mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收及土壤硝态氮含量的影响

为探明华北地区山前平原水肥一体化条件下小麦合理的氮肥运筹。于2013 - 2015年2个小麦生长季,设置4个滴灌施氮量(N0-不施氮、N1-120 kg/hm~2、N2-240 kg/hm~2、N3-360 kg/hm~2)处理,研究滴灌水肥一体化下施氮量对小麦氮素吸收积累和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:施氮量N1、N2和N3处理的小麦干质量及产量较处理N0显著增加,N1、N2和N3处理间无显著差异;施氮量对小麦茎秆的氮含量影响较大,但对籽粒氮含量的影响差异不显著;处理N3的小麦总吸氮量分别显著高于处理N0、N1和N2,但处理N1和N2之间无显著差异;氮肥收获指数以N2处理最高,氮肥当季回收利用率、氮肥农学效率、氮肥生产效率和氮肥利用效率均表现出随施氮量增加而降低的趋势;施氮量超过240 kg/hm~2,土壤硝态氮含量增加,且随种植年限的延长更加明显。采用一元二次方程拟合,获得小麦最高产量的施氮量为238.46 ~ 250.78 kg/hm~2,经济施氮量为174.28 ~ 207.18 kg/hm~2。综合考虑经济效益和生态效益,该条件下小麦滴灌经济施氮量以174 ~ 207 kg/hm~2为宜。
不同施肥制度对褐土有机氮及其组分的影响

为探讨施肥对土壤有机氮及其组分含量的影响,通过8年田间定位试验,研究了长期不同施肥制度下褐土有机氮及其组分的变化规律。结果表明,与试前比较,不施肥主要消耗氨基酸氮和铵态氮,土壤酸解性总氮及氨基酸态氮、铵态氮、氨基糖态氮含量均显著减少,进而造成全氮含量下降。单施常量NPK化肥处理土壤全氮、酸解性总氮和氨基酸态氮出现下降趋势,氨基糖态氮含量显著降低,铵态氮含量则呈增加态势;增量NPK化肥处理主要通过提高铵态氮含量使酸解性总氮和土壤全氮略有盈余;有机肥(物)料配施常量NPK化肥各处理则表现为酸不溶性氮含量降低,并通过有效增加氨基酸态氮、铵态氮和氨基糖态氮含量进而使土壤酸解性总氮及全氮含量显著提高,增强土壤氮素供应水平。有机氮积累过程中,化肥氮主要进入土壤铵态氮和氨基酸态氮库,而有机肥(物)料氮则主要进入土壤氨基酸态氮库。
测墒补灌与氮肥运筹对小麦品种水分利用的影响

为探明不同小麦品种对水分条件的响应,以矮抗58和周麦18为材料,在通许县开展了壤质潮土测墒灌溉与氮肥运筹配合对小麦水分利用的影响研究。结果表明,小麦分蘖-返青期(11月15日- 2月15日)耗水比例较低,其中重度胁迫和充分灌溉处理矮抗58高于周麦18,轻度胁迫处理则低于周麦18;返青-抽穗期(2月15日- 4月15日)耗水明显增加,矮抗58高于周麦18;抽穗-成熟期(4月15日- 6月10日)品种间差别较小。矮抗58总体耗水量较周麦18略高,轻度胁迫有利于降低耗水量,其中矮抗58轻度胁迫处理与充分灌溉处理相比耗水量减少18.89 ~ 104.45 mm,周麦18则减少10.57 ~ 53.22 mm,但周麦18拔节+灌浆和返青-拔节+扬花2次追肥两处理分别增加11.26, 30.45 mm。矮抗58的水分利用效率,除了重度胁迫返青-拔节+扬花2次追肥处理和充分灌溉不追肥处理外,均高于周麦18,重度胁迫时提高0.49 ~ 3.08 kg/(mm·hm~2),充分灌溉时提高0.23 ~ 2.82 kg/(mm·hm~2),轻度胁迫时提高1.26 ~ 3.27 kg/(mm·hm~2) 。矮抗58以扬花-灌浆1次追肥和拔节期+灌浆期2次追肥效果较好;周麦18则以返青-拔节+扬花2次追肥和返青-拔节1次追肥效果较好。说明不同小麦品种间控水时间和施肥时间有一定的差异。
乙酰化葡萄糖对碱胁迫下小麦幼苗生长的影响

为研究乙酰化葡萄糖(Ac-G)对碱胁迫下小麦幼苗生长的影响,揭示其对碱胁迫下小麦幼苗生长的影响机制,以小麦品种山农129为材料,设置7个处理: W(蒸馏水) 、CK(碱胁迫液) 、T1(碱胁迫液+ 1 mmol/L Ac-G) 、T2(碱胁迫液+ 2 mmol/L Ac-G) 、T3 (碱胁迫液+ 3 mmol/L Ac-G) 、T4 (碱胁迫液+ 4 mmol/L Ac-G) 、T5 (碱胁迫液+ 5 mmol/L Ac-G),测定了小麦幼苗的生理生态指标。结果表明,缓解胁迫的最适剂量为4 mmol/L乙酰化葡萄糖,碱胁迫液的pH值可降至7.44;随着乙酰葡萄糖剂量的增加,小麦幼苗株高、根长、根冠比、幼苗生物量、叶绿素a含量和叶绿素a/b呈现先增加后减小的变化趋势,在T4处理时达到最大值;随着乙酰化葡萄糖剂量的增加,幼苗叶片可溶性蛋白和可溶性糖的含量逐渐增加,最后趋于稳定;叶片中SOD和POD活性逐渐增强;在T4处理下,幼苗叶片的丙二醛含量和电导率达最小值。结果可为今后盐碱地改良提供重要的理论依据。
日光温室蔬菜栽培废弃基质露地还田对土壤理化性质及辣椒生理特性和产量的影响

为了研究基质还田对大田土壤和辣椒生长生产的影响,以日光温室连续栽培蔬菜6年的废弃基质还施露地种植辣椒,测定了不同施用量(0, 45, 90, 135 m~3/hm~2)的土壤理化性质及辣椒生理特性和产量。结果表明:基质还田能够减少土壤pH变化,减小土壤容重、略微增加土壤孔隙度、保持土壤气水比,改善了土壤的理化性状,促进辣椒植株的生长且利于其干物质积累,其中株高、茎粗及干物质积累量均以T2最好。提升了辣椒叶片光合荧光的表现, T2的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、Fv/Fm、Φ_(PSⅡ)均为最高,T1的qP最高,NPQ为T3最低。提高了辣椒果实的品质及产量,T2产量达67.04 t/hm~2,可溶性糖含量以T2最高,为2.21%,Vc含量T3最高,为1.97 mg/g,T1的可溶性蛋白含量最高、硝酸盐含量最低,分别为2.07, 204.93 mg/kg。而与此同时,较大的还田施用量(135 m~3/hm~2)在辣椒生长的中前期造成了一定的毒害现象,在生育后期此现象消失,最终各项指标全面优于未还田处理。废弃基质露地还田这样的重复利用方式切实有效,(在种植同科作物的情况下)还田施用量宜选择90 m~3/hm~2。
大叶落地生根细胞周期蛋白依赖激酶KdCDK基因克隆及表达分析

为了更好理解大叶落地生根中细胞周期调控的分子机制,利用RACE-PCR技术从大叶落地生根中克隆了1个新的基因KdCDK。该基因编码295个氨基酸残基,分子量为34.12 kDa,等电点为6.15,其开放阅读框长度为888 bp。其蛋白与笋瓜CDK蛋白的同源性最高,属于CDKA类蛋白家族。实时荧光定量PCR分析表明,该蛋白基因在大叶落地生根的根中表达量最高,且受渗透胁迫(甘露醇)的诱导上调表达。从大叶落地生根中克隆出KdCDK基因,为将来该基因的功能研究打下了基础。
性别决定基因TASSELSEED2在水稻中的功能歧化性浅析

花器官的发育不仅影响农作物的生产,通过性别决定产生单性花的机制亦是重要的基础理论问题。TASSELSEED2基因是与JA合成有关的调控玉米单性雄花产生的性别决定基因,对一些植物中TS2同源基因的表达分析表明TS2蛋白可能在进化过程中产生了功能歧化。为探究TS2蛋白在进化过程中其功能是否发生了歧化,首先通过生物信息学手段对水稻和玉米的TS2基因进行了比较分析,分子进化分析表明,TS2基因在一些植物中可能并不仅仅局限于抑制雌蕊发育的性别决定功能。因此,猜测两性花植物水稻中的TS2可能具有其他功能。利用蛋白质三维结构预测软件,发现水稻TS2基因编码典型的SDR蛋白,含有保守的GASGIG和YTASK基序,其作用底物可能与玉米TS2蛋白类似。启动子分析表明OsTS2和玉米TS2的激素应答元件存在差别。随后,利用RNA-seq数据进行了OsTS2与玉米TS2的组织器官表达分析,并利用实时荧光定量技术考察外源MeJA喷施处理对OsTS2与玉米TS2基因表达的影响。结果表明,OsTS2主要在花序中表达,经外源MeJA处理后其表达量明显升高;而玉米TS2在雄穗分化关键期的叶片中表达量最高,其表达量基本不受外源MeJA影响。OsTS2与玉米TS2表达方面的差异提示水稻TS2可能具有与玉米TS2不同的功能,为深入了解TS2在两性花植物中的功能提供了线索。
玉米大豆播期衔接对间作大豆干物质积累及产量的影响

为完善玉米/大豆间作的播期衔接技术,在西南地区寻求合适的玉米、大豆播期。试验在田间采用二因素裂区设计,以玉米/大豆间作模式下3个玉米播期:早播(A1: 5月15日) 、中播(A2: 5月30日) 、晚播(A3: 6月14日)与3个大豆播期:早播(B1: 5月30日) 、中播(B2: 6月14日) 、晚播(B3: 6月29日)为对象,研究不同玉米、大豆播期对大豆的干物质积累、器官分配比率及产量的影响。结果表明:大豆开花后作物生长率、单株干物质积累量、荚果分配率和产量均在玉米中播时最高,开花后作物生长率较玉米晚播时高出33.2%;在R4、R6生育时期,单株干物质积累量和大豆荚果分配比率分别比玉米晚播时高32.4%, 17.9%和26.3%, 23.9%;大豆产量较玉米晚播时高75.7%。玉米中播时衔接不同播期的大豆,其单株干物质积累量、荚果分配比率和产量均在大豆早播时最高,在R4、R6生育时期,大豆单株干物质积累量与荚果分配比率比大豆晚播时分别高195.4%, 58.5%和33.9%, 26.7%;大豆产量较大豆晚播时高出128.7%。在玉米/大豆间作下,玉米中播(5月30日)间作大豆早播(5月30日),即玉米大豆同时播种时,可提高大豆开花后作物生长率,增加单株干物质累积量、籽粒分配率和产量。
InAs /AlSb /GaSb量子阱中的双色光吸收

为了降低噪声对InAs /GaSb量子阱作为双色电探测器性能的影响,设计性能优良的光电探测器,在InAs /GaSb量子阱中加入AlSb夹层,以减少电子和空穴在界面处的复合,从而抑制由于电子和空穴复合引起的噪声。首先应用转移矩阵方法求解薛定谔方程得到量子阱中电子和空穴的能级和波函数,研究AlSb夹层对电子和空穴波函数的影响。应用平衡方程方法求解外加光场条件下的玻尔兹曼方程,研究所有电子和空穴跃迁通道对光吸收系数的贡献,重点研究了AlSb夹层厚度对光吸收系数的影响。结果表明:基于InAs / GaSb的量子阱体系可以实现双色光吸收,加入AlSb夹层可以有效抑制电子和空穴在界面处的隧穿,从而降低复合噪声,同时AlSb夹层的加入也对吸收峰有影响。AlSb夹层的厚度达到2 nm即可有效降低电子和空穴复合噪声,双色光吸收峰在中远红外波段,为该量子阱作为性能良好的中远红外光电探测器提供理论支撑。
糠醛在油纸绝缘系统中的动态扩散过程

油中糠醛评估绝缘纸老化受温度及换油的影响,建立可靠的糠醛温度归一化和换油修正方法的前提是分析糠醛在绝缘油中的动态扩散过程。以实验室加速热老化为基础,研究了四种不同温度、四种不同老化程度油纸绝缘样品中糠醛的扩散过程;以菲克第二定律为理论依据,研究了不同温度、不同老化程度下糠醛在绝缘油中的扩散系数,建立糠醛动态扩散模型,并使用试验数据对其进行了验证。研究结果表明,糠醛在绝缘油中的扩散受温度和老化程度的影响:温度越高,老化程度越深,则糠醛在绝缘油中的扩散速度越快,越容易达到扩散平衡。提出现场变压器糠醛扩散平衡时间的计算方法,在达到扩散平衡后进行油中糠醛检测才能获得可靠数据。
基于灵敏度分析的储能电池参与二次调频控制策略

针对储能电池参与电网二次调频,基于灵敏度分析,提出了一种综合区域控制误差(ACE)信号分配模式和传统的区域控制需求(ARR)信号分配模式优点的控制策略。首先,针对ACE和ARR信号分配模式,在复频域中利用灵敏度原理分析含储能电池参与二次调频的区域电网频率特性,据此提出确定储能电池动作时机及调节模式的方法;计及时域中储能电池的能量限制和传统电源的爬坡速率限制,依据动态调频容量指标,提出确定储能电池动作深度的方法;最后形成考虑动作时机与深度的储能电池控制策略,并给出相应的实现流程。结合实际电网的阶跃扰动工况进行仿真证明,结果表明该策略不仅能较大程度地改善电网调频以及储能电池运行的性能,而且充分利用各调频电源的技术优势。
混合能源协同控制的智能家庭能源优化控制策略

家庭能源优化控制是家庭能源管理系统(HEMS)的重要分支之一,然而由于缺少有效的智能优化算法,制约了家庭能源优化控制的实际应用。本文通过对家用电器运行特性的分析,将家庭用电设备分为刚性负荷,简单可调节负荷,电池类设备,供暖、通风和空调(HVAC)系统设备等,并建立相应的负荷模型;以市电电网、光伏发电、储能电池三种能源作为智能家庭的供给源,以电能花费和用户舒适度作为优化目标,建立混合能源协同控制的智能家庭能源优化控制模型;并提出一种基于改进的快速粒子群算法(APSOA)的智能求解方法,得出每个电器最优的用电时段,室温控制系统各个时段所需功率以及蓄电池各个时段的充放电功率。以某智能家庭夏季某一天用电情况为例,在Matlab环境下,建立模型并仿真,与粒子群算法(PSOA)、遗传算法(GA)进行对比,说明了模型和算法的可行性及有效性。
二苄基二硫含量对矿物绝缘油老化特性的影响

为研究油中二苄基二硫(DBDS)含量对矿物绝缘油老化特性的影响,分别制备了DBDS含量为0%、0.05%、0.1%的绝缘油样品,与绝缘纸复合后在130℃下进行加速热老化试验,定期取油样测试离子迁移率、介质损耗、电导率、酸值、油中铜含量等性能参数并进行分析。结果表明:DBDS能加速绝缘油老化,DBDS含量越高,绝缘油老化越严重;在老化过程中,离子迁移率活化能呈现先减小后增大的趋势,即存在一个拐点,这是由不同老化时期油中载流子种类及含量变化导致,DBDS含量越高,绝缘油老化越严重,拐点时间越靠前;绝缘油电导率和油中离子浓度随老化时间变化规律一致,离子浓度增大是导致老化后绝缘油电导率增大的主要原因。
基于特高频法检测电气设备局部放电的改进Vivaldi天线

为提高检测变电站电气设备局部放电产生的特高频(UHF)信号的有效性,基于超宽带渐变槽线天线理论,在传统Vivaldi天线的侧边增加渐变槽线和谐振腔后,通过仿真及实测发现,改进后的天线工作频段由1.2~3GHz扩展至0.5~3GHz。同时提高了天线的指向性,而保持工作频段上天线相位中心不变。改进后的天线在工作频段上具有更高的增益和灵敏度,在2GHz时增益达到7.9dBi,平均灵敏度大于12mm。为验证所设计天线效果,在实验室搭建了基于预制缺陷变压器的试验平台,结果表明所设计的天线可以有效检测到局部放电的UHF信号。与传统Vivaldi天线、加脊TEM喇叭天线和螺旋天线相比,改进Vivaldi天线检测灵敏度较高,脉冲时域响应特性更好,利于进一步的信号分析。
氢预处理对Zn/HZSM-5分子筛催化乙烯芳构化反应性能的影响

采用浸渍法制备了Zn/HZSM-5分子筛催化剂,进行了不同温度的氢气预处理,通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)等表征技术,系统考察氢气预处理对Zn/HZSM-5分子筛结构、孔道、酸性、Zn存在状态以及在乙烯芳构化反应中的催化性能等的影响。研究结果表明,氢气预处理温度显著影响Zn/HZSM-5中Zn物种的含量和存在状态:600 ℃以下的氢处理,几乎不影响分子筛上Zn物种的总含量,而600 ℃以上氢处理时会造成Zn物种的大量流失;XPS研究显示,氢预处理的温度不同,分子筛上ZnOH~+与ZnO的相对比例变化显著。结合乙烯芳构化反应性能,可以发现ZnOH~+物种的含量与芳烃选择性存在较好的线性关系,说明其是促进烯烃脱氢、芳构化的主要活性中心,Zn存在状态的变化使得氢气预处理温度显著影响乙烯芳构化反应产物的分布。
电动汽车充电与驱动集成化拓扑

针对功率等级较高的电动汽车提出一种充电与驱动集成化拓扑。通过共用相同的电力电子器件将充电系统和电机驱动系统相集成。该集成拓扑结构中充电系统采用一种基于磁组合变压器的三相输入组合式全桥变换器。充电系统中的三个单相桥式变换器可以重构成双逆变器。将双逆变器和阻抗源网络相结合驱动开放式绕组感应电机。充电模式和驱动模式通过相应的切换开关实现。在实际工程应用中,集成拓扑连接导线较长,寄生参数对电路的性能影响就会较大,因此采用了一种缓冲电路。所提集成化拓扑具有功率因数高、电气隔离、单级升/降压、可靠性高以及自容错能力等优点。仿真和实验结果验证了该集成化拓扑结构的可行性。
基于C_0复杂度的磁刺激内关穴的脑功能网络构建与分析

通过构建和分析磁刺激穴位的脑功能网络,进而为探索中医针灸学作用机理提供理论依据。研究采用磁刺激方式刺激人体的内关穴,并釆集磁刺激前、中、后三种状态的脑电信号;基于C_0复杂度和互信息方法构建三种状态的脑功能网络;利用复杂网络理论对其拓扑特征进行了对比性分析。实验结果表明,刺激状态与刺激前相比,其脑网络的平均度、平均聚类系数、平均全局效率和“小世界”属性的值均明显增大,说明磁刺激内关穴使得脑网络各通道间的连接强度、集团化程度和信息传输效率明显提高;刺激后与刺激前相比,各项拓扑特征值呈增大趋势;刺激后与刺激状态相比,各项拓扑特征值呈减小趋势。
基于自适应模式切换的虚拟同步发电机功率控制策略

传统无互联线储能变流器“功率-电压-电流”三环虚拟同步发电机(VSG)控制策略在微网中受到广泛关注,但往往会引起其输出功率限额的问题,分析两种现有解决方案:①利用改进下垂动态改变下垂系数的方法,其调节能力有限,功率限制效果不佳;②利用下垂额定点调节环平移下垂特性曲线的方法能限制功率输出,但调节环的切换可能引起VSG输出功率出现较大波动,易导致系统不稳定。为此,提出一种基于自适应模式切换的VSG功率控制策略,即PQ控制的电流源模式和VSG控制的电压源模式的相位和电流指令都实时跟踪,为PQ-VSG控制模式间的自适应切换奠定基础。最后,建立微网系统的仿真模型和实验平台,仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。
遗传神经网络的瞬变电磁视电阻率求解算法

提出用遗传神经网络求解中心回线装置下瞬变电磁法(TEM)的视电阻率。根据中心回线方式的瞬变电磁响应关系式,设计出神经网络的输入输出关系和单输入单输出的三层网络结构。计算出神经网络的输入输出样本集,并通过尝试法确定隐含层的神经元个数。引入遗传算法优化神经网络结构的连接权值,得到了最优连接权值的GABP神经网络。用该神经网络对瞬变电磁响应的非线性方程进行拟合,得到以实测数据计算的核函数值所一一对应的瞬变场参数值,达到求视电阻率并成像的目的。通过对地下高阻块状异常体模型和电力系统钢制扁钢材料的接地网模型两个实例模型的仿真计算证明,得到视电阻率断面图,达到了求解反问题的效果。理论模型与实际数据计算表明,遗传优化的BP神经网络使得瞬变电磁视电阻率的计算时间大大缩短,是个实用的算法。该方法为瞬变电磁接地网故障实时诊断平台提供必要的技术基础。
采用MMC-RPC治理牵引供电系统负序和谐波的PIR控制策略

为综合治理铁路牵引变压器的负序、无功、谐波问题,设计了基于模块化多电平换流器的铁路功率调节器(MMC-RPC)。首先设计了频率自适应功率分离器,并从功率角度分析了Scott牵引变压器(STT)牵引供电系统综合治理的补偿量;然后在构造虚拟正交分量后建立了单相MMC数学模型,在同步旋转坐标系下分析机车谐波电流的特性,指出单相奇次谐波电流在dq坐标系下都以4的倍数次波动;最后提出了需要更少的谐振控制器数量的比例-积分-谐振控制策略。在Matlab中搭建MMC-RPC仿真模型进行仿真,结果证明了所提控制策略有效性。
一种改进的并联IGBT模块瞬态电热模型

在大功率系统中,为了扩大电路的功率等级,开关器件往往会并联使用。为了保证绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块工作在安全范围,需要建立并联器件的瞬态电热模型。首先,重点分析了结温变化对损耗产生的影响,通过建立不同开关阶段等效电路分析推导电压、电流变化规律。同时,通过搭建测试电路得出受温度影响的参数与温度之间的定量关系。其次,在考虑并联器件之间的散热路径耦合基础上,提出并分析了一种改进的IGBT并联热阻抗模型。最后,基于损耗模型和热阻抗模型建立IGBT并联电热模型。搭建实验平台比较不同模块安装距离对瞬态结温的影响。与传统模型比较,计算结果与实验测试结果吻合,验证了改进的电热模型的准确性。
基于关断电流最大变化率的压接式IGBT模块结温提取方法

压接式绝缘栅极双极性晶体管(IGBT)模块因优越的电气性能和封装设计,受到柔性直流输电等大功率应用场合的青睐,其模块可靠性也成为大功率应用场合研究的重点,而IGBT模块结温是影响器件可靠性的重要因素。基于压接式IGBT模块双脉冲测试平台,介绍一种基于关断电流最大变化率的压接式IGBT模块结温提取方法,分析压接式IGBT芯片结温和模块关断电流最大变化率间单调变化关系,并利用压接式IGBT模块封装结构固有的寄生电感有效获取关断电流最大变化率的信息,以此来反推模块结温特性。最后通过压接式IGBT双脉冲测试平台验证了通过模块关断电流最大变化率进行压接式IGBT结温提取的可行性。
基于转速控制的双馈风电机组机侧变流器IGBT器件结温波动抑制策略

针对当前双馈风电机组机侧变流器在同步转速点附近结温波动大、影响器件运行可靠性的问题,提出一种基于机组转速控制的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)结温波动抑制策略。首先,基于最大功率点跟踪(MPPT)控制原理,并结合变流器IGBT模块等效热网络,建立双馈风电变流器结温计算模型。其次,针对机侧变流器在同步转速点附近结温波动出现的“尖峰”现象,从减少机组低频运行范围和提升同步转速附近区域穿越速度的思路出发,提出基于功率、转速双控制外环的改进最大功率点跟踪控制策略。最后,搭建基于PLECS和Simulink联合平台的双馈风力发电系统仿真模型,对机组在亚同步和超同步转速间动态往返变化的变流器电-热性能及其在同步转速附近区域的稳态结温进行仿真,并开展变流器结温抑制效果验证的等效实验。仿真和实验结果验证了所提改进控制策略对抑制机组同步转速点附近变流器IGBT结温波动的有效性。
离散状态事件驱动仿真方法及自适应预估校正算法

在电力电子系统分析中,需要对带间断和刚性的常微分方程组进行仿真计算。然而,采用传统的时间离散算法来求解此类方程组时会遇到诸多困难。Kofman等基于离散事件系统规范(DEVS)提出了量化状态系统(QSS)算法,它不是对时间进行离散,而是将状态量进行离散。 QSS算法可以有效求解带间断和刚性的常微分方程组。基于离散事件算法思想,提出适合于电力电子仿真的离散状态事件驱动(DSED)仿真方法;同时,为提高DSED方法的精度,提出基于DSED的预估校正算法;为大幅减少计算量,通过研究计算步数与状态量幅值和频率的关系,提出自适应方法。仿真算例证明了所提算法的有效性。
后向离散状态事件驱动电力电子仿真方法

为解决电力电子系统中的刚性状态方程数值解算困难问题,在后向量化状态系统(BQSS)算法的基础上提出一种后向离散状态事件驱动(BDSED)仿真方法。BDSED方法是隐式的,其关键在于如何选择一组合适的量化函数值组合,使得据此计算出的导数向量能够让各状态变量向其对应的量化函数值趋近。由于在每一步计算中,每一个状态变量下一时刻的量化函数都有两种取值,所以对于复杂高维系统,枚举的方式并不可行;同时各状态变量的量化函数值的确定存在互相耦合、相互制约的关系,导致问题更加困难。为解决该问题,提出一种基于有限状态机的实现方案,并在带非理想器件模型的变换器电路上进行了算例验证。仿真结果表明,基于有限状态机实现的BDSED能高效地选取量化函数值组合,在解算变换器等刚性系统时仿真效率明显优于DSED方法和传统的时间离散刚性解法。
SiC MOSFET与SiC SBD换流单元瞬态模型

相较于硅(Si)器件,碳化硅(SiC)器件所具有的高开关速度与低通态电阻特性增加了其瞬态波形的非理想特性与对杂散参数影响的敏感性,对其瞬态建模的精度提出更高的要求。通过功率开关器件瞬态过程的时间分段、机理解耦与参数解耦,突出器件开关特性,弱化物理机理,简化瞬态过程分析,建立基于SiC MOSFET与SiC SBD的换流单元瞬态模型。理论计算结果与实验结果对比表明,该模型能够较为精细地体现SiC MOSFET开关瞬态波形且能够较为准确地计算SiC MOSFET开关损耗。该模型参数可全部由数据手册提取,有较强的实用性。
功率开关器件多时间尺度瞬态模型(Ⅱ)——应用分析与模型互联

为了更好地在实际变换器仿真分析中应用多时间尺度开关瞬态模型,提出多时间尺度开关器件模型的仿真实现方法,并通过实验对瞬态模型的适应性进行分析。根据不同时间尺度的瞬态模型所反映不同的开关特性,归纳各个时间尺度模型适合的应用场合。同时,在离散状态事件驱动(DSED)仿真体系下,提出多时间尺度瞬态模型连接和切换的思想,使得模型可以应用在电力电子系统全时域瞬态仿真中,指导变换器的分析和设计。
对电力电子学的再认识——历史、现状及发展

该文通过对电力电子系统起源及定义的历史演绎,探讨了电力电子学的内涵和外延及其未来走向,分析了电力电子发展脉络、微电子与电力电子的关系及差异、以及电力电子未来的发展有可能给电能变换带来哪些实质性的变化。基于这些探讨分析,尝试提出一种对电力电子学的再认知框架,以使对电力电子系统建模、分析、设计及其控制的研究有一个更为清晰的背景和统一的基础。
生态建设促进经济发展的实践及启示——以新疆乌鲁木齐县为例

在工作实践及实地调研的基础上,总结了乌鲁木齐县为保护生态环境,通过生态建设促进经济发展的成功经验。乌鲁木齐县通过挖掘自然和文化资源,实施“两居”工程为主导的生态移民工程,发展高效生态农业和观光农业,以及开展大规模的退耕还林还草工程,促进了生态产业的发展,改善了乌鲁木齐县的生态环境,加快了全县生态文明建设。对于就生态建设促进经济发展的途径,提出要实现经济与生态环境的协调发展,必须以保护生态环境为前提,以规划控制为引导,发挥政府的主导作用,并充分利用当地的资源优势,将生态价值转化为经济发展的动力,实现经济发展和环境保护的双臝。
和田地区人口与经济发展时空演变与分布差异研究

以和田地区七县一市作为研究基本单元,根据1995-2014年人口、GDP和人均GDP面板数据分析了其人口与经济发展演变特征,通过人口经济一致性指数、偏离度指数和Pearson相关系数探讨了和田地区人口经济分布的差异性,研究发现:近20 a来和田地区人口和经济快速增长,各县市人口数量和经济发展差异很大;人口集聚与经济集聚水平差异较大并呈现扩大趋势,总体上东部地区人口集聚低于经济集聚,中部地区人口经济集聚基本一致,西部地区人口集聚高于经济集聚;人口分布与经济发展空间一致性总体呈变弱的趋势,人口经济分布差异的变大与地区经济差距的变大有非常高的相关性;地区的自然环境条件和社会经济发展条件是造成和田人口和经济分布差异性的主要原因。
岷江上游干旱河谷范围的界定及其变化分析

基于1961-2014年岷江上游及其周边地区20个气象站点的观测资料,运用Mann-Kendal非参数检验方法分析了研究区近50 a的气候突变,结合DEM、土壤、水系、土地利用等数据构建了干旱河谷典型特征的诊断指标体系,准确地界定了岷江上游干旱河谷的范围并分析了其气候突变前后的变化。结果表明:(1)研究区气候突变的时间节点为1981年,当前气候条件(1982-2014年)下,岷江上游干旱河谷总长度约为151.63 km,面积约705.62 km~2(占区域总面积的2.94%),主要分布于松潘镇江关以下,经茂县凤仪镇至汶川县绵褫间的岷江干流,以及黑水河谷和杂谷脑河谷等岷江支流的两侧。(2)当前气候条件下干旱河谷较气候突变前(1961-1980年)覆盖河道两岸更宽的范围且向北延伸,长度增加20.87 km,面积增加81.61 km~2; (3)气候变暖和土地利用方式的改变是引起岷江上游干旱河谷范围扩大的主要原因。
rCAA处理高无机灰分工业废水的污泥减量化效果

研究了好氧/厌氧反复耦合固定生物反应器(rCAA)处理高无机灰分工业废水的污泥减量化效果。结果表明,反应器中SS和COD存在线性关系,SS的堆积提高了污泥的产率系数,采用周期性清理rCAA反应器底部淤泥的方式进行处理,能有效降低反应器的污泥产率,同时提高和稳定出水水质;各厌氧仓的污泥溶解作用以及好氧仓内异养菌和自养硝化菌对基质和DO的竞争关系直接影响反应器的出水氨氮浓度。
基于波传播法的椭圆柱壳自由振动特性研究

基于Flugge壳体理论推导出椭圆柱壳的自由振动方程。由于椭圆柱壳周向曲率的变化,造成振动方程在周向模态阶数域内不解耦,采用波传播法将壳体位移以双Fourier级数形式展开,椭圆截面曲率半径以单Fourier级数形式展开,通过级数变换,将变系数的偏微分方程组转换为关于周向模态阶数相互耦合的有限阶常系数线性方程组,通过求解耦合振动方程得到椭圆柱壳的固有频率。随后对影响壳体固有频率的主要参数进行分析,得到椭圆柱壳对称和反对称模态频率随椭圆度、壳长比等参数的变化规律。
压电- 电磁复合动能采集器无量纲参数建模与分析

针对压电-电磁复合动能采集器的物理参数模型难以提供统一的性能比较标准,以及最大输出功率及最优负载直接求解困难等问题。通过引入无量纲参数建立了采集器的无量纲参数模型,理论推导了归一化输出功率,并采用遗传算法求解了最大输出功率及最优负载;数值分析了无量纲参数对采集器性能的影响,并实验验证了模型和遗传算法求解的正确性。结果表明: ①减小线圈负载可提升性能; ②增大机械品质因子将提高频率选择能力; ③当压电和电磁均为弱耦合作用时,性能受二者共同影响,且在二者匹配时获得最优; ④当电磁为强耦合作用时,性能基本只受电磁端影响,且随其增强而不断趋近最优; ⑤压电-电磁双耦合机制可增大采集器的最优负载范围。
计及空间温度效应的齿轮系统动力学行为研究

在轨航天器齿轮传动机构频繁进出地球阴影区时,因温度交替变化会引起齿侧间隙改变,导致传动精度下降,甚至会造成卡死或传动中断。以单自由度直齿圆柱齿轮传动系统为对象,综合考虑时变啮合刚度、综合传递误差及齿侧间隙等因素的基础上,进一步引入空间特殊环境下的温度交变效应,建立了适用于空间环境的齿轮系统非线性动力学模型;采用4阶~ 5阶变步长Runge-Kutta算法,结合相图、Poincare映射图和分岔图,分别对考虑和不考虑温度交变效应的系统动力学行为进行了求解和分析,并定量研究了温度交变幅值和频率对齿轮系统动力学的影响。结果表明,环境交变温度对齿轮系统动力学影响较大,使得系统各工况都有不同程度向混沌演化的趋势,且交变的幅值和频率对系统解结构的影响呈现一定规律,相关结论对特殊环境齿轮系统的设计与匹配具有一定的指导意义。
齿轮传动系统耦合故障下的故障特性研究

为识别齿轮传动系统实测信号中的未知成分,建立含定轴裂纹故障及行星轮断齿故障的两级定轴齿轮+一级行星轮齿轮传动系统无量纲动力学方程。对比研究正常与耦合故障状态下的分岔特性,及不同激励频率下的Poincare截面及频谱图,分析耦合故障引起的故障频率特征;通过仿真分析发现:行星轮故障对高转速敏感,定轴故障对低转速敏感,而二者的耦合使定轴齿轮振动频域上出现相互关联的频率峰值;不同激励频率下两种故障的频率特征及贡献不同。仿真结果发现,实测信号中未知峰值及故障频率的成因。
动静压轴承支承电主轴服役精度保持用磁力减载研究

为了保持动静压轴承支承电主轴的服役精度,提出采用电磁力消减静动态加工力的方案并研制了一套磁力减载系统。以磨床为例,建立电主轴系统的动力学模型,获取了载荷与轴端位移的关系;估算了磨削加工时产生的静态和动态加工力,提出了服役精度保持的静/动载荷需求;设计并建造了磁力减载系统,包括结构和测控两个模块;其中,结构模块特色在于磁力减载组件配备有万向支撑方案,测控模块支持开环和闭环两种控制策略;设计专项试验验证了减载系统的性能。研究结果表明:不转时减载组件可实现约35 N静载和28 N幅值谐波动载功能,初步证明采用电磁技术消减机床加工力是可行的。针对引入减载装置的电主轴系统,采用人工调节电流的开环控制策略更有效。
基于LTSA与K-最近邻分类器的故障诊断

针对局部切空间排列算法(LTSA)的效果受近邻数k值影响较大的缺点,提出基于聚类准则的LTSA与K-最近邻分类器的故障诊断模型。基于振动信号的时域特征构建高维特征矩阵;对高维矩阵进行标准化预处理,依据聚类准则确定局部切空间排列中的最佳近邻数k,运用LTSA提取高维矩阵的低维特征向量;将提取的低维特征向量利用K-最近邻分类器进行故障模式识别。采用轴承诊断实验系统进行验证,结果表明,基于聚类准则的优化方法可有效地克服近邻数k选择的盲目性,提高了局部切空间的降维精度和故障模式识别正确率,其在轴承时域特征维数约简方面,效果优于主成分分析(PCA)与拉普拉斯特征映射(LE),适用于轴承故障诊断。
含三次非线性阻尼特性的分子弹簧隔振系统

对含有三次非线性阻尼特性的分子弹簧隔振系统的隔振性能进行了仿真研究和理论分析。分子弹簧隔振器是一种具有高静低动刚度特性的新型隔振器,将MR阻尼器和分子弹簧隔振器并联,并对MR阻尼器实施PI反馈控制来模拟指定的三次非线性阻尼特性,得到兼具高静低动刚度特性和非线性阻尼特性的隔振系统。通过动力学仿真和理论分析研究了三次非线性阻尼特性对分子弹簧隔振系统的隔振性能的影响,通过谐波平衡法深入分析三次阻尼特性的隔振机理。结果表明:三次非线性阻尼特性适用于隔力,可有效抑制共振峰值同时不改变隔振频率区的隔振性能,而三次阻尼特性不适合于隔幅。
SiO_2/SiC界面陷阱对SiC MOSFET开关损耗的影响

位于SiO_2/SiC界面处密度较高的陷阱,不仅俘获SiC MOSFET沟道中的载流子,而且对沟道中的载流子形成散射、降低载流子的迁移率,因而严重影响了SiC MOSFET的开关特性。目前商业化的半导体器件仿真软件中迁移率模型是基于Si器件开发,不能体现SiO_2/SiC界面处的陷阱对沟道中载流子的散射作用。通过引入能正确反映界面陷阱对载流子作用的迁移率模型,利用半导体器件仿真软件研究了界面陷阱对SiC MOSFET动态特性的影响。结果表明,随着界面陷阱密度的增加,SiC MOSFET开通过程变慢,开通损耗增加,而关断过程加快,关断损耗减小;但是由于沟道载流子数量的减少、导通电阻的增加,总损耗是随着界面陷阱密度的增加而增加。
燃煤电厂废水零排放处理技术

通过对相关文献、资料、工程应用总结的基础上,分析了燃煤电厂废水零排放的实施现状和难点,提出了燃煤电厂废水零排放的技术路线,介绍了目前燃煤电厂末端废水零排放技术的分类、原理、研究及应用现状,以期为燃煤电厂选择废水零排放处理工艺提供参考。
PCBs在SBR污水处理工艺中的含量分布及去除规律

以EPA推荐的7种多氯联苯(PCBs)PCB28、PCB52、PCB101、PCB118、PCB138、PCB153、PCB180为目标化合物,采用固相萃取法和气相色谱-质谱法,研究北京某城镇污水处理厂序批式活性污泥法(SBR)中PCBs含量分布和去除规律。结果表明,进厂污水中7种PCBs检出率均为100%,主要组成为五氯~七氯PCBs,PCBs总质量浓度为56.28 ng/L;进水中PCBs含量随季节变化规律大致呈现冬季含量小于春、秋两季的趋势,PCBs的去除率总体和气温呈正相关关系。PCBs在SBR池曝气阶段的去除效果最明显。
吉林一号视频星数据在车辆检测中的可行性

针对新型高分辨率视频卫星数据应用于车辆检测问题,提出了一种包括车辆检测、交通密度计算、车速估算3个主要功能的车辆自动检测的算法。首先,基于自适应背景估计算法,利用背景差分法对每帧图像进行处理,得到静态背景图,再通过帧间差分法提取车辆得到车辆检测结果;其次,对车辆做缓冲分析得到每个缓冲区的车辆数量,利用交通密度公式估计出每帧图像中的车辆在整个道路网中的交通密度值;然后,利用车速估计公式估计出车辆的速度;最后,按上述方法得到整个视频的车辆自动检测分析结果。以“吉林一号”视频星数据为例进行了实验验证,经与其他方法比较证明该算法具有很好的可行性以及适用性。
基于模型预测控制的多无人机避碰航迹规划研究

针对无人机编队内避碰问题,提出一种可实时机间避碰以及多碰撞冲突管理的多无人机协同航迹规划方案。通过对UAV编队避碰问题进行分析,采用分布式模型预测控制(decentralized model predictive control,DMPC)方法,将其转换为滚动在线优化问题。设计了避碰管理单元,采用交互图更新机制解决多碰撞管理问题,运用基于角度变化的协同避碰规则,解决了分布式避碰问题的动作一致性问题。仿真结果表明,该方案可以有效解决4架无人机间多碰撞冲突问题,同时代价更小。
临近空间大气温度和密度特性分析

为有效分析临近空间大气环境参数的变化特性,利用10年左右的TIMED和ENVISAT卫星探测数据,统计得到了不同高度处大气温度和密度的空间分布特征,并通过与美国标准大气模式USSA-1976对比,分析了大气参数误差随高度、纬度和经度的季节变化,可为临近空间环境特性分析和卫星数据应用提供参考。研究表明,大气温度沿经向在中低纬地区均匀分布,沿纬向在不同高度处的变化特征各异,而大气密度沿经向在低纬地区均匀分布,沿纬向单调减小。USSA-1976模式温度数据整体偏大,随高度上升可信度逐渐降低,而密度数据整体偏小,随高度降低误差逐渐增大。
空地DBS导弹最优制导律设计

针对应用多普勒波束锐化技术的空地导弹制导过程,提出一种脱靶量、成像分辨率和经济性综合最优的制导律算法。基于多普勒锐化成像几何建立了方位向分辨率与导弹运动参数之间的关系模型,分析了成像约束与脱靶量之间的制约关系。在方位向平面内建立了导弹与目标的相对运动方程,将成像约束转化为导弹前置角的约束,将脱靶量约束转化为目标线角速度的约束,以导弹加速度为控制量,应用最优控制理论设计得到了导弹最优制导律。仿真结果验证了制导律算法的有效性。
4种樟科幼树叶片对汽车尾气胁迫的生理响应

【目的】研究4种樟科树木对汽车尾气胁迫的生理响应,为逆境生理和抗污绿化树种选择提供参考。【方法】采用不同浓度的汽车尾气(0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 mg/m~3)对樟树、阴香、天竺桂、红楠4种盆栽2年生实生苗进行熏气处理24 h,研究汽车尾气对4种苗木叶片的相对电导率、脯氨酸含量、MDA含量、叶绿素含量、SOD和POD酶活性的影响。利用模糊数学隶属度公式对各项指标测定值进行定量转换,对4种苗木的抗污染能力进行综合评价。【结果】随着处理浓度的增加,4个树种叶片各指标变化模式不同。叶绿素含量、SOD、POD酶活性变化趋势相似,均先上升后下降;MDA和相对电导率的变化趋势均总体上升;脯氨酸含量的变化未表现出规律性。【结论】受试树种耐尾气污染能力的大小依次为:樟树>天竺桂>阴香>红楠。
甘肃泾川不同林龄人工刺槐林的土壤水分-物理特性及渗透性研究

【目的】通过对人工刺槐林的土壤水分-物理性质及渗透性进行分析,评估陇东黄土高原泾川县中沟小流域人工刺槐林土壤水文功能,为该地区生态恢复工程建设和流域水土资源管理提供理论参考。【方法】采用环刀法测定不同林龄(20、25、30和35 a)人工刺槐林的土壤水分-物理性质及渗透性。【结果】在0~100 cm土层,不同生长阶段刺槐林土壤容重(g/cm~3)均值变化大小依次表现为:25 a(1.330)>30 a(1.253)>20 a(1.170)>35 a(1.161);35 a生样地土壤的饱和蓄水量、毛管蓄水量及最小蓄水量均最大,25 a生样地的最小;4种林龄刺槐林土壤初渗速率的变化范围为2.045~4.718 mm/min,35 a生刺槐林土壤初渗速率最大,且不同林龄间的变化规律与土壤非毛管孔隙度的变化规律基本一致。【结论】35 a生刺槐林的土壤持水能力与渗透性较好,20 a和30 a生次之,25 a生最差。
IL-4/IL-4R与肿瘤关系的研究进展

白细胞介素-4(interleukin-4, IL-4)是一种主要由2型T辅助细胞(Th2)分泌的多功能细胞因子,可特异性地与靶细胞表面的IL-4受体(interleukin-4 receptor, IL-4R)结合,发挥相应的生物学作用。在机体免疫反应中,IL-4/IL-4R可通过调节T细胞分化,抑制B淋巴细胞凋亡,诱发IgE表型转换等方面引起哮喘、过敏等疾病。除此之外,IL-4/IL-4R还可以在肿瘤的发展中发挥不同的作用。因此,本文就IL-4/IL-4R对肿瘤发展影响的研究进展作一综述。
不同林龄马尾松林下植物多样性与环境特征

【目的】分析不同林龄马尾松(Pinus massoniana)林下植物多样性变化及其与环境特征的关系,探求影响物种更替的环境因子,以期为马尾松人工林的生态系统管理提供参考。【方法】采用空间代替时间的方法,对不同林龄(幼龄林、中龄林和成熟林)的马尾松林下植物多样性特征进行了研究,环境因子与植物物种的相关性采用典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)来实现。【结果】早期阶段(幼龄林和中龄林)的马尾松林下物种丰富,到后期(成熟林)林下仅被少量主要物种占据;随着演替的进行,物种多样性指数E、D、H明显降低,草本层表现尤为明显,木本层不显著;林分结构(林分密度、胸径、树高)对草本层植物多样性影响明显,而对木本层的影响相对较弱;土壤容重与幼龄林、成熟林的物种多样性指数显著相关;土壤全氮、全钾、有机质对初期植物多样性的影响显著,特别是草本植物。【结论】随着林龄的延长,马尾松林下植物多样性指数明显降低。林分结构和土壤质量是马尾松林下植物多样性变化的主要影响因子。
基于PSO-BP神经网络的关节臂式坐标测量机长度误差补偿

针对关节臂式坐标测量机(AACMM)长度误差补偿问题,分析了误差来源,通过实验确定了影响其测量长度的误差参数。引入BP神经网络对长度误差补偿模型进行了建模,并通过粒子群化算法对BP神经网络的权值和阈值进行全局寻优,克服了BP神经网络收敛速度慢和易陷入局部极值的缺陷。在不同输入参数的条件下测量标准尺,获得了误差补偿模型的训练样本。进行了长度误差补偿验证,补偿后误差均值减小了0.014 mm,使AACMM的测量精度提高了31.8%。
页岩气资源开采现状、问题与前景

过去的5年间,页岩气开采工作取得了长足的进步,已成为世界天然气产量增长的主要推动力。凭借着页岩油气的开采,美国正迈向能源独立之路,而且在油价低位徘徊、钻井数量减少的情况下,依靠不断提高钻井效率和单井产量,仍然实现了页岩油气产量的持续增长。通过在四川盆地下古生界五峰组—龙马溪组页岩气开采所取得的突破,国内页岩气的储量和产量也获得了迅猛增长,并已成为未来天然气工业增储上产的一个重要领域;与此同时,在最初曾被寄予厚望的陆相和海陆过渡相页岩气两大领域,以及页岩气勘探投入最大的广大南方复杂构造区则未能取得实质性进展。对国内页岩气的发展基本形势与存在问题的分析结果表明,非海相领域和强改造、过成熟的南方复杂构造区海相领域尽管广泛分布富有机质页岩,但在页岩气资源禀赋以及水平井压裂技术等方面存在的诸多问题制约了其勘探开发前景。进而分析了未来中国页岩气发展值得关注的若干问题,结论认为:要现实“十三五”页岩气储量、产量的持续稳定增长,需要有新层系、新区块的发现与接替,而四川盆地内3 500 m以深超高压深层海相页岩气开采技术的突破则是页岩气增储上产的关键和希望之所在。
基于核密度估计和分形编码算法的图像检索技术研究

为了提高基于分形压缩编码图像检索技术的应用价值,针对自然图像提出了一种联合参数的图像检索方法,从分形编码中提取鲁棒性(旋转、平移、缩放等不变性)索引,即从由值域块均值构成的解码近似图像中提取改进的Hu不变矩特征量作为检索索引,再与分形编码参数的核密度估计统计特征相结合,其中,核密度估计方法中采用可变带宽。然后采用2个索引的加权和来比较图像的相似度。实验结果表明,使用2个索引的加权和比使用单独索引具有更好的检索结果。
用于高含硫气田的镍基合金管材服役后局部腐蚀的成因

为了研究镍基合金Incoloy 825(UNS NO8825)管材在高含硫气井井口服役后内表面局部腐蚀坑的形成原因及其服役状况,截取并纵剖服役1年后的带有焊接接头管材进行检查。通过扫描电镜观察了服役后的管体、焊接接头、焊接热影响区和腐蚀晶界横截面的微观形貌,并结合能谱仪对以上区域进行了元素分析。结果表明:①服役后Incoloy 825合金管材表面发生了晶间腐蚀且局部腐蚀坑内的晶间腐蚀更为严重,但却未发现硫化物腐蚀产物沉积;②焊接热影响区晶粒长大且晶界有析出相,但未发现局部腐蚀;③ Incoloy 825合金管材内表面发现的点蚀为酸洗钝化处理时过酸洗造成的;④在服役过程中,Incoloy 825合金管材和焊接接头腐蚀轻微;⑤虽然过酸洗导致了管材内表面的局部腐蚀,但经酸洗钝化处理后的钝化膜则具有较强的耐蚀能力;⑥服役时的高温高压酸性环境不会对已酸洗钝化的Incoloy 825合金管材造成侵蚀,也不会导致局部腐蚀扩展。
沁水盆地樊庄—郑庄区块高煤阶煤层气水平井开采中的问题及对策

沁水盆地煤储层热演化程度高且具有渗透率低、储层压力低、含气饱和度较低、非均质性强的特点,煤层气开发难度大。为此,基于该盆地樊庄—郑庄区块高煤阶煤层气水平井开发实践,从地质和工程两个方面进行了分析,厘清了影响多分支水平井产能的因素、适应地质条件及挖潜对策。研究结果表明,导致多分支水平井低效的原因有3类:①地质因素,钻遇低含气量区或断层; ②工程因素,钻井液污染、钻井垮塌、排采垮塌及煤粉堵塞等;③地质因素与工程因素的共同影响。结论认为,钻遇低含气量区与断层、垮塌与堵塞是造成樊庄、郑庄区块多分支水平井低产的主要原因,其中含气量大于20 m~3/t、临储比大于0.7、R_o大于3.8,并且处于拉张应力区是该区煤层气裸眼水平井获得高产的必要条件。进而提出了针对部分低效井的挖潜技术对策:①对煤粉堵塞或后期垮塌的低效井进行分类改造;②探索新型水平井,采用顶板仿树形水平井、套管或筛管完井的单支水平井及鱼骨状水平井来解决井眼坍塌及后期无法作业的问题。
在页岩气试井分析中Bessel函数溢出问题的解决方法

Bessel函数在页岩气藏多段压裂水平井的试井解释理论中发挥着非常重要的作用,但变形Bessel函数I_n(x)和K_n(x)在自变量趋于无限小或无限大时,使用多项式逼近的方法求解往往会溢出,难以得到典型曲线致使试井解释困难。为此,从理论上剖析了当储集层渗透率非常低时在无因次时间低于10 -6时变形Bessel函数都会溢出的原因。结果表明:对于第一类Bessel函数I_n(x),当x > 650,I_0(x)与I_1(x)部分计算机出现浮点数溢出,高于10~(215)。页岩气试井理论中根据无因次时间的定义,渗透率越小,压裂裂缝半长越大,测试时间越短,根据Laplace反演I_0与I_1的值非常容易溢出,难以绘制出早期典型曲线。在理论研究的基础上,通过对第一、二类变形Bessel函数的重新组合计算,将I_0与I_1计算过程中都乘以e~(-(r_(ed)~u),保证了变形Bessel函数在计算过程中不会溢出。结论认为,大长度水平井或大型压裂井模型中,由于水平段长度或裂缝长度越大,无因次时间相应的就越短、Laplace变量就越大,必须用该方法处理Bessel函数的I_0与I_1,才能获得完整的典型曲线,否则计算就会溢出。
城市生态网络分析研究进展

自生态网络分析方法提出40多年来,其理论发展和应用实践不断拓展,但直至21世纪才不断引入到城市生态系统研究中,用以分析城市内部多个主体和多种生态流构成的关联网络。目前,城市生态网络分析集中于生态网络分析方法与指标的拓展及多尺度的应用研究,而生态网络分析方法又形成了上升性分析和环境元分析两大分支,多尺度应用涵盖了城市镶嵌的区域背景尺度和城市内部产业部门之间的细节尺度。然而,当前研究仍存在着多尺度融合、多种生态网络分析方法集成不足等问题,这限制了城市生态网络分析方法在城市规划设计中的应用。未来城市生态网络分析研究集中于如下3点:(1)开展多尺度城市生态网络分析,包括城市群-城市-园区/社区等,构建多级嵌套生态网络模型;(2)集成上升性与环境元分析方法,提出由外在表征到内在过程的城市生态系统评价模式及模拟方法;(3)强调自然节点在城市生态网络中的重要作用,形成社会经济节点与自然节点并重的生态网络模型,并强调构建多精度的生态网络模型服务于不同的研究目的。
风速变化对草原生态系统的影响研究进展

在全球风速呈下降趋势的大背景下,研究风速变化对生态系统的影响具有重要意义,尤其是其重要组成部分—草原生态系统。近年来大量学者开始研究风速变化对草原生态系统的影响,主要集中在以下几个方面并得出相关的结论,(1)风速变化会影响植物的生长速率和叶片形态,适当的风速能够促进植物生长发育、提高植被初级生产力,而强风或持续大风不仅会对植物产生破坏作用,还会影响其生长发育;(2)风会最先带走地表细小颗粒,从而导致土壤质地变粗、水分下降、营养成分重新分配;(3)风引起地表边界层和大气边界层物质和能量的转移和交换,热量和水汽的交换导致地表微气候发生变化,如风速降低会导致地表温度升高;(4)风力作用使得土壤水分亏缺、营养成分变化,导致草原生态系统结构变化、草地覆盖度降低、物种生活型复杂化、耐旱植物增加;(5)大气稳定性、CO_2交换速率和碳排放都会随着风速的增加而增加,碳吸收则相反,碳通量也因此发生变化。综上,风速降低对于草原生态系统的影响复杂且利弊相当,未来的发展趋势会更加侧重于以下几个方面的发展:研究对象的多样化、加强控制实验的定量化研究、综合多要素的相互作用机理研究、整体结构和功能性的研究。
多元驱动下水生态承载力评价方法与应用——以京津冀地区为例

水生态承载力通常是指在维持水生态系统自身及其支持系统健康的前提下,基于一定的生态保护和承载目标,自然水生态系统所能支撑的人类活动的阈值。从水生态承载力的概念出发,基于水资源、水环境和社会经济等要素,筛选出水资源利用率、污水处理率、万元GDP用水量等16个指标对水生态承载力评价的多元耦合作用进行分析,量化驱动因子与水生态承载力之间的关联度,建立了具有多元驱动功能的粒子群引力搜索算法-投影追踪(PSOGSA-PP)水生态承载力评价模型。并以京津冀地区为例,解析了区域水资源和水环境的生态效益,以及经济社会效益最大化的内在驱动,评价了水生态承载力并阐明其影响因素。进一步设定不同时间段的水生态承载力情景方案,通过具有较高寻优精度和较好算法执行能力的粒子群引力搜索算法,利用最佳投影方向a分别计算分级标准阈值的投影值z'(i)和评价实例的投影值z"(i),基于投影值z'(i)构造水生态承载力评价等级,实现了水生态承载力的分级评价,结果表明,在多元因子共同驱动下,2008年-2030年京津冀所属13个地区的水生态承载力在波动中呈好转趋势,逐步由Ⅳ级(超载)、V级(严重超载)向趋于Ⅱ级(比较理想)状态的演变,张家口市始终保持着Ⅱ级水平,并在2030年达到I级(理想)的临界值。研究成果将为京津冀一体化的水资源开发利用与水源生态涵养提供重要的决策支持。
北京城市土地复合生态服务功效演变特征

城市的发展依赖于土地复合生态系统提供各项的生态服务功能,其产出是生态服务功效,可分为正向和负向的服务功效。快速的城市化导致的土地利用变化影响了土地的生态服务功效。在GIS平台的支持下,基于遥感影像和城市社会经济发展数据,以特大城市北京为案例城市,建立了基于正向和负向生态功效的空间指标体系,采用划分单元空间网格评价方法,评估了上一版城市总体规划实施以来土地复合生态服务功效的变化特征。研究表明由于城市化的快速发展影响了土地的复合生态功效,2003-2011年城市土地复合生态功效评价结果显示,土地的生态服务负功效在增长,而正功效在不断减少,2003年土地正负服务功效空间分别为57.7%和42.3%, 2011年则分别为51.3%和48.7%。2003年的生态服务负功效空间以中心城为核心,成放射状向新城辐射;而2011年生态服务负功效空间以中心城为核心向外呈饼状蔓延;外延式的城市发展空间发展模式是导致负功效增长的主要因素。为建设良好的城市生态环境,需要在未来的城市规划和管理中,重视非建设用地的生态功能管理,引导外部生态空间渗入城市,强化土地生态服务功能;同时优化城乡结合部的用地结构,保育郊区的生态环境。
黄土丘陵区不同侵蚀环境下土壤有机碳对植被恢复的响应

植被恢复是提高土壤有机碳累积和储存的重要措施。以黄土丘陵区两个典型侵蚀环境下的小流域即黄土区坊塌流域和砒砂岩区满红沟流域退耕坡面为研究对象,分析了土壤有机碳含量(SOCC)、有机碳密度(SOCD)在同一侵蚀环境不同群落下的变化以及在同一群落不同侵蚀环境间的差异,旨在探明不同侵蚀环境下土壤有机碳对植被恢复的响应。结果表明:1)同一侵蚀环境下,与坡耕地相比,自然恢复方式下退耕地植被恢复初期SOCC、SOCD均显著降低,之后随植被恢复均显著升高(P< 0.05);人工恢复方式下退耕地20-25年柠条锦鸡儿群落和13 -14年刺槐群落SOCC、SOCD均显著升高(P<0.05),说明同一侵蚀环境内,退耕地在两种恢复方式下均能显著提高土壤有机碳累积和储存。2)同一侵蚀环境下,与相近恢复年限的自然恢复群落相比,刺槐群落SOCC、SOCD均显著高于长芒草+铁杆蒿群落(P<0.05),砒砂岩区柠条锦鸡儿群落SOCC、SOCD均显著低于铁杆蒿群落(P<0.05),黄土区柠条锦鸡儿群落SOCC显著低于而SOCD显著高于铁杆蒿群落(P<0.05),说明相同恢复时间内,相对于自然恢复方式,人工刺槐造林在两种侵蚀环境下均能累积与储存较多的土壤有机碳,而柠条锦鸡儿造林在两种侵蚀环境下累积土壤有机碳的效果均不佳,在黄土区储存土壤有机碳效果好于砒砂岩区。3)同一群落下,黄土区人工和自然恢复群落SOCC均高于砒砂岩区;黄土区人工恢复群落SOCD均显著高于而自然恢复群落SOCD均低于砒砂岩区(P<0.05),说明黄土区人工恢复累积和储存土壤有机碳及自然恢复累积土壤有机碳的效果较好,而砒砂岩区自然恢复储存土壤有机碳的效果较好。
不同灌溉方式下3种土壤微生物活性测定方法比较

探究不同灌溉方式下土壤微生物活性,对维持土壤稳定和提高水资源利用效率具有重要意义。以沈阳农业大学长期定位灌溉试验基地为平台,采用土壤酶活性、土壤呼吸和微量热法,研究节水灌溉组覆膜滴灌、渗灌及对照组沟灌下的土壤微生物活性并比较3种微生物活性测定方法。结果表明:不同灌溉方式下土壤脲酶、转化酶、脱氢酶活性无显著差异,土壤呼吸在3个主要生长季也没有明显变化规律;而微量热法得到的热功率时间曲线呈现了典型的微生物生长特征趋势,覆膜滴灌的生长速率较大,且与沟灌的总热量、最大热功率相差不大。因此,从可持续农业观点出发,覆膜滴灌是保证土壤微生物活性较高的一种节水灌溉方式;微量热法也为传统方法下不易检测的微生物活性提供了新思路。
基于生态安全格局的南京都市区生态控制边界划定

以南京都市区为例,通过生态敏感性分析获取了研究区既有的高生态敏感空间,采用最小费用路径方法辨识了对研究区具有重要生态意义的潜在生态廊道和生态关键区,采用图谱理论中的景观连接度指数辅助确定生态廊道宽度,构建了研究区潜在的生态网络。在此基础上,整合既有和潜在生态空间,科学划定生态控制边界,实现了研究区现存和潜在的重要自然生态空间保护。研究结果表明:1)生态敏感性分析能够识别出研究区既有的高生态敏感性区域,并指出其呈现出“大而孤立,小且分散,连接性不佳”的空间特征。2)遴选出的71处生态源地、119条重要廊道和61个关键生态斑块共同组成了研究区的生态网络,显著提升了原有生态空间的景观连接性和研究区域的总体生态安全水平。3)生态网络分析可以弥补敏感性分析只考虑既有自然生态空间的局限,二者的组合使用可为不同尺度上生态控制边界的划定提供简明的分析框架。研究结果可为南京都市区生态控制线划定和生态环境保护提供重要的参考,对其他城市生态控制边界的划定也具有一定的借鉴意义。
无人机遥感技术在景观生态学中的应用

野外数据的获取是生态学研究的挑战之一,而通过遥感技术能够实现对地球表面的多面立体观测,获取丰富多样的空间信息数据,开展从微观到宏观不同尺度上的景观单元(包括物种、种群、群落、生态系统等)的空间关系研究。传统卫星遥感影像受空间和时间分辨率的限制,难以满足局域尺度或者时间序列上的景观空间生态学研究需求。无人机遥感技术为生态学研究的野外数据获取提供了一种新方法,以其灵活、高效、简便等特点弥补了传统卫星遥感的空间分辨率低、重访周期长、云雾影响等方面的不足,在景观空间生态学研究中受到越来越多的关注。简要介绍无人机类型及其搭载常见的传感器类型,分别从不同尺度的景观单元,即物种、种群、群落以及生态系统水平上探讨其应用进展,并指出当前无人机技术在景观生态学研究中存在的挑战与困难,同时展望了未来可能的研究热点,以期对今后无人机遥感技术在景观生态学领域的应用研究有所启发。
温度对川西亚高山3种森林土壤氮矿化的影响

川西亚高山森林群落土壤氮循环对全球气候变化非常敏感。采用室内培养法,研究川西3个森林群落(天然针叶林、云杉人工林和桦木次生林)土壤有机层和矿质土壤层无机氮含量在两个培养温度(20 ℃和10 ℃)下4周内动态变化。结果表明:培养4周后,在20 ℃培养条件下天然针叶林、云杉人工林和桦木次生林硝态氮含量比在10 ℃培养条件下分别高出104.32%、52.11%和25.57%;而铵态氮含量仅高出10.18%、24.06%和44.82%。有机层土壤氨化速率、硝化速率和净氮矿化速率大多表现为20 ℃显著高于10℃;相反,温度对矿质土壤层氮转化速率影响大多不显著。此外,天然林土壤净氨化速率、硝化速率和净氮矿化速率均高于桦木次生林和云杉人工林。实验期间,3个森林群落土壤净硝化速率20 ℃比10 ℃高79.03%-128.89%,而净氨化速率仅高37.81%—63.33%。综上所述,温度变化对川西亚高山森林土壤氮矿化具有显著影响,而温度效应因森林类型、土壤层次和氮形态而不同。与矿质土壤层相比,土壤有机层氮矿化对温度变化更为敏感。