mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
考虑供能可靠性与风光不确定性的城市多能源系统规划

大数据与可再生能源接入给城市多能源系统(UMES)规划带来了机遇与挑战。该文提出了一种考虑供能可靠性与风光不确定性的城市多能源系统规划模型。首先,基于改进的DBSCAN算法产生典型场景及其概率,解决了实际工况中可能存在的大量历史数据质量欠佳的问题;其次,通过配送通道故障停运模型,获得了能量配送通道发生N-1的期望故障时间;最后,考虑城市配电网、配气网以及电转气装置(PtG)的相关约束,以UMES总利润最大为目标,提出了一种适用于辐射状网络的N-1供能可靠性评估算法,并建立了混合整数二次规划模型。通过该模型可得出能量源、配送通道及PtG的最优投运时间、类型和位置。案例分析结果表明了DBSCAN算法以及可靠性评估算法的有效性;证明了在PtG的作用下,能量配送通道发生N-1故障时,配气网能够得到配电网的有效支援,显著提升了系统供能可靠性。
基于零序功率变化量的配电网单相高阻接地保护

针对中性点经小电阻接地系统面临单相高阻接地故障难以有效切除而存在较大安全隐患的问题,提出一种基于零序功率变化量的小电阻接地系统单相高阻接地保护方法。首先分析了中性点经小电阻接地配电网正常运行和单相高阻接地故障下的零序电流分布特征,在此基础上,构造了馈线零序功率作为配电网单相接地故障判别的特征量;然后利用非故障馈线零序功率变化量小而故障馈线零序功率变化量反映过渡电阻有功功率的特点,提出基于零序功率变化量的配电网单相接地保护原理及其整定方法。理论和仿真分析表明,该保护原理仅利用单端信息即可准确反映较高过渡电阻,受线路对地参数及电容电流的影响小,具有较高的可靠性和适应性。
三相四桥臂并网逆变器重复控制积分抗饱和策略

在新能源并网逆变器中,基于内模原理的重复控制器被广泛应用,但是由于受到功率管开关特性和直流母线电压的约束,重复控制器存在积分饱和现象,严重影响供电质量。为提高三相四桥臂并网逆变器的并网电流质量,基于模型恢复积分抗饱和方法,研究重复控制器积分抗饱和策略。首先,设计了具有积分作用的重复控制器;其次,根据被控对象的数学模型设计了重复控制积分抗饱和补偿器,对控制量和输出反馈量分别进行补偿,控制量补偿引入控制量饱和偏差,并采用线性二次型最优控制方法优化偏差系数;最后,通过仿真和实验验证了重复控制积分抗饱和策略在动态和稳态饱和情况下均能有效改善系统性能。
基于虚拟阻抗的虚拟同步整流器三相不平衡控制策略

随着电力电子装置渗透率的升高,电力系统旋转备用容量和转动惯量大大降低,采用虚拟同步机(VSM)技术能够改善系统稳定性。但目前VSM技术主要针对理想电网下的运行模式,当出现三相不平衡情况时系统无法正常运行。该文在VISMA模型的基础上,搭建虚拟同步整流负荷模型,针对电网不平衡进行功率分析,实现正负序解耦,通过复数滤波器检测正负序分量。通过改变模型中电气部分的虚拟阻抗,并自适应调节无功控制模块,保证直流侧负载电压稳定。搭建基于Matlab/Simulink的仿真模型,验证该方法的有效性,并基于dSPACE进行实验验证。
机-热协同老化对纤维素绝缘纸频域介电谱特性的影响

为研究机械振动-温度协同老化对纤维素绝缘纸频域介电谱(FDS)特性的影响,该文在60℃下对绝缘纸进行了频率为100 Hz、振幅为0.26 mm、老化时间为150 d的一系列加速机-热老化试验。测量了试品在10-3~103 Hz范围的FDS特性并获得了试品的微观形貌,进而分析了机-热老化对试品的tanδ-f曲线的影响规律和机理。研究表明,随着机-热老化时间的增加, tanδ-f曲线总体呈下降趋势且存在低频弥散现象,其影响规律和弥散频段与热老化时的FDS特性存在显著差别,该文从样品的老化条件和FDS的检测条件两方面对其原因进行了分析。结合机-热老化时试品微观形貌分析,探究了机-热老化对介质微观结构及介质中自由电荷和束缚电荷定向迁移的影响,分析了tanδ-f曲线随老化时间增加而降低的原因。同时,机-热老化还导致介质体积电导率下降,并影响了介质的极化损耗。该结果可为研究机-热老化对纤维素绝缘纸绝缘性能的影响提供参考。
升温过程中水在矿物油和纤维素界面扩散和聚集行为的分子模拟

受取样及测量等技术手段的限制,水分在油纸界面的迁移和聚集行为缺乏深入的研究。本文从分子层面对升温过程中水在矿物油与纤维素界面的迁移和聚集行为进行研究。建立了105原子量级的矿物油与纤维素复合介质模型,对其从293 K升温到353 K的过程进行了模拟,计算分析了水分子的聚集状态、扩散系数、自由体积和径向分布函数,并比较了电场和温度场在此过程中的作用。研究结果表明,当纤维素中水分含量超过4%时,快速升温会导致水分子在油纸界面通过分子间氢键作用聚集成水分子簇,形成局部液态水;当水分含量超过5%时,则会形成较大的液态水分区。电场的极化作用加强了水分子间的氢键作用力,增加了高水分区出现的概率,减少了水分子的扩散系数和自由体积,并使其扩散系数呈现各向异性。
基于全耦合电容模型的双发射电场耦合式无线电能传输系统

传统基于电场耦合式的电容能量传输(CPT)系统只含单个逆变电源与单个发射端,由于CPT系统逆变器的容量有限,所以较难满足轨道交通大功率非接触供电应用的需求。为了提高CPT系统的传输功率,提出一种双发射单接收CPT系统,通过两个逆变器并联的方式来提升系统输入功率总容量,实现CPT系统大功率输出。将六极板结构全耦合电容模型简化为三端口等效电路,采用Maxwell有限元分析方法仿真耦合电容值,针对两个发射机构间相互耦合的影响,给出系统谐振电路参数配置方法。最后,详细分析了该系统的工作原理并搭建了系统工作频率为500 kHz的原理样机,在输出功率为1.47 kW的情况下,直流到直流的效率为90.6%。在传递相同功率的前提下,双发射CPT系统流过开关器件的电流为单发射系统的一半,实验结果表明该方法有效且可行。
绕线转子无刷双馈电机齿驻波特性研究

由于无刷双馈电机定子包含两套绕组,电机转子需要与两套绕组进行耦合,所以其气隙合成磁场由两个极对数不同的基波磁场构成,导致其磁场特性相较于一般的交流电机更为复杂。该文以绕线转子无刷双馈电机为研究对象,将分析坐标系转换到转子坐标系分析气隙磁场,通过理论推导和有限元仿真提出该合成磁场具有与驻波类似的齿驻波特性,该特性表明合成磁场轴线相对转子静止,具有与同步电机相似的运行特性。同时,该特性对于无刷双馈电机的极数配合选择与性能优化具有指导意义。最后,通过在转子绕组中嵌入探测线圈并测量其感应电动势的方法进行了样机实验,结果证明了理论分析的正确性。
超级电容器恒流充电的时域分数阶电路模型

随着超级电容器作为新的储能装置得到广泛的应用,建立超级电容器的精确等效模型具有重要意义。根据分数阶微积分定义,结合分抗元的恒流充电曲线和超级电容器实际物理结构,直接在时域建立超级电容器恒流充电的分数阶RF串联电路模型和分数阶RFR混联电路模型,并给出模型参数辨识与拟合误差分析方法。在结合超级电容器恒流充电数据完成分数阶RF串联电路模型和分数阶RFR混联电路模型的参数辨识与误差分析的过程中,发现分数阶RF串联电路模型和分数阶RFR混联电路模型的拟合精度均远优于一阶RC电路模型和经典等效电路模型,且这两种分数阶模型的精度相当。分析更简洁的分数阶RF串联电路模型的参数敏感性,得到模型中分抗元运算阶、分抗元特征值和电阻值对超级电容器恒流充电的影响规律。该文同时还说明经典等效电路模型是分数阶RFR混联电路模型的特殊情况,一阶RC电路模型是分数阶RF串联电路模型的特殊情况,分数阶RF串联电路模型是分数阶RFR混联电路模型的特殊情况。
双馈风电机组次同步控制相互作用的反馈线性化滑模变结构抑制

针对双馈风电机组(DFIG)接入串补输电系统,提出基于反馈线性化的滑模变结构控制策略,并将之用于DFIG转子侧变流器控制回路以抑制次同步控制相互作用(SSCI)。首先通过反馈线性化方法抵消双馈风电机组固有的非线性;然后选取线性切换函数和指数趋近律设计滑模变结构控制策略;最后通过特征值分析和非线性时域仿真检验抑制效果,并与控制参数已整定的比例-积分控制策略和传统次同步谐振抑制策略进行对比。仿真结果表明,所提出的反馈线性化滑模变结构控制策略不仅有效抑制SSCI,使得双馈风电系统在不同风速和串补度下都能保持稳定运行,而且消除了反馈线性化控制方法对系统精确参数的依赖性,表现出对参数摄动和外界干扰的强鲁棒性。
电动汽车无线充电环境的生物电磁安全评估

随着电动汽车无线充电的研究与应用的迅速发展,关于电动汽车无线充电环境下承载生命体的电磁安全性问题成为社会公众关注的热点。基于生物学的热效应和非热效应这两个角度,对生命体在该环境下受到的电磁辐射影响进行安全评估。首先通过仿真软件设计了人体重点器官模型,模拟计算人暴露于电动汽车无线充电环境的车外站姿、车内坐姿、车座上躺姿情况;然后分析人体的安全性,研究表明,不同姿态下各器官的电磁安全指标结果均满足国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)标准,其中比吸收率(SARa)衡量热效应,其最大值为4.37×10~(-7) W·kg~(-1),低于安全限值10 W·kg-1;最后,建立电动汽车电磁安全评估系统的生物实验平台,从非热效应角度分析充电环境引起的生命体免疫安全指标变化,其结果基本在正常参考值范围内。该评估有利于电动汽车无线充电的推广应用。
贵州百花水库微囊藻毒素的时空分布特征

为了解水库中微囊藻毒素( microcystin,MC)浓度的时空分布特征,于2017年6月—2018年5月对贵州高原水库的百花水库进行每月一次的样品采集,分析水中MC的两种异构体,包括MC-RR和MC-LR,以及藻类总丰度、蓝藻丰度、叶绿素a( Chla) 、营养盐、水温和透明度等水环境因子的变化特征。结果表明:百花水库MC-RR浓度为0.048 ~ 0.681 μg·L~(-1),MC-LR浓度为0.046~0.964 μg·L~(-1);在温度较高时出现MC-RR,温度偏低时出现MC-LR;花桥采样点检测出MC的次数最多并且浓度最高,达0.964 μg·L~(-1),没有超过限量值1.0 μg·L~(-1),大坝采样点检测出MC的次数最少; MC-RR与水温、铵态氮( NH_4~+-N)浓度呈正相关,MC-LR与NH_4~+-N浓度、亚硝态氮( NO_2~--N)浓度、pH呈正相关; MC-RR与湖泊假鱼腥藻( Pseudanabaena limnetica)和卷曲鱼腥藻( Anabaena circinalis)丰度呈显著正相关,与色球藻( Chroococcus sp.)丰度呈正相关,MC-LR与浮游植物丰度的相关性不明显。
辽东低山区5种典型水源涵养林枯落物持水特性

对辽东低山区5种水源涵养林枯落物持水特性进行研究,可以为该区水源涵养林的营造、科学经营提供理论依据。2018年6月在辽宁省抚顺县国有温道林场选取纯林(落叶松林( Larix olgensis) 、油松林( Pinus tabuliformis) 、红松林( Pinus koraiensis) 、刺槐林( Robinia pseudoacacia)和杂木林为研究对象,调查各林分枯落物厚度、蓄积量等,并用浸泡法测定最大持水量、最大持水率,建立持水量、吸水速率与浸水时间之间的关系。结果表明: ( 1) 5种林分枯落物厚度3.6 ~ 7.8 cm,平均厚度6.2 cm;蓄积量15.40 ~ 50.38 t·hm~(-2),平均值30.42 t·hm~(-2)。( 2)枯落物最大持水量13.61~27.21 t·hm~(-2),大小排序为杂木林>落叶松林>刺槐林>红松林>油松林;最大持水率变化稍有不同,依次为刺槐林>落叶松林>杂木林>红松林>油松林。( 3)枯落物有效拦蓄量19.60 ~ 142.67 t·hm~(-2),大小排序为落叶松林>红松林>杂木林>刺槐林>油松林。( 4)回归分析表明,枯落物持水量与浸水时间符合关系式Q= alnt+b,相关系数R~2均大于0.80;吸水速率与浸水时间符合关系式V = ctn,相关系数R~2均大于0.99。综上,落叶松林、红松林枯落物蓄积量最大、持水能力和有效拦蓄能力均较强,刺槐林、杂木林次之,油松林较差。
铵态氮和浮游植物对穗花狐尾藻的生理影响

为探讨铵态氮-浮游植物-沉水植物三者之间关系,在滇池岸边开展室外模拟实验。在初始叶绿素a为100 μg·L~(-1)的浮游植物密度下,研究不同浓度( 0、0.05、0.15、0.50、1.50、 5.00 mg·L~(-1) )铵态氮和浮游植物对
氮素形态及配比对毛竹和青冈实生苗生长特性的影响

为探明毛竹及青冈对铵态氮和硝态氮的偏好吸收特征,通过对毛竹及青冈实生苗的水培试验,设置5种铵硝比( 100 ∶ 0、75 ∶ 25、50 ∶ 50、25 ∶ 75、0 ∶ 100)的营养液处理,测定上述两种植物的叶片SPAD值、根系发育参数、根系中硝酸还原酶活性( NRA) 。毛竹实生苗在铵硝比75 ∶ 25处理下,其SPAD值、根长、根表面积、NRA显著高于其他处理( P< 0.05) 。青冈实生苗在铵硝比25 ∶ 75处理下,其根长、根表面积显著高于其他处理( P < 0.05); SPAD值在铵硝比0 ∶ 100处理下显著高于其他处理( P<0.01) 。青冈根系中NRA随营养液中硝态氮浓度增加呈线型上升趋势,但毛竹苗培养过程中则无此相关关系。综上,不同氮素形态及配比处理下,毛竹苗在铵态氮为主要氮源时生长优势更明显,青冈苗则对硝态氮同化利用能力更强。
天山北坡野生无芒雀麦的表型性状

为揭示新疆野生无芒雀麦的表型变异规律,采用变异系数、相关性、主成分分析等方法对采自天山北坡5个典型地区450株无芒雀麦的13个表型性状指标进行分析。结果表明: ( 1)天山北坡野生无芒雀麦存在变异,但变异系数较小,仅为0.294。( 2)地区间无芒雀麦表型性状变异水平大于地区内变异水平,且天山北坡中段的变异程度与东段、西段相比差异较大;中段的变异程度随海拔的升高而增大,东段和西段则相反。( 3) 13个性状指标在地区间变异范围广,最大的为分蘖数;性状指标与经度、纬度呈正相关,年均温度、年均降水量仅与穗长、根长等性状呈显著相关。( 4)地区间表型性状的差异主要来源于生殖枝高度、穗长、叶长、叶宽等。( 5)天山北坡中段的无芒雀麦株型较大,且大株型主要来自低海拔。综上所述,天山北坡中段气候更适宜野生无芒雀麦的生长,且低海拔的无芒雀麦生长情况优于其他两个海拔。
带栓钉波形钢板混凝土组合构件粘结滑移性能与承载力试验研究

通过11个带栓钉的波形钢板混凝土组合构件在单调荷载下的推出试验和1个自然粘结构件的对比试验,研究带栓钉波形钢板混凝土组合构件的破坏形态、裂缝模式、荷载-滑移特性、波形钢板应变分布和承载力等。结果表明:带栓钉波形钢板混凝土组合试件的破坏形态以混凝土劈裂为主。试件的荷载-滑移曲线由上升阶段、下降阶段、残余阶段三个部分组成。由于混凝土和栓钉的组合作用,波形钢板自由端存在受拉区,产生过零点现象。带栓钉波形钢板混凝土组合试件的抗剪承载力随栓钉直径、数量的增长呈线性增长,而在一定条件下,栓钉长度、钢板厚度对抗剪承载力影响不大,另外在200 mm范围内适当增大栓钉间距对抗剪承载力也有提高。基于试验结果和力的扩散原则,分别提出了考虑栓钉影响的波形钢板混凝土界面粘结滑移本构模型以及带栓钉的波形钢板混凝土推出试件的承载力计算公式,所提模型与试验结果吻合良好,承载力公式计算结果与试验结果总体相符且偏于安全。
水力筛+连续砂滤+吸附工艺处理海水养殖废水

针对海水养殖废水一次排放量大、污染物种类及结构复杂、寡营养、盐度较高等特点,采用水力筛网+连续流砂滤池+沸石吸附+活性炭吸附工艺处理某对虾人工繁育基地生产废水,稳定运行后,对COD_(Mn)、BOD_5、无机氮、活性磷酸盐、SS的去除率分别达到46.00%、35.25%、62.94%、84.34%、84.73%,处理出水的COD_(Mn)、BOD_5、无机氮、活性磷酸盐、SS分别为(3.72 ± 0.22)、(3.38 ±0.05)、(0.39±0.02)、(0.04± 0.002)和(11.43 ±0.02) mg/L,可达到《海水养殖水排放要求》(SC/T 9103-2007)的一级标准。
圆柱绕流近壁面处气动噪声源识别研究

对物体高速行驶下的气动噪声现象的认识和描述一直以来都是气动声学领域探索的基本问题和难点问题,尤其对物体近壁面处声源的产生及其声辐射缺乏有效的描述手段。该研究以圆柱绕流为研究对象,结合数值仿真手段,基于涡声方程的声源项描述圆柱绕流近壁面处的声源特性,建立声源识别方法。研究表明,该方法描述的声源存在不该有声源的位置出现声源的现象。研究进一步基于质点振速的矢量波动方程,将不能辐射噪声的源分离,较为准确地识别出了圆柱绕流气动噪声源的大小和位置。该研究在探索识别圆柱绕流气动噪声源方法的同时,也为准确识别气动噪声源特征提供了有效的方法。
有机铵盐表面稳定化CsPbI_2Br全无机钙钛矿

有机-无机杂化钙钛矿中的有机阳离子组分具有在光照和加热条件下本征的化学不稳定性,而全无机钙钛矿有望从根本上解决组分稳定性问题.但是,全无机钙钛矿在湿度条件下,极易相变为非光学活性的δ相.本文以CsPbI_2Br全无机钙钛矿为对象,研究不同碳链长度的有机铵盐表面处理对于钙钛矿湿稳定性和器件光电性能的影响.实验结果表明,有机铵盐碳链的增长显著改善钙钛矿相稳定性.其中,当用碘化丁铵处理时,CsPbI_2Br全无机钙钛矿表现出最佳的湿稳定性.随着碘化丁铵的处理浓度的增加,钙钛矿的湿稳定性进一步改善.当用适宜浓度的碘化丁铵处理CsPbI_2Br薄膜时,钙钛矿层表层的丁铵阳离子对电荷传输不会有明显阻碍,可以获得优良的器件效率.总之,适宜的有机阳离子层既能提高全无机钙钛矿的湿稳定性,又能改善其光伏性能.
有机-无机杂化钙钛矿材料的本征稳定性

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已逾24%,效率的飞速提升加之可低成本溶液法制备的市场优势,使人们越来越期待钙钛矿太阳能电池的商业化.目前钙钛矿太阳能电池商业化所面临最大的障碍是材料乃至器件的长期不稳定性,这使其无法在使用寿命上与已商品化的硅基等太阳能电池匹敌.本文从化学不稳定性和相不稳定性两个层面剖析了有机-无机杂化钙钛矿材料本征不稳定性的问题,并从组分设计及制备工艺等角度给出了提高钙钛矿太阳能电池器件稳定性的相关建议.
扭曲二维结构钝化的钙钛矿太阳能电池

有机-无机钙钛矿材料是一种新兴的可溶液加工的薄膜太阳能电池材料.通过向钙钛矿中引入低维结构能够显著提高其材料稳定性和器件稳定性.首先,探究了一种双阳离子2,2'-联咪唑(BIM)形成的铅基二维钙钛矿;然后,通过单晶衍射手段发现了一种新型的扭曲二维结构;最后,通过一步旋涂方法将这种扭曲二维结构引入到钙钛矿薄膜中,所得到的太阳能电池器件效率达14%,并且具有较好的稳定性.本文提供了一种新的钙钛矿薄膜的钝化体系,并且直接运用于太阳能电池器件的制备,为提高钙钛矿太阳能电池的稳定性提供了新的发展思路.
金刚石-碳化硅超硬复合材料的冲击强度

不同于延性介质,脆性介质的失效破坏严重制约着材料的强度.本文采用一种定量描述脆性介质力学性质的格点-弹簧模型,研究了金刚石-碳化硅超硬复合材料的冲击强度及其细观损伤机理,有助于避免灾变破坏、提高冲击强度.在模型中,通过构建不同体积分数比的金刚石和碳化硅两相复合材料,模拟获得了经受冲击波压缩形变后的宏观波剖面,显示出随着金刚石颗粒含量增加,冲击强度逐渐增大,而后减小;对应于这种变化,损伤演化分析揭示出存在三种细观损伤模式,当金刚石颗粒含量在10%-50%范围内增加时,长距离扩展滑移带占主导;当金刚石颗粒含量为70%时,滑移带已由长距离扩展演化为短细滑移带,损伤主要来自于碳化硅基体,多数金刚石颗粒未发生损伤;当金刚石颗粒含量超过70%的临界值后,短细滑移带也将被强烈限制,应力集中致使金刚石颗粒被严重损伤,冲击强度下降.研究结果为优化设计金刚石-碳化硅超硬复合材料以及制备新型抗冲击材料提供了物理认知.
封育年限对岩溶植被组成和土壤肥力修复的影响

岩溶植被修复是国家重大战略需求,为揭示封育年限对岩溶植被组成和土壤肥力修复的影响,该研究以空间代替时间的方法,选择不同封育年限的草丛(封育5 a) 、灌丛(15 a) 、灌乔林(25 a) 、次顶极乔林(35 a)和顶极乔林(55 a)作为研究对象,调查分析不同封育年限岩溶植被组成和土壤肥力的特征及其修复机制。结果表明:研究样地(18 000 m~2)共有维管植物175种,隶属74科139属,不同封育年限群落科属种组成明显不同,以封育5 a的最低(6科19属20种),封育35 a的最高(48科74属88种) 。随着封育期延长,乔木生活型比例显著增加,灌木为先增后减,草本急剧减少,藤本先增后减。随着进展演替,群落不同层次的优势种替代规律不同,草本层为阳性杂草→阳性禾草→中生性或阴生性蕨类植物的有序性替代;灌木层为灌木种类被乔木幼苗幼树所替代;而乔木层却表现为常绿种类占优势到常绿与落叶树种共优势的结构性替代。封育初期群落物种组成简单,多样性较低,土壤有机质、全氮、有效氮含量较低,进入中期(25 a),多样性升高,土壤养分含量也增高,进入后期(55 a),多样性降低,土壤养分含量也相应下降,但维持在较高水平,表现出较强的协同修复效应。冗余分析(RDA)表明,群落物种组成在封育初期受土壤容重(SBD) 、毛管孔隙度(CP) 、全钾(TK) 、速效钾(AK) 、速效磷(AP)的显著影响,而在中后期则受土壤有机质(SOM) 、水分含量(MC) 、非毛管孔隙度(NCP) 、全氮(TN) 、有效氮(AN)以及碳氮磷化学计量比的显著影响。
基于近红外光电效应的联合收获机谷物厚度测量方法

谷物在刮板升运器中的堆积状态是影响光电式流量测量精度的重要因素。为了提高联合收获机容积式谷物流量传感器的测量精度,开展了基于近红外光电效应的谷物厚度测量方法及其传感器的研究。通过激光发射器生成850 ~ 980 nm的近红外光,采用硅光电池接收透射谷物的红外光线,根据光强的变化获取谷物的厚度。设计了以T型反馈网络为核心的I /V转换处理电路,根据试验测量的输出电压与谷物厚度的变化关系,拟合建立了Gaussian函数方程,分析了激光发射器功率、红外线波长对不同品种水稻厚度测量性能的影响。结果表明:当红外线波长为940 nm时,回归方程的拟合精度最高,水稻厚度测量误差小于0.5 mm;随着激光发射器功率的增加,水稻厚度测量量程随之增大,当功率为500 mW时,谷物厚度的有效测量距离约为50 mm;红外线的穿透能力随着波长的增加而增强,随着籽粒含水率的降低而减弱。提出的谷物厚度测量方法可以提高容积式谷物流量测量精度。
主栽品种龙眼生物学性状及营养累积特点

在华南龙眼主产区挖取16~17 a成熟期中高产石硖、储良、福眼和松风本龙眼(Dimocarpus longan Lour.)各1株,调查树体生物学性状,探讨养分元素在树体的累积和分配。结果显示,4株龙眼地上部树体生物量平均为264.3 kg (鲜重),果实、叶片和树干分别占地上部生物量的28.4%、12.3%和59.3%。在果实成熟期,叶片、树干、根系和果皮均以Ca含量最高,果肉以K含量最高,果核N含量最高。为生产50 kg果实,龙眼地上部需吸收N 668.6 g、P 102.0 g、 K 461.6 g、Ca 1310.4 g、Mg 80.7 g、S 43.3 g、Si 63.8 g、Fe 20.1 g、Mn 5.8 g、Cu 349.9 mg、Zn 1245.9 mg、B 849.5 mg和Mo 8.7 mg。Ca是龙眼最重要的营养元素。收获50 kg龙眼果实,带走养分量为N 167.8 g、P 23.1 g、K 156.4 g、Ca 57.0 g、Mg 12.6 g、S 8.4 g、Si 0.7 g、Fe 0.7 g、Mn 0.4 g、Cu 110.5 mg、Zn 155.6 mg、B 125.3 mg和Mo 1.6 mg。为维持立地土壤养分肥力及龙眼植株正常生长,果实带走养分量应为翌年施肥量的下限。对生产中因营养问题引起的龙眼叶片缺素和果实生长异常现象进行讨论后,建议今后加强龙眼Ca、Mg、Si和B营养的研究。
分期定量春灌一水对麦田蒸散量与产量构成的影响

于2013—2017年冬小麦生长季,选用节水高产小麦品种衡4399,开展麦田分期定量( 75 mm)灌溉(春灌一水,设置拔节后0 d、拔节后5 d、拔节后10 d、拔节后15 d、拔节后20 d、拔节后30 d灌溉6个处理,记为AJ0、AJ5、 AJ10、AJ15、AJ20、AJ30),进行单因素试验。结果表明:不同灌水处理麦田蒸散量范围为361.1 ~ 505.8 mm;随灌水时间推移,麦田蒸散量呈先增加后减小的趋势,以AJ15或AJ20最高。扬花前营养器官同化物运转量、运转率及对籽粒贡献率均随灌水时间的推移而呈先增加后减小的变化趋势,以拔节后5 ~ 15 d灌水处理的较高。扬花后输入籽粒的生物产量,以AJ10和AJ15较高,AJ0最低。各处理小麦扬花后同化物运转量对籽粒的贡献率均高于60%,是籽粒产量的主要构成部分。小麦籽粒产量范围为6 620.4 ~8 650.5 kg/hm~2,以拔节后5 ~15 d灌水处理较高。籽粒产量水分利用效率为1.32 ~2.54 kg/m~3,除2017年外,以AJ0处理为最优。产量与灌前土壤含水率、土壤供水量及蒸散量正相关。在本研究生产条件下,小麦拔节后10 ~15 d灌水,既能够充分利用土壤蓄水,也有利于提高产量和水分利用效率。
基于多场景模型的沙漠-绿洲交错带林草生态网络模拟

沙漠的迅速扩张对生态脆弱地区的社会经济和环境构成了巨大威胁。选取位于沙漠绿洲地区的内蒙古自治区巴彦淖尔市磴口县作为研究区,以遥感影像数据和DEM数据为基础,设置11种发展策略,利用引力模型和MCR模型构建了森林-草地生态网络( FG生态网络)多场景仿真模型,提取出不同发展策略下的生态网络,并利用复杂网络理论分析了11种发展策略中网络的拓扑结构和统计特征。结果表明,发展策略的不同会造成不同的生态基质,本文构建的模型可以模拟受基质变化影响的斑块之间的相互作用。随着发展策略中经济发展的比重增加,研究区内连接生态斑块的生态网络逐渐遭到破坏,部分生态斑块之间的连接方式发生了变化,并且网络连通性和核数、平均节点连接数等指标呈下降趋势。( 0.9, 0.1)发展策略中网络密度略有增加,而其他策略中网络密度随经济发展比重的增加而逐渐减小。经济发展不一定导致该地区生态环境恶化,在现有自然条件下,研究区仍有经济发展空间,但发展空间有限。识别出36个关键生态节点,识别出研究区骨架廊道总长度为1 236.89 km。建议加强关键生态节点、骨架廊道的生态建设与保护,实行较严格的生态管控措施。
黄河流域小麦生产水足迹量化与评价

为准确评价区域不同时空尺度作物生产耗水量及耗水效率的动态变化及其分布规律,以黄河流域典型年为例,基于作物水分生产力模型AquaCrop,考虑不同供水和灌溉方式,在5'空间尺度对流域内小麦生产水足迹进行了量化与评价。结果表明:流域小麦水足迹总量和单位生产水足迹年均值分别为2.19 × 10~(10) m~3和1.22 m~3 /kg,蓝水足迹占65%,单位生产水足迹呈现上游向下游递减的趋势。传统地面灌农田小麦生产蓝、绿水足迹量分别为流域总量的92%和50%。流域灌溉条件下小麦生产水足迹( 1.40 m~3 /kg)高于雨养条件( 1.12 m~3 /kg);灌溉方式对小麦生产水足迹影响显著,其中微灌仅为1.67 m~3 /kg,喷灌条件下高达2.07 m~3 /kg。供水与灌溉方式对区域农作物生产水足迹的影响不可忽略,考虑不同供水与灌溉方式的作物生产水足迹量化与评价将成为农业水资源高效利用的重要基础。研究结果可为不同时空尺度农作物水足迹核算和区域农业节水策略制定提供参考。
隔沟调亏灌溉对冬小麦旗叶生理特性与产量形成的影响

为了解垄栽模式下隔沟调亏灌溉对冬小麦生理生化特性以及产量形成过程的影响及其机理,在移动式防雨棚测坑内进行了试验。试验设置5个处理,即T1(常规畦灌):全生育期计划湿润层土壤含水率控制在65% ~ 75%田间持水率( FC); T2(隔沟交替灌溉,AFI):全生育期1 /2交替灌,当土壤含水率下降至( 55% ~ 65%) FC区间内,即灌水至95%FC; T3、T4、T5为隔沟调亏灌溉处理:分别在返青-拔节期、拔节-抽穗期、抽穗-灌浆期将土壤含水率控制在( 55% ~ 65%) FC,其余生育阶段按T2处理控制土壤含水率。测定冬小麦花后旗叶光合特性指标、脯氨酸含量、可溶性糖含量和产量构成等指标。试验结果表明,常规畦灌方式下冬小麦旗叶具有最高的净光合速率、蒸腾速率,但隔沟交替灌溉处理和隔沟调亏灌溉方式下的各个处理表现出较高的叶片水分利用效率,其中T3在开花期和灌浆期的日均叶片水分利用效率均为各处理中的最大值。各处理的籽粒产量由大到小依次为: T1、T2、T3、T4、T5,与T1相比,T2与T3分别减产1.98%( P > 0.05)和5.68% ( P < 0.05),但分别节水10.01% ( P < 0.01)和16.91% ( P < 0.01),产量水分利用效率分别提高9.04%( P < 0.05)和15.82% ( P < 0.01) 。本试验条件下,隔沟调亏灌溉方式在返青-拔节期施加适当的水分调亏( ( 55% ~ 65%) FC)是兼顾节水、稳产的最佳处理。
基于多时相Sentinel-2A的县域农作物分类

利用遥感技术精准地获取区域农作物种植结构数据,对指导农业生产、制定农业政策具有重要意义。以景泰县为研究区,以多时相Sentinel-2A遥感影像为数据源,计算时序归一化植被指数( Normalized difference vegetation index,NDVI)和红边归一化植被指数( Red edge normalized vegetation index,RENDVI)及其组合特征( NDVI + RENDVI、NDVI-RENDVI和NDVI&RENDVI),分析作物特征曲线,并采用随机森林法分别以5种特征参数作为分类特征对研究区农作物进行精细分类。结果表明:根据形态特征,研究区农作物特征值曲线可划分为3种类型:高值型(玉米、水稻、胡麻和马铃薯) 、低值型(洋葱、大棚作物和砂田瓜果)和开口型(春小麦、春小麦-秋油葵) 。高值型和低值型可在7、8月影像中区分,开口型和前两种类型在5月和9月影像上的特征值有明显差异。3种类型内的作物可以通过不同时相影像区分,高值型的4种作物在9月影像上通过成熟期差异可以区分;低值型的3种作物的特征值差异在全年影像上都可以明显体现;开口型的两种作物利用9月影像可以明显区分。利用NDVI、RENDVI、 NDVI + RENDVI、NDVI-RENDVI和NDVI&RENDVI 5种特征分类的总体精度分别为82.14%、78.16%、81.17%、 75.64%和86.20%,Kappa系数分别为0.78、0.74、0.77、0.71和0.83,总体精度和Kappa系数由大到小依次为NDVI&RENDVI、NDVI、NDVI + RENDVI、RENDVI、NDVI-RENDVI,说明RENDVI辅助NDVI可以有效提高分类精度(精度较仅用NDVI提高4.06个百分点) 。选择合适的时期和分类特征,利用Sentinel-2A特有的红边波段数据及其较高的空间分辨率在县域农作物精细分类上具有较好的精度。
包头市层级生态网络构建方法研究

以包头市为研究区,结合不同生态价值生境斑块的层级性,构建层级网络提取模型框架,选用合适的图论网络测度指标评价层级生态网络。结果表明:基于层级网络提取模型构建的包头市层级生态网络,所提取的第1、2、3层对应的潜在生态源地数量为8、31、123,第1、2、3层对应的潜在廊道数量为8、35、151,并确定对应的第1、2、3层生态节点数为7、28、47;计算α、β、γ指数,评价层次生态网络结构,随生态源地与廊道数量增加,网络中可供物质流动的回路增多,生态源地的平均连通度变好。针对半干旱区构建的层级生态网络,能够为包头市生态建设提供理论指导,对半干旱城市生态规划具有重要参考价值。
基于EDEM-Fluent的气动式鱼塘投饲机性能优化

为提高气动式鱼塘投饲机抛料均匀性,提高饲料利用率,利用EDEM-Fluent耦合方法对投饲机抛料过程进行性能分析和数值模拟,研究造成抛料分布不均匀的主要原因,并对投饲机结构进行优化改进。在此基础上设计三元二次回归正交旋转组合试验,研究设计参数外腔体半径R_o、外腔体高度h_o、导流板圆心角α等对抛料均匀性的影响,建立饲料颗粒周向分布变异系数C_v与因素R_o、h_o、α之间的二次多元回归模型并解析,确定最优设计参数组合并进行场地验证试验。结果表明,各因素对周向分布变异系数的影响程度由大到小为:导流板圆心角α、外腔体半径R_o、外腔体高度h_o,当R_o取77.00 mm、h_o为85.40 mm、α为93.20°时C_v最小,其理论结果为14.13%,验证试验结果为15.08%,与模型理论值相吻合,与未优化前相比C_v降低50.50个百分点。表明基于EDEM-Fluent耦合方法进行气动式投饲机抛料性能参数优化改进是可行的。
基于无人机高光谱影像的冬小麦全蚀病监测模型研究

冬小麦全蚀病是导致小麦大幅减产甚至绝收的土传检疫性病害。快速、无损地监测冬小麦全蚀病空间分布对其防治具有重要意义。以无人机搭载成像高光谱仪为遥感平台,利用成像高光谱影像结合地面病害调查数据,在田块尺度对冬小麦全蚀病病情指数分布进行空间填图。利用地物光谱仪( ASD)同步获取的高光谱数据评价UHD185光谱数据质量,综合运用统计分析以及遥感反演填图技术,计算光谱指数( Difference spectral index,DSI) 、比值光谱指数( Ratio spectral index,RSI)及归一化差值光谱指数( Normalized difference spectral index,NDSI)与病情指数( DI)构建决定系数等势图,筛选最优光谱指数与DI构建线性回归模型,并利用3个光谱指数构建偏最小二乘回归预测模型,以对比模型预测精度与稳健性。最后用独立数据对模型进行检验。结果表明,冬小麦冠层的ASD光谱数据与UHD185光谱数据相关性显著,决定系数R~2达0.97以上,3类光谱指数与DI构建偏最小二乘回归模型,得到模型验证结果( R~2 = 0.629 2,R_(MSE)= 10.2%,M_(AE) = 16.6%),其中DSI( R_(818),R_(534) )对模型贡献度最高,利用DSI( R_(818),R_(534) )与DI构建线性回归模型为y =-6.490 1x + 1.461 3 ( R~2 = 0.860 5,R_(MSE)= 7.3%,M_(AE) = 19.1%),且通过独立样本的模型验证精度( R~2 = 0.76,R_(MSE)= 14.9%,M_(AE) = 11.7%,n = 20) 。最后使用该模型对冬小麦进行病情指数反演,制作了冬小麦全蚀病病害空间分布图,本研究结果为无人机高光谱遥感在冬小麦全蚀病的精准监测方面提供了技术支撑,并对未来卫星遥感探索冬小麦全蚀病大面积监测提供了理论基础。
山核桃物料风选机理与风选性能试验研究

破壳后物料分离是山核桃深加工的关键技术,仿真分析了山核桃破壳后各种形状壳仁的物理特性。研究利用物料的壳与仁的含水率的区分度、物料的力学参数与其形状系数使壳、仁和壳仁嵌合物的悬浮速度重合区间减小,并且研究了风速均匀性和控制风速精度对复杂物料风选的影响。混合物料试验确定了在风速8.2 m/s、仁含水率为23.6%、壳含水率为5%、迎风面容量比为50%左右时,总体清选率为99.2%、误选率为0.8%,剩余物料在含水率均为23.6%、风速为11.7 m/s时使清选率达到100%、误选率2.3%,含水率为23.6%时物料最大碰撞力为0.003 1 N。
变速条件下农业机械路径跟踪稳定控制方法

为提高农业机械(农机)路径跟踪控制在不同速度条件下的稳定性和鲁棒性,提出了基于链式系统模型和小范围稳定性分析优化的直线路径跟踪控制方法。首先,根据几何约束建立农机非线性运动学模型,并基于链式系统模型将其转换为线性链式系统,进而对系统的误差项进行线性组合,得到农机路径跟踪控制方法;然后,基于控制方法在平衡位置小范围的稳定性分析,对控制方法进行优化,使得农机路径跟踪控制在平衡位置小范围的稳定性与行驶速度无关;最后,以水稻穴直播机为实验平台开展了直线跟踪对比实验和农机作业实验。结果表明,相比于PID控制方法,本文控制方法在3种不同速度下均能保持直线跟踪控制的稳定性,并且具有较高的控制精度。同时,本文路径跟踪控制方法的稳定性与行驶速度无关,农机作业的行驶速度在0.4 ~ 2.0 m/s范围内均能实现稳定控制,平均绝对误差均值为0.047 m,最大绝对误差为0.128 m。
基于Biome-BGC模型的青藏高原五道梁地区NPP变化及情景模拟

以“气候变暖”为标志的全球气候变化对青藏高原生态系统产生强烈影响,利用参数本地化的生物地球化学模型(Biome-BGC)对五道梁地区草地生态系统进行模拟,研究了该区域1961~2015年净初级生产力(net primary productivity,NPP)的变化,并进行了情景模拟。结果表明:五道梁地区近55 a草地年均NPP为67.94 g/(m~2·a),呈显著上升趋势,主要是由生长季延长以及9月份生物量快速增长造成。在该地区,温度是草地NPP的主导因子,降水变化在40%以内对生产力影响不显著;温度和降水交互影响NPP,对单一影响有放大作用,暖湿条件下NPP对气候变化响应更加明显。
顾及城市空间结构信息的元胞自动机模型构建及其应用

利用衡量新增斑块空间邻接关系的多阶景观扩张指数定量识别城市组团的空间特征,结合城市组团所表现出的城市空间结构信息,构建基于MLEI的元胞自动机城市扩展(MLEI-CA)模型。针对武汉市1990、2000、 2013年3期遥感影像数据,运用MLEI-CA对武汉市城市扩展进行模拟,通过与Logistic-CA模型对比验证该模型的适用性。研究结果表明,MLEI-CA模型更加准确地揭示城市扩展的空间演变过程,MLEI-CA模型精度优于Logistic-CA模型,Kappa系数、城市用地的精度分别提高6%和4%。
西方国家乡村空间转型研究及其启示

西方国家对乡村空间的认识经历物质、意象再到三元综合体的深化,后者作为西方学界理解乡村空间的系统性理论框架,为研究从生产主义到后生产主义的转型过程提供全新视角。西方国家的乡村分化表明,乡村空间转型的功能与价值重塑,在全球乡村视角下有一般规律性,对中国乡村空间转型研究有重要启示。当前中国正处于城乡空间加速重构的关键时期,加强乡村空间及其转型在多维度认知、多功能趋势和多主体机制等方面的研究,形成具有中国特色的乡村地理学研究范式,响应乡村振兴的时代主题。
高质量发展下的生态城市评价 --以长江三角洲城市群为例

以长江三角洲城市群为案例区,运用熵值-TOPSIS模型评价城市生态化水平的变化及差异,运用障碍度模型探究影响城市生态化水平的主要障碍因子。结果表明:长三角城市群生态化水平在稳步提升,城市间生态化水平差异显著并呈扩大趋势;长三角城市群生态化水平在空间上呈现“中心-外围”结构,城市生态化水平与城市规模等级成正比,直辖市、省会城市和经济强市生态化水平要显著优于其他城市;城市在经济、生态环境和社会3个层面指标上的评价得分具有不平衡性,各城市优劣势有所差异,并且经济和社会层面的生态化水平差异大于生态环境层面的差异;对大多数城市而言,经济层面及基础设施、公共服务要素是主要障碍因子。未来生态城市建设应立足城市自身发展状况,因地制宜地提升城市生态化水平,建设高质量生态城市。
中国土地利用变化生态环境效应的空间分异性与形成机理

中国复杂的自然要素、社会经济要素、区域发展战略和政策调控形成了当前中国不均衡的经济发展空间格局、土地利用空间格局和生态环境质量空间格局。厘清中国生态环境质量的空间格局及形成机理对中国土地资源的可持续利用和生态环境的有效保护具有重要的实践意义和价值。以往研究缺乏对中国县域尺度土地利用/土地覆被变化生态环境效应的空间分异性及形成机理的相关研究,本研究基于1995-2015年间中国土地利用现状遥感监测数据,尝试采用生态环境质量指数方法测度中国土地利用变化的生态环境效应,并且综合运用重心分析、热点分析工具(Getis-Ord Gi*)和地理探测器等研究方法,分析1995-2015年中国生态环境质量时空演变特征及形成机理。研究结果如下:①东部季风区生态环境质量指数高于青藏高寒区和西北干旱区,东部季风区生态环境质量低值区主要分布在人口和经济集聚的城市群以及省会城市周边地区。研究期间中国生态环境质量重心持续向西北方向迁移;② 1995-2015年间中国生态环境质量变化的热点区域主要分布在西藏地区、新疆、重庆、贵州以及位于黄土高原的省份(青海、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西以及河南)境内,冷点区域主要分布在长江经济带沿线地区省份以及东南部沿海地区省份;③土地利用程度对于生态环境质量影响力显著强于其他因子,东部季风区的社会经济和交通区位因子对生态环境质量影响力强于青藏高寒区、西北干旱区和生态大区过渡带;④影响因子之间相互作用主要包括非线性增强作用和双因子增强作用两种类型,以非线性增强作用为主。
基于农户视角的宅基地空心化影响因素研究

明晰宅基地空心化形成机制是推进空心村治理与实施乡村振兴战略的重要前提。本文建立数理模型并运用分位数回归方法,从理论和实证层面探究宅基地空心化成因的差异性。结果表明:①调研地区的宅基地空心化率均值为29.14%,山地和丘陵的空心化程度远高于平原,中西部地区显著高于东部地区;②经济发展水平、地形状况、社会保障制度是宅基地空心化的重要影响因素;耕地资源禀赋、人口等社会因素、制度因素等影响随分位点而异;③家庭年总收入、村组区位对宅基地空心化的正向影响随分位点提高而增加,宅基地确权进度、“一户一宅”落实情况的正向影响仅在中低分位点呈上升趋势,对于“举家迁移”的影响并不明显;农户参保行为可显著抑制空心化程度的加剧,地形的负向影响呈“U”型分布。
基于尺度结构的捕食-食饵种群系统的最优收获率

文章研究了基于尺度结构的捕食-食饵种群系统的最优收获率控制问题,通过控制种群的收获率使得种群分布达到理想状态并使收获成本最小.首先借助不动点定理证明了系统解的存在唯一性,其次导出共轭系统并利用切锥-法锥理论给出了收获控制为最优的必要性条件.
长三角地区城市土地与能源消费CO_2排放的时空耦合分析

探究城市土地与碳排放的时空耦合关系,是协调城市土地与生态环境亟待解决的重要问题。基于重心模型、总体耦合态势模型和空间耦合协调模型,使用建成区面积、能源消费和DMSP/OLS夜间灯光等数据,分析了1995-2013年长三角地区城市土地与能源消费碳排放的时空耦合特征,并考虑空间因素的影响,构建空间滞后面板Tobit模型分析其驱动因素。结果表明:① 1995-2013年,建成区面积与碳排放量总体上均呈增加趋势。建成区面积由1251 km~2,增加至4394 km~2,碳排放量由30389.49万t,增加至90405.22万t。城市土地与碳排放间呈显著的正相关;②城市土地与碳排放空间差异明显,上海、南京、杭州、苏州和无锡的城市建成区面积相对较大,碳排放相对较高;③长三角地区城市土地与碳排放耦合关系总体上呈减弱-增强-波动的态势。协调关系处于不断演化过程中,低协调阶段的城市数量明显减小,高协调阶段的城市数量明显增加,且呈集聚分布特点。南京、无锡、苏州、杭州和宁波处于高协调阶段;④空间滞后面板Tobit模型结果表明:城镇化对城市土地与碳排放耦合协调度具有驱动和制动的双重作用。同时,人口密度、经济水平、产业结构和空间因素对其也具有重要影响。
国家屏障区生态系统服务权衡与协同

对不同服务间存在的此消彼长的权衡关系和相互增益的协同关系的正确认知,是开展多种生态系统服务可持续管理决策的前提。2018年国家重点专项“典型脆弱生态修复与保护研究”中明确指出要优化“两屏三带”生态系统服务格局,而服务的优化离不开对权衡与协同关系的准确认知。因此,在国家尺度上开展国家屏障区生态系统服务权衡与协同研究具有重要性和迫切性。本文采用RUSLE模型、CASA模型和InVEST产水模型分别评估国家屏障区2000-2015年土壤保持、固碳和产水服务的空间分布格局,并分析三种服务的变化趋势,采用相关分析法和均方根偏差法量化不同服务在各子屏障带整体和空间上的权衡与协同关系。结论如下:①国家屏障区的三项服务在空间上均呈现由东南向西北减少的格局,而在时间上,土壤保持与产水显著增加(p<0.05),增加量分别为20.64 t/(km~2·a)和4.13mm/a,而固碳呈现微弱的上升趋势(p=0.96),服务的提升有利于保障国家生态安全。②在各子屏障带整体上,土壤保持、固碳及产水间相关系数基本大于0(p<0.05),表明三者以协同为主;而在空间上,两两服务间的权衡与协同关系存在着极强的空间异质性,如东北森林带固碳与产水、固碳与土壤保持的权衡关系像元比例分别达49%和27%,且均集中在北部。因此,在进行生态环境建设时,需要同时考虑到整体与局部空间的服务权衡与协同关系的不同,以制定更为合理的生态保护政策。
TRMM 3B43卫星降水数据在京津冀地区的适用性研究

以京津冀地区为研究区域,利用散点斜率法、相对偏差、均方根误差和相关系数法,对研究区域内176个国家级雨量站2006- 2015年的实测降水资料在不同时空尺度下检验了同期TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)卫星降水产品3B43 V7的适用性。结果表明: TRMM 3B43多年均降水量与站点实测降水时空分布规律一致,在不同时间尺度下具有良好的相关性,相关系数均在0.85以上,随时间尺度的增加精度有所降低;整体上TRMM 3B43降水数据略小于站点实测降水,在常年降水高值区域出现低估现象,季尺度上,夏季和冬季误差较大;就区域而言,TRMM 3B43在西北山地高原地区相对偏差和均方根误差均较小,相关系数基本在0.9以上,拟合精度较高,可信度较强。
基于风险度的青海省暴雨洪涝灾害风险评估

基于自然灾害风险原理,结合青海省气象数据、地理信息数据、社会经济数据,并利用主成分分析法、GIS自然断点法对青海省暴雨洪涝灾害致灾因子危险度、承载体易损度评估模型以及暴雨洪涝灾害风险度进行评估,结果表明:青海省不同强度降水日数均呈增多趋势,新世纪以来中雨日数及强降水日数增加趋势尤为明显;暴雨洪涝灾害致灾因子危险度呈由东南向西北降低的趋势,承载体易损度为东北部地区最高,南部以及西部地区最低;暴雨洪涝风险较高的地区主要集中在东部地区,互助、湟中、大通、西宁为高风险区,东部大部地区、环青海湖地区为较高风险区,西部地区为低风险区。该评估结果可以在气象灾害风险管理业务中进行应用,可以加强对暴雨洪涝灾害风险的影响程度及影响区域的判定,为地方防灾减灾救灾工作提供科学依据。
冻融循环对黏质粗粒土单轴抗压性能影响的试验研究

循环冻融作用下粗粒土的力学性质对于高寒地区边坡稳定性分析意义重大。以藏区某一排土场土体作为依托,开展了不同冻融循环次数后不同级配黏质粗粒土的单轴压缩试验,研究冻融循环作用对黏质粗粒土单轴抗压性能的影响。结果表明:冻融循环作用对黏质粗粒土应力-应变关系曲线性状及破坏模式有一定的影响,可使其应变呈现由脆性破坏(软化)向塑性流动(硬化)变化的规律。当提高冻融循环次数时,该类土体的弹模和抗压强度均显著减小,其中5~ 9次冻融循环前减小幅度较大,之后基本保持不变。单轴抗压性能的弱化与土样循环冻融过程中伴随的细颗粒团聚、大中孔隙增多、密实度下降有关。20次冻融循环后,该土质土样抗压强度、弹模最大降低幅度各自高达43%和77%。可见随着提高细砾组的含量,土样的抗压强度和弹模均呈现下降的趋势,这与该土样内粗、细土颗粒的比例及强度发挥机理密切相关。粗粒土单轴抗压破坏应变随冻融循环次数和细砾组含量的增加有一定的增加趋势。
青藏高原海拔要素对温度、降水和气候型分布格局的影响

青藏高原平均海拔4 000~ 5 000 m,由于特殊的地理条件,生态环境较为脆弱,对气候变化非常敏感,并对周围乃至全球的气候产生重要影响。使用1961- 2010年青藏高原温度、降水0.5°×0.5°格点数据,以及由GTOPO30数据(分辨率为0.05°×0.05°)经过重采样生成的陆地0.5°×0.5°的数字高程模型DEM,分析了青藏高原温度、降水受海拔要素的影响,并通过青藏高原区域79个气象站的数据进行验证,进而使用柯本气候分类和中国自然地理区划两种方法对青藏高原气候进行划分,探讨青藏高原各分区海拔要素对温度、降水的影响差异以及出现差异的原因。研究表明:青藏高原及其各分区的气温垂直递减率不同,是由于地形起伏不同造成的青藏高原热源效用不同;降水与海拔的关系不同,是由于各区域受控于不同的气候系统,造成干湿度的不同,因而最大降水高度带不同。
自吸泵内能量损失及非定常流动特性研究

自吸泵由于其特有的气液分离腔和回流孔结构使得其内部流动更为复杂,本文针对自吸泵内能量损失及非定常流动特性开展实验和数值研究。通过开展模型泵水力性能实验,发现数值计算结果与实验结果具有较好一致性。利用熵产理论和Q准则定量分析了不同工况下自吸泵内不同区域的能量损失特性及涡核分布特征,结果表明:泵内熵产分布特征与水力损失分布特征基本一致,叶轮、蜗壳和气液分离腔是自吸泵内能量损失的主要区域。蜗壳内部的压力脉动强度在靠近隔舌区域较大,蜗壳中段处变弱,蜗壳出口扩散段处又进一步增强。在小流量工况下,叶轮和蜗壳内部涡核分布面积较大,涡核主要分布在叶轮的进口处和出口处。
半干旱草原型流域土壤入渗过程及转换函数研究

为了进一步探究半干旱草原砂质草甸地土壤入渗过程与影响因素相互作用的关系,以内蒙古锡林河流域为研究区,在厚栗黄土、草甸沼泽土、草原风沙土、石灰性草甸土、淡黑土等5种土壤类型下设置38个土壤入渗试验点以及62个土壤生态调查点,测定了各点位土壤的粒径、容重、有机质、含水率、地下生物量等理化特征。使用Green-Ampt、Philip、Kostiacov、Horton、Mezencev及USDA-NRCS等6种入渗模型模拟入渗过程,结果显示Horton和USDA-NRCS模型模拟效果最好,Adj-R~2分别为0.975和0.911,并利用模拟效果最好的Horton模型计算稳定入渗率,对土壤入渗特性和入渗影响要素进行了主成分和相关性分析并建立土壤转换函数,在此基础上对整个研究区的土壤稳定入渗率进行了1 km×1 km精度的面尺度拓展。研究表明,半干旱草原型流域的土壤入渗主要受到土壤物理属性与外界环境两种要素的影响,使用相关性显著的影响要素建立的土壤转换函数可以较好地模拟半干旱草原型流域的土壤入渗特征值,在小流域尺度上使用土壤转换函数的预测效果相较入渗模型的面尺度拓展更加精细。
考虑回水顶托影响的梯级库群日前调峰MILP模型

水电日前调峰优化调度需要同时考虑电网、水库及机组多重约束,本质上属于复杂的多维、动态、非凸、非线性规划问题,将回水顶托影响考虑到模型当中进一步加剧了模型的求解难度。本文建立考虑回水顶托的梯级水库混合整数线性规划(MILP)96点调峰模型,通过将回水顶托水库中多个非线性约束聚合成单个四维超曲面约束的方式减少模型整体非线性约束个数,并采用SOS2约束对该模型进行线性化处理,最终实现模型高精度高效求解。以西南地区某梯级库群为工程背景,选取汛枯期4种典型日方案验证所提模型及算法的有效性,并分析考虑回水顶托的必要性。结果表明,所提模型较传统模型在提高精度的同时也显著提升了求解效率,并在各场景下均能达到较好的调峰效果,对水库精细化调度具有重要意义。
水资源风险分析理论及评估方法

通过分析开展水资源风险研究的重要意义,全面总结了水资源风险理论和评估方法。(1)从不确定性角度论述水资源风险定义;(2)从风险源和承险体角度分析水资源风险的形成要素,系统总结危险性和脆弱性的定义和数学模型;(3)论述了水资源风险理论模型,包括传统模型、积分模型和投入产出模型等;(4)系统论述了水资源脆弱性评估、水资源风险概率预测和水资源风险损失评估的模型和方法,讨论了各种模型的优缺点;(5)指出了影响水资源风险评估建模的重点与难点问题。
粤东玉水铜矿床地球化学特征及其对矿床成因的制约

位于粤东晚古生代坳陷区中段的玉水铜矿床,具有小范围成巨富矿的特点。对矿石元素地球化学特征和元素相关性进行分析,为玉水铜矿床成因提供佐证。研究结果显示,矿石中铜含量最高可达59.22%,并伴生有大量的Ag(最大含量达10 000 μg /g),Ag仅与Cu呈正相关,而与其它元素不相关,表明Ag与Cu是同一来源;矿石的稀土总量变化极大,ΣREE为3.07 ~ 23 223.00 μg /g,部分已经达到工业品位,且表现出重稀土元素富集而轻稀土元素亏损的配分模式;高稀土含量样品的ΣREE与Y、P、Sb、Bi、Be、As等元素具有明显的正相关关系,指示高含量稀土是来源于后期热液的叠加。结合Y/Ho-La /Ho变化趋势、Ce的弱负异常和Eu的负异常,认为玉水铜矿床应属于热液喷流沉积成因,但后期受到热液改造影响。
载体粒径与表面形态对胶囊型粉雾剂装置内处方分散的影响

载体乳糖粒径及表面形态皆会对粉雾剂(dry powder inhaler)的分散结果造成影响。本研究将两种商用载体乳糖Lactohale 100®和Respitose SV003®(SV003)分别与马来酸氯苯那敏(chlorpheniramine maleate)混合作为制剂模型,通过快速筛选撞击器(fast screening impactor)分析两种载体处方在30和60 L·min~(-1)流速下的体外沉积表现,同时使用计算流体力学(computational fluid dynamic, CFD)耦合离散元(discrete element modelling, DEM)方法探讨上述流速条件下两种载体颗粒在胶囊型粉雾剂装置Handihaler®内的运动情况。通过建立体外实验与模拟结果之间的联系,分析两种载体处方的分散特点及探讨Handihaler®装置结构的分散机制。体外实验和CFD-DEM结果表明, SV003载体处方在分散表现上更好。体外实验与CFD-DEM的比对结果显示,载体处方的微细颗粒剂量(fine particle dose)与载体颗粒和装置壁面的碰撞能量损失总和之间具有一定的线性相关性(R~2 = 0.940 1),说明在Handihaler®分散结构内载体颗粒和壁面之间的碰撞作用会直接影响载体处方的分散结果。
DNA甲基化参与调控马铃薯干旱胁迫响应

非生物胁迫下表观遗传对调控植物基因表达起重要作用,但是有关马铃薯干旱胁迫下的表观遗传研究甚少。本研究以马铃薯品种大西洋、费乌瑞它、C119、C16和青薯9号为试验材料,以MS培养基为对照以及分别添加200 mmol L~(-1)甘露醇、60 μmol L~(-1)甲基化抑制剂(5-azadC)和60 μmol L~(-1)甲基化抑制剂+200 mmol L~(-1)甘露醇,处理24 d后对试管苗表型性状和生理指标进行综合分析。结果发现,不同品种马铃薯对甘露醇和甲基化抑制剂响应程度趋势类似。在干旱和DNA甲基化抑制剂分别处理下,马铃薯植株干鲜重、株高、叶片数和叶绿素含量均显著减少(P<0.05), SOD、POD、 CAT活性和Pro、MDA含量均显著增加(P<0.05),而分枝数、根长、平均根粗均无明显变化,表明马铃薯不同性状指标在响应干旱胁迫和DNA去甲基化时,受到的调控通路可能不同。进一步比较干旱胁迫和DNA去甲基化共同处理与分别处理下表型性状和生理指标的差异发现,共同处理使马铃薯植株表型性状受到进一步抑制,同时活化了SOD、POD、 CAT,并且使Pro、MDA含量增加,表明马铃薯在响应干旱胁迫过程中,部分表型的形成与DNA甲基化调控相关。这将为深入研究马铃薯干旱胁迫响应与表观遗传学之间的调控网络通路提供初步的理论基础。
基于农作制分区的1985-2015年中国小麦生产时空变化

利用1985-2015年间7个节点年份的全国分县小麦种植面积、总产量和单产数据,运用集中度指数、变化率等指标和重心迁移、单产面积贡献率分解方法,基于农作制分区,对过去30年我国小麦生产的时空变化进行分析。东北、西北干旱和华南农作区小麦种植面积明显减少,而黄淮海平原、长江中下游沿海平原农作区北部迅速增加;黄淮海平原农作区的海河低平原、黄淮平原和汾渭谷地亚区2015年集中度指数分别达到20.64%、25.77%和21.65%。各农作区的小麦平均单产持续提高,黄淮海平原和西北干旱农作区提升幅度最大,每年分别达到103.5 kg hm~(-2)和92.9 kg hm~(-2)。相较于1985年, 2015年黄淮海平原农作区小麦总产量增加4.8×10~7 t,长江中下游沿海平原农作区增加8.0×10~6 t,东北农作区减少2.6×10~6 t。在小麦总产增加区域,黄淮海平原农作区以单产主导型及单产与面积共同作用型为主;长江中下游沿海平原农作区以面积主导型及单产与面积共同作用型为主;小麦总产减少地区主要因为种植面积减少。从总产量贡献率变化趋势看,单产主导型地区减少,面积主导型地区增加,单产与面积共同作用型地区较稳定。中国小麦生产越来越向高产地区黄淮海平原农作区集中,海河低平原、黄淮平原和汾渭谷地亚区为小麦生产集中区域;小麦单产和种植面积增加共同增加了该区域小麦总产量增加,而长江中下游沿海平原农作区和新疆地区的小麦总产增加主要靠种植面积扩大。