mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
炎症性肠病外周血单个核细胞LncRNA表达谱研究

目的明确炎症性肠病患者外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)中长链非编码RNA(long non-coding RNA,LncRNA)的表达谱特征,并明确关键LncRNA与病情指标相关性。方法分离炎症性肠病患者PBMC,以正常志愿者PBMC为对照,提取RNA并进行LncRNA表达谱芯片检测,筛选关键LncRNA并分析其与炎症性肠病病情活动度的相关性。结果溃疡性结肠炎(ulcerative colitis,UC)组差异表达LncRNA 1672个、克罗恩病(Crohn's disease,CD)组差异表达LncRNA 1048个,2组共有差异表达177个;差异表达中ENSG00000251186.1改变最为明显,在UC组中上调9.4倍、CD组中上调8.9倍;ENSG00000251186.1与UC组患者CRP、ESR及改良Mayo评分均呈正相关关系,与CD组患者的CRP、ESR及CD活动指数也为正相关关系;ROC曲线显示ENSG00000251186.1曲线下面积UC组为0.9024、CD组为0.903 1。结论炎症性肠病患者外周血单个核细胞LncRNA表达谱出现显著异常,其中ENSG00000251186.1明显上调且与炎症指标、病情活动度密切相关,可能有助于IBD的早期诊断。
面向边缘计算的目标追踪应用部署策略研究

目标追踪算法虽已在诸多领域得到广泛应用,然而由于实时性和功耗问题,使得基于深度学习模型的算法难以在移动终端设备上部署应用.结合边缘计算技术,从应用部署优化的角度,对目标追踪算法在移动设备上的部署策略进行研究.通过对目标追踪应用特点、移动设备特性以及边缘云网络架构的分析,提出一种面向边缘计算的目标追踪应用部署策略.通过任务分割策略,将目标追踪应用的计算任务合理卸载至边缘云,并利用信息融合策略对计算结果进行分析融合;此外,利用运动检测,进一步降低终端节点的计算压力和功耗.通过对不同部署策略进行对比实验,结果表明:相比计算任务本地计算,该部署策略明显降低了任务响应时间;相比完全卸载至边缘云,该部署策略降低了相同计算任务的处理时间.
南海海盆演变与深部海流

南海在距今34 Ma之前的始新世从陆地变为海洋,古水深不断加深,至距今24Ma之前的中新世/渐新世之交,由于T60构造运动,南海海盆整体进入深海环境。但是,自中新世以来随着吕宋岛弧向欧亚板块碰撞,南海海盆的半封闭程度在距今10.0、6.5、3.0和1.2 Ma之前加剧,导致南海深部海水只能来自巴士海峡海槛深度2600 m以浅的太平洋。此后,巴士海峡两侧的南海与太平洋深部海水交换,由于全球海平面变化,呈现冰期/间冰期模式。
时频电磁(TFEM)勘探技术:数据采集系统

大功率电磁仪器系统是深部矿产资源勘探的基础,发展大功率、高精度电磁仪器具有重要意义。基于深层油气勘探需求开发的时频电磁(TFEM)勘探仪器系统,可同时实现时间域和频率域电磁一体化勘探。模拟研究证明,该系统的技术指标能够满足时间域与频率域、电法与磁法的一体化勘探要求,亦可实现近区和远区的数据采集。这套由东方地球物理公司(BGP)自主研制的时频电磁法仪器系统包括大功率恒流电磁发射机、分布式/节点式多类型电磁信号接收机等。接收机的动态范围大于120dB,可接收信号的频率范围是0.001~500Hz,数据采集实验证明其技术指标达到了国际同类仪器水平,可为中国深部资源勘探提供有力支撑。
基于时序仿真的商业楼宇交流与直流配电系统能效对比

直流配电以其具备高效接入分布式电源、储能与直流负荷的优势,近几年建筑电气行业得到广泛关注。作为数量众多、节能潜力巨大的商业楼宇,采用何种配电形式成为影响其能效水平的关键因素,亟需开展楼宇交流与直流配电系统的能效对比分析。现有配电网能效评估研究未能充分考虑商业楼宇负荷的特殊性,评估方法和指标难以适用。针对这一问题,基于商业楼宇交、直流配电系统典型结构,考虑楼宇负荷类型的特殊性和时序性,建立了换流设备的分段线性效率函数及线路动态功率损耗模型,以不同类型分布式电源及负载支路作为评估单元,提出了基于时序仿真的能效评估指标及其方法。最后基于深圳中美中心直流配电示范工程,设计了具备相同边界条件的交流配电系统,进行能效对比分析。算例分析表明,商业楼宇负载类型对于交、直流配电系统能效水平具有重要影响,随着直流负荷比例与分布式电源接入容量的增加,直流配电系统的能效优势逐渐增大。
用于铝板声弹性系数标定的电磁加载装置设计

基于临界折射纵波对金属材料进行应力无损检测具有广泛的应用前景,该检测技术中金属材料声弹性系数的标定尤为重要。目前金属材料声弹性系数标定方法主要是采用机械加载方式对金属材料进行拉伸测试,这种方法不适用于一些在役金属构件的声弹性系数的测量。针对上述问题,该文基于洛仑兹力的产生机理设计了一种用于铝板声弹性系数标定的电磁加载装置。采用二维仿真模型对装置进行了尺寸参数分析与选择,建立三维有限元仿真模型计算铝板轴向电磁加载力。搭建了电磁加载实验平台,测量电磁加载状态下铝板中临界折射纵波的传播时间并计算铝板中轴向应力平均值,实验结果与仿真结果基本一致,验证了电磁加载装置的可行性。
吉富罗非鱼肠道微生物群落初步研究

为研究人工饲养条件下吉富罗非鱼(Oreochromis niloticus)肠道微生物多样性及其群落结构组成。采用16S rDNA测序技术对罗非鱼肠道前段(IC1段)与后段(IC2段)微生物种群进行分析。结果显示:测序共计获得有效序列118 490条,聚类为793个OTUs(Operational taxonomic units)。在门水平上拟杆菌门(Bacteroidetes)、梭杆菌门(Fusobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)六个门是优势菌门,占相对丰度的95%以上。差异分析表明,门水平上,IC1段和IC2段梭杆菌门和放线菌门相对丰度存在显著差异;属水平上,仅鲸杆菌属(Cetobacterium)存在显著差异。同时在多样性方面,IC1段的多样性要显著大于IC2段。结果表明吉富罗非鱼肠道不同分段菌群优势菌群的种类相对一致,但是相对丰度存在差异。
直流牵引供电系统地面储能装置建模与仿真分析

地面储能装置在城市轨道交通牵引供电系统中有较为广阔的应用前景。该文建立了地面储能装置的通用计算模型,提出一种基于滞环算法的变电所多状态切换策略,给出不同工作状态下等效电路的求解方法,并分析了储能装置与整流机组协同输出时的电流分配关系。在此基础上设计的直流牵引供电计算双层迭代算法具有迭代速度快的特点。该文提出一组评估储能装置节能稳压效果的指标,针对广州某地铁线路进行不同发车间隔下的算例研究。全线安装储能后牵引网电压有明显改善,再生制动能量回收率从56.4%提升到95%以上,全线牵引变电所节能率可达12.1%。仿真结果表明,储能装置在地铁牵引供电系统中具有良好的节能、稳压效果。
拉萨裂腹鱼人工繁殖初探

为探索拉萨裂腹鱼(Schizothorax waltoni)人工规模化繁殖技术,于2019年4月获得4批拉萨裂腹鱼亲本,鱼卵能自然流出的直接进行人工繁殖,不能自然流出的采用DOM + LHRH-A_2进行人工催产,统计催产率、产卵量、受精率和孵化率。结果显示:自然产卵亲本体重(1 643 ± 395)g,体长(51.64 ± 3.08)cm,60组,共计产卵77.58万粒,受精率(85.10 ± 11.13)%,孵化率(85.75 ± 20.89)%。人工催产雌鱼体重(1 574 ± 375)g,体长(50.79 ± 3.63)cm,催产率90.36%。雌鱼总产卵量93.29万粒,受精率(79.07 ± 16.14)%,孵化率(87.86 ± 24.80)%,雌鱼催产效应时间72 ~ 96 h。随着人工催产时间增加,雄鱼精液量及4 ℃下有效保存时间均呈先升高后降低趋势,且在第2天精液量最多,4 ℃下有效保存时间最长,催产第3天后,精液量和有效保存时间均显著降低。结果表明,采用DOM和LHRH-A_2组合对拉萨裂腹鱼进行人工催产,可获得较高的催产率、受精率和孵化率;自然成熟鱼卵受精率较人工催产受精率高,产卵量较人工催产低;拉萨裂腹鱼雄鱼最佳催产效应时间为2 d。
考虑不对称故障影响的感应电动机负荷动态特性快速解析算法

感应电动机负荷的动态特性对电力系统电压稳定性有重要的影响。为快速评估不对称故障后感应电动机的动态响应特性并避免繁琐的时域仿真计算,基于电路和电机分析理论,提出一种计算电力系统不对称故障电压跌落下感应电动机动态特性的快速解析算法。该解析算法先求解转子一阶机械暂态方程,得到扰动后转子的转速和转差率变化。在此基础上,求解转子相量形式的暂态电动势微分方程,得到暂态电动势的变化。最后,准确获得扰动后感应电动机的电流和功率响应。该解析算法在感应电动机负荷三阶机电暂态模型基础上稍加修改即可实现。将解析算法计算结果与PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真结果进行比较,证明了该解析算法的有效性。将解析算法应用于求解电力系统综合负荷的动态响应特性,表明其具有应用于电力系统稳定性分析的潜力。
参与AGC辅助服务的锂离子电池储能系统经济性研究

随着新能源技术的蓬勃发展,传统电网频率控制面临着日益严峻的考验,锂离子电池储能系统协助火电机组参与调频具有良好的发展空间。该文以锂离子电池储能系统辅助火电机组参与自动发电控制(AGC)辅助服务为应用场景,结合“两个细则”中的相关规定编写了AGC辅助服务的考评补偿算法。通过衰退实验搭建相对保守但可靠的电池能量衰退模型。在控制策略上,搭建基于Logistic函数的能量状态(SOE)趋中控制策略和基于评价指标的经济性策略,拟合出储能系统的每日调节模型。最后,针对项目的全寿命周期净收益、投资回收期和投资回报率进行项目经济性分析。该文通过评估投资回收期和投资回报率得到储能系统初始能量配置方案,并对可能产生的政策更新和市场变动进行敏感性分析。利用该经济模型能够得到较为严谨可靠、对政策和市场变化兼容性强的投资方案。
基于卷积神经网络的锂离子电池SOH估算

锂离子电池健康状态(SOH)描述了电池当前老化程度,其估算难点在于缺乏明确统一的定义、无法直接测量以及难以确定数量合适、相关性高的估算输入量。为了克服上述问题,该文从容量的角度定义SOH,并将锂离子电池恒流-恒压充电过程中的电压、电流、温度曲线作为输入,提出采用一维深度卷积神经网络(CNN)实现锂离子电池容量估算以获取SOH。在NASA锂离子电池随机使用数据集和牛津电池老化数据集上进行的实验结果表明,该方法能够实现准确的SOH估算,且具备网络参数少、占用内存小的优势。另外,通过实验讨论了网络输入、模型结构、数据增强对所提出的SOH估算方法的影响。
连发型电磁弹射器混合储能系统及其能源管理策略

为了满足连发型电磁弹射器机动灵活的要求,其储能模块必须实现较高的能量密度和功率密度。因此,设计了一种蓄电池(BAT)、超级电容(SC)和双向DC-DC变换器组合的混合储能系统(HESS),提出充放电电路拓扑结构及模糊控制的能源管理策略,并进行了仿真分析。仿真结果表明,在相同条件下,相比于蓄电池单独供电的储能系统,所提方案能有效减少蓄电池的数量,从而提高储能系统的功率密度,且能降低超级电容的放电电流,缩短连续弹射间隔内的充放电时长,可提高连续弹射的速率,为提升无人机连发型电磁弹射器工作性能奠定了基础。
电动汽车无线充电系统不同结构线圈间互操作性评价方法研究

不同厂家地面端设备和车载端设备之间的互操作性问题,是保证国内外相关行业产品的技术路线能够相互兼容、互联互通、实现电动汽车无线充电商业化的关键问题之一。该文提出一种基于电路二端口阻抗来评价电动汽车无线充电系统不同线圈结构间互操作性的方法,主要针对相同的电路补偿方式、不同的线圈结构之间的互操作性的评价方法进行研究,分别定义了ZVA和Z_(GA)阻抗接口,推导出阻抗接口公式,以方形-方形线圈组合作为参考,得到该文系统中的车载设备和配套地面端设备耦合时的参考阻抗区域Z_(GA),并以此阻抗区域作参考,通过检测待测接收线圈与参考发射线圈耦合产生的阻抗区域占参考阻抗区域的大小来评价圆形、 DD型线圈与该文方形线圈地面端设备之间的互操作性,定义互操作系数来对不同线圈之间的互操作性进行考量,并通过仿真和实验证明该文所提出的评价不同结构线圈间的互操作性方法的正确性。
基于滤波分配法的混合储能优化控制策略

混合储能系统的城轨列车采用基于阈值控制的电压电流双闭环控制策略时,制动阶段电压外环动态响应速度过慢,并且当列车功率需求减小时储能系统内部会出现能量循环。针对动态响应速度过慢的问题,提出电压外环以空载母线电压为参考的变增益比例控制策略,在列车制动阶段,以空载母线电压为参考值,根据母线电压与空载电压偏移量调整比例增益,抑制制动阶段电压外环超调过大;为抑制储能系统内部能量循环,提出带选择性的滤波分配控制策略,在列车功率需求减小时,使锂离子电池组直接跟踪系统输入功率,进而抑制储能系统内部能量循环,提高储能系统经济性。该文采用广州地铁四号线实际参数,搭建混合储能系统城轨列车仿真平台及实验平台,验证了所提控制策略有效性。结果表明,所提控制策略能有效解决母线电压超调量过大和储能系统内部能量循环问题。
计及容量市场的用户侧储能优化配置研究

容量市场能够为间歇性可再生能源的大规模并网提供灵活的容量支持,激励常规机组发电容量投资并保证峰荷时期备用容量充裕,在未来现货市场环境下建立相适应的容量市场机制是保障长期电力供给安全的有效方法,故储能作为用户侧的快速响应资源有望参与容量市场。该文结合容量市场,从用户对主能量市场实时电价进行响应后再利用储能充放电实现最优化用电的角度提出了一种用户需求响应-储能调节(DR-ESS)的优化模型。首先,基于容量市场合同构建用户实时电价需求响应模型;然后计及容量市场,建立储能定容双层优化配置模型,外层以用户在储能全寿命周期内净收益最大为目标优化储能功率及容量,内层以用户日收益最大化优化储能充放电策略。两层模型分别采用遗传算法与fmincon工具箱进行求解。以美国PJM市场下某大工业用户所在负荷节点数据进行算例分析,结果表明,采用DR-ESS优化模型在提升用户经济效益同时能够有效实现削峰填谷、降低电网尖峰负荷,减少电网投资成本,提高运行可靠性。
计及损耗的钒电池储能系统功率优化分配策略

针对由多组全钒液流电池并联构成的大容量储能系统,给出计及损耗的系统功率优化分配策略。该策略首先建立计及损耗的功率分配模型,然后将系统损耗、荷电状态(SOC)均衡度作为目标优化函数,在满足功率需求、SOC上下限等约束条件下采用虚拟粒子-自适应差分进化算法(VP-ADE)寻求最优解,进而实现储能系统的功率优化分配;最后,基于Matlab对该文策略进行仿真,并与传统策略进行对比。仿真结果表明该策略能在分配功率过程中降低系统损耗,同时使各储能单元的SOC在充放电过程中逐渐趋于一致。
饮酒模式与急诊酒精相关故意、非故意外伤

目的:探究饮酒模式与故意伤害和非故意伤害的关系。方法:使用美国国立卫生研究院提供的问卷收集所有与饮酒和伤害相关的信息,对18岁及以上受伤后6 h内首次急诊治疗的508例患者进行调查;采用呼吸酒精测试仪测定血液酒精浓度。采用单因素和多因素logistic回归分析,对饮酒模式与故意伤害和非故意伤害的关系进行分析。结果: 97例经历酒精相关伤害(19.1%)故意伤害30例(30.9%)非故意伤害67例(69.1%)。411例非酒精相关伤害中遭受故意伤害36例(8.8%),非故意伤害375例(91.2%)。年龄≤30岁(OR=3.42)、酒精浓度测试阳性(OR=2.91)、发作性狂饮模式(OR=3.27)、重度饮酒模式(OR=6.10)是酒精相关故意伤害的危险因素。结论:发作性狂饮模式和重度饮酒模式会增加酒精相关故意伤害风险,需要改变不良饮酒模式,降低发生故意伤害的可能性。
管板结构脉动热管冷却动力电池的传热特性

开发经济、高效和可靠的电动汽车电池冷却方案是其大规模商业化过程中需要解决的关键问题之一。本文提出并设计了一种对动力电池进行热管理的管板结构脉动热管装置,选用乙醇、水及两者二元混合物为工质,对不同加热功率、充液率和乙醇-水混合比下脉动热管的传热特性进行了实验研究。结果表明,使用乙醇-水混合工质的脉动热管表现出更好的启动和传热性能。在充液率为30%、加热功率为48W时,电池的平均温度可以控制为44℃;电池的表面平均温差可低至1.5℃,表现出较好的均温性。对乙醇-水二元混合工质强化脉动热管传热的机理分析表明,两者具有的互补热物性特征和热管内部混合工质浓度梯度引起的逆Marangoni流是改善脉动热管传热性能的主要原因。
两种类型天然紫色翡翠的致色机理

紫色翡翠是天然翡翠中的重要品种,具有很高的经济价值,其主要有2种类型,一种呈较纯的紫色,另一种为带有蓝色色调的紫色。为探究紫色翡翠的致色机理,除采用传统的谱学及化学成分分析外,本文重点采用电子顺磁共振(EPR)、X射线光电子能谱(XPS)等,对2种类型紫色翡翠致色机理、致色元素价态等进行深入研究。结果表明,2种类型紫色翡翠均为硬玉颗粒本身呈色。紫色样品致色与Mn有关(w(MnO)=0.0035%~ 0.036%),紫外可见光吸收光谱具有由Mn导致的580 nm吸收带,电子顺磁共振分析显示其主要为Mn~(3+),而并非Mn~(2+)。蓝紫色翡翠由Fe、Ti元素联合致色(w(FeO)=0.039%~0.25%;w(TiO_2)=0.018%~0.17%),X射线光电子能谱分析显示其主要致色离子为Fe~(2+)、Fe~(3+)和Ti~(4+),认为蓝紫色翡翠为Fe~(2+)-Ti~(4+)和Fe~(2+)-Fe~(3+)电荷转移致色,由此导致紫外可见光吸收光谱中具530和610 nm的吸收带。
热态锯切条件下锯齿磨损实验与有限元仿真

热态锯切过程中的锯齿磨损对锯切质量和加工效率有着重要的影响。首先,根据锯齿直线运动的假设,对锯切过程进行了分析;进而基于Usui模型建立了锯齿磨损仿真模型,并对磨损模型进行了实验验证。仿真研究了不同工艺参数(锯切线速度、单齿锯切深度与实验温度)对锯齿前刀面磨损的影响规律。最后,通过构建磨损敏感度表达式,探讨了不同工艺参数对磨损量的影响程度。结果表明:锯齿前刀面月牙洼深度随着锯切线速度、单齿锯切深度的增加而增加,随实验温度的增加而减小;月牙洼最深处距齿尖的距离随锯切线速度的增加而减小,随单齿锯切深度和实验温度的增加而增加;影响锯齿磨损的各个因素的主次顺序为:实验温度、锯切线速度、单齿锯切深度。
基于Kriging模型的S梁性能梯度热冲压工艺优化

采用加热装置对热冲压模具进行温度分区,使同一零件的不同区域具有不同的冷却速率,最终得到同一热冲压成形件具有梯度性能的方法,是一种有效的热冲压工艺。以S梁为研究对象,利用Ls-dyna仿真软件,基于modeFrontier优化平台,采用Kriging模型的多目标遗传算法,以模具初始温度、板料初始温度、保压时间为输入变量,以板料最终温度、板料厚度和减薄率为目标函数进行优化,获得合理、有效的工艺参数为: B1500HS硼钢的初始温度为900 ℃、加热区凸模初始温度为500 ℃、加热区凹模初始温度为520 ℃、非加热区凹凸模初始温度为30 ℃、保压时间为5 s。最后,采用优化后的工艺参数对性能梯度分布热冲压工艺过程进行仿真,验证了优化结果的可靠性。
初始固结应力对平面应变黄土剪切破坏特性影响

针对黄土工程中大量存在的平面应变问题,在均压固结条件下研究的较多,但与土实际的应力状态不符,利用平面应变改造后的真三轴仪,模拟土体的实际应力状态,通过原状黄土在不同初始固结应力比、含水率和围压条件下的竖向加载平面应变试验,揭示不同初始固结应力比、含水率和围压对原状黄土强度特性影响及破坏时中主应力变化规律。研究结果表明:偏压固结原状黄土的强度随着初始固结应力比的增大而增大,且明显大于均压固结;抗剪强度及破坏时p、q随着初始固结应力比的减小或含水率的增大而减小;土体原生结构损伤程度随着初始固结应力比的增大而增大使得黏聚力减小;当次生结构形成土颗粒间挤密使得内摩擦角增大;破坏时刻的中主应力随初始固结应力比增大而增大;破坏时刻的中主应力系数范围在0.15 ~ 0.45之间;平面应变条件下原状黄土破坏时的固结围压及含水率对中主应力系数的影响较明显。研究结果对进一步完善原状黄土的平面应变试验研究,进而解决平面应变条件下的黄土工程建设问题,提供试验依据和理论基础。
Dupuit模型的改进———具入渗补给

Dupuit(1863年)提出的模型是“圆岛状含水层稳定井流模型”,这个模型只有侧向湖海边界条件,而不涉及上边界降水入渗补给条件。因此,Dupuit模型只能在旱季用于地下水井流试验求取含水系统的参数,而不能够用于预测。文章发展Dupuit潜水井流模型,考虑地面均匀稳定入渗补给(蒸发排泄示为其负值)作用。以质量守衡原理为基础,假定渗流服从Darcy定律并满足Dupuit徦定,建立极坐标下的地下水流微分方程,再依边界条件建立相应的流量方程和水位方程。这些方程为具地面入渗补给条件下井流试验求取水文地质参数以及预测相应条件下地下水抽水的效果,提供了基础条件。讨论了引入Dupuit假定对本问题解析研究可以降维(略去z变量)带来好处的同时,在地下水分水岭附近及抽水井附近可能出现偏离Dupuit假定,建议在抽水试验求取含水层参数时,观测孔的部署要尽量回避这些区段。
大武水源地断裂带关键水动力参数确定及污染防治对策

大武水源地地处山东省淄博市,区内建有某大型石化基地。水源地断裂带附近地下水曾受到来自地面石油化工污染物影响,亟需针对性治理修复。精准确定开采背景下岩溶水的实际流向、径流速度和渗透系数等关键参数是污染治理研究的关键。基于国际新兴的井孔地下水胶体探测技术,在该水源地断裂带污染段布设7眼探测孔,开展21个层位的原位系列探测,应用优势流理论和地质统计学方法确定关键水动力参数。结果表明: (1)大武岩溶水源地断裂带附近含水层强径流层位(易污染段)位于奥陶系八陡组下部(O_(2-3) b)至奥陶系阁庄组(O_2 g)上部地层, 65 m以浅的侧向流入补给是该水源地岩溶地下水污染的主要来源; (2)该水源地断裂带附近岩溶地下水具有多元质点流向,不同区段或层位实际水流方向和流速差异较大,揭示了断裂带对水源地的非单一层位影响,指明了水力屏障井混合开采的不利影响; (3)建议调整水力屏障井的抽排层位与强度,加强70 m以浅的抽排强度,使得SW95正西方向上的径流流速明显小于50.30 m/d;减小80 ~ 110 m深度的抽排强度,使得SW99正西方向上的径流流速明显小于49.38 m/d。
人工智能在21世纪水与环境领域应用的问题及对策

水,是维系人类经济社会与自然生态系统可持续发展的重要资源。近半个世纪以来,因人口增长、人类活动加剧与气候变化等系列因素驱动,水安全已成为全球重要议题。其中,为所有人提供水和环境卫生并对其进行可持续管理,已被列为联合国面向2030年的全球可持续发展目标之一;但是,如何构建行之有效的实施路径和解决方案依旧面临诸多挑战。人工智能技术的飞速发展,为实现这一宏伟目标提供了新的思路与方法。文章结合联合国全球可持续发展总体目标6 “清洁饮水和卫生设施”的核心内涵与进程难点,分析和总结人工智能在水与环境领域的应用现状及效应,探讨利用人工智能落实水与环境可持续发展过程中待解决的核心关键问题,并对水与环境领域和人工智能领域的融合创新和协同发展方向进行展望。
土地利用转型背景下的乡村景观格局演变响应——基于草堂溪流域的样带分析

研究山区土地利用转型背景下乡村景观格局演变与转型,对山区现代化农业可持续发展和景观格局优化具有一定的指导意义。以三峡库区草堂溪流域为研究对象,利用ArcGIS 10.2和Fragstats 4.2软件,采用样带梯度分析结合景观格局分析方法,基于地形和社会经济因素,分别在河谷地区和山地丘陵地区设置5条样带,对研究区2000—2018年不同方向样带上景观格局梯度演变和驱动机制进行分析比较。结果表明:(1)景观类型整体变化幅度大致可分为较稳定型、逐年递减型和波动递增型,且景观转型的重点主要体现在耕地收缩、果园扩张和林地恢复性增长。(2)2000—2018年,研究区河谷地区的景观类型逐渐多样化,土地利用集聚,呈现空间集约化;而山地丘陵地区景观类型逐渐单一化,林地恢复。整体上由生产型景观格局转型成生态经济型、生态调节型为主的景观格局。(3)社会经济发展和政府政策导向等因素导致研究区内土地利用发生转型,在土地利用转型背景下的乡村景观格局也发生了相应的转变。研究结果可为类似山区土地资源的合理利用、生态治理和乡村振兴提供借鉴价值。
碳排放约束下的农业生产效率及其空间格局——基于河南省65个村庄的调查

基于村庄尺度探索碳排放约束下的农业生产效率,对于差别化的低碳农业生产模式的选择具有一定的理论和实践意义。基于河南省65个村庄的调查数据,对不同样点的农业碳排放进行了核算,并采用Super-SBM模型分析了碳排放约束下的农业生产效率的差异。结果表明:河南省农业碳排放强度呈现“南北高,中间低”的空间分布格局,这主要受种植结构、农业生产条件、人类各项投入等因素的影响;碳排放约束下的河南省农业生产效率具有较大的空间差异,根据农业生产效率和碳排放强度的关系,可将样点村庄分为低碳高效村、高碳低效村、高碳高效村和低碳低效村四种类型。其中高碳低效村和低碳低效村的比例较大。建议未来应加强农业规模化经营、减少能源和物资投入、完善农业基础设施、推广节水节能新技术,在提高农业生产效率的同时推动农业低碳发展。
页岩油储层现今地应力场与裂缝有效性评价--以鄂尔多斯盆地延长组长7油层组为例

鄂尔多斯盆地是我国重要的非常规油气产区,其内延长组长7储层页岩油富集,勘探开发潜力巨大.查明延长组长7储层现今地应力特征,并分析在其作用下的天然裂缝有效性,对鄂尔多斯盆地页岩油勘探开发极为必要.本文综合利用多种方法分析延长组长7页岩油储层现今地应力状态及其影响下的裂缝有效性,认为延长组长7页岩油储层现今地应力场以正断机制为主,其内天然裂缝的有效性受地应力影响显著,裂缝开启压力与埋藏深度、裂缝产状以及现今地应力方向和大小等因素密切相关.研究结果表明:长7页岩油储层现今地应力方向呈现ENE-WSW-NE-SW的优势方位;现今地应力大小随埋藏深度的增加而增大,二者具有明显的线性关系.垂向主应力(S_v)、水平最大(S_(Hmax))和最小主应力(S_(hmin))之间遵循S_v>S_(Hmax)>S_(hmin)的规律.在现今地应力状态下,鄂尔多斯盆地延长组长7页岩油储层内的天然裂缝均为无效裂缝,随着流体注入,与现今水平最大主应力方向夹角较小、倾角较大的天然裂缝率先成为有效裂缝,其临界压力增值为14.1~36.5 MPa.延长组长7页岩油储层内天然裂缝的开启压力介于29.7~77.2 MPa,平均值为49.9 MPa.
川西北双鱼石地区下二叠统栖霞组白云岩成因研究

对川西北双鱼石地区栖霞组主力产层中的非均质白云岩进行研究.文中基于野外露头、岩心岩屑薄片及地震、钻测井等资料,通过偏光显微镜、阴极发光、电子探针、能谱和流体包裹体等技术手段,系统总结了研究区栖霞组发育的岩石类型及其阴极发光特征.结合常规测井半定量识别及成像测井定性识别,建立了研究区测井岩性识别图版,对白云岩的纵横向分布进行刻画;利用地震切片研究白云岩平面分布特征,明确白云岩在研究区内的展部规律,认为白云岩及过渡类豹斑云质灰岩的分布受沉积水体能量的控制,水动力差异导致了宿主灰岩的原始成分和粒间孔隙连通性不同,进而导致了后期白云岩化作用的差异.研究结果表明:双鱼石地区白云岩具有低GR(10.73~29.33)、高CNL(0.79~4.13)、低RT(531.51~23 380.71)的特征,主要分布在水动力相对较强、淘洗干净、原生粒间孔隙发育的滩核部位.豹斑云质灰岩具有中GR(12.70~14.34)、中高RT(14 840.14~94 114.93)、低CNL(0.03~0.14)的特征,主要分布在水动力相对较弱,泥晶充填严重,残余粒间孔少的滩翼部位.综合评价分析认为,栖霞组的白云岩为埋藏成因,云化流体仍然是保存在孔隙中的海水.随着埋深加大,温度升高,以及峨眉山玄武岩的热效应影响,白云石沉淀的动力学屏障得以克服,共有3期埋藏云化作用.白云岩化作用发生在大量生烃的中-晚三叠世前.
一种测定表面扩展黏度的新方法:真球气泡法

用真球气泡法测定表面扩展黏度,其测量精度高达97.50%.常温下采用真球气泡法测定浓度为1~10 mmol/L的十二烷基硫酸钠(SDS)表面活性剂溶液的表面扩展黏度κ值.结果表明:SDS浓度为1~4 mmol/L时κ快速增长,为4.0~8.3 mmol/L时κ增长幅度变小,8.3 mmol/L时κ达到峰值,之后κ随着SDS浓度的增大而减小;SDS浓度为4.0~8.3 mmol/L时,气泡稳定,即表面扩展黏度值达到稳定.通过真球气泡法测定表面张力,得到SDS表面活性剂溶液的发泡力稳定,即表面张力达到稳定时的浓度为5~6 mmol/L.因此当SDS表面活性剂作为泡沫浮选中的浮选药剂时,其最佳浓度为5~6 mmol/L.
可控震源地震数据中谐波噪声能量的快速估计方法

基于谐波噪声主要能量集中在高频端的特点,提出了一种能够快速估计相关后地震数据中谐波噪声能量强弱的方法,该方法被称为谐波噪声振幅谱比值衡量方法。首先将单道地震数据从时间域变换到频率域,然后基于震源力信号起始低频值及相关后数据长度确定高、低频分界点,最后计算分界点以上的高频带能量与总频带能量之间的比值,即振幅谱比值,进而估计谐波噪声能量强弱。振幅谱比值可用于谐波噪声压制算法中的参数选择,实现谐波噪声的自适应压制。模型数据与实际数据的实验结果表明,谐波噪声能量越强,振幅谱比值越大,验证了所提方法的有效性,而且具有很高的计算效率。
循环加载下单节理砂岩三轴强度与变形试验研究

为了研究节理砂岩试样在循环加载下的变形演化规律和强度特性,开展了贯通单节理砂岩在不同围压下的单调加载和循环加载试验.结果表明:随着围压的增加,节理砂岩试样单调及循环加载下峰值强度增大;在三轴循环加载作用下,节理砂岩的弹性模量的演化经历了明显增大、急剧减小、峰后趋于稳定3个阶段;三轴单调及循环加载下节理砂岩试样主要发生剪切破坏;在较低的围压(5,15 MPa)下,循环加载导致的破坏程度比单调荷载导致的更严重,在较高的围压(25,35 MPa)下,单调和循环加载下的破坏模式相似.
混采地震数据高效高精度分离处理方法研究进展

高效率采集是提高“两宽一高”采集效率的有效方式。对高效率地震数据采集和处理方法进行了综述,着重介绍了混采地震数据的高效高精度分离方法研究进展,包括:噪声压制类方法、反演类方法和预测-相减类方法,并对各类方法的发展进行了评述。噪声压制类方法效率高、较稳定、易实现;反演类方法可以获得比噪声压制类方法更高信噪比和保真度的结果,但计算效率有待提高;预测-相减类方法可以获得精度很高的分离效果,但算法受预测波场精度的影响,稳定性较差。基于3类方法的特点,分析认为多方法联合是混采地震数据分离处理的主要发展方向,多方法联合将进一步提高数据分离的精度和效率,并且适用于复杂地区的混采地震数据分离,从而拓宽“两宽一高”采集方式的应用范围,提高勘探精度,推动行业发展。
带有双曲面球型减隔震支座的钢桁梁节段模型拟静力试验研究

道庆洲桥是一座公轨两用双层变高钢桁组合桥梁,采用双曲面球型减隔震支座。该支座的竖向承载力为135 000 kN,超出桥梁双曲面球型减隔震支座规范的正常标准。为了研究此桥的抗震性能及其支座性能,本文设计和制作了安装有与实桥支座的竖向承载力相似比为1∶ 25的双曲面球型减隔震支座的双层变高度钢桁梁节段的缩尺模型,对其进行拟静力试验。得到了整个模型在不同支座轴压比下的滞回曲线、骨架曲线、刚度和水平承载力退化、耗能能力和滑动摩擦系数等抗震性能指标。试验结果表明:不同支座轴压比下,模型的滞回曲线饱满,呈现为平行四边形;与普通双曲面球型减隔震支座相比,支座的滞回性能相同;随着支座轴压比的增加,模型的水平承载能力、累积耗能、初始刚度和滑动摩擦系数也会相应增加,但对于水平承载力退化、刚度退化和等效黏滞系数影响较小;试验模型具有良好的抗震性能。
带拉筋中空夹层钢管混凝土纯弯构件试验研究

为加强中空夹层钢管混凝土的力学性能,提出了在中空夹层钢管混凝土内外钢管间焊接双向对拉拉筋的构造措施。针对带拉筋中空夹层钢管混凝土纯弯构件受力性能开展了试验研究,研究配置拉筋对试件极限弯矩、抗弯刚度和横向变形系数的影响。采用合理的混凝土三轴受力状态本构模型和钢材本构模型,应用ABAQUS有限元软件建立并验证了带拉筋中空夹层钢管混凝土纯弯构件三维实体有限元模型,试验结果与有限元计算结果吻合良好;在此基础上,分析了拉筋对内外钢管应力及核心混凝土应力的影响,研究结果表明:拉筋能有效缓解了内外钢管的局部鼓曲,提高试件的极限弯矩、抗弯刚度;拉筋加强了内外钢管对混凝土的约束作用,使得内外钢管受力更加合理。
页岩气长水平井套管安全下入风险评估技术

四川盆地长宁—威远国家级页岩气示范区长宁区块页岩气丛式水平井段长度介于1 200 ~ 2 800 m,优质储层横向分布不均匀,水平段轨迹调整频繁,目的层井壁稳定性差,井漏、缩径、垮塌严重,水平井套管下入困难的井占比高达80% ~ 90%,甚至部分井水平井套管无法下至预定井深,经济损失较大。为此,基于该区块页岩气水平井套管下入现场的实测数据,综合利用修正三维软杆管柱摩阻计算模型和数据统计分析法,对扶正器、井眼曲率、井斜、井径、摩阻系数等关键因素进行分析,提出了一套长水平段套管下入风险综合评估的新方法。研究结果表明:①累计井眼曲率较井眼曲率能更加直观地反映套管下入摩阻影响程度,当累计井眼曲率大于170°/m,套管下入摩阻开始快速增加,因而对于井眼曲率较大的水平井,需要避免井眼轨迹频繁调整,降低套管下入难度; ②井径变异系数能够精确描述井径沿水平井眼方向上的变化幅度,对于地质条件复杂,井眼缩径、垮塌严重的水平井,通过统计分析井径变异系数来评估套管下入摩阻的影响能够有效提高预测精度,井径变异系数小于2%,套管下入摩阻影响较小,井径变异系数大于等于2%,套管下入摩阻影响较大。结论认为,应用于5口井的效果表明,评估结果与现场施工实测数据基本一致,证明该方法能够准确评估复杂地层条件下长水平井套管下入的风险。
页岩气田压裂区加密调整井绕障轨道优化设计方法

在页岩气丛式水平井设计中,针对压裂区的加密调整井井眼轨道设计需要考虑绕开已钻井压裂段影响域及压裂段影响域之间互相干扰等问题。为了快速评估加密调整井压裂段井眼轨道设计方案的合理性,运用矢量代数方法对页岩气压裂区障碍物进行了几何建模,该几何模型考虑了压裂裂缝影响域;然后根据所建立的障碍物几何模型,建立了以设计轨道总长度最短、轨道势能最小为优化目标,以轨道间防碰为约束条件的页岩气压裂区绕障轨道优化设计模型,并给出了判断页岩气压裂段影响域之间是否存在干扰的几何校核方法;最后依据四川盆地涪陵页岩气田现场实钻数据,对所建立的设计模型进行了验证。研究结果表明:①在压裂区,忽略压裂影响域的障碍物尺寸会被严重低估;②忽略压裂影响域,所设计出的绕障轨道可以避开老井的井眼轨迹,但是有可能会与已钻井的压裂影响域相交,进而引发钻井事故。结论认为,所建立的页岩气压裂区绕障轨道优化设计模型能够满足防碰绕障约束的要求,相应的设计计算避免了繁琐的试算和校核,并且能够实现井眼轨道设计总长度和轨道势能达到最小值的优化目标。
基于高精度航磁数据的共和盆地干热岩勘查目标靶区圈定

发育于沉积盆地内的隐伏花岗岩体是干热岩资源勘查开发的主要对象。为分析青海共和盆地隐伏花岗岩体的分布规律,圈定该区干热岩勘查目标靶区,基于1∶50 000高精度航磁测量数据的反演计算结果,综合考虑该区地形地貌、水文地质条件、隐伏花岗岩体的分布面积与群聚性及沉积盖层厚度等因素,分析了该区隐伏花岗岩体的分布规律,并在航磁测区范围内圈定出15处隐伏干热岩资源勘查目标靶区(共和盆地13处,青海湖盆地和同德盆地各1处)。结论认为:①圈定出的恰卜恰隐伏印支期中酸性花岗岩体,经综合地球物理勘查和钻探验证为干热岩体,表明高精度航磁测量适用于区域性干热岩资源的初步勘查及目标靶区圈定;②隐伏印支期磁性花岗岩体主体呈NW向带状分布,与区域隐伏断裂构造展布方向基本一致,部分不规则状的隐伏印支期磁性花岗岩体主要出现在共和县城西,大致沿NE向赛日钦—达连海隐伏断裂分布;③赛日钦—达连海隐伏断裂与唐乃亥—罗汉堂隐伏断裂分别构成共和盆地东、西盆地深部热流上涌的主通道,与干热岩资源的成因关系较为密切;④在东西向上,由已知的东部恰卜恰干热岩体向西,各隐伏花岗岩体埋深逐渐增加;南北向上,由盆地南、北缘向盆地中心,各隐伏花岗岩体埋深有不断加深的趋势。
四川盆地简阳地区二叠系火山喷发旋回、环境与模式

四川盆地简阳地区二叠系峨眉山玄武岩发育火山碎屑岩优质储层,永探1井为该区二叠系火山碎屑岩气藏的首口工业气井,但目前对于该区火山喷发旋回、古地理环境及喷发模式的认识还不清楚,制约了对岩相、储层分布的认识和勘探区带评价。为此,从研究该区火山岩岩石组合特征入手,分析火山喷发旋回,结合区域地层、岩相古地理研究成果综合对比确定火山喷发环境,建立火山喷发模式,综合钻井、重磁力、地震等资料预测区域火山机构的分布特征。研究结果表明:①该区二叠系火山岩纵向发育5套岩性、4个喷发旋回(期次),早期两个旋回强烈爆发,以火山碎屑岩为主,晚期两个旋回能量减弱,发育浅成侵入岩;②该区火山岩为东吴运动抬升后陆相环境喷发,主喷发期与峨眉山玄武岩基本一致,为中—晚二叠世之交及其后的100万年(1 Myr);③简阳—中江地区北东向主断裂和北西向次级断裂的交汇处为深层岩浆上涌通道,控制该区发育中心式多火山口喷发形成的复式火山机构,有利于爆发相火山碎屑岩叠置、连片规模分布。结论认为,简阳地区火山岩与峨眉山玄武岩喷发环境、喷发时代一致,但喷发模式及岩性、岩相却存在着较大的差异,为峨眉山大火成岩省的特殊组成部分。
气象因子对夏季最大电力负荷的敏感性分析

利用2016-2018年武汉夏季(6-9月)逐15 min电力负荷以及同期逐日气象数据,分析最大电力负荷变化特征及与气象因子的相关关系。利用逐步回归和双隐含层BP神经网络算法,建立了武汉夏季最大电力负荷的预测模型。结果表明:平均温度、平均最高温度、平均最低温度与气象电力负荷存在显著的正相关,其次是日照时数。前1 d最大电力负荷与当日最大电力负荷的相关性最好,当日电力负荷对前1 d温度的平均和舒适度指数的变化最为敏感。以历史电力负荷和气象数据为联合预报因子,逐步回归和BP神经网络算法对武汉夏季最大电力负荷具有较好的模拟效果,尤其是对持续高温造成高位运行的最大负荷模拟。当敏感性在10%以内时,逐步回归算法中气象因子正的贡献要小于负的贡献,BP神经网络算法中气象因子正的贡献要高于负的贡献;当敏感性高于10%时,两种算法中气象因子均为正的贡献。
ECMWF降水相态预报产品(PTYPE)应用和检验

运用我国2016-2018年三个冬半年(10月至次年3月)地面2 515个站的天气现象观测资料,对ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)的降水相态预报产品(PTYPE)(分为雨、雨夹雪、雪和冻雨四类)进行了系统性的检验评估,包括细网格确定性模式预报产品和集合预报系统概率预报产品。结果显示,ECMWF的确定性预报产品对四类降水相态的正确率普遍达到90%以上,对降雨和降雪的TS评分也较高,冻雨次之,雨夹雪的TS评分较低,预报能力有限。确定性模式对我国雨雪分界线的预报,普遍存在短期位置略偏南、中期随时效延长越来越偏北的误差特点,且对雨夹雪的预报范围明显偏小,对冻雨的预报范围明显偏大。集合预报系统从概率的角度一定程度上弥补了确定性模式的上述误差。对概率预报的检验结果显示,集合预报系统降雨概率普遍偏低,降雪概率短期偏高、中期偏低,而雨夹雪和冻雨概率普遍偏低,但是都有一定的预报技巧。集合预报系统相对于确定性模式的优势,降雨体现在较小花费损失比事件的预报上,降雪体现在较大花费损失比事件的预报上。对雨夹雪和冻雨,相对于确定性模式,集合预报系统体现出了显著的优势,尤其是冻雨,集合预报系统的优势更加明显。
华南前汛期锋面对流系统和暖区对流系统的多尺度特征和集合预报敏感性对比分析

2018年5月7日华南地区受锋面中尺度对流系统和暖区对流系统影响,出现多条中尺度雨带。其中锋面对流系统形成降雨区范围较广,雨量分布不均;在锋前30~200 km暖区内,多个离散的短生命史β中尺度对流系统形成范围较小的中尺度雨带;而在华南沿海地区中尺度线状对流长度超过300 km,稳定维持时间超过12 h,形成局地300 mm以上的沿海强降雨带。雷达回波分析表明华南地区的锋面对流系统、暖区对流系统均以低质心型对流单体为主,其中锋面对流单体35 dBz回波顶高平均为5.5 km,暖区对流系统35 dBz回波顶高平均为4.7 km。利用ERA5再分析资料诊断降水效率表明,锋面系统降水效率平均在10%~15%,暖区对流系统的降水效率波动明显,瞬时降水效率可超过90%。此次降雨过程中雨滴谱分析表明,小粒子直径、高雨滴数密度的暖云降水特征突出,沿海暖区对流系统在各个降水强度量级上都具有更大的粒子直径和数浓度,因此降水效率较高。预报检验表明主流业务数值模式对于暖区对流性降水预报能力有限,欧洲中心再预报改善了暖区对流性降水离散度分布,中尺度区域数值模式能够反映锋面对流和暖区对流的基本特征,但在沿海暖区对流系统的强度、组织上仍然有偏差。比较锋面降水和暖区降水的集合预报敏感性表明,锋面降水对于锋前低压槽、低空急流等天气系统强迫具有较高预报敏感性,而沿海暖区降水对于上游入流区不稳定能量分布具有更显著的敏感性。
近20年黄河流域陆表水域面积时空变化特征研究

黄河流域生态保护和高质量发展是国家重大战略之一。开展陆表水域的动态变化监测,有助于掌握黄河流域水资源分布与变化状况,对于了解人类活动对水资源的影响,保障流域生态安全具有重要意义。本文基于Landsat数据提取2000-2019年黄河流域陆表水域分布,分析了黄河流域陆表水域面积的动态变化状况,结果表明:(1)流域陆表水域空间分布不均衡,上游陆表水域面积占流域陆表水域总面积的60.3%、中下游占39.7%,其中青海省和内蒙古自治区的陆表水域面积占比最高,分别占40.3%和17.0%;(2)近20年间,流域陆表水域面积总体呈增加趋势,增幅约为49.0%,其中上游地区对流域陆表水域总面积增加的贡献度最大,达到47.7%,中游地区贡献度次之,为42.7%,下游地区贡献度较小,只有9.6%;(3)从流域来看,渭河和汾河流域的陆表水域面积增加较为明显,2000-2019年期间,分别扩大了113.17 km~2和55.75 km~2,增幅约为139.9%和152.4%。
黄河流域近40年气候变化的时空特征

黄河流域是我国主要的气候敏感区之一,气候变化对其生态环境演变与经济社会发展有显著影响。本文利用欧洲中期天气预报中心ERA5再分析资料分析了黄河流域过去40年的温度、降水、水汽通量散度、蒸散和荒漠化风险等的演变特征,结果发现:1979—2019年黄河流域四季均呈现明显增温趋势,其中春季增温最为明显;季节性降水的变化差异显著,春季和夏季降水呈现下降趋势,秋季降水增加;黄河流域空中水汽以辐合为主,过去40年黄河流域上游水汽辐合年际波动最小,中游次之,下游最大;黄河流域蒸散整体呈现减少趋势,其中增加趋势集中在上游地区;黄河流域荒漠化风险整体处于中等风险以上,呈现由南向北加剧的空间分布,1982—2014年黄河流域荒漠化风险呈现下降趋势。本研究厘清了全球气候变化背景下黄河流域蒸散、水汽输送和降水等水循环过程的变化规律,能够为维护黄河流域地区生态安全、防范重大气象灾害风险提供科学依据。
基于黄河鲤栖息地水文-生态响应关系的黄河下游生态流量研究

本研究采用野外生物监测、栖息地同步观测和实验室控制实验等技术手段,应用生物学、鱼类生态学、生态水力学、水文学等多学科理论,基于河流栖息地模拟法,研究了黄河下游指示物种黄河鲤生态学特性及其栖息生境与流速、水深、水温等水文水环境因子之间的关系,将径流条件与目标物种不同生长阶段生物学信息相结合,建立了代表物种繁殖期、越冬期栖息地适宜度指数,构建了黄河下游重点河段河流栖息地模型,建立了指示物种栖息地状况与河川径流条件定量响应关系,提出黄河下游花园口和利津断面繁殖期最小生态流量为300 m~3/s和100 m~3/s、适宜生态流量为600~700 m~3/s和190~250 m~3/s。该研究在水生生物习性及其与河川径流响应关系方面实现突破,解决了黄河生态需水研究中关键技术问题。
黄河流域生态保护和高质量发展制约因素与对策—基于“要素-空间-时间”三维分析框架

针对黄河流域生态保护和高质量发展的国家重大战略需求,本文指出缓解生态系统负荷“过满状态”和发展的矛盾是黄河流域生态保护和经济社会发展的主要矛盾,推进社会经济生态转型是解决这一矛盾的根本出路。在此基础上,首先,提出“要素-空间-时间”三维分析框架,明确推进黄河流域社会经济生态转型、实现生态保护和高质量发展应运用这一框架;其次,识别出落后的社会经济物质代谢、低效的人与自然共生空间格局、低效的路径依赖是制约黄河流域社会经济生态转型、实现黄河流域生态保护与高质量发展的关键因素;最后,提出了推进黄河流域经济物质代谢转型、空间重构和路径创造的关键性战略对策,即:做实以水定城、以水定人和以水定产,加快建设能源互联网黄河流域,推进别具一格创新驱动发展,打造信息网络强河以及推进流域经济深度一体化全球化。本文对深刻认识和把握黄河流域生态保护和高质量发展机理和方略具有一定理论和现实价值。
流域系统科学初探

随着人类社会对河流乃至流域影响广度、深度和强度的不断增加,对流域系统内部不同要素之间的互馈关系和博弈关系研究的不断拓展和深入,以致流域系统治理及其战略研究已经超过传统学科的范畴,亟需建立新的学科支撑体系。本文基于近十年的探索研究,提出了流域系统科学的概念,并对其研究对象、科学内涵、科学问题、研究方法及研究前景进行了全面阐释。流域系统科学以物质、能量、信息、价值流动过程为纽带,以行洪输沙-生态环境-社会经济三大子系统组成的流域复杂巨系统为研究对象,其基础研究需求包括各子系统内部演化过程与机理、各子系统间相互作用关系与协同演化机制、流域系统协调发展策略与战略布局3个层面。流域系统科学以传统学科为基础支撑,基于系统理论和方法探索制约流域治理保护和区域社会经济高质量发展的协同博弈关系,通过全流域系统观测网络和大数据平台建设,构建流域系统治理集成研讨厅,为流域系统治理保护与管理的战略研究提供科学的理论方法体系。
LC-MS/MS法同时测定人血浆中倍赛诺他及其N-羟基酰胺水解代谢物M351

体循环中的代谢产物常与药物的安全性或有效性密切相关,因此在开展创新药物的人体药动学研究时,除原形药物外也常测定血浆中的主要代谢产物。倍赛诺他为新型的组蛋白去乙酰化酶抑制剂,目前正处于临床开发阶段。本文建立了LC-MS/MS法同时测定人血浆中倍赛诺他和N-羟基酰胺水解代谢物M351,以评价其药动学特征。血浆样品经乙腈沉淀蛋白处理后,待测物与内源性物质在Waters ACQUITY UPLC~®BEH C_(18)柱(2.1 mm×50 mm, 1.7 μm)色谱分离,以乙腈-含0.2%甲酸的5 mmol·L~(-1)醋酸铵溶液作为流动相进行梯度洗脱。采用电喷雾电离源(ESI源),以多反应监测正离子模式检测,用于倍赛诺他和M351定量的离子对分别为m/z 367.1→235.0和m/z 352.1→ 207.0,同位素标记内标定量的离子对分别为m/z 371.1→235.0(d_4-倍赛诺他)和357.1→208.0(d_5-M351)。本方法测定血浆中倍赛诺他和M351的线性范围分别为2.00~2 000 ng·mL~(-1)和4.00~4 000 ng·mL~(-1)。质控样品结果显示,倍赛诺他的日内、日间精密度均不大于6.2%,准确度在-1.1%~4.3%之间;代谢物M351日内、日间精密度均不大于6.8%,准确度在-0.5%~4.9%之间。药动学结果表明, 3名肿瘤患者口服100 mg倍赛诺他后,代谢物M351血浆达峰时间明显滞后于原形药物(t_(max)分别为4.00 h和0.67 h),达峰浓度和血浆暴露量分别约为原形药物的1.7倍和11倍,提示倍赛诺他临床研究中应关注代谢物对药物有效性和安全性的影响。本文临床实验经上海交通大学医学院附属仁济医院伦理委员会批准,并在该医院进行。
中药活性成分调控血管新生的研究进展

血管新生已成为临床上治疗多种疾病的靶点,一方面可通过抑制血管新生治疗癌症、动脉粥样硬化和糖尿病视网膜病变等多种血管生成过度的疾病;另一方面通过促进血管新生改善由于血管生成不足而造成的心肌梗死、心肌缺血/再灌注损伤、脑卒中和伤口久愈不合等缺血性疾病症状。研究表明,许多中药有效成分可通过不同途径调节血管新生从而有效治疗相关疾病。因此,本文从抗血管与促血管两方面,总结了中药活性成分对血管新生的调控,并对其作用机制进行归纳,为与血管新生相关疾病的治疗提供依据。
羟苯磺酸钙对顺铂诱导的HK-2细胞凋亡的抑制作用及其机制

研究羟苯磺酸钙(calcium dobesilate, CaD)对顺铂(cisplatin, CP)致人肾近端小管上皮细胞(HK-2)凋亡的影响并探讨其可能的作用机制。利用顺铂诱导建立HK-2凋亡模型,采用CCK-8法检测CaD对HK-2增殖的影响;用流式细胞术检测细胞凋亡;用活性氧(reactive oxygen species, ROS)检测观察氧化应激水平;用JC-1法测线粒体膜电位;利用Western blot法检测顺铂诱导HK-2的p53、caspase-3、bcl-2和bax蛋白表达水平;用ELISA法检测肾损伤因子1 (kidney injury molecule-1, KIM-1)、中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白(neutrophil gelatinase associated lipocalin, NGAL)的表达。研究显示, CaD能够降低顺铂引起的氧化应激水平,抑制细胞凋亡。顺铂可上调p53、caspase-3、 bax、KIM-1及NGAL的蛋白表达,降低bcl-2的表达。使用CaD可明显减少KIM-1、NGAL、p53、caspase-3和bax蛋白水平,促使bcl-2表达水平升高。此研究结果表明, CaD可通过抑制HK-2凋亡减轻顺铂诱导的肾小管上皮细胞损伤,其作用机制可能与调控bax/bcl-2/caspase-3凋亡信号通路有关。
UHPLC法测定经典名方清金化痰汤物质基准中多指标成分的含量

建立超高效液相色谱测定经典名方清金化痰汤物质基准中多指标成分含量的方法。采用Waters cortecs T3色谱柱(150 mm×2.1 mm, 1.6 μm),以0.04%磷酸水(A)-乙腈(B)为流动相,进行梯度洗脱,流速为0.3 mL·min~(-1),柱温为25 ℃, DAD检测波长为238、280 nm。该色谱条件下,各成分色谱峰完全分离且峰形良好,各待测成分的线性关系良好(r>0.999),重复性、稳定性良好,回收率在92.5%~104.7%之间。本实验所建立的方法简便、准确、可靠,为清金化痰汤物质基准的质量评价提供了科学依据,为其开发和标准制定提供了参考。
N-乙酰天冬氨酸在中枢神经系统中的研究进展

N-乙酰天冬氨酸(N-acetylaspartate, NAA)是一种在大脑中大量存在的代谢物。NAA作为一种反映神经系统功能情况的重要标志物,广泛应用于核磁共振波谱(proton magnetic resonance spectroscopy, 1H MRS)技术对脑内代谢产物的分析中。NAA在神经元内的线粒体内合成,进入少突胶质细胞内代谢,或在神经元内合成N-乙酰天冬氨酰谷氨酸(N-acetylaspartylglutamate, NAAG),经星形胶质细胞摄取分解。研究发现, NAA与多种中枢神经系统疾病相关,包括Canavan疾病、多发性硬化以及抑郁症、精神分裂症等精神疾病,因此, NAA可能作为这些疾病的生物标志物,其相关酶可能作为治疗靶点进行药物筛选。本文将从NAA分子机制研究入手,介绍NAA在脑内的生成、代谢与转运过程,阐述其可能发挥的生理作用,并对NAA在中枢神经系统疾病中的相关研究进展进行综述,探讨NAA在疾病的预测、诊断方面的前景,以及可能成为难治性疾病突破口的靶向治疗方式。
贵州省地热深井开放式思维高质量成井综合技术

贵州省深部地热钻井开发,目前仍然是坚持只针对性钻取地质论证所确定深部目的层(主要位于2000 ~ 3500 m深度)的传统做法。受贵州省地质结构复杂和地球物理成果解释水平双重影响,在这个深度上,钻井实际揭露的地层、水文结果往往跟论证预测情况差别巨大,因此地热深井失败率较高。地热深井成本高昂,失败时损失严重,所以亟需研究新的成井方式。通过实践,打破传统思维藩篱,总结出“开放式思维高质量成井综合技术”,该技术是将全井作为综合系统考虑,从施工前到施工全过程,充分分析全井所有可能的有利层位,通过预留上部层位、分段固井、射孔放水、注酸洗井、压裂以及深部循环取热等多种方式进行全井地热水的综合利用,达到提高成井率的效果。研究成果对于喀斯特地区地热新能源钻探开发具有重要借鉴作用。
原位研究Cu/Sn-37Pb/Cu微焊点液-固电迁移行为

利用同步辐射实时成像技术原位研究了Cu/Sn-37Pb/Cu微焊点在185 ℃、1×104 A/cm~2电流密度条件下液-固电迁移过程中Pb原子的扩散迁移行为及其析出机制。在微焊点加热熔化阶段,Pb原子向阳极定向迁移并聚集形成富Pb相,其厚度随时间的延长而增大;在保温阶段,阳极的富Pb相部分溶解,Pb原子反向扩散至阴极,最终钎料内部形成两相平衡组织;在冷却凝固阶段,Pb原子再次向阳极定向迁移,直至凝固,最终钎料内部形成三相组织:富Pb相、Sn-Pb相和富Sn相。基于加热阶段富Pb相的生长动力学,计算获得Pb原子在185 ℃下的有效电荷数(Z*)为-3.20,为Pb原子的电迁移方向提供了判断依据。Pb原子在电迁移中的反常迁移行为归因于电迁移通量(J_(em))与化学势通量(J_(chem))的竞争机制。
中国西北干旱区土地沙漠化敏感性时空格局

土地沙漠化敏感性评估是沙漠化监测的重要内容之一,也是研究如何防止和治理沙漠化的重要课题。本文以中国西北干旱区作为研究区,利用遥感技术和GIS空间分析技术为支撑,通过构建“土壤-地形-水文-气候-植被”沙漠化敏感性综合评价指标体系,并借助空间距离模型计算了沙漠化敏感性指数,进而定量评估2000年、2005年、2010年和2017年西北干旱区土地沙漠化敏感性的时空演变特征,在此基础上引入地理探测器等方法对其主要驱动因素进行了深入分析。研究结果表明:①地形、土壤、气候、植被和水文等5个方面相互影响,彼此制约,共同构成中国西北干旱区沙漠化敏感性分布和变化的本底条件;②西北干旱区沙漠化敏感性总体上呈现周边低、内部高的分布特征,低敏感区主要分布在阿尔泰山、天山、昆仑山、阿尔金山和祁连山等地,而高敏感区则主要分布在准噶尔盆地、塔里木盆地和内蒙古高原等大部分地区,包括塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠腹地。沙漠化敏感性的空间分布具有显著的区域性,高敏感区和低敏感区界限分明、分布集中;③从时空演变看,2000年以来沙漠化敏感性变化以稳定型占据主导,而整体上敏感性表现为缓慢降低趋势,说明潜在沙漠化区域逐年减少,区域沙漠化治理工作取得了一定成效;④西北干旱区的各驱动因素中,土壤及气候起直接作用,是最主要的影响因素,而植被是改变沙漠化敏感性最活跃、最基本的因素。除此之外,地形的分布和水文的变化对沙漠化敏感性起到一定的限制作用,而社会经济因素是影响区域沙漠化敏感性最为快速的因素,且经济发展对促进区域沙漠化敏感性的增长作用有逐渐加强的趋势。从整体来看,中国西北干旱区土地沙漠化得到了有效遏制,沙漠化治理工作取得了积极成效,但在全球气候变化加强和社会经济发展进入新常态的大背景下,中国沙漠化监测评估和治理工作仍然任重而道远。
湘中杏枫山金矿床流体包裹体特征及其对矿床成因的指示

杏枫山金矿是湘中盆地典型的石英脉型金矿床,矿床位于白马山复式岩体的外接触带,主要赋存于新元古界板岩-千枚岩中。为了查明杏枫山金矿床的成矿流体特征,并揭示其矿床成因,本文在对该金矿的矿床地质特征、矿物共生关系进行了野外调查和室内镜下研究的基础上,利用岩相学、显微测温以及激光拉曼显微探针分析等技术手段,对该金矿的不同期次石英中的包裹体开展了系统研究。研究结果表明:成矿期石英脉呈席状产出,其流体包裹体以富液相为主,含少数富气相包裹体和CO_2包裹体,流体包裹体的均一温度在220~420℃范围内,盐度为0.35%~11.94% NaCl_(eqv);成矿后石英中流体包裹体的均一温度和盐度均明显小于成矿期。该金矿床的成矿流体属中高温、贫CO_2的还原性H_2O-NaCl(±KCl)-CO_2-CH_4-N_2体系,减压沸腾作用造成成矿流体的氧逸度、pH值改变,是导致该区金矿石沉淀的主要原因。湘中杏枫山金矿的成矿温度高,成矿压力较小,成矿流体及地质特征均明显有别于国内外典型的造山型金矿床。结合其围岩蚀变类型和矿物共生组合等特征,可推断杏枫山金矿床属于与侵入岩有关的金矿体系(IRGS)。