究对于科学认识其内部的演化环境与结构特征具有重要意义。岩溶水是水-岩作用后主要的信息载体,定量分析其水化学特征及成因是揭示岩溶关键带含水系统介质环境与水动力条件的有效手段。以滇中高原岩溶关键带3个典型岩溶含水系统为研究对象,通过对不同含水系统出露的岩溶泉进行野外采样与室内测试,综合采用数理统计分析、水化学图解、离子比例系数与水文地球化学模拟等方法,深入剖析了各含水系统岩溶水水化学组分特征、成因作用和含水层介质特性,并对关键带中水循环与水化学的内在联系及规律进行了探讨。结果表明:①HCO_3~- 、Ca~(2+)是各含水系统岩溶水中含量最高且来源稳定的离子组分, Mg~(2+)是控制各含水系统水化学类型异化的关键因素;②碳酸盐岩类的岩石风化、矿物溶解是各含水系统内岩溶水化学组分特征的主要成因作用,岩溶水对华宁水系统含水层的溶蚀作用仍在发生,阳离子吸附交替与硅酸盐岩类的风化溶解是区域岩溶水中Na~+ 、K~+的重要来源;③区域岩溶的发育强度、岩溶含水层的出露条件及含水介质岩性与连通性共同塑造了滇中高原岩溶关键带不同含水系统地下水化学特性。研究成果丰富了对滇中高原岩溶关键带水文地球化学过程的认识,为区域岩溶水资源的开发、利用与保护提供基于水化学的证据支撑。
振动和水流对拉萨裸裂尻鱼受精卵孵化性能的影响

为探究水流对拉萨裸裂尻鱼孵化性能的影响,以同一批繁殖获得受精卵为研究对象,开展连续震荡和间歇性震荡对孵化率影响实验,确定拉萨裸裂尻鱼受精卵对振动和水流的敏感性,再通过瓶式孵化器及孵化盘孵化拉萨裸裂尻鱼受精卵,以验证试验结果。结果表明:(1)连续振动下对照组和100 r/min组死亡率均较低,且差异不显著(P>0.05);振动频率提高到150 r/min时,拉萨裸裂尻鱼受精卵死亡率显著升高(P<0.05),死卵主要集中在原肠早期至肌节出现期。(2)间歇性振动下,对照组各发育时期死亡率均较低,50 r/min组原肠中期死亡率最高,100 r/min组神经胚期死亡率最高,150 r/min组胚孔封闭期死亡率最高, 200 r/min组原肠中期死亡率最高,250 r/min组原肠早期和出膜期死亡率最高。(3)在流速为(0.314±0.025) m/s瓶式孵化器及流速为(0.013±0.001)m/s孵化盘中拉萨裸裂尻鱼受精卵孵化率和畸形率均差异不显著(P>0.05)。综上所述,拉萨裸裂尻鱼受精卵对振动和水流的敏感期均集中在原肠早期至肌节出现期,其规模化孵化可在瓶式孵化器中孵化,肌节出现期以前水流速应尽量调小,水流速低于0.314 m/s,肌节出现期以后可适量调大。
歧口凹陷沙一下亚段页岩形成环境及页岩油潜力综合评价

渤海湾盆地是目前我国主要的陆相页岩油资源开采区,歧口凹陷位于盆地腹地,是渤海湾盆地内典型的富油气凹陷之一,但长期以来缺少对不同层位页岩形成环境及页岩油潜力的综合评价。选取歧口凹陷沙一下亚段富有机质页岩为研究对象,综合运用地化录井技术和生排烃模拟技术,进行歧口凹陷沙一下亚段页岩沉积特征的描述和页岩油潜力的综合评价。研究结果显示,①歧口凹陷沙一下亚段沉积于水体盐度较高的还原-强还原环境,营养物质丰富,气候炎热湿润,适宜生物大量繁殖,生产力水平高;②结合生排烃模拟实验结果,研究区沙一下亚段页岩生烃能力强、生烃效率高、排油率较低,生成的原油仍大部分残留在页岩中,具有良好的勘探潜力;③研究区沙一下亚段页岩中含有适量碳酸盐矿物,在成岩过程中改善了储集条件,为页岩油提供了良好的储集场所。歧口凹陷西南缘海侵的发生从沉积环境、古生产力及对成岩作用影响等方面促进了沙一下亚段有机质的富集,而有机质富集、生烃强度高以及良好的储集条件共同控制了沙一下亚段页岩油的大面积分布。研究区沙一下亚段页岩油储层可分为碳酸盐岩和混合沉积岩2种类型,综合2种储层的含油性特征后发现,碳酸盐岩矿物含量和脆性指数对页岩含油性有着极大影响。有利勘探区域为构造裂缝发育的宽缓斜坡区和白云岩化程度较高的地区;有利勘探层段为孔隙和微裂缝发育的白云岩、白云质页岩和灰质页岩层段。该研究成果可为歧口凹陷页岩油的勘探开发提供指导。
我国冶炼厂周边土壤重金属污染现状与风险评价

有色金属冶炼是土壤严重污染的主要原因之一,对土壤生态及人体健康产生了潜在的不利影响。为研究我国各冶炼场地土壤重金属污染现状,通过查阅国内外相关文献(2001 - 2021),收集国内各个地区冶炼场地的最新污染数据,运用内梅罗综合污染指数,地质累积指数法及人体健康风险评价,对我国冶炼厂土壤重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Hg、As、Ni)的污染现状进行了综合评价。结果表明:除Cr外,冶炼厂周边土壤中其余重金属的总平均浓度均超过相应的风险筛选值,其中Cd和Pb的超标倍数为109.29、20.43,严重超标且污染严重地区主要分布在福建、广西、贵州、湖南等省区。健康风险评价结果表明:Pb与As均对儿童具有较高的致癌和非致癌风险,且南方大部分地区和辽宁省的健康风险高于北部和西北部,应当引起重视。
基于熵权模拟评价模型的西安市水资源价值核算

区域水资源价值的准确核算是科学制定水价的基础。针对水资源价值核算体系的复杂性,本文基于熵权模拟评价模型,对西安市水资源价值核算进行研究。选取水资源数量、质量以及社会经济影响三个大类指标,构建了西安市水资源价值模糊评价模型,综合评价了西安市水资源价值,估算了居民用水价格。结果表明:西安市的水资源价格由2015年的10.46元 · m~(-3)下降到2019年的10.33元 · m~(-3),水资源价格总体变化不大。实际水费支出仅占居民人均可支配收入的0.5%,远远低于设定的可承受指数(3%),水价仍有部分提升空间。在不破坏水资源的公益性及保障性,不超过居民承受力的前提下,水价仍可做部分提升,从而促进市民节约水资源。本文基于对西安市水资源价值的分析,为西安市今后合理制定水价以及可持续发展提供参考。
1982—2021年黄河流域植被覆盖时空演变及影响因素研究

通过科学认识黄河植被覆盖的空间格局、时间规律,揭示气候变化与人类活动对植被覆盖率空间演化的影响与机理,对于提出科学的生态防护方法、进行生态安全评价,以及推进黄河战略有着重大的理论意义与应用意义。本文以1982—2015年GIMMS NDVI和2000—2021年MODIS NDVI为主要数据源,通过最大值合成法、平均值法、Theil-Sen Median和Mann-Kendall等方法分析了黄河流域1982—2021年植被覆盖空间格局、月际和年际变化规律。结合同时段的年平均气温和年降水量,采用二元线性回归分析和残差分析等方法,探讨了黄河流域植被覆盖的主要影响因素。根据时空变化分析, 1982—2021年黄河流域多年NDVI均值变化趋势由西北向东南依次增加,年际变化呈现波动增长趋势,增长速率为0.019 · (10a)-1,月际变化呈现先增后减的单峰曲线状分布,8月(0.50)为峰值。根据变化趋势分析,1982—2021年黄河流域77.35%的区域植被覆盖呈增加趋势。根据影响因素分析,黄河流域植被覆盖以气候变化和人类活动共同作用为主要影响因素,其中受人类活动促进作用较为明显,约占46.13%。因此,气候变化和人类活动共同作用是黄河流域植被覆盖变化的影响因素,其中人类活动对植被恢复有重要作用。
黄河三角洲柽柳灌丛对周边土壤呼吸的影响研究

土壤呼吸是区域碳收支及全球变化的热点问题之一,植物作为碳循环重要的生物库对土壤呼吸有着深远的影响。本文以黄河三角洲柽柳灌丛周边土壤的CO_2通量变化的时空特征为研究目的,采用LI-8100A开路式土壤碳通量监测系统,分析了不同生境条件下柽柳对周边的土壤呼吸的影响,结果表明:(1)研究区生境可分为低盐-高养与高盐-低养。低盐生境中的柽柳灌丛,其周边土壤的土壤呼吸速率明显高于高盐生境,夏秋两季的日动态没有明显的“单峰曲线”特征,春季峰值具有明显的“滞后”现象。(2)柽柳灌丛的南(S)、北(N)方向上,S方向更容易获得光照与热量,表现为春秋两季S方向的土壤呼吸速率高于N方向,但夏季这种现象却恰好相反。土壤呼吸速率昼夜差异较大,但夜间土壤呼吸速率却不容忽视,接近总量的40%,春季土壤呼吸速率昼夜差异最大。(3)以柽柳灌丛中心为起点由近及远,呈现出随着距离的增加土壤呼吸速率逐渐降低的趋势,这种趋势在低盐生境的灌丛周边尤为明显。高盐生境中,S方向的土壤呼吸速率为远距柽柳处的较高,这种“逆反”现象与温度、湿度交替的较大变异有一定关系。
西安市PM_(2.5)城乡差异及与城市热岛的关联研究

依据一种基于建筑用地比例和土地利用信息熵的城乡站点划分方法,将西安市环境与气象站点划分为城区、郊区和两类乡村站,讨论其PM_(2.5)的城乡分布特征及与城市热岛效应强度(Urban Heat Island Intensity,UHII)间的相关关系。结果表明,不同季节西安市呈现不同的PM_(2.5)城乡分布特征和日变化特征,两类乡村站点PM_(2.5)差异明显且下风向乡村站点(乡村D)对应的UHII_D对城区和乡村的影响程度大于上风向乡村站点(乡村U)对应的UHIIU。在城区较多本地排放的影响下,乡村PM_(2.5)浓度与UHIIU(或UHII_D)相关系数均大于城区。随着UHII_D的增加,城乡PM_(2.5)相对浓度差值(RUPII_D)整体呈下降趋势且UHII_D与RUPII_D在春夏秋季显著负相关。UHII_D增大,城区近地面PM_(2.5)的水平扩散能力减弱,但PM_(2.5)的垂直扩散能力较乡村更强,从而UHII_D通过影响PM_(2.5)的传输扩散特征,进一步影响西安市RUPII_D。
飑线结构和强度对低层湿度和环境垂直风切变的敏感性研究

利用数值模式WRF进行二维飑线理想数值试验。通过改变初始场低层湿度和低层环境垂直风切变探讨了初始环境场对飑线在触发阶段与发展初期结构和强度的影响。低层湿度试验表明,增加低层湿度有利于初始启动阶段对流的发生从而使对流系统强度更强;飑线强度增加,对流上升运动增强,更有利于冷池前沿激发出新生对流单体,系统发展更快;同时激发更多降水,冷池强度增强。低层环境垂直风切变试验表明,在飑线触发阶段,更强的环境垂直风切变使对流主体前倾趋势更大,对对流的触发有阻碍作用;冷池和环境垂直风切变的相互作用被认为是飑线发展的重要机制,基于RKW理论,在飑线发展初期,近地面冷池相对较弱,在更弱的环境垂直风切变作用下更容易使对流结构呈直立状态从而产生更强和更深的上升运动,飑线强度增强。
大气低频振荡对2015年冬季华北强降温事件的影响

利用1980-2016年中国日最低温度和NCEP /NCAR再分析资料,分析了大气低频振荡对华北2015年冬季区域强降温事件(Regional Extremely Cold Event,简称RECE)的影响。结果表明: 1)两次过程均与最低温度10~20 d低频分量从峰到谷值的变化相应。2)第一(二)次过程巴尔喀什湖-贝加尔湖(简称巴-贝湖)高压位置偏西(偏东北),西伯利亚高压偏南(偏北),东亚大槽呈东北-西南(南-北)走向,阿留申低压偏深(偏西偏深),无(有)北极涛动负异常,高低层冷空气源地均位于贝湖北部60°N附近(巴湖以北上空和华北局地),降温较慢(快速) 。地中海低频扰动能量的持续输送是造成两次降温过程持续时间差异的原因之一。3) -18 d(-12 d) 500 hPa高度场中西欧低频负(正)异常,是华北强降温事件的延伸期预报参考信号。
基于风险矩阵的重大活动气象风险评估

基于风险矩阵理论,初步建立了重大活动气象风险评估方法与流程,并以北京某重大庆祝活动服务为例,在多部门联合共同确定活动期间气象风险源的基础上,利用长时间序列气象资料及短期测风雷达观测资料,分析了庆祝活动期间各类气象风险的可能性,结合对活动可能造成后果的严重程度,利用风险矩阵开展了气象风险评估及风险控制研究。评估结果表明,庆祝活动期间主要气象风险依次为降水/阴雨、白天大风、雾-霾、夜晚大风、高温、雷电、低温等7类。其中,降水/阴雨、白天大风、雾-霾为高风险,夜晚大风为中风险,其余均为低风险,根据评估结果建立的风险控制原则和具体措施成功应用于庆祝活动风险控制中。与现有气象业务服务中天气风险评估相比,本研究实现了重大活动气象风险评估由仅考虑高影响天气出现概率向基于影响的风险评估的转变。
较低功率微波辐射坚硬石灰岩损伤路径优化研究

坚硬的石灰岩吸波能力较弱,在较低功率下开展微波辐射损伤路径优化及致裂效果分析对低能耗高效率破岩具有重要的意义。采用较低功率(P = 1.4 kW)微波辐射石灰岩表面最高温度至100、200、250和300 ℃,分析其峰值强度、弹性模量、应变等力学参数以及质量、P波波速及微观结构随升温的变化规律。结果表明:平均单轴抗压强度为129 MPa的石灰岩试样辐射不同温度后弹性模量、变形模量随作用温度升高而下降,应变随作用温度升高先增加后减小最后再增加,质量损失和强度折损由快趋缓的"拐点"分别为200和250 ℃。宏观和微观观测表明试件表面裂纹与内部熔融区域都在表面温度为200 ℃时出现,进一步设定表面温度200 ℃为关键温度节点,开展恒定功率辐射至不同温度(路径1) 、差异功率辐射到相同温度(路径2) 、恒定功率辐射不同温度后水冷处理(路径3) 3种损伤路径的微波辐射实验,得到损伤效果依次为:路径3>路径1>路径2,最后通过数值模拟和切片观察验证表面温度200 ℃后的破坏类型为熔融破裂且有双点沟通型破坏,研究成果为较弱吸波能力坚硬岩石的损伤路径优化及低能耗高效率破岩提供了借鉴与参考。
瓦斯抽采钻孔动态密封黏液型材料实验研究

为解决动态密封方法中现有黏液材料无法有效封堵煤岩漏气通道的问题,本文对钠基膨润土进行了改性研究。以钠基膨润土为基料,选取黏合剂羧甲基纤维素钠(CMC) 、保水剂聚丙烯酰胺(PAM)和表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)作为添加剂,研制出一种能与煤壁紧密结合的动态密封黏液型材料。通过单因素实验分别考察了表面活性剂掺量、保水剂掺量及水料比的变化对材料黏度及流动性的影响,掌握了各因变量随自变量的变化趋势。在此实验基础上,根据正交实验原理设计了三因素三水平17组配比实验,对17组实验所得黏液的黏度进行了统计,根据30 min内所得材料黏度值进行拟合与回归性分析,得到了拟合二次回归方程。其次,通过方差分析、等高线分析及响应曲面分析判断出各因素交互性对实验结果的显著性,分析表明3因素显著性排序为:保水剂>水料比>表面活性剂。最后,利用Design-Expert软件得出黏液材料的最佳配比为:表面活性剂4%,保水剂0.8%,水料比10 ∶ 1。为验证动态密封黏液型材料的高效性,选取漳村煤矿进行现场实验,并对30天内瓦斯抽采数据进行统计分析。实验表明:试验孔瓦斯抽采浓度比传统黏液材料封孔提高了24.57%,瓦斯抽采时间延长了1.5倍,瓦斯抽采流量得到显著提升,达到了煤矿瓦斯高效抽采的目的。
加卸载路径下含水泥岩力学行为和破坏形态研究

泥岩巷道在开挖遇水后极易发生变形、垮落,严重影响巷道安全掘进。为揭示含水状态和开挖效应对泥岩巷道影响机理,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对泥岩遇水前后细观结构变化进行定性表征,并采用三轴试验机对5种含水率下的泥岩进行三轴加载和加卸载试验。结果表明: 1)富含高岭石的泥岩遇水后,片状结构的高岭石会变为卷曲状的埃洛石,层间间距变大,孔隙率增大,分子作用力减弱,物性劣化造成强度衰减。2)与加载作用相比,同等含水状态卸载作用下泥岩的强度较低,卸载作用导致偏应力的激增,泥岩提前进入屈服段,承载强度较低。3)卸载路径峰后曲线陡峭,泥岩脆性更强,扩容明显,破坏更为剧烈。随着含水率增加,泥岩由脆性向塑性转化,含水状态和应力路径均会影响岩石力学特性。4)对比原始、遇水加卸载破坏形态,泥岩遇水后产生的微裂隙会影响最终破裂形态,在卸载路径中更为明显,张拉破坏所占比例更高。针对卸载路径下含水泥岩破坏时机提前,现场应及时加强支护以恢复围压,减少含水巷道破坏风险。
隧道下穿采空区初期支护围岩变形及受力研究

为研究隧道下穿煤层采空区影响下围岩变形和支护构件受力规律,以郑(州)-太(原)高速铁路太(原)-焦(作)段控制性工程---皇后岭隧道为工程背景,开展数值分析以及现场监测,对比隧道常规段、下穿采空区段围岩位移、拱架受力以及围岩接触压力。结果表明:采空区对隧道围岩位移存在一个高度影响范围,约1.81 ~ 2.29倍的隧道洞径;上、中、下台阶开挖引起的拱顶位移比重为6 ∶2 ∶2,上台阶开挖属于重点监控时期;围岩变形的稳定时间为35~40 d。拱架整体受压,下穿采空区段拱架轴力均值约为常规段拱架的2倍,轴力分布离散率约为常规段拱架的5倍。下穿采空区段拱架轴力分布非对称显著,拱顶为承担围岩压力的关键部位;常规段拱架轴力整体分布均匀性良好。下穿采空区段围岩接触压力非对称现象显著,常规段围岩接触压力近似对称分布。围岩接触压力均值变化规律不同,稳定后大小基本相同。下穿采空区段围岩接触压力分布离散率约为常规段的1.5倍。常规段围岩接触压力分布形态先于拱架轴力保持稳定,隧道下穿采空区段的情况则相反。研究结果为隧道穿越采空区围岩稳定性分析提供了参考。
大倾角煤层断层带回采巷道动载失稳机理

针对大倾角煤层断层带回采巷道受动载影响易出现冒顶、片帮等支护难题,以太平煤矿3115-14工作面回风巷道为工程背景,采用物理相似模拟实验的研究方法,揭示巷道未支护、锚网支护、锚网喷支护等3种条件下受动载影响的变形破坏规律及支护失效机理。实验结果表明:回风巷道未支护条件下,顶板在倾斜层面和断层面交汇处出现"三棱柱"冒落体,近断层巷帮中上部出现煤壁片帮。锚网支护巷道在动载作用下靠近断层带处顶板下沉剧烈、出现金属网破裂并伴随漏沙等现象。锚网喷支护巷道在动载作用下呈现顶板和左帮表面破坏严重、锚杆受力明显,呈现非对称变形破坏特征。根据巷道顶板的载荷-变形曲线梯度变化特征,顶板动载变形划分为线弹性变形阶段、黏弹性变形阶段及塑性变形破坏阶段,巷道支护与非对称变形的不协调导致支护失效。据此,提出"锚网喷+刚柔支架"的组合支护技术,采用圆弧拱刚柔支架提高了巷道围岩整体支护强度,控制顶板的塑性变形和巷帮的黏弹性变形,顶板、左帮、右帮、底板的变形量较锚网喷支护降低了39%,91%,38%,64%,支护效果良好,为类似条件巷道支护提供技术指导。
基于层次分析法权重分析的陶粒混凝土综合性能评价

基于AHP层次分析和极差分析对正交试验数据进行处理,科学地研究了粉煤灰掺量、硅灰掺量、陶粒级配掺量和陶粒预湿时间对以强度、抗冻和收缩3项性能为主的陶粒混凝土综合性能的影响。结果表明:对综合性能影响权重因素依次为硅灰掺量(0.329 6) >粉煤灰掺量(0.284) >陶粒预湿时间(0.197 1) >10~15 mm粒级陶粒掺量(0.189 3);陶粒混凝土的最佳配比为:粉煤灰、硅灰、 10~15 mm粒级陶粒掺量分别为10%、5%、100%,且陶粒预湿6 h。研究成果可为陶粒混凝土材料配合比的优化及设计提供参考。
中国村镇建设用地演化及其与人口关联关系

利用计量统计方法和空间分析方法,基于村镇空间开发强度和村镇建设用地承载系数等指标分析2010-2016年中国村镇建设用地的时空演化特征,并揭示市域单元村镇建设用地和乡村人口的空间关联关系。结果表明:1)2010-2016年中国村镇建设用地规模和村镇空间开发强度呈低速增长,其中建制镇建设用地在村镇建设用地的增量和增速方面贡献最突出;2)市域村镇建设用地的规模和扩张速度存在冷热点的空间错位,以黑河-腾冲线为界分别呈现"东热-西冷"和"东冷-西热"格局;3)市域村镇空间开发强度高水平区集中分布在黑河-腾冲线东部的平原区,具有时空稳定性;4)市域村镇建设用地承载系数表现为"南热-北冷"的地域分异特征,冷点的市域村镇建设用地规模和乡村人口规模关联关系存在东西空间分异;5)市域村镇建设用地扩张速度对乡村人口流动水平具有差异化的空间响应,其中东北地区"高-低"型和华北地区"低-低"型的市域乡村人口流出对村镇建设用地扩张速度约束较显著。
黄河源5种高寒植物光谱特征分析及识别

玛多县高寒草甸是黄河源区草地生态系统的重要组成部分,研究其主要植物地面光谱特征和植被指数是实现物种识别的基础。本研究使用地物光谱仪采集黄河源头在旺盛生长时期的5种常见高寒植物的光谱,将原始光谱数据进行转换和分析,筛选敏感波段组合计算归一化植被指数(NDVI)和比值植被指数(RVI),以探索分类和识别5种植物的最佳方法。研究结果如下:1)5种高寒植物在可见光与近红外波段的光谱与植物特有的光谱特征相符,但相互存在明显差异;2)反射率(REF)和吸收率(ABS)的一阶微分(GREF和GABS)变换扩大了5种高寒植物的光谱特性,相对稳定的波长范围为520~595、880~1 100 nm、717~737和943~958 nm;3)5种植物在ABS及GABS转化下的490~ 530 nm和780~820 nm组合计算的NDVI'和RVI'差异明显大于全波段组合计算的NDVI'和RVI',而且优于其他组合的NDVI'和RVI'。综上所述,运用一阶微分处理敏感波段反射率和吸收率优化植被指数可以提高黄河源区5种高寒植物的识别效果。
地理信息产业的产教深度融合支撑路径探讨

深化产教融合的相关国家政策加快了地理信息产业的产教深度融合进程,创造了一个携手聚力、共融赋能的新时代。聚焦地方应用型本科院校的人才培养,紧扣地理信息产业的教育链、人才链、产业链、创新链的有机衔接展开研究,提出相应的支撑路径和融合措施,旨在为地理信息产业未来发展提供人才技术保障,推动我国社会主义现代化建设新征程。
特征变量选择结合SVM的耕地土壤Hg含量高光谱反演

为探讨应用高光谱数据反演耕地土壤重金属汞(Hg)含量,对原始光谱进行10 nm重采样和SG平滑处理,用不同光谱变换数据与土壤重金属Hg含量进行相关性分析,采用IRIV、Random Frog和PCC提取光谱特征波段,分别建立SVM与GWO-SVM土壤Hg含量高光谱反演模型,获取Hg含量最优反演路径。研究表明,一阶微分变换光谱后土壤光谱特征更明显;上述特征提取方法在不同程度上减少光谱数据冗余,保留有效变量信息;经灰狼算法优化后支持向量机模型反演精度提高,IRIV结合GWO-SVM预测精度更高,其验证集R~2为0.894,RMSE为0.082,MAE为0.016。研究成果可为类似土壤重金属含量的反演提供借鉴。
一种抑制多径影响的全向高增益天线

为抑制机载异形地板多径效应对天线方向图的影响,本文提出了一种抑制多径影响的全向高增益垂直极化天线.该天线由四个对称分布的蝶形电偶极子单元构成,阵子臂采用渐变结构来展宽带宽.蝶形电偶极子依次布置于微带地板走线两侧,可优化水平面方向图不圆度.设置四个垂直分布的蝶形电偶极子的馈电相位来降低天线方向图的打地电平,进而抑制地板多径效应的影响.通过理论分析及电磁仿真计算,确定了天线的最优结构以及单元馈电相位差,并进行了实物加工和测量.实测结果表明,在约束尺寸下四单元相位差为25°时能够有效抑制由y轴长地板引起的多径零深,实测与仿真结果吻合较好.该天线的提出为安装于异形地板上的高增益天线阵提供了一种抑制多径影响的方案.
一种宽带双极化共享折合臂天线设计

针对L、S波段双极化信号宽带监测,提出了一种宽带双极化共享折合臂(dual-polarized sharedfolded- dipole,DPSFD)天线.天线采用宽度渐变振子臂和共享折合枝节结构,这种设计使天线的相对带宽由原来的57.8%拓宽到85.7%,并改善了天线高频段方向图分裂的问题.理论和实验测试表明:天线在1.6~4 GHz频带范围内,电压驻波比小于2,典型增益为8.3 dBi,天线尺寸仅为最低工作频率对应波长的28%.新设计的天线可应用于通信信号宽带双极化监测系统中.
平衡式并发双波段功率放大器的设计与实现

并发式双波段功率放大器一直是5G通信技术研究的热点之一.当双频激励信号同时出现时,传统的双波段功放会由于双频信号所产生的调制效应导致阻抗匹配恶化,甚至出现失配的情况.针对此问题,文中设计了一款能够同时在GSM900和TD-LTE频段工作的功放,其利用平衡结构,优化其匹配特性,将阻抗失配所产生的反射分量通过双频耦合器消除,从而很大程度上改善调制效应所导致的失配问题,改善输出、输入端口的驻波情况,提升功放的性能以及稳定性.首先基于π型阻抗变换结构,设计一款并发双波段3 dB定向耦合器,此外为避免出现双频阻抗变换器计算繁琐和空间布局困难的情况,在支路放大电路采用π型和T型结合的双频阻抗变换器,经过理论推导和仿真,可实现任意频率的两个不同阻抗变换,最终实现工作在GSM900和TD-LTE频段的平衡式并发双波段功放.本设计基于ADS仿真平台,选用GaN晶体管CGH40010F进行设计仿真,并以Rogers4350b板材制作实物.实测结果显示:在900 MHz和2.6 GHz两个频段上匹配良好,与传统并发双波段功放相比较,本文提出的功放结构能够显著优化匹配性能,驻波系数有明显降低,饱和输出功率为44.6 dBm和43.3 dBm;相比于单管功放的饱和输出功率提升了一倍,两个工作频段上功率附加效率(power added efficiency, PAE)分别为62%和64%,实测与仿真差距较小,具有较好的一致性.通过分析与测试,该功放结构能够很好地适应无线通信系统的发展需求.
肌腱仿生用定向PLLA微纳米纤维的静电纺丝工艺参数研究

采用左旋聚乳酸(PLLA)为基材研究静电纺丝工艺过程对聚乳酸纤维形貌和性能的影响,主要包括环境湿度、纺丝溶液浓度、接收转速、收集距离、注射泵推注速度、附加电压等过程参数。结果表明,接收转速与纺丝液浓度分别是影响纤维定向排列程度和纤维直径的最主要因素,其次是接收距离、环境湿度、推注速度。当聚乳酸-氯仿溶液聚合物质量浓度为80 mg /mL、纺丝电压为25 kV、接收距离为20 cm、注射泵推注速度为0.3 μL/s以及接收转速为1500 r /min时,纤维取向性良好,平均直径为(0.94 ± 0.21) μm,可达到模拟肌腱组织天然细胞外基质结构的要求。
基于信息量-逻辑回归耦合模型的玛纳斯河流域地质灾害易发性评价

本文以地质灾害多发的新疆玛纳斯河流域作为研究区,在剖析了信息量模型、逻辑回归模型在地质灾害易发性评价中各自的优势与局限性的基础上,探索了信息量-逻辑回归耦合模型的科学性与优势;基于该区域地质环境与最新地质灾害数据,选取地形起伏度、坡度、坡向 、土地利用类型、地层岩性 、地形湿度指数(TWI) 、河流 、断层、高程9个影响因素作为评价因子,以全区355处地质灾害点为样本数据,在进行评价因子分析的基础上,通过ArcGIS平台对玛纳斯河流域进行了地质灾害易发性评价 。评价结果表明,地质灾害高易发区主要分布于流域南部中低山丘陵地区,高易发区与较高易发区的面积分别为1760 km 2 、 2200 km 2,占研究区总面积7.98%、 9.97%。经检验评价精度高达91.3%,该研究可为当地地质灾害防治与国土空间规划提供重要参考 。