mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
辊搓圆筒筛式谷子清选装置设计与试验

为解决谷子初脱后因物料中残留谷码多、含水率高而导致清选含杂率和损失率较高的问题,设计了辊搓圆筒筛式谷子清选装置。该装置主要由谷码辊搓装置、圆筒筛装置、横流风机和离心风机等组成,实现了先脱谷码后清选的功能。选取离心风机转速及角度、横流风机转速、圆筒筛转速和谷码辊搓装置主动辊转速作为试验因素,籽粒含杂率和损失率作为试验指标进行了正交试验,试验表明:谷码辊搓装置主动辊转速250 r/min、离心风机角度3°、小圆筒筛转速60 r/min、离心风机转速700 r/min、中圆筒筛转速60 r/min、大圆筒筛转速70 r/min,横流风机转速600 r/min为该清选装置的最优组合。对该参数组合进行验证试验,并对该装置清选性能进行对比试验,结果表明,在最优组合条件下籽粒含杂率为1.64%、总损失率为0.86%,该装置籽粒含杂率与总损失率均低于传统型风机圆筒筛式和风机振动筛式清选装置。
基于槽型凸轮传动的蓝莓采摘机设计与试验

为改善机械采摘蓝莓的果品质量,设计了基于槽型凸轮传动的蓝莓采摘机。样机关键零部件设计包括驱动元件计算与选择、传动系统减速比分配、凸轮运动曲线计算等,采用"反转法"推导凸轮廓形曲线,利用"角分线法"设计采摘系统末端执行装置。在ADAMS中建立采摘机模型,搭建仿真环境对采摘机进行动力学分析,研究凸轮设计参数、各杆件长度、驱动元件转速对采摘传动装置的影响。在种植园进行蓝莓采摘试验,得到槽型凸轮采摘机采摘效率4.6 kg/min、未成熟果实脱落率3.2%、成熟果实采净率83%、果实损坏率3.1%,对比分析得出:槽型凸轮采摘机的采果质量优于牵引式采摘机,采摘效率是人工采摘效率的13倍。
水稻直播机自动驾驶模糊自适应控制方法

为了提高在水田等恶劣环境下作业的自主导航水稻直播机的性能,提出了一种利用模糊逻辑推理自适应调整PD控制器参数K_d的最优控制方法。首先根据水稻直播机的运动学模型,建立链式空间状态模型;然后基于链式空间状态模型,设计了PD控制器,并根据现场实验确定了参数K_p、K_d的取值范围,通过仿真得出了K_p和K_d的值,以及两者比值对系统稳定性和响应速度的影响;最后,提出了模糊自适应控制方法。仿真结果表明,相对于固定参数的PD控制器,模糊自适应控制方法超调较小、上线速度更快、稳定性较好。实地实验结果表明,该方法在水泥路面上平均绝对横向偏差小于0.021 m,水田直线跟踪平均绝对偏差小于0.040 m,与传统的PD控制和纯追踪控制相比,能够有效提高自主导航控制系统的稳定性和快速性。
基于卷积神经网络的玉米根茎精确识别与定位研究

为了能精准地识别和定位玉米根茎,本文建立了基于迁移学习方法的玉米根茎检测网络,模拟人眼识别功能从复杂的田间环境中识别和定位玉米根茎,实现履带自走式热雾机玉米行间对行行走。以履带自走式热雾机为图像采集平台获取玉米作物田间图像,采用DOG金字塔算法提取图像中的目标根茎,构成样本训练数据库。通过训练网络,首先实现了单株玉米根茎的精准识别,然后开展玉米作物行间环境下多株玉米根茎精确识别和根茎定位。基于已识别的玉米根茎位置采用最小二乘法拟合行驶路径,试验结果表明,提出的玉米根茎识别方法与传统图像处理的方法相比,具有更好的定位精度,能够实现玉米作物田间路径的准确规划,为履带自走式热雾机玉米行间对行行走提供了技术支撑。
移动机器人RGBD视觉SLAM算法

针对移动机器人视觉同步定位以及地图构建(Simultaneous localization and mapping, SLAM)研究中存在精确度较低、实时性较差等问题,提出了一种用于移动机器人的RGBD视觉SLAM算法。首先利用定向二进制简单描述符(Oriented fast and rotated brief, ORB)算法提取RGB图像的特征点,通过基于快速近似最邻近(Fast library for approximate nearest neighbors, FLANN)的双向邻近(K-nearest neighbor, KNN)特征匹配方法得到匹配点对集合,利用改进后的随机抽样一致性(Re-estimate random sample consensus, RERANSAC)算法剔除误匹配点,估计得到相邻图像间的6D运动变换模型,然后利用广义迭代最近点(Generalized iterative closest point, GICP)算法得到优化后的运动变换模型,进而求解得到相机位姿。为提高定位精度,引入随机闭环检测环节,减少了机器人定位过程中的累积误差,并采用全局图优化(General graph optimization, G2O)方法对相机位姿图进行优化,得到全局最优相机位姿和相机运动轨迹;最终通过点云拼接生成全局彩色稠密点云地图。针对所测试的FR1数据集,本文算法的最小定位误差为0.011 m,平均定位误差为0.024 5 m,每帧数据平均处理时间为0.032 s,满足移动机器人快速定位建图的需求。
卷盘式喷灌机研究进展与发展趋势分析

为促进我国卷盘式喷灌机快速发展,提高对卷盘式喷灌机关键技术的整体认识和比较国内外差距,本文概述了国内外的发展历程和卷盘式喷灌机的主要类型和机型,从内外特性指标两方面,阐述了影响卷盘式喷灌机的关键因素及研究现状,总结出喷头车行走速度的均匀性、行走速度与喷头旋转扇形角及速度的匹配关系、喷头车运行稳定性、喷头进口压力的稳定性、喷头的姿态和地形等是影响喷灌均匀性指标的关键因素,各组成部分的能量转换效率和优化匹配是影响整机能耗的关键因素。分析了卷盘式喷灌机驱动动力、传动系统、速度控制、关键环节能量转换和喷头车稳定性等关键技术的研究进展和存在的问题。提出了我国卷盘式喷灌机需要重点研究的应用基础和关键技术问题,展望了卷盘式喷灌机多功能和智能化的发展趋势。
核协同近邻表示的人脸识别算法

协同近邻表示分类算法将协同表示和线性保持嵌入算法结合,在处于欧式空间的训练样本中寻找未知样本的最近邻表示基,但协同近邻表示属于线性算法,很难利用样本间的非线性关系.核局部Fisher判别分析的核局部投影空间能够保持样本的最小类内离散度和最大类间离散度,使同类样本更容易聚集到一起,核方法的非线性投影将样本投影到高维的核空间中,改变样本的空间分布,使得输入空间中线性不可分的特征向量在核空间中线性可分.本文利用核方法在解决非线性问题时的优势,对协同近邻表示算法进行两点改进:1)在核局部投影空间中定义新的度量方法,寻找未知样本的最近邻表示基,提出基于核局部投影度量的协同近邻表示算法.2)将所有样本投影到核空间,在核空间中构造协同近邻表示,提出基于核方法的协同近邻表示算法.在ORL、AR及Extended Yale B等人脸库上的测试结果证明改进算法的有效性.
紧邻碎软煤层的顶板岩层水平井开发煤层气技术

煤体结构破碎和渗透率低是碎软煤层“有气难出”的主要原因。为了提高该类储层的煤层气产量,以淮北矿区芦岭井田8号煤层为例,从水平井钻井、压裂和排采控制等3个方面加以综合考虑,基于紧邻碎软煤层的顶板岩层水平井开发煤层气的思路,在对顶板水平井穿层压裂裂缝扩展规律进行研究的基础上,对顶板水平井位置进行了优化,探索形成了紧邻碎软煤层的顶板岩层水平井开发煤层气技术,并进行了现场试验。研究结果表明:①顶板岩层水平井穿层压裂过程中形成的垂直裂缝能够从高应力值的顶板岩层向下延伸到低应力值的煤层中,且水平井的位置对穿层压裂效果会产生重要的影响,水平井距离煤层越近,穿层压裂裂缝延伸的效果越好;②水平井的位置应布置在距离煤层顶界1.5 m范围的顶板内,这样才能最大限度地满足顶板水平井的增产改造要求;③形成了“优质、快速、安全”钻井技术,深穿透定向射孔技术,“大排量、大规模、高前置液比、中砂比”活性水压裂技术等3项关键技术;④工程实践取得了较好的产气效果。结论认为,紧邻碎软煤层顶板岩层水平井开发煤层气技术可行,该研究成果为碎软煤层的煤层气开发提供了一条新的技术途径。
固井水泥浆对裂缝割理发育型煤层气储层的伤害机理

我国滇东黔西地区煤层气储层割理、裂缝发育,破裂压力低,固井水泥浆(以下简称水泥浆)容易侵入煤层气储层,造成储层伤害以及储层改造破裂压力异常升高等现象。为了揭示水泥浆伤害该类煤储层的机理,在分析煤岩的理化性能和潜在伤害方式的基础上,通过CT扫描、电镜扫描等技术手段,直观分析煤心内部污染前后裂缝、孔隙结构发育情况与水泥浆在裂缝、孔隙中的侵入、堵塞情况,进而计算得到水泥浆和裂缝在煤心中的体积占比关系,建立了水泥浆伤害煤储层的定量评价方法。研究结果表明:①水泥浆及其滤液在压差作用下沿煤储层的裂缝侵入储层内部,其侵入程度随裂缝、孔隙发育程度变化,裂缝、孔隙越发育,侵入程度越高;②侵入储层内部的水泥浆经胶结固化后,形成的水泥产物在裂缝、孔隙中致密填充,并致密覆盖煤心表面,严重堵塞煤层气流通通道,表现出固化后的水泥产物使煤心渗透率降低、煤岩抗压强度升高,使后续压裂破裂压力异常升高,影响压裂改造效果;③水泥浆滤液对煤岩的碱敏、速敏影响程度远小于水泥浆侵入对煤岩的伤害程度。结论认为,所建立的水泥浆污染煤储层的定量评价方法对提高煤储层固井质量、保证煤层气高效开发等都具有指导作用。
中国煤层气开发实践与建议

将美国、澳大利亚等煤层气生产大国的开发经验简单套用于我国的煤层气开发存在着明显的不适应性。随着以沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘等煤层气主力产区为代表的中高煤阶煤层相继投入煤层气规模开发,总结我国煤层气的开发实践对于规避开发风险和提高开发再实践水平都具有重要的意义。为此,在研究我国煤层气资源特征的基础上,归纳了开发实践所取得的进展和效果,进而对煤层气开发前期评价、地质与气藏工程研究、工程技术的选择等3个方面提出了具体建议。研究结果表明:①我国煤层气具有资源量大、类型多、储层条件较差、单井产量较低、产量爬坡期较长的特征;②重视开发前期评价、开发方案与调整方案的编制、开发理论与技术的创新,以及工程施工的过程管理是煤层气成功开发的保障;③开发前期评价工作内容与节奏的合理设置是煤层气成功开发的基础,针对不同的地质条件应有所区别;④储层评价、动态跟踪评价、井网与井型的优选、多层合采的选择是编制煤层气合理开发方案的核心;⑤储层保护与改造、排采管控技术和低成本战略是工程技术的发展重点。结论认为,做好开发前期评价、地质与气藏工程研究、工程技术创新等3个方面的工作是成功开发煤层气的前提和关键。
高煤阶煤层气井单相流段流压精细控制方法--以沁水盆地樊庄-郑庄区块为例

目前已有的煤层气井排采控制技术未考虑煤层供水量变化的影响,抽油机冲次调节有效性差,调节频繁且容易造成流压波动,使储层受到伤害。为此,针对沁水盆地樊庄-郑庄区块下二叠统山西组3号煤层,基于煤层产水规律的井底流压控制方法理论推导,通过研究煤层气井处于单相流段时煤层的产水规律,以及煤层气井抽油机系统的排水规律,确定了井底流压的精细控制方法,并进行了现场试验。结果表明:①煤层气井在单相流段,随着井底流压的降低,日产水量呈线性增加,其斜率由于储层物性存在差异而有所不同;②研究区新投产井抽油机系统理论排水量与实际排水量呈线性关系,排量系数为0.888,单相流段煤层气井日产水量与抽油机冲次呈正比;③通过现场试验确定合理的日降压幅度下抽油机冲次与累积生产时间趋势线的斜率和截距,在气井排采时只要确保抽油机冲次随着累积生产时间的增加严格按该斜率线性增加,就可以保证实际日降压幅度等于合理的日降压幅度。结论认为,该方法实现了煤层气井处于单相流段时对井底流压的精细控制,对于煤层气井实现高产具有指导作用。
基于等温吸附曲线的煤储层产气潜力定量评价--以黔北地区长岗矿区为例

含气饱和度、临储比等指标在用于煤层气选区选层评价时,未考虑煤层气解吸能力以及解吸过程中储层压力对气体解吸的影响,因而难以全面反映煤储层的产气潜力。为此,以煤样等温吸附实验为基础,提取临储压差、临废压差、有效解吸量、解吸效率等指标,建立了煤层气产出潜力的定量评价方法,并基于黔北地区长岗矿区煤层气井排采历史进行了分析验证。研究结果表明: ①长岗矿区7号煤层的临储压差为2.35 MPa,0.2~ 1.0 MPa废弃压力下的临废压差介于2.06~ 2.86 MPa,煤层气有效解吸量介于9.32~ 18.9 m~3/t,具备较高的产气潜力;②研究区煤层气解吸过程只经历敏感解吸阶段,解吸效率高,煤层吸附时间短,见气后短时间内可获得较高产的气流;③ FX2井煤层气产出潜力定量评价及排采历史验证了该区的煤储层具有煤层气开发产气潜力。结论认为: ①研究区煤层气井排采初期应缓慢排采,尽可能减小降压速度、扩大降压漏斗波及范围和有效解吸半径;②优选相对高渗区及开展高质量的压裂,以扩大有效渗流半径,充分释放煤层气产能。
天然气助力未来世界发展--第27届世界天然气大会(WGC)综述

以天然气为代表的低碳清洁能源是当前世界能源行业关注的热点。第27届世界天然气大会(WGC)于2018年6月25-29日在美国首都华盛顿召开,本次会议对过去3年世界天然气业务的发展进行了系统回顾、展望了发展前景,并达成了以下共识: ①天然气是低碳、清洁、绿色、多元的“三可”(可靠的、可承受的、可持续的)能源;②全球天然气产业快速发展,市场呈现出相对宽松的态势;③ LNG是目前世界天然气发展的重点;④甲烷泄漏与排放已成为公众关注的焦点;⑤天然气的灵活性、碳捕集封存技术和碳排放定价机制成为天然气与可再生能源组成“互补搭档”的推手;⑥提高天然气自给度是平抑区域性价格差异和决定定价话语权的有力手段;⑦争取政府对天然气产业的支持,重视公众的关注和参与。基于在本次大会上所取得的认识与收获,对中国天然气业务下一步的发展提出了如下建议:①进一步加大对国内常规和非常规天然气的勘探开发力度;②重点补齐工程技术等制约天然气业务发展的关键核心技术短板;③统筹考虑天然气上下游业务;④加强全业务链甲烷泄漏管控;⑤统筹制定天然气进口贸易对策。
新形势下中国煤层气勘探开发面临的挑战与机遇

在我国加快能源转型和生态文明建设的新形势下,研究我国煤层气勘探开发面临的挑战与机遇意义重大。为此,在介绍我国煤层气勘探开发现状的基础上,分析总结新形势下我国煤层气产业面临的3大挑战和3大机遇,3大挑战是:①煤层气开发成本高、低气价下企业效益较差导致企业信心不足、投资积极性不高;②煤层气资源赋存条件复杂、现有开发技术不能有效推广是制约产业快速发展的内在因素;③现有煤层气产业管理体制、机制和政策不能与煤层气产业的特点相适应是影响产业发展的外部因素。 3大机遇是:①生态文明建设高质量发展对于煤层气开发产业是千载难逢的发展机遇;②煤层气资源认识、技术攻关和开发经验等方面具备了较好的产业发展基础条件;③正在制定和部分已出台的油气体制改革政策将有利于促进煤层气产业的健康发展。在此基础上,提出了“多措并举、综合施策”的工作建议:①以沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东缘两大产业基地为重点实现煤层气快速上产;②加强深层和新区煤层气的勘查开发力度,实现全国范围内的开发试验区建设合理布局;③加强以“提高单井产气量”为目标的科技攻关与质量管理;④探索与煤层气勘探开发一体化特点相适应的管理机制。
煤层气工作流体储层伤害评价方法的适宜性研究

目前,被普遍接受的煤层气工作流体储层伤害评价指标是渗透率变化值,其常用的渗透率测试方法多达6种,尚未见到采用实际测量方法对比研究6种测试方法适用性的成果报道。为此,在实验室内采用恒压法、恒流量法、岩屑脉冲衰减法、柱塞脉冲衰减法、压力振荡法和核磁共振法等6种方法,随机选取3组沁水盆地15号煤平行样品,对其在钻井液和压裂液伤害前后的渗透率进行测定,计算储层伤害前后的渗透率平均值和绝对储层伤害、相对储层伤害数据,进而采用简单排序法、一阶减元等序统计算法和测试原理分析法处理分析上述数据,通过绝对储层伤害和相对储层伤害排位的稳定性筛选适用的测试方法。研究结果表明:①恒压法和恒流量法实测的绝对储层伤害结果偏大,岩屑脉冲衰减法、柱塞脉冲衰减法和压力振荡法实测的结果偏小,核磁共振法实测的结果居中;② 6种方法实测的相对储层伤害分布无明显规律;③在煤层气储层伤害评价时,渗透率测试方法优先选择顺序为:岩屑脉冲衰减法>恒流量法>核磁共振法>柱塞脉冲衰减法=压力振荡法=恒压法,这是由各种方法的测试机理所决定的。结论认为:①岩屑脉冲衰减法最适合用于测试煤层气储层基质的伤害程度,恒流量法最适合测量整体的伤害程度;②煤层气工作流体储层渗透率伤害程度室内评价适宜并行使用岩屑脉冲衰减法和恒流量法。
中国人均灰水足迹区域差异及因素分解

促进我国整体水资源利用率和水环境质量的提升,已成为当前亟待解决的问题。为探究生产要素和其他传统因素对人均水资源环境差异的影响,基于对中国31省区(港、澳、台尚未统计) 2000—2014年人均灰水足迹的测算,应用Theil指数和扩展的Kaya恒等式对其区域差异及驱动因子进行探究。结果表明: 1)近年全国人均灰水足迹差异缓幅波动,组间差异指数逐渐提升,组内差异为总体差异的主要来源,西部地区组内差异最大。2)在单一要素方面,资本深化和技术效率为全国差异的主导因素,也分别为中、东部组内差异的主导因素;经济活度对各类差异的驱动效应最小,且西部除该效应外,都为驱动差异的重要因素。3)相互作用成分中,除西部资本产出效应与单位GDP灰水足迹相互作用的贡献值最高外,其他地区资本深化效应与单位资本存量灰水足迹相互作用的贡献较大。在技术效率效应与环境效率效应相互作用方面,技术效率的提升可以带动东、西部灰水足迹所占比重下降和中部灰水足迹比重提高。经济活度效应与就业人口人均灰水足迹相互作用的贡献最小。
安徽省农田水分利用效率时空特征及其与气候因子的关系

生态系统水分利用效率(Water Use Efficiency,WUE)是衡量碳水循环耦合程度的重要指标,估算安徽省农田生态系统的WUE并分析其时空变异规律,探究其影响因素,对该区域农田水资源的科学配置和合理利用有着重要的意义。基于MODIS遥感数据和气象数据,分析安徽省近15年农田WUE的年际、年内时空变化特征以及与气候因子的关系,研究表明: (1) 2000— 2014年间安徽省农田WUE的变化范围为1.38—1.66 gC mm~(-1) m~(-2),多年均值为1.54 gC mm~(-1) m~(-2),整体上农田WUE年际呈现增长变化趋势,变化率为0.011 gC mm~(-1) m~(-2) ;具有较强的空间分异性规律,整体上呈现北高南低趋势,淮河以北各市的农田WUE较高,高于全省多年均值,淮河以南地区的农田WUE则低于全省水平。(2)安徽省农田WUE的年内变化呈现双峰型变化格局,具有明显的季节性差异,表现为春季>秋季>夏季>冬季;以淮河为界,南北各市变化趋势略有不同,淮河以南地区的最大值在4月份,淮河以北则以3月份为最高。(3)安徽省农田WUE动态变化受到气候因子降雨影响的区域占比17.14%;气温影响的区域占比0.73%;降雨和气温综合影响所占0.71%,而农田WUE与气温和降雨影响均不显著的区域占比为81.42%;因此,气候因素中降雨在安徽省农田WUE的变化中起主导作用,由于人为因素的干预,非气候因素对农田WUE变化的影响更大。
基于过渡态理论的碳烟成核过程中萘生长路径

采用G3(MP2,CC)方法计算了添加C_2H_2、C_2H_3和C_4H_4使苯基(C_6H_5)生长到萘(C_(10)H_8)(分别为C_2H_2-路径、 C_2H_3-路径和C_4H_4-路径)以及C5H5和C_5H_4反应生成萘和甘菊环(C_(10)H_8)(C_5H_4-路径)的详细多环芳香烃(PAH)生长路径,比较了4个路径的入口势垒和最大反应势垒,考察了反应位点对脱氢和C_2H_2添加反应的影响以及氢原子的存在对脱氢反应的影响,计算了以Arrhenius形式表达的反应速率常数.结果表明:C_5H_4-路径入口势垒极低,即C5H5极易与C_5H_4发生反应.与C_2H_2和C_2H_3相比,C_4H_4更容易与苯基发生反应.C_2H_3-路径和C_4H_4-路径中所有子路径的限速步骤均为顺反异构化反应.反应位点对有氢原子参与的脱氢反应影响不大,对C_2H_2添加反应影响较大.此外,有氢原子参与的脱氢反应比直接脱氢反应更容易发生.
加氢催化生物柴油喷雾燃烧及碳烟的试验

针对一种新型的大分子烷烃、不含氧的加氢催化生物柴油,基于先进的光学测试平台,在定容燃烧弹上、3种不同温度下开展了燃烧条件下该生物柴油的喷雾特性、燃烧特性以及碳烟生成特性的可视化研究.试验结果表明:随着加氢催化生物柴油掺混比例的增加,喷雾液相长度、着火延迟期和火焰浮起长度均呈现减小的趋势.对比50%,柴油和50%,加氢催化生物柴油的混合燃油(HB50)与柴油的碳烟生成特性发现,HB50碳烟的初始位置和初始时刻相对提前,并且在可视化区域内,碳烟的生成区域减小,碳烟的生成质量却增大.
地区场选样洪水计算在西部流域应用分析

为采用地区场选样洪水计算方法分析研究建立了西部祖厉河流域设计洪水计算经验公式,设计计算成果经与皮尔逊三型频率曲线设计计算成果比较分析,计算成果精度较高。由此确定了该流域设计洪水计算相关成果图及查算表,为该流域设计洪水计算提供技术支撑。
黄河源唐乃亥水文站水沙序列重建与变化规律研究

选用泽库气象站(1959~2011年)的降水量、唐乃亥水文站(1956~2011年)的年径流量、年输沙量分别与相邻位置的δ~(18)O测定序列构造相关关系,建立以10a为滑动期的降水量变化曲线、以5a和10a为滑动期的年径流量/年输沙量变化曲线(公元192~2003年),研究千年尺度的降水量和水沙变化规律。结果表明:除了以5a为滑动期的唐乃亥年输沙量率定方程外,其它拟合方程的R~2均大于0.6,相关性较高。黄河源的年径流量总体呈减小的趋势,但年输沙量变化趋势大致相同,其变化主要与降水量有关。以唐乃亥水文站为代表,1800a尺度上黄河源的年径流量/年输沙量的趋势变化可分为9个阶段,且5次呈增大趋势,4次呈减少趋势,表明水沙序列的长期变化呈多阶段性特征。
桂林漓江流域土壤溶液的水化学特征及其溶蚀能力分析

通过在漓江流域中北部采集浅层土样,提取土壤溶液,测定其水化学成分指标,分析其基本特征及规律,并计算方解石和白云石的饱和指数(SI_C、SI_D),探讨土壤溶液对碳酸盐岩的溶蚀能力及其影响因素。结果发现:(1)从漓江流域南部到北部,土壤中各离子含量普遍较低,总体上是南高北低,土壤溶液水化学类型为HCO_3-Ca型;(2)土壤溶液的SI_C、SI_D都呈绝对值较大的负值,表明土壤溶液对碳酸盐岩具有较强的溶蚀能力;(3)SI_C、SI_D由南向北逐渐降低,溶蚀能力逐渐增强,与该区域降雨量由南向北逐渐增大的特征之间表现出较明显的相关性;(4)土壤溶液对碳酸盐岩溶蚀能力随降雨量增大而增强是长期的大量降雨溶滤作用使土壤中的Ca~(2+)、Mg~(2+)等离子减少、pH值降低等原因所致。
深层油气藏暂堵转向高效改造增产技术及应用

针对深层油气藏埋藏深、高温高压、低孔低渗、非均质性强等特点,提出采用暂堵分层分段与转向的改造工艺提高储集层动用程度,实现高效改造。研发了耐高温、高强度、可降解纳米酯类系列暂堵材料,开展模拟实验验证改造方法的可行性并对暂堵材料进行性能评价,最终形成了基于化学方法的暂堵转向高效改造增产技术,解决了高温高压深层油气藏机械工具分层分段改造风险大、施工成本高的问题。该技术已在中国10个深层油气田规模应用211井次,平均单井增产是常规技术的3.5倍。该技术的应用提高了储集层动用程度与改造效果,同时降低了施工难度和改造风险,大幅削减了分层分段改造施工成本。
页岩水化微观孔隙结构变化定点观测实验

基于4种不同类型页岩露头岩样的水化实验,应用场发射扫描电镜对实验样品水化前、后的微观孔隙变化进行定点观测与对比分析。研究表明高含量的蒙脱石及碳酸盐类矿物有助于水化作用形成溶蚀孔及矿物颗粒的松动和脱落;样品原有的矿物颗粒排列、胶结状况和微裂隙发育情况对水化后溶蚀孔的形成和矿物颗粒的脱落具有重要影响;水化作用未改变有机质孔隙结构,水化过程中产生的溶蚀孔起源于基质矿物粒间孔和矿物粒内孔,基质孔隙的溶蚀过程也会造成矿物颗粒的松动和脱落;矿物颗粒沿平行层理面压实条件下,垂直层理样品一般较平行层理样品产生的溶蚀孔密度更大、小孔径溶蚀孔占比更高;对于天然微裂缝不发育的页岩样品,水化过程中微裂缝的产生与发展可能与碳酸盐类矿物含量有关。
体积改造技术理论研究进展与发展方向

基于水平井体积改造理论研究和10年现场应用情况,进一步诠释体积改造的核心内涵,分析体积改造的实现方法、设计模型与关键问题,提出了未来发展方向。研究表明:分簇限流技术能实现多簇均衡扩展,应用“冻胶破岩+滑溜水携砂”复合压裂模式及小粒径支撑剂可降低近井裂缝复杂度,提高远井改造体积;剪切自支撑裂缝与滑溜水输砂能够满足非常规储集层对导流的需求,子井与母井的最优井距应根据压裂模式、规模和压降范围确定,重构渗流场、应力场和改造对象是提高水平井重复压裂效果的关键。缩小井距与簇间距的密切割技术是未来建立“缝控”可采储量开发模式的基础,结合立体式体积改造与地质工程一体化压裂优化设计决策系统,是体积改造技术发展与应用的重要方向。
MIKE SHE模型的发展与应用研究

MIKE SHE(MIKE System Hydrological European)作为基于物理过程的分布式水文模型的典型代表,能够清晰地描述完整的地表水-地下水文过程,拥有数据精确、多模块模拟、用户界面方便等优点。主要就MIKE SHE模型的发展历史和主要应用进行了简单的总结分析,并简要阐述其主要存在的问题和改善的方法。
黑色页岩微裂缝发育控制因素——以长宁双河剖面五峰组—龙马溪组为例

以长宁双河剖面奥陶系五峰组—志留系龙马溪组为例,重点讨论黑色页岩微裂缝发育控制因素及页岩气储集层“甜点段”微裂缝成因。针对目标层段,开展了203块大薄片、203块小薄片、110块TOC样品、110块X-衍射全岩和103块主微量样品测定与分析。结果表明,黑色页岩微裂缝分为顺层缝和非顺层缝,顺层缝多为层面滑移缝、页理缝和构造雁列缝,非顺层缝主要为剪切缝和拉张缝。纵向上,龙马溪组SLM1段微裂缝密度最高,SLM2段至SLM5段微裂缝密度逐渐降低,五峰组微裂缝密度最低。微裂缝密度与黑色页岩硅质含量正相关、与碳酸盐矿物含量负相关,黑色页岩颗粒越细微裂缝密度越大。微裂缝密度受控于生物成因硅含量,生物成因硅含量越高微裂缝密度越大,在应力作用下,微裂缝优先在细粒页岩的纹层界面处形成。区域性构造活动是龙马溪组页岩气储集层“甜点段”微裂缝形成的关键因素,成岩收缩是页理缝形成的重要动力,生烃增压是微裂缝大量发育主要原因。
河套盆地临河坳陷石油地质特征及勘探前景

河套盆地历经40余年勘探,近期获得重大突破,松5井在古近系临河组试油获得62.6 m~3/d工业油流。通过临河坳陷石油地质特征综合研究认为:狼山断裂、杭五断裂、黄河断裂控制了坳陷沉积演化与生烃中心,该坳陷经历了早白垩世拗陷期、新生代断陷期2个沉积演化阶段。发育白垩系固阳组、古近系临河组2套咸水湖相烃源岩,有机质丰度高,以Ⅱ1型及Ⅰ型为主,生烃潜力大,因埋深变化大,低成熟到高、过成熟阶段均有分布。主要发育固阳组、临河组碎屑岩储集层,埋深小于5 000 m的储集层物性较好,在吉西凸起带基岩风化裂隙也有一定的储集能力。勘探发现断块型、断背斜型、基岩裂缝型油藏,为低成熟—成熟原油,来自固阳组及临河组生油岩。研究表明临河坳陷油气资源丰富、勘探潜力大,固阳组及临河组是主要勘探目的层,杭五断裂带、吉西凸起带、北部深凹陷区是有利勘探地区。
陆相泥页岩层系岩相特征与页岩油富集条件——以松辽盆地古龙凹陷白垩系青山口组一段富有机质泥页岩为例

以松辽盆地古龙凹陷白垩系青山口组一段富有机质页岩为例,对细粒碎屑湖盆页岩的岩石学特征、岩相类型、孔径分布及其与页岩油富集的关系进行研究。结果表明,岩相的空间变化受米兰科维奇旋回控制和沉积物源影响,具有明显的序列性;按照“有机质丰度-岩石沉积构造-矿物组成”分类标准,将青一段划出7类岩相。其中,中等有机质含量纹层状长英质泥岩相具有较好的生烃潜力,储集空间发育,为原地滞留基质型页岩油的优势岩相。在异常高压的背景下,发育于SSC2旋回顶面—SSC3旋回底面的中等有机质含量纹层状长英质泥岩相在三角洲—湖相沉积区横向分布稳定,连续厚度大于30 m,并具有这2期旋回中部发育的高有机质含量块状长英质泥岩相和中等有机质含量块状长英质泥岩相作为顶、底板封盖,具备形成基质型页岩油的有利条件。
碎屑颗粒含量与泥页岩孔隙分布关系的概念模型——以黔西北志留系龙马溪组为例

岩石的组分、结构和颗粒排列,决定了孔隙的发育特征,但从结构—成因角度探讨碎屑颗粒含量及其排列样式对泥页岩孔隙分布影响的研究较少。以黔西北志留系龙马溪组黑色泥页岩为例,基于薄片分析、XRD分析和扫描电镜等分析结果,根据碎屑颗粒排列方式,将泥页岩分为“颗粒分散状”和“纹层状”两种类型,提出泥页岩孔隙结构的概念模型,由此分析碎屑颗粒含量对孔隙发育的影响。对于“颗粒分散状”泥页岩来讲,碎屑颗粒含量低于52.4%时,主要发育黏土矿物微孔隙,孔隙度随颗粒含量的增加而减小;当碎屑颗粒含量达到52.4%时,颗粒间全部为黏土矿物充填,孔隙度最低;当碎屑颗粒含量继续增加时,粒间孔隙大量出现,孔隙度也将迅速增大。对于“纹层状”泥页岩,颗粒含量的增加会导致砂质纹层内的粒间孔隙不断增多,孔隙度也随之增大,逐渐向常规的碎屑岩储层转变。本模型有助于加深对泥页岩、致密砂岩和常规砂岩孔隙发育机理的理解,对非常规储层的预测评价也有重要启示。
压力对有机质生烃演化作用的研究进展

在研究压力对有机质热演化作用的影响过程中,模拟实验主要采用金管热解的方法,所得结果大多没有发现压力对有机质演化存在明显影响。而采用定体积高水压反应釜含水热解实验通常得出压力抑制有机质成熟度的结论。超压盆地的研究结果认为,采用定体积高水压反应釜含水热解实验比较接近实际地质条件,但考虑静岩压力的WYMN-3型温—压生烃模拟仪(兰州油气资源研究中心)或地层孔隙热压生排烃模拟实验仪(无锡石油地质研究所)更具优势。实验与理论相结合的分析认为,高水压通过增大PV来增大反应活化能(E_a),通过减小熵变(ΔS)来减小反应频率因子(A)。现阶段研究超压盆地比较适用的是PreRo~(TM)模型和T-P-R_o模型,但两者都只考虑了超压而非孔隙流体压力。因此需要进一步对含流体压力的动力学模型进行研究。另外,目前学界采用的研究方法并不统一,这掣肘了同类实验间的对比,需要一套标准实验体系进行系统性研究。此外,高过成熟度页岩气的勘探与开发为研究压力对高过成熟有机质生气作用的影响提供了宝贵地质资料,但亟需解决海相页岩成熟度的精确测定问题。
塔里木盆地塔中隆起奥陶系碳酸盐岩油气运聚主控因素及成藏模式

从多元地质条件及其空间匹配关系角度出发,综合地质剖析及地球化学示踪等方法,对塔里木盆地塔中隆起奥陶系油气输导体系、运移方向及分布特征等进行的精细研究。结果显示:断裂、源储接触关系及盖层等共同控制着油气垂向运移的距离及层位;构造背景、不整合面、渗透性输导层、断裂的配置关系等控制着油气侧向运移的方向、通道和距离;海平面升降旋回、优质储层的配置关系控制着油气垂向聚集层位及平面分布规律。进一步结合研究区烃源岩条件、储层类型等研究成果,基于源储纵向接触关系及油气垂向运移距离,目的层油气成藏模式可分为近源混合成藏模式与远源混合成藏模式;根据油气来源区域及油气横向运移距离,又可分为内部源岩叠加混合成藏模式与内外部源岩交叉混合成藏模式。
玉龙雪山白水1号冰川近地层气象要素变化特征

利用2011年10月1日至2012年9月30日玉龙雪山白水1号冰川海拔4 500 m气象观测资料,对位于我国最南、亚欧大陆距赤道最近的海洋型冰川区近地层气象要素基本特征进行了分析,并与同海拔大陆型冰川———祁连山老虎沟12号冰川区近地层气象要素进行了对比。研究表明:海洋型与大陆型冰川区气温逐时变化呈单峰单谷型分布,均表现出升温快降温慢的特点,观测点5 m层气温高于2 m层气温,二者差值日变化呈单峰型,峰值出现在北京时间12:00;受季风气候影响,研究区干季相对湿度小,湿季相对湿度大,年均相对湿度为73.3%,与相对湿度相比,研究区水汽压变化更受控于气温;两冰川区冬半年气压低,夏半年气压高,均表现为典型的“高山型”气压;受冰川“冷效应”影响研究区干季风速大,湿季风速小,因冰川规模较小,研究区冰川风不发达,谷风发育强劲;受季风期云雨影响,白水1号冰川区总辐射在季风前期达到最大值,季风期达到极小值,年均总辐射量低于老虎沟12号冰川同海拔地区。
平原丘陵过渡区土壤有机质空间变异及其影响因素

研究土壤有机质(SOM)在平原丘陵过渡区域的空间变异规律及其影响因素对指导农业生产实践具有重要意义。选取平原丘陵过渡区域(江汉平原与鄂西山区)作为研究区,采集500个土壤表层(0~20 cm)样本,利用相关分析和逐步回归分析从14个影响因素中选取与土壤有机质密切相关的7个变量作为解释变量:高程、坡度、坡向、有效铁、容重、砾石度、黏粒含量。利用普通克里格(OK),回归克里格(RK)和地理加权回归克里格(GWRK)方法对研究区土壤有机质含量进行预测,并用平均误差(ME)、平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)、相关系数(r)和不精确度(IP)作为验证指标来检验模型的预测精度。结果表明,GWRK插值结果最优,局部空间回归模型可以更好地表明过渡区域SOM的空间变异规律。且GWR模型的系数空间分布图可以反映环境变量在不同地理位置对SOM的空间非平稳性的影响程度,为探讨SOM在不同地形条件下的主导影响因子提供了依据,同时也为精确模拟过渡地带土壤有机质空间制图提供了重要的参考方法。
亚热带侵蚀红壤区植被恢复过程中土壤团聚体化学计量特征

植被恢复过程中侵蚀退化地区土壤团聚体碳氮磷及其化学计量特征是反映土壤团聚体对养分固持能力以及土壤生物地球化学循环的关键环节,也是定量评价退化地植被恢复效应的重要途径。为深入了解侵蚀红壤植被恢复过程中土壤团聚体碳、氮、磷含量分配格局及其化学计量特征,以典型红壤侵蚀区福建省长汀县河田镇5个不同植被恢复年限的样地(分别为5 a、10 a、15 a、30 a、 80 a)以及1个未治理地(恢复0 a)为对照坡地作为研究对象,测定0~20 cm和20~40 cm土层不同粒径团聚体有机碳、全氮、全磷含量,并分析土壤与不同粒径团聚体养分化学计量特征。结果表明: (1)植被恢复过程中,团聚体有机碳、全氮和全磷含量变化范围分别为2.06~27.71 g·kg~(-1)、0.54~2.12 g·kg~(-1)和0.034~0.189 g·kg~(-1),团聚体C︰N、C︰P、N︰P变化范围分别为3.06~13.05、21.4~185.6、 5.62~18.20。(2)随植被恢复年限增加,各粒级团聚体有机碳、全氮和全磷含量及其C:N总体上显著增加,均表现为表土层(0~20 cm)高于底土层(20~40 cm),团聚体C︰P、N︰P随植被恢复年限增加表现为升高→降低→升高趋势,团聚体C︰P随土层加深而降低,团聚体N︰P在土层间无明显变化。 (3)除恢复0 a外,团聚体有机碳,全氮、全磷和团聚体C︰N、C︰P随粒径减小总体上呈增加趋势, N︰P在各粒径间无显著差异。(4)土壤与团聚体中有机碳、全氮和全磷含量之间以及团聚体有机碳、全氮与团聚体C︰N之间均呈极显著正相关;团聚体有机碳与团聚体C︰P呈极显著正相关;团聚体全磷与团聚体N︰P呈极显著负相关。植被恢复降低土壤侵蚀,明显增加各粒径团聚体有机碳、全氮和全磷含量,提高团聚体碳氮“汇”功能,且在植被恢复过程中,团聚体中P元素成为退化生态系统恢复的限制性元素。
木霉微生物肥与减量化肥配施对番茄产量、品质及土壤肥力的影响

研究利用植物促生菌提高肥料效率以部分替代化肥。采用大田试验结合连续盆栽试验的方法,以100%化肥(CF)为对照,设置如下处理:75%化肥配施普通有机肥(OF)或木霉微生物肥(BF)或木霉孢子悬液(SS)。结果表明,75%化肥配施以一定量(每株50 g)木霉微生物肥可维持田间番茄稳产,与100%化肥处理产量相当;而与普通有机肥或木霉孢子悬液灌根配施则会显著降低番茄产量,连续栽种4季后,产量下降35%以上。此外,BF处理可显著提高番茄果实的品质,与CF相比,总可溶性糖和维生素C含量分别提高35%~54%和2%~23%,而硝酸盐积累量下降32%~46%。究其原因,BF处理中木霉功能菌的有效定殖促进了番茄根际细菌、真菌、放线菌的增殖,土壤养分的有效性显著提高,表现为根际微生物数量与多项土壤肥力指标呈显著相关关系。综上,木霉微生物肥与减量化肥配施,可有效保证番茄稳产,提高番茄品质,长期施用还可提高土壤微生物数量、改善土壤肥力。
黄土沟壑区不同地形部位土壤大孔隙特征研究

切沟沟底、沟缘和坝地侵蚀发生和发展的过程不同,通过采集三种地形条件的原状土柱,利用CT扫描手段揭示土壤大孔隙随地形和深度变化的规律。结果表明:(1)三种地形条件对土壤大孔隙参数具有显著影响;与已有结果相比,地形条件对土壤大孔隙参数的影响弱于植被的作用; (2)不同土层(厚50 mm)大孔隙参数差异显著,沟缘土壤大孔隙度均值和变异系数在102 mm深度具有上下分异明显的特点;(3)大孔隙数分别与黏粒含量和饱和导水率呈显著和极显著负相关关系,沟底土壤大孔隙的连通性较沟缘和坝地更好。沟底和沟缘土壤的大孔隙通道主要受植物根系作用影响,坝地土壤大孔隙受长期淤积和水分渗透作用影响,上述因素造成三种地形条件土壤大孔隙特征产生差异。
稻田—田埂过渡区土壤优先流特征研究

为揭示田埂对稻田—田埂过渡区土壤水分渗漏的影响,对比不同位点(田内、过渡带和田埂)优先流特征差异,采用室外亮蓝染色示踪方法,对江汉平原典型稻田—田埂过渡区进行研究。结果表明:过渡区土壤染色面积比(SAR)随深度的增加呈波动下降,其中0~20cm土层SAR较高,占剖面总SAR的53.85%~88.55%。不同位点土壤SAR差异明显,0~20 cm土层平均SAR由大到小依次为田内、过渡带、田埂,20 cm以下各位点SAR均较低,但田埂平均SAR高于田内。各位点水平剖面染色结果与垂直染色结果能较好对应,且随着深度增加,土壤染色区域急剧减少。各位点染色路径数(SPN)与SAR显著相关,田埂中、下层土壤SPN均高于田内。染色路径宽度(SPW)结果显示,0~20 cm田内以10~80 mm和大于80 mm SPW为主,过渡带和田埂大于80 mm SPW较少,均以小于10 mm和10~80 mm为主。各位点SPW的差异反映在水流类型上,田内为非均质指流—高相互作用大孔隙流,过渡区和田埂以混合作用大孔隙流—高相互作用大孔隙流为主。水分渗漏路径结果显示,田内水分由过渡带和田埂的垂直和侧向渗漏较强,且田沟田埂侧向流较田间田埂明显。田埂是稻田水分快速流失的主要区域,加剧了稻田水肥流失和水环境污染风险。本研究可为稻田水分保持和制定合理施肥、灌溉等措施提供依据。
酞菁钴催化剂载体表面含氮官能团对其在燃料电池中氧还原性能的影响

以酞菁钴为催化剂,纳米碳管为载体,分别通过超声法和四氢呋喃法混合分散,并在氮气氛围高温热处理制备了两种酞菁钴催化剂.热重分析(TGA)结果显示超声法制备的酞菁钴催化剂(CoPc-CNT-S)含钴的质量分数为8.1 wt%,四氢呋喃混合法制备的酞菁钴催化剂(CoPc-CNT-R)含钴的质量分数为7.0 wt%. X射线光电子谱(XPS)结果显示CoPc-CNT-R催化剂的含氮量是CoPc-CNT-S催化剂的两倍多,且两种催化剂含氮官能团的种类及比例不同.相比较而言, CoPc-CNT-S表面有更多的吡咯型氮.将两种催化剂应用于混合酸碱燃料电池中发现: CoPc-CNT-S对电催化氧还原有较高的活性和稳定性,将CoPc-CNT-S作为燃料电池的阴极催化剂分别工作5 h和15 h后,电荷转移电阻相对CoPc-CNT-R为阴极催化剂时均较低.原因可能是相近比例的吡啶型N和吡咯型N的协同作用有利于电催化氧还原.
淳化黄土—古土壤序列黏土矿物分布特征及古环境意义

黄土-古土壤序列是记录第四纪气候环境变化的良好信息载体之一。以黄土高原南缘陕西省淳化黄土-古土壤序列为研究对象,通过X射线衍射法对黄土-古土壤剖面黏土矿物进行定性与半定量分析,调查不同土层黏土矿物相对含量及伊利石/绿泥石比值(I/C值)的变化规律,并结合伊利石结晶度的变化特征,探讨不同土层黏土矿物特征所对应的气候变化规律,揭示黄土高原南部地区在更新世时期的气候环境演变规律。结果表明:(1)淳化剖面黏土矿物的相对含量、I/C值以及伊利石结晶度IC值在反演古气候方面具有较好的指示性。(2)淳化剖面不同土层的黏土矿物类型基本相同,但其相对含量存在差异。在WL-3~S5阶段,即早更新世至中更新世中期,黏土矿物的组合类型为伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石-蛭石,其中早更新世至中更新世早期(WL-3~L11阶段),伊利石相对含量相对偏低,气候以温凉为主,而中更新世中期(S10~S5阶段),伊利石相对含量上升,但蒙脱石、绿泥石含量均降低,气候相对温湿;在中更新世晚期(L5~S1阶段),黏土矿物的组合类型改变为伊利石-绿泥石-蛭石-高岭石-蒙脱石,以伊利石和绿泥石为主,气候较为干冷。黏土矿物类型及含量表明淳化地区从早更新世早期到中更新世晚期气候环境总体干冷化,并经历了温凉-温湿-干冷的变化过程。(3)I/C值以及伊利石结晶度IC值从剖面底部到顶部均经历了由小到大再到小的过程,它们与黏土矿物的含量所反映的气候变化规律一致。本研究有助于探索黄土高原南部地区在更新世时期的气候环境变化,为全面了解更新世黄土高原不同地区第四纪气候环境演变提供依据。
超分子自由基: 构筑、调控与功能

自由基既是新型功能材料的构筑基元,也是常见的反应中间体.调控自由基的活性,具有重要的理论意义和应用价值.为此,我们提出了“超分子自由基”的概念,系指通过非共价作用稳定或活化的自由基.基于葫芦脲的主客体化学,构筑了不同结构的超分子自由基,借助葫芦脲分子的结构特征,从三个方面对自由基的活性进行调控:(1)利用葫芦脲的空间位阻效应和静电效应,稳定自由基阴离子,从而构筑了新型有机近红外光热转换材料,并应用于选择性抗菌;(2)利用葫芦脲的静电效应,活化自由基阳离子,实现了对芬顿氧化反应的显著加速;(3)利用葫芦脲主客体化学的动态可逆性,实现了对反应中间体活性的自适应调控,从而显著地提升了醇氧化反应的催化效率.上述研究表明,构筑简便、活性可调的超分子自由基在功能材料和超分子催化领域具有广阔的应用潜力,未来有望得到进一步的发展.
论黄河水沙变化趋势预测研究的若干问题

1980年代中期以来黄河水沙情势发生了巨大变化,明晰其过程、特征及水沙变化研究的关键所在,有助于聚焦核心科学问题,重点攻关,为黄河流域生态文明建设提供科技支撑。本文系统分析了黄河流域1950- 2016年水沙变化过程,梳理了不同阶段各家水沙变化趋势预测成果,辨析了趋势预测结果差异显著的原因。研究表明:黄河水沙锐减,时空减幅不同步,年内利于输沙的流量持续时间和水量、沙量都在减少,含沙量则与水利水保工程建设呈现协同的阶段变化,黄河水沙异源的空间分布格局仍然持续;黄河水沙变化趋势多借助于“水保法”、“水文法”和“物理过程模型法”等开展预测,不同时期的预测成果差异显著,其中机理和机制等的认识不足、评价技术等的缺失及预测条件变化的不确定性等是导致差异显著的主要原因。今后需加强黄河水沙变化机理、措施的群体效应、预测结果可信度评估和治黄策略等关键科学问题研究,为准确预测新情势下黄河水沙变化趋势提供理论基础。
我国农林生态系统近20年新入侵物种名录分析

了解新入侵物种的发生和分布有利于及时掌握我国外来入侵物种发生、发展态势,指导防控实践中各项资源的合理配置。本文将外来入侵物种野外科学调查数据和国内外文献资料相结合,整理了1998-2017年我国农林业生态系统中外来入侵物种名单,并对物种的来源/原产地、分类地位、首次发现或记录的年份和地区的数据进行分析和讨论。分析结果将为我国外来入侵物种的预防、控制和管理提供基础科学数据。
基于传递媒介的生态系统服务分类

通过总结已有的生态系统服务分类体系,发现大多数研究未考虑不同生态系统(如森林、草原、湖泊、溪流等)的组分、结构以及所处环境的差异,无法有效地反映不同生态系统产生的不同生态过程与服务。以生态系统的组成成分为媒介,从服务传递媒介角度建立以水、岩石和土壤、大气、生物系统及生态系统整体为媒介的生态系统服务分类体系。以水为媒介的服务有水源涵养和水质净化等,以岩石和土壤为媒介的服务有土壤形成和土壤保持等,以大气为媒介的服务有固碳释氧和空气净化等,以生物为媒介的服务有食物生产和生物控制等,基于生态系统整体作为媒介的服务有景观美学和休闲娱乐等。以期用此生态系统服务分类框架更有效地研究不同类型生态系统提供的服务特征,以及相同类型生态系统提供的服务共同点。
和谐人格、社会支持、自我控制与工作–家庭冲突——基于职业群体的3种模型比较

为了考察和谐人格、社会支持、工作–家庭冲突以及自我控制的关系,基于相关理论,提出3种模型(简单中介模型、以自我控制为中介变量的复合中介模型以及以社会支持与自我控制为中介变量的复合中介模型),并比较3种模型对数据的拟合程度。简单中介模型指和谐人格、社会支持通过自我控制平行作用于工作–家庭冲突,以自我控制为变量的复合中介模型指和谐人格与社会支持分别作用于工作–家庭冲突,以社会支持和自我控制为中介变量的复合中介模型指和谐人格通过社会支持、自我控制作用工作家庭冲突。以北京市医疗行业、金融行业、销售行业公司的200名员工为研究对象,采用社会支持量表、自我控制量表(SCS)、冲动性量表(BIS)和工作–家庭冲突量表进行研究。结构方程模型的结果表明,以和谐人格和社会支持为预测变量、自我控制为中介变量、工作–家庭冲突为结果变量建立的复合中介模型拟合结果最好。自我控制在和谐人格、社会支持对工作–家庭冲突的关系中起中介作用,中介变量的估计值为-0.043, 95%置信区间为[-0.071, -0.022]。自我控制可以中介和谐人格、社会支持对工作–家庭冲突的影响,以自我控制为中介变量的复合中介模型拟合结果最好。
黄河典型支流入干区底栖动物群落结构特征比较研究

基于2015年春季(4月)和秋季(10月)在黄河流域湟水、汾河、渭河和洛河等入干支流采集的底栖动物样品,开展支流入干区底栖动物群落结构特征比较研究。监测结果表明,春秋两季在各支流入干区采集到的底栖动物种属数量排序为$\text{洛河(28种)} > \text{湟水(26种)} > \text{汾河(23种)} > \text{渭河(17种)}$;支流入干区春秋两季优势功能摄食类群皆为牧食收集者(除洛河在秋季以刮食者为主外)。底栖动物群落的除趋势对应分析表明,底质对底栖动物群落分布起重要作用,水草等水生植物的存在利于底栖动物生存。进一步地,底栖动物群落与环境因子的冗余分析表明, pH和电导率是影响底栖动物群落的关键因子。从物种组成、密度、生物量、功能摄食类群和群落与生境因子关系等方面研究了底栖动物的群落结构,较为系统地揭示了黄河主要支流入干区的底栖动物分布特征,研究结果可为黄河水生生物群落结构的系统性研究提供支撑。
基于支持向量机递归特征消除和特征聚类的致癌基因选择方法

癌症通常由基因发生突变引起,因此从大量基因中有效地识别出少量致癌基因具有重要意义.针对基因表达谱数据高维小样本的特点,将支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)和特征聚类算法相结合,提出一种新的基因选择方法: $K$类别SVM-RFE($K$-SVM-RFE).该算法通过特征排序算法去除大量无关基因,利用$K$均值聚类算法将相似基因聚为一类,并通过两次SVM-RFE算法精选致癌基因.随后将$K$-SVM-RFE算法应用于多个基因表达谱数据集,并对其中的关键参数设置进行了讨论.实验结果表明$K$-SVM-RFE算法所选基因较已有方法在分类准确率上有显著提高,特别是在选择少量致癌基因上效果提升更为明显.
差分进化最小二乘支持向量机法预测日用水量

为解决最小二乘支持向量机的参数确定问题,提出采用自适应差分进化最小二乘支持向量机法预测日用水量.引入改进粗糙集算法分析日用水量主要影响因素,利用自相关系数法确定序列的相关性,并将自适应差分进化算法( SADE)用于优化最小二乘支持向量机( LSSVM)的参数,建立了基于SADELSSVM的预测模型.结果表明,与传统差分进化算法( DE)和自适应遗传算法( SAGA)相比,SADE具有更快的最优个体搜索速度和群体进化速度,与基于SAGALSSVM和基于DELSSVM的模型相比,本文提出模型的预测能力更强.
污水厂A/O除磷出水为基质的Anammox小试研究

为研究污水处理厂厌氧氨氧化( Anammox)工艺可行性,在实际生活污水处理厂中进行厌氧氨氧化工艺的小试实验.向污水厂A/O除磷工艺出水中投加亚硝酸盐作为基质,启动厌氧氨氧化滤柱.反应器启动成功后,进水改为A/O除磷和亚硝化工艺处理后的生活污水,观察厌氧氨氧化工艺实际工程应用的效果.结果表明,第106 ~ 144天,进水温度为15 ~ 20 ℃,最大出水氨氮和总氮质量浓度为4.1和13.4 mg /L,出水氮素满足国家一级A排放标准;第168 ~ 204天,反应器运行进入冬季,进水温度为12 ~ 15 ℃,采用延长水力停留时间的方法实现污水处理达标;第222 ~ 240天时,水温降低到10 ~ 12 ℃,在进水投加125 mg /L碳酸氢钠,总氮去除负荷提高了40%,最大出水氨氮和总氮质量浓度为1.4和13.6 mg /L,冬季出水氮素达标.在整个过程中滤柱生物膜厚度持续增加,最终达113 μm,单位MLSS污泥厌氧氨氧化负荷大于5 kg /( kg·d) ,厌氧氨氧化工艺在市政污水处理厂高效稳定运行.
不同污泥龄厌氧氨氧化菌的脱氮效能及其动力学特性

为研究不同污泥龄( SRT)条件下厌氧氨氧化菌的脱氮效能和动力学特性,采用一组SBR反应器研究梯度降低污泥龄过程中系统的NO_2~- - N去除负荷( N_r )和NO_2~- - N污泥负荷( N_s ) ,并对各阶段厌氧氨氧化过程动力学特性进行分析.结果表明,污泥龄由21 d梯度降低到12 d,Nr由0.590 kg /( m~3·d)降低到0.493 kg /( m~3·d) ,单位MLVSS Ns由0.178 kg /( kg·d)提升到0.297 kg /( kg·d) ,系统整体的脱氮性能有所下降,但单位质量的厌氧氨氧化菌脱氮效率显著提升;采用莫诺( Monod)模型可以较好地模拟不同污泥龄运行阶段厌氧氨氧化菌的动力学行为,动力学分析表明,随着污泥龄的降低,NO_2~- - N的最大比降解速率v_(max)由0.406 d - 1提高到0.826 d - 1,半饱和常数Ks由23.3 mg /L增加到95.3 mg /L,梯度降低污泥龄能够筛选纯化生长速率较快的厌氧氨氧化菌菌种,提升NO_2~- - N的最大比降解速率,但厌氧氨氧化菌对底物的亲和性会逐渐变差,稳定性降低.
基于EO-1 Hyperion的中国典型森林冠层高光谱特征分析

由于冠层结构和功能性状的差异,不同森林表现出不同的光谱特征.分析不同森林冠层的光谱特征差异可以为精确森林分类和冠层参数反演提供依据.因此,理解我国典型森林类型的高光谱特征将有助于提高我国森林分类以及森林理化参数反演的精度.研究以中国生态网络中的长白山、神农架、千烟洲和鼎湖山4个典型森林站点为研究对象,利用EO-1 Hyperion星载高光谱数据提取4种森林像元尺度上的反射光谱曲线,并进行一阶微分变换,同时计算多种遥感光谱指数,定量分析其光谱特征差异.结果表明:①神农架阔叶混交森林光谱反射率在整个光谱范围内显著高于其他3种森林类型.千烟洲针叶混交森林在整个光谱范围内表现出较低的反射特征.长白山和鼎湖山森林的反射率居中.②4种森林的红边斜率存在显著差异.神农架森林的红边斜率最高,暗示了其冠层叶绿素含量高,健康状况最好.千烟洲的红边位置相比其他3种森林有所红移,红边位于720 nm左右.③遥感指数方面,神农架阔叶林具有较高的归一化氮指数(NDNI),千烟洲马尾松湿地松为主的针叶林具有较低的NDNI,反映出树种间真实的叶片氮浓度差异.另外,由于森林覆盖度较高,增强型植被指数(EVI)比归一化植被指数(NDVI)更能够指示森林类型之间绿度和覆盖度的变化.研究对于我国森林参数的遥感反演和森林类型高精度分类具有一定的参考意义.
蒙古沙冬青和霸王两种孑遗植物化学计量特征与生态适应性

通过分析蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)和霸王(Zygophyllum xanthoxylon)植株碳(C) 、氮(N) 、磷(P)在不同器官(枝条、叶、花、种子)间的分配格局及其季节动态特征,探讨了2种荒漠区孑遗植物的生态适应性.结果表明:2种植物的C、N、P含量均存在器官和季节差异,其中C含量的变异最小(变异系数为1.79%~ 17.45%),P的变异最大(变异系数为15.96%~ 91.78%);不同器官中的元素分配格局受植物生长阶段影响,其中开花期,花中N、P含量最高;种子成熟期,种子中N、P含量最高;在繁殖后期,蒙古沙冬青叶片中的C、N、P含量高于枝条,霸王枝条的C、N、P含量则高于叶片;一年之中,蒙古沙冬青的C、N、P较稳定,而霸王随着季节波动较大;叶片N/P结果表明蒙古沙冬青和霸王的生长主要受P的限制.2种孑遗植物化学计量特征的差异反映了其对环境的不同适应策略.
萍乐坳陷丰城地区茅口晚期“破裂台地”型沉积相与层序地层学特征

依据岩心观察和薄片鉴定结果,分析研究区内同沉积断裂活动的时间和相对海平面的变化,将萍乐坳陷丰城地区茅口组南港段确定为以硅泥质沉积为背景的“破裂台地”型沉积环境和层序地层格架.“破裂台地”型沉积环境可划分为台盆、台盆边缘和局限台地3种沉积相类型和与其对应的台地快速拉张-台盆缓慢萎缩-台盆逐渐闭合3个时期.“破裂台地”层序地层格架以突变海泛面(amfs)为底界,以暴露不整合面为顶界,缺失低位体系域(LST)和海进体系域(TST),发育凝缩段(CS) 、早期高位体系域(EHST)和晚期高位体系域(LHST).构造变动是沉积分异的主控因素,突变海泛面代表同沉积断裂活动进入高峰期.研究区自西南向东北方向,地裂运动逐渐加剧,沉积环境由开阔海台地相向次深水台盆相过渡,丰城—乐平地区是地裂运动中心部位.
基于RBF神经网络的配电网窃电行为检测

目前的窃电手段隐蔽性强、种类多样,传统的窃电检测方法已经越来越力不从心,不仅准确率低且时效性不高.因此,结合机器学习的方法,提出了一种基于RBF神经网络的窃电行为检测方法.通过对目前常见的窃电方式进行分析,挑选出三相电压中各相电压之间的差值、三相电流中各相电流的差值以及功率因数等参考量作为窃电检测的特征指标,并采用包含特征指标的历史数据来构建基于RBF神经网络的窃电行为检测模型.试验结果表明该方法针对目前常见的窃电方式进行识别的准确率达到94.1%,可以有效地筛选出存在窃电嫌疑的用户.该方法不仅达到了实际应用的精度要求,而且使反窃电技术更加智能化,变被动防窃电为主动防窃电.
基于谐波小波的非平稳地震动时频功率谱研究

研究地震动非平稳性较好的工具是时频局部化分析,小波变换理论具备这一特点.文章根据离散小波变换原理,基于谐波小波推导出了小波变换系数与地震动功率谱密度函数关系的数学模型;并对EL-centro地震记录进行了时频谱分析,验证了该模型是合理的;然后针对2001年云南永胜地震的455条加速度地震动记录进行了功率谱分析,得到了该地区地震动的特征参数.最后根据得到的大量周期域内功率谱曲线,提出了三段式的目标功率谱函数.
FEC作为高压电解液溶剂对富锂材料性能的影响

在传统碳酸酯电解液中添加氟代碳酸乙烯酯(FEC)可提高电解液的氧化分解电位,从而在高于4.5 V(vs.Li/Li~+)电压下减少电解液溶剂的分解。用FEC部分或全部取代传统电解液中的碳酸乙烯酯(EC)溶剂,研究4.7 V (vs.Li/Li~+)高电压下FEC对Li_(1.18)Mn_(0.52)Co_(0.15)Ni_(0.15)O_2电化学性能的影响。结果表明,FEC的加入提高了Li_(1.18)Mn_(0.52)Co_(0.15)Ni_(0.15)O_2电极的首次放电比容量及循环性能,且循环稳定性随FEC量的增加而变高,EC被FEC (33.33%,质量分数)全部取代EC时电化学性能最佳;循环100周时,FEC为33.33%的电解液中Li_(1.18)Mn_(0.52)Co_(0.15)Ni_(0.15)O_2电极的比容量为200.5 mAh·g~(-1),容量保持率为85.72%,而传统电解液中Li_(1.18)Mn_(0.52)Co_(0.15)Ni_(0.15)O_2电极的比容量在60周时衰减至115.0 mAh·g~(-1),容量保持率仅为49.89%。dQ/dV曲线表明,随FEC取代量的增加,循环过程中产生的电化学极化越小。X射线衍射(XRD)结果表明,在循环过程中,由于FEC的加入缓减了Li_(1.18)Mn_(0.52)Co_(0.15)Ni_(0.15)O_2结构的变化,且FEC全部取代EC时效果最佳。
YBCO带材在直流冲击下的电阻变化规律研究

多端柔性直流输电系统的直流侧短路故障电流严重影响电网运行安全性。研究了直流故障电流特征,建立了直流冲击平台,测量了YBCO带材试样在直流冲击下的电阻变化规律,详细分析了电阻-电流曲线整体形状特征和走势规律以及在失超初期的电阻骤增现象:将电阻-电流曲线分为顺时针型、8字型、逆时针型和半环型四类,解释了失超恢复过程中的液氮散热对曲线走势的影响;利用统计方法发现了电阻骤增现象与起始失超电流过低之间的充分必要关系,给出了电阻骤增现象发生的电流上升速度阈值大约为770 A·m~(-1)。利用电阻-焦耳热曲线发现了失超过程中YBCO带材电阻与产热之间存在明确的对应关系,并给出了失超过程中电阻与产热之间的通用拟合关系式,验证了失超过程中液氮散热对YBCO带材失超的影响不大。该研究为超导直流限流器的优化设计奠定了基础。