mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
废弃农药厂重金属污染土风险评价及焙烧修复效果研究
为探讨废弃农药厂遗留土壤重金属污染程度,并针对该污染土探究焙烧法修复效果,基于潜在生态危害指数法对焙烧修复效果进行评价。采集浙江某废弃农药厂遗留污染土,采用XRF分析仪测定土壤中重金属元素总量和有效态含量,分析该区域土壤重金属污染特征,通过焙烧法对污染土进行修复。结果表明:该污染场地内重金属污染主要由Zn、Cu、Co、Cr、V、Pb构成,其中Zn、V、Pb元素总量和有效态含量均低于浙江省金衢盆区域背景值,而Cu、Co、Cr元素总量和有效态含量均超出背景值,已构成污染;基于重金属有效态含量的潜在生态风险评价结果显示,该场地已达到第4级别生态危害程度(很强);焙烧试验表明,400 ℃焙烧1 h为该污染土壤的最优焙烧条件,该条件下Cu、Cr元素对应的潜在生态风险系数明显降低,潜在生态风险评价结果已降低到第2级(中等),污染场地达到较低的危害程度,但仍需进一步修复Co元素对环境的影响。焙烧修复作为一种简单且高效的修复技术,不仅能作为一种常规的修复手段,同样适用于重金属污染土紧急修复项目,具有广阔的前景。
琼东南盆地陵水北坡LS13-2区勘探思路与突破方向
琼东南盆地陵水凹陷南坡已发现了中央峡谷千亿方级气田,证实了陵水凹陷为富生烃凹陷。而陵水凹陷北坡LS13-2区的岩性圈闭勘探虽然也取得了"点"上的突破,但"见气不见田",勘探效果不佳。为了明确该地区的油气富集规律和有利区带,以含油气盆地分析为基础,聚焦关键成藏要素,提出了新的勘探思路,并明确了有利成藏区带。研究结果表明:工区成藏条件整体有利,具备 "充足烃源、规模储层、高效输导、整体保存"的大-中型油气田形成基础,但对于中新统岩性圈闭勘探来讲,也存在"烃源岩主排烃期早于圈闭定型期,断层垂向输导能力低"的不利因素,据此建立了"早期成藏、岩性圈闭、断-砂输导"三元勘探评价要素,并评价认为探区西部断坡海底扇带具备"原生油气藏、规模岩性圈闭、断-砂高效输导"的有利成藏条件,为最有利成藏区带。
京津冀2000-2021年地表水面积时空变化及其影响因素
[目的]分析京津冀地区各市2000-2021年地表水面积的时空变化趋势、典型湿地的地表水空间形态演变及影响因素,为该区域水资源保护及合理开发利用提供科学参考。[方法]利用JRC全球地表水产品数据集提取2000-2021年京津冀各市不同类型的地表水,分析京津冀各市近22a地表水面积时空变化趋势,利用形态学空间格局分析模型(MSPA)分析典型区域白洋淀、七里海湿地的地表水空间形态演变,结合气候和人类活动数据,采用相关性分析法,阐明不同城市地表水时空变化的驱动机制。[结果]①从时间上看,2000-2021年京津冀永久性水体面积整体呈下降趋势,而季节性水体面积整体呈增长趋势。从空间上看,地表水面积动态度减少的重心区域主要集中在都市圈北京、天津、廊坊等城市,而南北方向上"南水北调"中线沿线城市邯郸市、邢台市、石家庄市等城市地表水面积动态度呈现增加趋势。②近22a白洋淀核心湿地地表水面积在2000-2005年逐渐减少,2005年后开始逐渐增加。七里海的核心湿地面积在2000-2010年逐渐减少,2010年后开始逐渐增加。③京津冀南部城市最大水体面积与降水量呈正相关,而东部沿海城市呈负相关,显示人类活动与自然补给之间的不平衡性。北京市、承德市、唐山市的用水量与最大地表水面积之间存在显著正相关,显示跨流域调水和生态补水的影响较大。而秦皇岛和天津市则表现为显著负相关和极显著负相关,显示地下水超采对地表水资源有着不利影响。[结论]地表水面积变化受气候和人类活动的显著影响,未来京津冀应通过跨流域调水、节水宣传、生态恢复和减少地下水的开采,有效保护地表水资源,以应对气候和人类活动的影响。
面间煤柱与顺槽“掘-充-留”一体化科学问题与技术
我国将煤炭作为兜底保障能源的局面短期内无法改变,仍将长时间面临煤炭资源保护与煤基固废利用率低的难题。通过创新采掘方法,同时实现提高煤炭资源回采率、规模化处置煤基固废,为煤炭行业绿色可持续发展提供了新途径。在深入调研煤炭资源开采技术发展现状的基础上,提出了煤矿“掘-充-留”掘进新工法。从大断面巷道快速掘进、连续高效充填和巷道安全留设3个方面,通过理论分析、数值模拟等手段,系统论述了“掘-充-留”工法的科学问题和关键技术,研究结果表明:①针对大断面巷道快速掘进、掘进工作面围岩稳定性控制等工程难题,凝练了煤岩特性与掘进机截割参数匹配机制、覆岩载荷空间传递机制与围岩变形机理、锚杆/索-顶板相互作用关系及支护机制3个科学难题,构建了以掘进区地质环境超前实时感知、落-装-运煤多工序智能协同作业、钻锚支架随掘随支围岩时效控制和大断面巷道防漏风及通风优化为核心的技术体系; ②从大断面巷道承载体系及时构建及其承载性能调控两个方面凝练了连续高效充填的科学问题,包括充填体-煤层-锚杆/索协同承载机制、多元固废基充填材料水化固结机制,明晰充填体物理力学特性时空演化规律,建立了充填空间安全高效搭建、充填材料工作性能调控、充填材料流动-固结感知为核心的连续高效充填关键技术体系,相关理论与技术的突破可以为充填材料的原材料优选及配比设计、添加剂开发/选型及工作性能调控、掘进速率及充填步距优化设计、充填体固结监测等提供基础理论依据;③基于巷道安全留设及全生命周期内围岩易断裂、易片帮和易损伤等关键难题,阐述了巷道围岩应力场时空分布特征、巷道变形与损伤演化机制、巷道围岩工程质量监测与稳定性调控理论3个科学问题,形成了以巷道围岩稳定性智能预警、巷道围岩变形控制为核心的关键技术体系。开展煤矿“掘-充-留”工法的科学研究与工程示范,实现固废规模化处置-面间煤柱高效回收-顺槽快速掘进的协同,可以推动煤炭行业绿色低碳转型发展。
日盲紫外辐射的大气传输与大气温度关系的理论模型
近些年来,日盲紫外探测在电力检测方面得应用越来越广泛。本文基于大气温度轮廓线与国际公认的大气传输特性模拟软件包MODTRAN,针对大气温度对日盲紫外大气传输的影响进行模拟分析,通过分波长分析与曲线拟合,最终得出大气温度对紫外大气传输的关系式,并通过实验验证了所建立的关系式的准确性。通过模拟关系式,可以对大气温度对大气传输进行量化分析,促进日盲紫外在大气传输的特性研究,提高电晕检测的准确度。
节水改造前后永济灌域地下水环境时空变化特征
地下水是我国西北干旱半干旱区的重要资源,而大规模的节水改造工程势必造成地下水环境的变化。本文从时空概率分布角度,探索了河套灌区永济灌域节水改造前(1998-2000年)、初期(2001-2006年)、中期(2007-2012年)和后期(2013-2018年)地下水埋深和地下水矿化度的时空变化特征,并运用指示Kriging法分析了节水改造前后不同阈值条件下地下水埋深和矿化度的空间概率分布规律。结果表明:(1)随着节水改造工程的推进,地下水埋深和矿化度均呈增加趋势,节水改造后期(2013-2018年)较节水改造前(1998-2000年)平均埋深增加了0.36 m,矿化度增加了1.37 g·L~(-1)。(2)空间尺度上,节水改造后期33%的浅埋地下水(地下水埋深<2.0 m)高概率区(发生概率在0.5以上)过渡为深埋地下水的高概率区,且受城镇化影响(开采利用量大),中南部和北部地下水埋深增加显著;矿化度<2.5 g·L~(-1)和≥3.0 g·L~(-1)的高概率区分别扩大了17%和4%,即研究区中南部地下水趋于淡化,北部及东西边缘部趋于矿化。(3)21 a年均深埋地下水(地下水埋深≥2.0 m)高概率区占总面积的39%,主要集中于中南部地区;矿化度<2.5 g·L~(-1)的高概率区面积占67%,≥3.0 g·L~(-1)的高概率区面积占比27%且集中分布于北部地区。节水改造增加了地下水埋深(有效降低了地下水位),虽矿化度呈增加趋势,但矿化地区多集中于各排干附近,建议进一步完善排水系统。
含微分平坦控制的柔直输电系统稳定性分析
交流系统不对称运行时换流站控制参数不合理的取值会影响柔性直流输电系统稳定运行。为此,首先提出不对称工况下含微分平坦控制的换流站小信号模型,同时结合模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)内部特性、环流抑制器以及直流线路等各子部分的动态模型,建立两端柔性直流输电系统全局小信号模型;然后在此基础上,依据微分平坦控制器内、外环控制参数根轨迹的变化情况,分析其对系统稳定性的影响,确定其合理取值范围;最后在PSCAD/EMTDC中搭建含微分平坦控制的两端柔性直流输电测试系统,验证所提小信号模型以及结论的正确性,为实际工程中控制器参数整定提供理论依据。
考虑碳排效益的含可再生能源柔性配电网自适应鲁棒优化运行策略
为了提高可再生能源的消纳水平、降低碳排放量、提高配电网的运行经济性,文章提出了一种考虑碳排效益的含可再生能源柔性配电网自适应两阶段鲁棒优化运行策略。首先,结合绿证-阶梯碳交易机制,考虑配电网运行成本与绿色能源交易成本,并基于风光出力的不确定性,建立了考虑最恶劣场景下的两阶段鲁棒优化运行模型,在此基础上,结合线性化手段将非线性模型转化成混合整数二阶锥规划;其次,利用自适应不确定算子合理调节系统的鲁棒性,采用高效的列与约束生成(Column and Constraint Generation, C&CG)算法进行求解;最后,在IEEE-33节点系统中进行算例分析。结果表明,所提策略不仅可以有效提高柔性配电网系统应对不确定性的能力,而且在实现系统经济性的同时兼顾了环保性,有助于柔性配电网多维协调发展。
基于综合分析方法的变压器故障诊断技术与软件开发
针对当前单一的分析方法难以全面诊断变压器各种可能存在的故障类型,采用综合分析方法进行变压器故障诊断。研发变压器光谱气体采集和分析系统,得到各种气体含量;进而采用改良三比值法、大卫三角形法和立方体图示法三种综合方法进行变压器故障诊断。开发了基于综合分析方法的变压器诊断分析软件。该故障诊断软件包含运行状态、历史数据、谱图和数据与诊断四大功能模块。现场应用证明了基于综合分析方法的变压器故障诊断技术的有效性。
基于InVEST模型的钱江源国家公园生态系统服务评估及权衡协同关系研究
探究近30年钱江源国家公园生态系统服务演变规律,衡量生态系统服务之间的权衡协同关系,为钱江源国家公园的生态资产管理和生态环境保护提供理论依据。基于InVEST模型对1990~2020年钱江源国家公园的水资源供给、土壤保持、固碳释氧、生境质量等4种生态系统服务展开评估,并探究其时空演变规律,利用权衡协同度模型(ESTD)分析各生态系统服务间的权衡协同关系。结果表明: (1)研究区的生态系统服务总量呈上升趋势,其中水资源供给服务由1990年的2.39×10~7 m~3下降至2000年的1.92×10~7 m~3,再到2020年上升至3.74×10~7 m~3,土壤保持、固碳释氧与生境质量服务的物质量持续上升; (2)从空间格局来看,水资源供给服务的空间格局变化明显,其余生态系统服务的时空演变格局较稳定。园内生态系统服务的Ⅳ类热点区面积由1990年的7.78 km~2增加至2020年的12.75 km~2; (3)研究区生态系统服务间的关系以协同为主,协同关系主要出现于土壤保持、固碳释氧、生境质量三者之间,权衡关系则存在于水资源供给与其他三种服务之间; (4)土地利用类型的转变、特定生态系统服务相关条件的改变、相关政策与专项规划的实施、人类活动的干扰是影响钱江源国家公园生态系统服务空间格局及权衡协同关系的主要因素。近30年钱江源国家公园生态系统服务的时空演变格局及权衡协同关系变化显著,主导的影响因素为土地覆盖变化,当前园区整体生态系统服务呈西部高、东部低的空间格局,未来应重点关注园区的功能分区优化,逐步探索与完善国家公园管理体系,着力平衡生态资源保护与人类社会经济发展之间的关系。
沙芥不同部位水浸液自毒作用研究
采用室内培养皿生物测定的方法,研究了不同浓度的沙芥叶、果皮、枝条水浸提液的自毒作用。结果表明:沙芥自毒效应的总体趋势为水浸提液浓度越高,抑制作用越强;高于0.15 g/mL的浓度处理,均显著降低了沙芥种子发芽率、发芽指数、苗高、根长、幼苗鲜重及干重。在0~0.10 g/mL的浓度范围内,水浸提液对沙芥种子萌发及幼苗生长抑制作用不明显。随着水浸提液浓度升高,SOD与POD酶活性降低,而CAT酶活性呈先升后降的趋势,丙二醛(MDA)含量则持续增加。不同部位水浸提液的自毒作用强弱表现为叶>果皮>枝条。沙芥不同部位自毒作用是沙芥连作障碍的重要因素。
计及阶梯式碳交易的风光氢储微电网低碳经济配置方法
在双碳大背景下,为提高微电网的自供电能力、稳定性和低碳经济性,提出一种计及阶梯式碳交易的风光氢储微电网低碳经济配置方法。首先引入电-氢混合储能系统,构建风光氢储交直流微电网的拓扑结构;通过在配置模型中引入阶梯式碳交易机制,建立以等年值综合成本最小为优化目标的低碳经济配置模型;结合交直流微电网的运行控制策略及基于粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)的优化配置算法,求解微电网配置方案。结果表明,相较于传统方案,计及阶梯式碳交易和分时电价的优化配置方案年碳排放量减少了46.07%,自平衡率提高了1.86%,证明所提出的优化配置方案可提高微电网的自供电能力,增加系统的经济效益。
宁夏植被碳汇能力时空变化及驱动力的多维探测
开展区域植被碳汇时空变化及驱动力分析,对提升植被固碳能力、助力国家碳中和起到关键作用。基于宁夏MODIS遥感数据和土壤微生物呼吸方程,综合应用随机森林、地理探测器和空间偏相关分析,探讨不同空间尺度植被碳汇的时空演变特征及主要驱动因素,为宁夏黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设提供科学依据。结果表明:2000-2020年宁夏植被碳汇能力呈整体增加(南部>中部>北部)、局部显著减弱的变化趋势(北部银川平原、石嘴山市、沙坡头区等城市中心显著减弱);宁夏全域植被碳汇主要受自然因子及其交互作用影响,植被、植被∩气候、植被∩高程为主要驱动力,其次是人文因子的国内生产总值(GDP)和土地利用类型;其中植被归一化指数(NDVI)与降水量的非线性增强交互作用对植被碳汇能力的驱动力最高(84.8%);就不同区域而言,北部引黄灌区主要是植被、人口密度、植被∩人口密度、植被∩气候为主要驱动力;中部干旱带和南部山区的主要驱动力为植被、气候、植被∩气候和植被∩GDP。
热带气旋预报性能及指标综合评述
热带气旋(TC)位居全球十大自然灾害之首,受到世界范围内的广泛重视。为了解当前国际上TC预报的整体水平,更好地审视我国TC预报的进展及在国际上的位置,基于主要国家和国际机构的TC预报性能评估项目,本文对近年来各预报中心的TC业务预报水平进行了客观对比分析。结果表明,过去十几年来,我国的TC路径预报水平有大幅度提高,已经跻身世界先进行列。各国对TC强度预报性能的提升预计还会经历一个漫长的过程,未来台风风雨预报的评估发展值得期待。
MMC-HVDC系统换流器桥臂短路故障暂态特性分析
桥臂短路故障是模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统中的严重故障。在换流器不闭锁和闭锁这2种情况下对桥臂短路故障的暂态特性进行分析:针对换流器不闭锁的情况,对两端换流器的桥臂电气量暂态特性进行较为全面的阐述,重点分析了桥臂短路电流的组成;针对换流器的闭锁情况,建立了桥臂短路电流通路的电路模型,推导了桥臂短路电流的解析表达式,分析了系统交直流侧电压电流的动态变化过程并给出了桥臂短路故障的保护配置方案。基于PSCAD/EMTDC搭建双端MMC-HVDC仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性和保护配置的有效性。对桥臂短路故障暂态特性进行分析可为MMCHVDC系统换流器保护区的保护配置方案提供参考。
融合路网-电网信息的电动汽车充放电行为引导与调控策略
在智慧城市理念快速发展的背景下,电动汽车(EV)无引导的出行与无序的充放电行为影响着电力-交通耦合网络的安全高效运行。针对此问题,提出一种融合路网-电网信息的EV充放电行为引导与调控两阶段优化策略。首先,分析电力-交通耦合网络的交互影响因素和方式,提出EV充放电出行路径引导和调控架构;其次,提出融合路网-电网信息的EV充放电出行决策电价动态更新策略,并建立计及用户时间-经济成本的EV充放电出行路径决策优化模型;然后,兼顾多方主体利益,建立EV充放电调控模型;最后,仿真结果表明,所提策略能够综合考虑路网和电网实时运行状态,充分挖掘EV在路径引导与充放电调控过程中的可调潜力,实现系统协调运行和多方共赢。
江西柘林水库春季浮游藻类、叶绿素a与环境因子的分布、关系及意义
江西柘林水库是长江中游的大型峡谷型旅游性水库,库容79.2×10~8 m~3,长115 km. 2015年4月在56 km的中心库区走航和定点测量了水库表层水体浮游藻类、叶绿素a(Chl.a)浓度与溶解无机氮(DIN)浓度、溶解无机磷(DIP)浓度、溶解硅(DSi)浓度、水温、浊度和溶解氧浓度等环境因子的分布特征. 结果表明: 1)水库属于中营养水体,表层主要浮游藻类(细胞丰度>1000 cells/L)有34种,平均生物量为0.41 mg/L. 主要优势藻类(优势度≥0.02)为硅藻和蓝藻,藻类组成与DIN浓度、DIP浓度、DSi浓度和水温等环境因子关系密切,4种因子对藻类结构的解释水平达60%以上. 2)水库水体Chl. a浓度具有显著的次表层叶绿素最大值(SCM)现象,SCM层深度为3~8 m,厚度为2~7 m,SCM层占整个水体的25.2%~ 74.1%. SCM层的藻类对营养盐吸收消耗致使DIN、DIP和DSi浓度下降,同时藻类的产氧使溶解氧浓度增加. 3)水库对DSi具有显著的生物过滤器效应,中、上层约有11%~12%的DSi被生物吸收利用,从上游至下游,累积约有21%的DSi被藻类吸收沉降于库底. 4)人类氮、磷排放对水库生态和水质有严重影响,毗邻县城区域水体的Chl.a和DIP浓度分别是自然河段的2.9倍和3倍左右.
基于空载试验数据和UMEC的单相四柱换流变压器饱和模型研究和有效性验证
为了准确快捷地对单相四柱换流变压器进行电磁暂态仿真,提出了一种基于空载试验数据和统一磁路(unified magnetic equivalent circuit,UMEC)模型的单相四柱换流变压器饱和模型。基于UMEC磁路模型,推导了单相四柱换流变压器的关联矩阵、电感矩阵和铁芯磁导的求解方法。在考虑饱和情况时,以非线性电阻与非线性电感的并联来模拟励磁支路,通过空载试验数据,得到励磁支路的u-iR和u-iL瞬时值的分段线性化曲线,以此来模拟铁芯损耗和磁导的非线性。该方法基于UMEC模型,计算速度快效率高,且通过空载试验数据整体考虑了铁芯主柱、铁轭、旁柱和旁轭磁导的非线性,精度较高。最后应用该方法对缩比模型以及产品级单相四柱换流变压器在正常工况与直流偏磁条件下进行仿真计算,并与实验测量做对比,证明了该模型具有较高精度。
基于五元件谐振网络的宽增益直流变换器
LLC三元件谐振变换器受自身结构限制,增益对负载变化敏感、调压范围与转换效率相互制约,且只能通过基波传输功率。对此,该文提出了一种基于LLC-LC五元件谐振网络的宽增益直流变换器,采用多模式倍压整流单元和脉宽调制方式,获得与负载解耦的宽增益;同时,通过五元件谐振网络传输3次谐波功率,提高了变换器的效率。最后,采用PLECS建立仿真模型并制作一台200 W实验样机,仿真和实验结果验证了所提直流变换器拓扑及其调制方法的有效性,归一化增益范围为1~4,转换效率达到92.5%。
基于特征挖掘的indRNN光伏发电功率预测
光伏发电功率有明显的随机性、波动性和间歇性。准确地预测光伏发电功率对电网有序运行和调度有着极其重要的意义。本文提出一种基于特征挖掘的独立循环神经网络光伏发电功率预测模型。首先,探究环境因素与光伏发电功率的关系,并构造相应特征;然后,以构造后特征作为输入,输入到独立循环神经网络模型进行训练和预测;接着,用独立循环神经网络模型与传统循环神经网络和长短期记忆神经网络模型进行对比,独立循环神经网络模型不仅具有更强的记忆能力,更快的训练速度,同时也改善了循环神经网络的梯度弥散或爆炸问题;最后,采用实际光伏电站数据进行验证,验证了特征构造和独立循环神经网络模型的优越性,证明了特征构造后的独立循环神经网络模型预测精度比其他模型方法有显著提高。
考虑安控措施的交直流电力系统动态等值边界确定方法
特高压交直流电网的快速发展使得故障对系统的冲击由局部化转向全局化,因此有必要对系统进行暂态安全评估以提高供电可靠性。为了能在安全评估中准确模拟交直流系统发生故障后的动态特性及响应,并减小仿真规模及计算量,需对系统进行动态等值。提出了一种综合考虑交直流连锁故障及采取安控措施的交直流电力系统动态等值边界的确定方法,基于图论利用Dijkstra算法自动获取不同故障条件下的等值边界,根据误差要求调整等值区域,为不同预想故障下的不同动态等值模型的建立提供一个较为合理的等值边界。最后,基于IEEE 39节点标准系统构造的两区四直流互联电网与山东电网的模型,验证了所提方法的有效性。
基于SRP模型的西南喀斯特山区生态脆弱性时空变化特征
生态脆弱性评价作为可持续发展的核心要素之一,对区域生态管理和决策具有重要意义。基于SRP模型,选择人类活动、经济发展、地形、气象、土壤、植被状况、植被生产力等指标构建西南喀斯特山区生态脆弱性评价框架,通过熵权法确定指标权重,分析该区2000-2018年不同地貌区、海拔梯度的生态脆弱性时空变化特征。结果表明: (1)研究区生态系统由中度-重度脆弱性转变为轻度-中度脆弱性,生态脆弱性在空间上呈北高南低、中部高四周低的分布特征,其变化呈显著下降趋势。(2)不同地貌区生态脆弱性指数(EVI)均呈下降趋势,且差异较大,岩溶高原区的生态环境最为脆弱,而其他喀斯特地貌区的生态环境较为脆弱,非喀斯特地貌区生态环境最好。(3)不同海拔梯度EVI均呈下降趋势,而低山丘陵、低中山、中高山的EVI差异较小,高山区的EVI远高于前三个海拔梯度,高山区生态环境最为脆弱,低山丘陵区域的生态环境最好。
线激光光条中心内部推进提取算法
线结构光三维测量系统被广泛应用在物体测量、目标检测和焊接等众多领域,而激光光条中心的提取是该系统的关键技术之一。鉴于此,提出一种新的自适应阈值光条中心提取算法,即内部推进算法。所提算法不仅提取速度快,而且具有较好的精度和鲁棒性。所提算法根据激光光条在图像中的分布特点,通过所提的内部推进方法在光条内部沿光条中心向前或向后推进,避免对图像内不含光条区域的访问,从而提高算法速度。所提算法通过改进的Otsu自适阈值算法在内部推进中不断地更新阈值以计算中心。实验结果表明,所提算法具有提取速度快、算法复杂度低、鲁棒性好、精度高和抗噪性良好等优点。
秸秆带状覆盖对旱地冬小麦产量及土壤水热利用的调控效应
秸秆带状覆盖技术是一种利用玉米整秸秆进行局部覆盖种植的新型旱地覆盖栽培技术.为明确西北黄土高原典型旱作条件下秸秆带状覆盖对冬麦田土壤水热动态特征和产量的影响,在2013-2016年3个生长季,比较了秸秆带状覆盖(BSC)、免耕秸秆覆盖(NTS)、全膜覆土穴播(PFM)和露地种植(CK)下麦田土壤水温动态、小麦耗水特征、产量和水分利用效率的差异.结果表明: PFM显著增加了拔节前5~20 cm土壤温度,而BSC和NTS的增温效应主要在越冬期,但拔节后3种覆盖方式均具有显著的降温效应.BSC和PFM显著提高休闲期土壤蓄水效果,BSC显著改善全生育期0~ 200 cm土壤墒情,但PFM和NTS对生育期土壤墒情的改善主要集中在抽穗期以前,抽穗后PFM土壤墒情逐渐低于CK.BSC和PFM在保持周年耗水与CK无显著差异的基础上,显著提高生育期耗水量,增加拔节至开花期阶段耗水量,促进对120 cm以下土壤水分的利用.与CK相比,BSC、NTS和PFM显著增加单位面积穗数和成熟期生物量,籽粒产量分别显著增加19%~52%、14%~30%和15%~ 60%,周年水分利用效率分别显著提高19%~61%、14%~31%和15%~ 58%.BSC取得与PFM相近的产量和水分利用效率双增潜力.综合冬小麦产量、水温利用状况、周年耗水等因素,BSC是一种高产高效且利于西北旱作农业可持续发展的种植方式.
动静载荷作用下矿井底板断层突水机制研究
断层突水是矿井生产中的重大灾害之一,针对矿井底板含水断层和保护层的空间位置关系,利用断裂力学理论建立了动静荷载、开挖卸荷和承压水共同作用下断层突水的力学模型,推导了断层发生活化的临界水压计算公式,并分析了临界水压的影响因素。结果表明:临界水压随断层长度的增加而减小,随卸荷系数的增加而减小,随侧压系数的增加而增加,随摩擦系数的增加而增大;临界水压随断层角度和动荷载的变化较为复杂,动荷载会促进或抑制断层的活化;断层活化是矿井底板发生突水的必要条件;断层贯通保护层未贯通距离H是发生底板突水的充分条件;推导了断底板保护层未贯通段的最小安全厚度H,并通过一组地质数据,验证了理论推导结果的合理与可靠性。
多电压等级直流配电网平均动态相量建模及稳定性分析
为了精确实现多电压等级直流配电网的稳定性评估和时域模拟,提高系统分析效率,提出基于双有源全桥(DAB)直流变压器电流重构的多电压等级直流配电网平均动态相量建模方法。以系统中各变量的动态相量作为状态和输入变量,并通过忽略其高次分量,降低模型的复杂性。引入误差修正,将等效移相占空比作为修正后的代数变量,降低忽略高次动态相量所引起的偏差,实现对平均动态相量模型中直流变量的准确表征;采用傅里叶级数对模型无法精确描述的变压器电流进行重构,实现对平均动态相量模型中交流变量的准确表征。在单个DAB变压器平均相量模型基础上,引入直流线路方程,形成可拓展的系统全局模型。分析对比基于MATLAB/Simulink的多电压等级直流配电网平均动态相量模型和电磁暂态模型,在负荷突增和断线故障2种场景下证明所提出的平均动态相量模型和电流重构方法的正确性和准确性,并在变压器频率和漏感变化时,验证了系统全局模型的稳定性。
中国南方五峰组—龙马溪组页岩气差异富集特征与控制因素
中国南方地区五峰组—龙马溪组页岩气2019年产量154×10~8m~3,已成为全球第二大页岩气产区。基于来自中国南方威远、长宁、涪陵及巫溪等地区典型钻井与露头剖面的1000余件五峰组—龙马溪组页岩样品数据,综合分析页岩气差异富集特征,探讨其主要控制因素。研究表明我国南方五峰组—龙马溪组页岩气在纵向上和区域上均具有一定差异富集特征,具体表现在:纵向上集中发育甜点段,区域上甜点段厚度、含气量、TOC含量等关键参数存在着较大变化,其中长宁与涪陵地区较优;不同地区的五峰组—龙马溪组页岩含气量与TOC含量均具有较好正相关性,指示着有机质丰度(TOC含量)是影响页岩气富集程度(含气量)的关键因素;五峰组—龙马溪组页岩沉积时期的海洋表层水体总体高生产力,是有机质大量生成的重要前提条件;在断裂带发育较弱的构造稳定区域,硫化缺氧的水体条件是控制页岩气纵向上甜点段及区域上甜点区形成的关键因素,即页岩气差异富集的关键因素。
面向提升绿证需求的跨区互联系统经济低碳调度策略
中国高比例可再生能源并网引起的电力系统弃电问题愈发严重。为提升系统运行中可再生能源消纳率,文中提出一种面向提升绿证需求的跨区互联系统经济低碳调度策略。首先,针对送端发电互补特性和受端系统调峰能力对跨区互联系统进行建模。其次,建立面向提升绿证购买需求的绿证-碳联合交易模型,实现了绿证购买者从售电企业到火电机组的转换,同时针对绿证交易模型,提出基于绿证供需关系的绿证交易定价机制,通过价格信号灵活调整绿证购买量。最后,考虑送端风电不确定性带来的风险成本,建立以跨区互联系统总成本最小为目标的日前优化调度模型。仿真算例表明,文中所提调度策略可促进可再生能源跨区消纳,改善系统运行经济性,降低碳排放。
1961—2010年讨赖河山区径流变化特征及其驱动因素
以1961—2010年讨赖河山区气温、降水和径流资料为基础,综合运用线性趋势、距平百分比、重标极差、Mann-Kendall突变检测、小波变换和多元线性回归等多种数理分析方法,研究了讨赖河山区径流的年内和年际变化规律,并探讨了气候变化和人类活动对径流变化的影响。结果表明:径流年内分配极不均匀且呈单峰型分布,汛期径流占年径流的比重为62.11%。径流经历了“丰-枯-丰-枯”4次波动,在1984年发生由多到少的显著性突变,但整体呈不显著减少趋势且具有持久性。径流在22年准周期上振荡最为明显,经历了“少-多-少-多-少-多-少”7次循环交替,2010—2015年径流可能再次偏多。近50年来山区气温呈“稳定波动-快速上升”变化,降水量呈显著增加趋势,但山区降水转化为径流的比例减少。气温升高和降水量增加引起的蒸散发增加,同时气候变化和人类活动共同作用下的地表覆盖类型的变化均对径流变化产生影响。
基于因子分析法的公路洪灾模糊概率综合评价模型
为有效开展公路洪灾防灾减灾工作,需构建科学合理的公路洪灾评价模型。根据公路洪灾的致灾因素多样性与模糊性的特点,结合文献资料分析,初选公路洪灾的评价指标,并运用因子分析法遴选出主控因子;采用层次分析法(AHP)确定主控因子的权重系数,并结合模糊概率理论,建立基于因子分析法的公路洪灾模糊概率综合评价模型。选取云南省22条泥石流沟基础数据对评价模型进行检验。检验结果表明:该模型将经典评价方法中的10个评价指标缩减为5个,评价结果与实际情况相吻合。
几起典型电力系统谐振案例分析
文中详细分析了几起电力系统谐振典型案例,总结了系统谐振产生的条件,以及在系统谐振期间反映在GIS设备上产生的多种异常特征,并分析了如何通过观察这些异常现象迅速做出定性判断,从而采取正确有效手段消除隐患,避免设备损坏,保证系统安全运行。同时文中对后续采取的抑制谐振措施也进行了详细的论述说明,为提高电力系统稳定运行和避免谐振故障提供参考。
基于调峰能力评估的省间调峰互济交易模式
电网负荷峰谷差不断增大和跨区域输电的发展导致负荷低谷时段的调峰问题日益突出。提出一种电网低谷时段调峰能力评估模型,对研究周期内大容量燃煤机组启停次数和最小下调功率裕度进行优化,同时考虑机组运行的各类约束和电网负荷约束,实现电网低谷时段调峰能力的量化评估。基于不同电网间调峰能力的差异性,提出一种省间调峰互济交易机制,分析了低谷交易和峰谷打捆交易两种交易模式,并在调峰能力评估的基础上提出了调峰不足电网的调峰需求量确定方法。算例分析表明,所提出的方法能有效评估电网调峰能力,所提出的省间调峰互济交易模式具有可行性和有效性。
考虑低压台区柔性互联的配电网最大供电能力
"双碳"目标下,配电网将承载分布式发电、电动汽车、电采暖等低碳技术的大规模应用,面临着承载能力不足、负载不均衡以及电能质量等问题的严峻挑战,而低压台区柔性互联技术被认为是应对上述挑战的有效手段。因此,研究了考虑低压台区柔性互联的配电网最大供电能力(TSC)。首先,给出了考虑台区柔性互联的配电网典型结构以及运行方式,建立了考虑柔性互联设备多端口潮流灵活分配、负荷多级转供的配电网TSC模型;其次,针对所提TSC模型的非线性非凸特征,提出了基于分支定界算法的模型求解方法;然后,计算了实际台区柔性互联配电网算例的TSC,并进行N-1安全性校验;最后,观测了不同低压柔性互联设备容量下TSC数值的变化规律,给出了台区柔性互联配电网的规划运行建议,为低压台区柔性互联技术在配电网的大规模应用提供了理论基础。
基于Inception模块与改进GRU的混凝土坝变形预测模型
针对现有基于经典线性回归方法或浅层机器学习技术的混凝土坝变形预测模型在提取环境量因子复杂特征与学习变形环境量长期依赖关系上的不足,提出了基于Inception模块与自注意力机制改进的门控循环单元(GRU)的混凝土坝变形预测模型。该模型综合运用了Inception模块的特征提取能力和GRU的长期依赖性学习能力,可从不同尺度提取大坝环境量监测序列的特征并进行大坝变形的长期预测,同时通过引入注意力机制,降低了学习多种环境因子特征时的模型过拟合风险。某特高混凝土双曲拱坝工程实例验证结果表明,该模型在典型监测点的预测性能都优于其他常用的浅层或深度学习模型,可用于混凝土坝变形预测。
耕地利用转型与县域城镇化的耦合作用及其影响因素分析——以河南省为例
耕地利用转型与县域城镇化之间存在复杂的交互耦合关系,开展两者的耦合研究对促进耕地可持续利用和县域城镇化高质量发展具有重要意义。在厘清耕地利用转型与县域城镇化的耦合作用机制基础上,选取河南省为案例区,采用耦合协调度模型、PVAR模型等方法探究两者的耦合作用关系及其影响因素。结果表明:(1)2000-2020年河南省耕地利用转型经历先下降后上升的演变过程,并且呈现日益均衡的空间分布特征。(2)河南省县域城镇化水平逐渐上升,并且呈现"大集聚、小分散"的空间发展格局。(3)河南省耕地利用转型与县域城镇化耦合协调度的整体水平不断上升,并且呈现日益均衡的空间演化趋势;但是,耕地利用转型与县域城镇化的良好协调区域数量仍然较少,两者的耦合协调度有待进一步提升。(4)河南省耕地利用转型与县域城镇化的耦合协调度受自然、经济、社会、政府等多维因素的综合影响,各影响因素贡献程度和影响效应有所不同。其中,海拔、产业集聚、人口密度、公共财政支出的贡献程度相对较高;产业集聚、公共财政支出等对耦合协调度提升具有显著的正向作用,而海拔、人口密度等具有显著的负向作用。
水氮耦合对膜下滴灌红花生长发育及产量的影响
【目的】研究水氮耦合对膜下滴灌红花生长发育、干物质积累量和产量的影响。【方法】采用裂区试验设计,以灌水量水平为主区。播前施基肥磷酸二铵(总养分64%,N - P_2O_5 = 18 - 46) 150 kg/hm~2,氧化钾(30%) 75 kg/hm~2。设灌水量(W)和施氮量(N) 2个因素,3个灌水量水平: W_1 : 1 200 m~3/hm~2 (低灌量) 、W_2 : 1 500 m~3/hm~2 (中灌量)和W_3 : 1 800 m~3/hm~2 (高灌量); 3个施氮量水平: N_0 :不施氮(空白) 、N_1 : 300 kg/hm~2 (传统施氮量)和N_2 : 600 kg/hm~2 (高施氮量) 。测定不同处理下红花的农艺性状、干物质积累量和产量,评估不同水氮耦合处理对红花生长发育和产量影响。【结果】适宜的灌溉量和施肥量对红花生长发育有显著的促进作用,W_2N_0和W_2N_1处理下红花的株高、分枝数和叶片数等农艺性状均显著高于其他处理,其中W_2N_1处理下红花干物质积累速率及积累量、单株果球数和每果粒数均达到最高水平,花丝产量和籽粒产量在W_2处理下均比W_1和W_3处理显著增加了8.09%和20.84%,但在N_1和N_2处理下差异较小,却均比N_0处理显著增加了10.69%和25.66%。【结论】中灌量和传统施肥量处理W_2N_1 (灌溉量1 500 m~3/hm~2及施肥量300 kg/hm~2)最优,可以促进红花的生长发育、提高水肥利用效率、增加干物质积累、协调产量构成因素,达到高产优质。
一种中压配电网单相断线接地复故障诊断方法
针对小电流接地配电系统中单相断线接地复合故障(SLGF-LB)隐蔽性高、难以准确识别的问题,为了有效识别单相断线接地复合故障,使用对称分量法分析中压侧单相断线接地复合故障和单相接地故障(SLGF)在配电变压器二次侧出口端的电气特征,提出一种基于低压侧三相电压幅值的中压配电网单相断线接地复合故障诊断方法。该方法以幅值的平均值区分单相断线接地复合故障和单相接地故障,通过三相电压幅值检测断线故障相,且诊断结果不受过渡电阻、中性点接地方式以及线路长度等网络参数的影响。然后分析了测量误差、电压谐波畸变和分布式电源接入等影响因素所造成的误差,对以上提出的故障诊断算法进行了修正。仿真实验结果表明,无论小电流接地配电网处于任何运行工况下,该算法均能够准确检测单相断线接地复合故障并识别故障相。
秸秆还田与水氮管理对水稻氮素利用及土壤理化性质的影响
在川西平原稻油轮作典型的砂质壤土区,设置不同秸秆还田方式(堆腐还田和直接还田)、灌溉方式(淹灌和有氧灌溉)和施氮水平(0、75、150、225 kg/hm~2)的3因素裂区试验,分析秸秆还田与水氮管理对水稻氮素利用特征与土壤理化性质的影响。结果表明:秸秆还田与水氮管理对主要生育时期水稻氮素积累、结实期(抽穗和成熟期)氮素转运与利用、稻谷产量及成熟期稻田耕层(0~20 cm)土壤脲酶活性、铵态氮和硝态氮质量分数均存在显著或极显著的互作效应;秸秆堆腐还田对水稻氮素利用和产量及土壤理化性质的调控作用显著高于秸秆直接还田的,同一水氮管理下,成熟期植株和籽粒氮积累量分别提高了9.7%~32.9%和7.5%~45.3%,增产7.3%~18.5%,各生育期的平均土壤脲酶活性提高4.8%~9.7%;同一秸秆还田和施氮量处理下,相比于淹灌处理,有氧灌溉能不同程度的提高产量和氮肥表观利用率,并能提高多数处理的氮肥农学利用率、土壤铵态氮和硝态氮质量分数及脲酶活性;同一秸秆还田和灌溉方式,随着氮肥用量的增加,水稻氮肥表观利用率、农学利用率、产量、各器官(除2017年成熟期的穗外)和植株的氮素积累量及抽穗至成熟期茎鞘的氮素转运量、转运率、贡献率、土壤脲酶活性和硝态氮质量分数均先增加,施氮量为150 kg/hm~2时最高,继续增加施氮量,这些指标反而降低。本研究条件下,油菜秸秆堆腐还田和有氧灌溉与配施150 kg/hm~2氮肥的综合管理模式可有效增强结实期土壤耕层脲酶活性,提高植株氮素积累量、结实期茎鞘的氮素转运量和转运率,从而促进水稻产量及氮肥利用率的同步提高。
电网电压对称骤升下DFIG的HVRT协调控制策略
为解决双馈风电机组(DFIG)中的高电压穿越(HVRT)问题,保证持续并网运行,提出在DFIG转子侧变流器引入附加阻抗控制,网侧变流器采用双闭环矢量控制,电网发生故障后,根据电网电压骤升幅度吸收部分无功功率,当电网电压对称骤升至1.3倍额定电压时,启动风电场已有无功补偿装置发出感性无功功率.通过上述协调控制策略抑制DFIG定、转子过电压、过电流及电磁转矩波动,减小了系统冲击,实现了DFIG的HVRT能力,缓解了大规模风电机组脱网问题.在Matlab/Simulink上进行仿真,验证了所提策略的有效性和可行性.
南方红豆杉人工林针叶C、N、P化学计量特征
【目的】研究南方红豆杉人工林针叶C、N、P生态化学计量和养分重吸收特征,揭示南方红豆杉的养分限制格局和养分高效利用策略,为南方红豆杉人工林的高质量种植栽培提供理论依据。【方法】以9年生南方红豆杉人工林为研究对象,通过测定其针叶碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量,分析针叶的生态化学计量、养分重吸收率及其相互关系。【结果】南方红豆杉针叶C、N、P平均含量分别为479.67、22.52和2.21 g/ kg,碳氮质量比(C∶N)、碳磷质量比(C∶P)、氮磷质量比(N∶P)分别为21.74、226.25和10.55;N与P、C含量均呈极显著正相关,P与C含量呈显著正相关;生长季中,南方红豆杉针叶C含量最稳定,变异系数为3.90%,P含量的变异系数(22.43%)大于N(15.34%)。研究区南方红豆杉在生长季(6-11月)针叶C与N含量均表现为先平缓上升后显著下降趋势,8月达到高峰并持续到9月,C含量10月最低,N含量11月最低;P含量则表现为先显著上升后显著下降的趋势,在9月达到峰值,且显著大于其他各月份;针叶中C∶N和N∶P的变化比C∶P更稳定,且P含量决定了C∶P和N∶P的动态变化。南方红豆杉针叶N重吸收率和P重吸收率分别为19.33%和22.16%,且P重吸收率与衰老叶P含量、C∶P呈显著负相关,与N∶P呈显著正相关。【结论】研究区内,9年生南方红豆杉人工林针叶具备较好的C储存能力和养分资源竞争力,N、P重吸收率较低,养分在针叶中的驻留时间较长,生长未受到N、P限制。
基于校准窗口集成与耦合市场特征的可解释双层日前电价预测
随着电力市场之间耦合程度不断加深,只局限于单个市场内部的传统特征集不足以支撑高精度预测的需求。而且模型预测性能对校准窗口的选择敏感,而传统电价预测仅使用一个固定时间长度的数据集,同时预测模型的"黑盒"结构导致预测结果在工程应用中可信度偏低。针对上述问题,该文提出一种考虑校准窗口集成与耦合市场特征的可解释双层日前电价预测框架。内层框架为基于改进自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition,ICEEMDAN)的择优预测,首先分解原始电价序列,然后应用Lasso估计回归(lasso estimated autoregressive,LEAR)、长期和短期时间序列网络(long-term and short-term time-series networks,LSTNet)、卷积神经网络-长短记忆神经网络(convolutional neural networks-long short term memory, CNN-LSTM) 、移动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)和核极限学习机(kernel extreme learning machines,KELM)模型预测子序列并选择最优预测算法。外层框架为基于贝叶斯模型平均(bayes model averaging,BMA)的校准窗口集成预测,针对每个不同校准窗口长度数据集下的预测分配权重并集成得到预测电价。最后,通过可解释方法沙普利加性解释模型(shapley additive explanations,SHAP)分析耦合市场特征如何影响预测电价。该文通过北欧电力市场数据集的算例分析证明了所提算法的优越性和校准窗口集成方案的有效性。
基于GaN的开关线性复合高速随动脉冲负载直流变换器
有源相控阵雷达发射机收发组件工作在高频脉冲负载模式,这对其供电电源的负载动态性能提出了很高要求。该文针对高速负载切换的二次DC-DC电源,提出开关线性复合并联结构的脉冲负载变换器及其相应的控制策略。基于器件级环路建模的方法有效提升了线性稳压电路的环路带宽,使其进行快速功率跟踪,并设计基于GaN的低阻抗交错并联Buck变换器,使其以较快的速度高效地提供主要脉冲功率。针对重复频率50 kHz、峰值功率120 W的高频模拟雷达脉冲负载,该文搭建脉冲电流上升下降时间50 ns以内的脉冲电源原理样机,输出电压跌落小于5%。实验结果表明所提方法能够有效改善脉冲电源的动态性能。
基于解析灵敏度的不平衡配电系统分布式发电出力优化
分布式能源的渗透率不断提升,使得主动配电系统的不平衡性远远高于传统配电网。文中研究了以网损最小化和分布式发电(DG)出力最大化为目标函数的不平衡配电系统DG出力优化模型。首先,基于不动点定理的不平衡线性潮流模型,推导了以电压为决策变量的网损对于DG出力的灵敏度解析表达式,将其引入不平衡配电系统DG出力的一般单目标优化数学模型。然后,提出了考虑DG出力最大化的多目标优化模型并给出了比例系数的调制方式。最后,通过算例仿真验证了所提方法的有效性。
基于复系数滑模观测器的永磁同步电机位置估计误差抑制
采用sigmoid函数的传统滑模观测器能够有效抑制滑模抖振,但反电动势的估计值与实际值之间存在幅值和相位偏差。为了抑制估计反电动势相位滞后导致的位置估计误差,首先根据观测器模型,分析了传统滑模观测器的位置估计误差产生机理。其次,利用两相静止坐标系的相位关系在传统滑模观测器中引入复系数电流误差项,构造了一种复系数滑模观测器以消除估计反电动势的相位滞后,从而提高无位置传感器控制系统的位置估计精度。最后,根据李亚普诺夫稳定性理论和观测器状态方程分析了复系数滑模观测器的稳定条件和动态性能。理论分析和实验结果表明:所提出的复系数滑模观测器结构简单、运算量低,能够有效抑制估计反电动势相位滞后的问题,提高转子位置估计精度。
新疆绿洲土地利用隐性形态与土地生态安全协调特征--以伊犁河谷为例
伊犁河谷是维护新疆土地生态安全的重要生态保障区,其土地利用与土地生态安全相协调对区域可持续发展有重要意义。以2005-2020年土地利用数据为基础,采用综合指数模型、改进的耦合协调度模型和灰色关联度模型等方法对伊犁河谷2005-2020年土地利用隐性形态、土地生态安全时空特征以及两者协调特征进行研究。结果表明:(1)2005-2020年伊犁河谷各县市土地利用隐性形态指数总体上缓慢提升,大体呈现以伊宁市为中心,向四周辐射降低的发展态势。(2)2005-2020年伊犁河谷土地生态安全水平表现为波动增长趋势,并与土地利用隐性形态变化密切相关。(3)2005-2020年伊犁河谷土地利用隐性形态与土地生态安全为高耦合关系,中心城市协调性高于边缘城市。(4)伊犁河谷土地利用隐性形态与土地生态安全协调发展程度主要受土地产出效益、土地开发强度、土地产权变化和生态环境的影响。
“ 十三五” 期间赣州市环境空气质量特征及变化趋势
为科学谋划赣州市“十四五”期间大气污染防治工作,重点对赣州市“十三五”期间整体空气质量变化情况,以及影响赣州市优良天数的两个重要参数——臭氧(O_3)和细颗粒物(PM_(2.5))的污染规律进行了分析。结果表明,赣州市“十三五”期间空气质量改善明显,优良天数整体增加。O_3浓度和O_3超标天数占总污染天数的比例整体均呈现波动上升趋势,对空气质量综合指数的贡献率逐年增加;高浓度O_3污染通常发生在干燥、高温条件下,高发期主要集中在4-5月和7-11月,空间分布呈西高东低的特点,与2018年大气污染源排放清单中挥发性有机物(VOCs)的排放量分布情况较为一致。PM_(2.5)浓度呈逐年下降趋势,在2019年和2020年达到国家空气质量二级标准;PM_(2.5)污染天数在2016年同比增加26 d,而后逐年减少,其中2020年较2015年减少了12 d;PM_(2.5)浓度的季节变化特征整体呈现为冬季高、春秋次之、夏季低,空间分布特征与O_3类似。建议赣州市在“十四五”期间以PM_(2.5)和O_3协同治理为主要思路,继续深入打好蓝天保卫战。
沁水盆地郑庄区块煤层气井产出水化学成分演变及其高产响应
煤层气井产出水的化学成分变化对煤层气高产具有重要的指示作用。以沁水盆地郑庄区块进入稳定排采阶段的煤层气直井产出水为研究对象,长期跟踪采样与测试,开展矿化度和主要离子特征分析,探讨产出水的化学特征及其对煤层气井高产的响应机制,取得了一些对生产实践具有参考价值的认识:①在煤层气井进入稳产阶段后,产出水的矿化度为2000~3000mg/L,化学类型主要为Na-HCO_3型,反映出具有较好的水文地质封闭环境;②在排采过程中,由于郑庄区块的矿化度中心迁移,引起各采区产出水的矿化度以及Na~+ +K~+和HCO_3~-等主要组成离子含量随排采时间的推进总体呈不同幅度的“W”型,其中,郑1采区、郑3采区、郑4采区和东采区矿化度的波动幅度相比于区块的平均矿化度分别表现出增大、减小、先小后大和先大后小的特征;③随着排采的推进,在相对高产的郑3采区和郑4采区,Ca~(2+) 、Cl-含量分别与气水比呈正、负线性相关关系,且郑3采区的变化率明显高于郑4采区,而在其他采区,相关性则不明显;④构建了两种煤层气高产的产出水地球化学特征响应模式,即随产气效率增加,煤层中水溶CO_2的增加促进了方解石脉的溶解,致使Ca~(2+)富集,而水化的Cl-通过煤中的极性含氮官能团与显微组分反应可增加形成有机配合物的机率,致使Cl-消耗。
面向新能源就地消纳的园区储能与电价协调优化方法
为促进园区新能源就地消纳,充分利用电价的优化调节能力和储能作为灵活资源的调节手段,提出一种储能与电价协调优化方法,构建双层源荷储协调优化模型以提高新能源就地消纳能力。首先,上层优化模型根据预测的净负荷功率曲线对分时时段进行划分,以园区运营商收益最大为目标对分时电价进行优化;其次,在下层优化模型中计及储能电池的容量损耗,综合考虑运营商成本和新能源消纳能力,以新能源就地消纳率最大为目标对储能进行优化配置。在此基础上,提出飞蛾火焰优化-粒子群优化(MFO-PSO)智能优化算法对模型进行求解。最后,算例分析验证了所提方法能够有效促进新能源就地消纳,并提高储能配置的经济性。
基于MCE-CA-Markov模型的森林景观格局演变和模拟预测--以宁乡市为例
【目的】通过分析景观格局动态变化特征,模拟预测未来的森林景观格局,为区域景观资源优化配置及森林城市创建提供参考。【方法】选择宁乡市为研究区域,以2009、2013、2017年3期Landsat遥感影像解译结果为基础,采用转移矩阵和景观指数对2009-2017年森林景观格局动态变化进行分析,结合高程、坡度、河流、道路、GDP和行政中心6个影响因子,构建MCE-CA-Markov模型,对2021年宁乡市森林景观格局进行模拟预测。【结果】1)2009-2017年,宁乡市森林景观类型以乔木林地和耕地为主,其面积占比从35.95%和51.27%变化为37.13%和49.67%。2)2009-2017年,乔木林地和建设用地显著增加,主要来源于耕地和其他林地,表明城镇化进程加快,森林资源得到有效管理;耕地减少速度明显减缓,得益于保护耕地的力度加强。3)2009-2017年,乔木林地、耕地和建设用地的斑块破碎化程度显著升高,各森林景观类型呈均衡化趋势分布,景观聚集度下降,景观异质性朝着多样性发展。4)2017年森林景观分类预测值和2017年森林景观分类实际值的Kappa系数为0.83,满足精度要求。5)预测结果显示,2021年宁乡市耕地和建设用地面积增加,林地面积减少。【结论】运用MCE-CA-Markov模型模拟森林景观格局演变是可行的,解析省会次中心城市土地开发利用背景下森林景观格局的演变规律,可为同类型区域森林景观格局演变和模拟预测提供参考。
基于输入阻抗谱的电力电缆本体局部缺陷类型识别及定位
为解决局部放电(PD)法和反射系数谱(RCS)法在电力电缆本体局部缺陷类型识别及定位方面存在的不足,提出一种基于输入阻抗谱的电力电缆本体局部缺陷类型识别及定位方法。首先,依据电力电缆分布参数模型,通过仿真分析,得到含有容性/感性缺陷的电力电缆输入阻抗谱特征。然后,运用电力电缆输入阻抗谱、Kaiser窗实现对电力电缆局部缺陷的高灵敏度定位,得到具有直观性的定位谱图。最后,在实验室13m长的电力电缆上制作两种局部缺陷样本(铜屏蔽层缺损缺陷与热老化缺陷),用于验证所提方法的有效性。仿真和实验结果表明,该方法对长度大于5cm或电容变化大于±5%的局部缺陷具有较高的识别灵敏度,不仅能对电力电缆本体局部缺陷类型进行识别,还能实现对微弱缺陷的有效定位。
人为干扰对猕猴桃园杂草多样性与土壤因子关系的影响
【目的】探讨人为干扰条件下猕猴桃园杂草多样性与土壤因子的关系,为制定合理的生态控草措施及保障果园绿色生产提供科学依据。【方法】分别设置对照和干扰样地,测定样地群落α-物种多样性指数和土壤化学指标,并利用冗余分析、典范对应分析和回归分析探讨"化学除草+人工除草"干扰对园内杂草多样性与土壤因子耦合关系的影响。【结果】① 5个对照样地共记录杂草15科24属25种,5个干扰样地共记录杂草14科18属19种,菊科、禾本科杂草丰富度较高;对照、干扰样地各自的4项多样性指数之间均无显著差异,但干扰使优势杂草由本土种稗转变为入侵种喜旱莲子草。②冗余分析显示,多样性指数与土壤pH呈负相关,且干扰使pH对杂草多样性的主导作用进一步增强;干扰样地中,速效磷与Simpson优势度指数(R~2 =0.957,P =0.042)、 Pielou均匀度指数(R~2 =0.989,P =0.010)之间均呈显著的"先上升后下降"二项式拟合关系。③典范对应分析显示,干扰加剧了杂草的斑块化聚集分布,使决定杂草物种分布的主导因子由pH、速效钾转变为速效磷、硝态氮,且导致诸多杂草对硝态氮产生趋避行为;典范对应分析排序图中,马唐、龙葵均与喜旱莲子草的位置相接近。【结论】通过土壤改良保持较高pH及速效磷含量、利用果园生草技术种植抗逆性强的本土种以应对喜旱莲子草入侵、及时拔除喜硝杂草均有助于猕猴桃园杂草防控提质增效。
三维CT血管造影辅助血管定位设计游离腓动脉穿支皮瓣修复前足背软组织缺损
目的探讨三维CT血管造影(3D-CTA)辅助血管定位设计游离腓动脉穿支皮瓣修复前足背软组织缺损的临床疗效。方法采用回顾性病例系列研究分析2015年2月至2019年1月中国人民解放军陆军第八十集团军医院收治的17例前足背软组织缺损患者的临床资料,其中男11例,女6例;年龄16~65岁[(39.2±9.7)岁]。软组织缺损面积为3.0 cm×2.0 cm~10.0 cm×7.0 cm,皮瓣切取面积为3.5 cm×2.5 cm~10.5 cm×7.5 cm。术前行3D-CTA检查选取合适的穿支血管,根据检查结果及创面情况设计个性化皮瓣。I期采用腓动脉穿支皮瓣移植修复10例,Ⅱ期扩创后采用腓动脉穿支皮瓣移植修复7例。比较术前3D-CTA检查所测量的穿支动脉的管径、穿支起始点至外踝尖垂直距离、穿支起始点至小腿外缘水平距离与术中实际测量值。术后观察皮瓣成活及血管危象情况。术前及术后6个月依照美国足踝外科协会(AOFAS)踝-后足评分评定患者足部功能。术后6个月依照皮瓣疗效满意度评分评定皮瓣修复效果,依照英国医学研究会(BMRC)等感觉功能评价标准评定皮瓣区域感觉功能。观察供区创面愈合及影响运动功能等情况。结果患者均获随访6~12个月[(9.6± 2.3)个月]。术前3D-CTA检查所测量的穿支动脉的管径、穿支起始点至外踝尖垂直距离、穿支起始点至小腿外缘水平距离与术中实际测量值差异均无统计学意义(P>0.05)。皮瓣全部成活,无血管危象发生。术后6个月AOFAS踝-后足评分为(84.0±7.9)分,高于术前的(51.3±8.2)分(P<0.05),其中优12例,良5例。术后6个月皮瓣厚度与周围皮肤平齐,不影响穿鞋,皮瓣疗效满意度评分达(8.7± 2.3)分,效果均满意;依照BMRC感觉功能评价标准,皮瓣感觉功能持续改善,10例患者达到S_3~S_4水平,两点辨别觉达(10.2±2.0)mm;7例患者达到S_2水平。供区切口均获得良好愈合,无明显瘢痕挛缩,供区肢体无关节运动功能受限。结论对于足部软组织缺损,3D-CTA辅助血管定位可术前个体化、精确化设计腓动脉穿支皮瓣并快速准确切取皮瓣,可促进软组织愈合和足部功能恢复。游离腓动脉穿支皮瓣不损伤主要动脉,供区损伤小,患者满意度高。
准噶尔盆地南缘不同坡向对短命植物生物量分配和化学计量特征的影响
短命植物是中国荒漠区系中重要的组成部分,坡向是准噶尔荒漠区最重要的地形因子之一,可能影响该地区短命植物的生物量和化学计量特征。该研究通过分析两种十字花科的短命植物涩荠(Malcolmia africana)和
抚育间伐强度对兴安落叶松林不同演替阶段水源涵养的影响
为深入了解兴安落叶松林水源涵养功能,探索抚育间伐对其的影响,为森林更好的经营提供理论依据,在大兴安岭4个试验区(幼龄林、中龄林、近成熟林和成熟林)分别按4种抚育间伐强度(对照、低强度间伐、中强度间伐、高强度间伐)设置16块样地Y0(0)、Y1(15%~ 20%)、Y2(25%~ 30%)、Y3(35%~ 40%)、M0(0)、M1(15%~ 20%)、M2(25%~ 30%)、M3(35%~ 40%)、N0(0)、N1(15%~ 20%)、N2(25%~ 30%)、N3(35%~ 40%)、R0(0)、R1(15%~ 20%)、R2(25%~ 30%)、R3(35%~ 40%)。运用描述性统计和差异性分析以及综合蓄水能力法对其林冠层、土壤层和枯落物层的水文效应综合分析,计算出各样地的总水源涵养量。结果表明: 4个演替阶段总水源涵养量又大到小为成熟林、近成熟林、中龄林、幼龄林的规律;总水源涵养量由大到小表现为R3(1121.38 t·hm~(-2))、R2(938.79 t·hm~(-2)))、R0(924.94 t·hm~(-2))、R1(913.59 t·hm~(-2))、N2(890.86 t·hm~(-2))、N3(873.76 t·hm~(-2))、M2(820.73 t·hm~(-2))、N0(810.79 t·hm~(-2))、N1(806.49 t·hm~(-2))、M1(732.19 t·hm~(-2))、M0(718.31 t·hm~(-2))、 M3(699.27 t·hm~(-2))、Y3(647.63 t·hm~(-2))、Y1(638.72 t·hm~(-2))、Y0(628.71 t·hm~(-2))、Y2(623.25 t·hm~(-2))。从总水源涵养量分析,在中龄林和近成熟林中采用中强度间伐(25%~ 35%)最好,在幼龄林中3种间伐强度对其影响不大,在成熟林中采用高强度间伐(35%~ 45%)最好;因此,在天然兴安落叶松林不同的演替阶段,采取适当强度的抚育间伐,能够有效的调整其水源涵养功能并使其达到最大。