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拒马河流域河流沉积物与土壤重金属含量及风险评价

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环境科学 2024年第5期45卷 2962-2970页

作者：韩双宝袁磊张秋霞郑焰李甫成哈尔滨工业大学环境学院哈尔滨150090 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心保定071051 南方科技大学环境科学与工程学院深圳518055

拒马河流域河流沉积物与土壤存在污染下游北京市和雄安新区生态环境的风险,为此,沿源头至张坊出山口采集河流沉积物与土壤样品,将样品进一步分为干流底泥(29件)、河岸土壤(27件)和农田土壤(26件)这3种类型,采用富集因子法和潜在生态风... 详细信息

拒马河流域河流沉积物与土壤存在污染下游北京市和雄安新区生态环境的风险,为此,沿源头至张坊出山口采集河流沉积物与土壤样品,将样品进一步分为干流底泥(29件)、河岸土壤(27件)和农田土壤(26件)这3种类型,采用富集因子法和潜在生态风险指数法开展了重金属富集特征与生态风险评价研究.结果表明,研究区河流沉积物与土壤Cd、Hg、Pb、Zn和Cu含量均值高于白洋淀底泥与河北省表层土壤含量均值,As、Cr和Ni含量则偏低.各重金属污染程度由高到低为:Cd>Hg>Pb>Zn>Cu>Cr>Ni>As,生态风险综合指数显示农田土壤和河岸土壤以轻微风险为主,其次为中度;干流底泥潜在生态风险则以中度、重度和严重为主,分别占比为35.5%、24.1%和24.1%,主要贡献因子为Cd和Hg.多元统计分析结果表明Cd、Pb、Zn和Cu主要污染源为工矿活动;Cr、Ni和As则主要由成土母岩风化控制,As还受农业活动等的影响;Hg则由工矿活动、母岩风化和大气降尘等复合污染源控制.总体上,研究区土壤重金属风险整体处于轻微等级,但台峪-司各庄-蓬头河段干流底泥中存在Cd等重金属明显富集的现象,环境监测、河道清淤与治理应以该河段为重点.

关键词：拒马河流域河流沉积物与土壤重金属来源解析生态风险

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吐鲁番乡村聚落空间演变特征研究

重庆建筑 2023年第9期22卷 9-13页

作者：张燕冶建明左双宝新疆石河子职业技术学院新疆石河子832000 石河子大学农学院新疆石河子832000

该文以吐鲁番乡村聚落为研究对象,选取2000年、2010年和2020年吐鲁番土地利用数据和DEM为主要数据源,运用位序-规模法则和GIS空间分析法,研究吐鲁番乡村聚落空间分布特征。结果显示:(1)吐鲁番乡村聚落扩展趋势与乡村位序-规模法则比较符... 详细信息

该文以吐鲁番乡村聚落为研究对象,选取2000年、2010年和2020年吐鲁番土地利用数据和DEM为主要数据源,运用位序-规模法则和GIS空间分析法,研究吐鲁番乡村聚落空间分布特征。结果显示:(1)吐鲁番乡村聚落扩展趋势与乡村位序-规模法则比较符合,聚落日益趋向于中小规模发展;(2)吐鲁番乡村聚落斑块随高程和坡度的变化呈现出偏左正态分布的趋势,密集分布在高程0~452m和坡度0°~3°区域;(3)吐鲁番乡村聚落主要集聚在主要道路与河流两侧。

关键词：聚落空间演变 GIS 吐鲁番

巢湖流域种植模式改变对养分表观平衡及土壤化学性质的影响

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农业资源与环境学报 2023年第4期40卷 772-781页

作者：周楠楠王京京王家嘉宋朝辉杨文斌左双宝王赢安徽师范大学生态与环境学院皖江流域退化生态系统的恢复与重建省部共建协同创新中心安徽芜湖241003 安徽省农业科学院土壤肥料研究所安徽养分循环与资源环境省级实验室合肥230001 安徽师范大学化学与材料科学学院分子基材料安徽省重点实验室安徽芜湖241003 巨石集团有限公司巨石复合材料研究院浙江桐乡314500

为明确巢湖流域内的农田养分平衡状况,制定面源污染防控措施,本研究以巢湖流域传统休耕-水稻种植模式(n=26)作为参照,选取该区域典型的大棚番茄-水稻轮作模式(由休耕-水稻种植模式转变而来,n=26)为研究对象,探究不同种植模式下的养分盈... 详细信息

为明确巢湖流域内的农田养分平衡状况,制定面源污染防控措施,本研究以巢湖流域传统休耕-水稻种植模式(n=26)作为参照,选取该区域典型的大棚番茄-水稻轮作模式(由休耕-水稻种植模式转变而来,n=26)为研究对象,探究不同种植模式下的养分盈亏状况,并分析种植模式改变对土壤化学性质的影响。结果表明,休耕-水稻种植模式下氮盈余34.02 kg·hm^(-2)·a^(-1),其盈余率为16.7%;磷和钾分别亏损2.96、13.71 kg·hm^(-2)·a^(-1),两者亏损率分别为9.1%和19.7%。大棚番茄-水稻轮作模式下氮、磷、钾盈余量分别为589.27、194.93、144.22 kg·hm^(-2)·a^(-1),三者盈余率分别为61.5%、66.4%、26.9%。长期大量施肥下,大棚番茄-水稻轮作导致土壤积累的硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量分别为休耕-水稻种植模式土壤的50.05、7.05、1.95倍和1.72倍。对比休耕-水稻种植模式,大棚番茄-水稻轮作模式下过量施用氮肥导致土壤pH平均下降了0.83个单位,电导率平均增加了0.73 mS·cm^(-1),该模式下土壤呈明显的酸化和盐渍化趋势。研究表明,当前巢湖流域大棚番茄-水稻轮作模式下的养分收支呈盈余状态,土壤积累了大量速效养分,存在一定的流失风险。

关键词：巢湖设施栽培养分平衡土壤酸化次生盐渍化

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柔性机械臂自适应神经网络反演控制

机械设计与制造 2024年第6期400卷 309-314页

作者：庞爱民王振马双宝武汉纺织大学机械工程与自动化学院湖北武汉430070 湖北省数字化纺织装备重点实验室湖北武汉430070

柔性机械臂系统是一类具有强耦合性的高阶非线性系统,动力学模型中通常包含一定的结构不确定性。针对结构不确定性所导致的轨迹跟踪控制复杂问题,提出一种基于RBF神经网络的自适应反演控制方法。首先分离出系统的已知信息部分和未知信... 详细信息

柔性机械臂系统是一类具有强耦合性的高阶非线性系统,动力学模型中通常包含一定的结构不确定性。针对结构不确定性所导致的轨迹跟踪控制复杂问题,提出一种基于RBF神经网络的自适应反演控制方法。首先分离出系统的已知信息部分和未知信息部分;而后通过反演法设计系统的轨迹跟踪控制器;再采用RBF神经网络对系统模型中的未知信息和虚拟控制量导数进行近似,设计基于RBF神经网络的自适应控制律,并通过Lyapunov理论证明了系统的稳定性。最后通过数值仿并与传统PD控制进行对比,结果表明该方法轨迹跟踪性能更优,跟踪精度提高了80%以上,证明了控制方法的有效性。

关键词：柔性机械臂反演法神经网络轨迹跟踪

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延长烤田时间减少紫云英翻压稻田甲烷排放

农业环境科学学报 2022年第8期41卷 1836-1845页

作者：王赢林余涛杨文斌王家嘉左双宝宋朝辉周楠楠安徽师范大学生态与环境学院皖江流域退化生态系统的恢复与重建省部共建协同创新中心安徽芜湖241003 安徽省农业科学院土壤肥料研究所安徽养分循环与资源环境省级实验室合肥230001 安徽师范大学化学与材料科学学院分子基材料安徽省重点实验室安徽芜湖241003 巨石集团有限公司巨石复合材料研究院浙江桐乡314500

为明确紫云英翻压还田模式对稻田甲烷(CH_(4))排放的影响,同时通过延长烤田时间的优化水分管理措施减少该模式下CH_(4)的排放,开展了连续5 a的田间定位试验(2016—2020年),设置4种处理:不施化肥+传统水分管理(分蘖末期排水烤田7 d,CK)... 详细信息

为明确紫云英翻压还田模式对稻田甲烷(CH_(4))排放的影响,同时通过延长烤田时间的优化水分管理措施减少该模式下CH_(4)的排放,开展了连续5 a的田间定位试验(2016—2020年),设置4种处理:不施化肥+传统水分管理(分蘖末期排水烤田7 d,CK)、常规单施化肥+传统水分管理(CF)、紫云英翻压+氮肥减施+传统水分管理(MF)、紫云英翻压+氮肥减施+优化水分管理(在传统基础上提前并增加5 d烤田时间,MFW)。结果显示:5 a间MF处理下水稻生长期CH_(4)排放量为542~658 kg·hm^(-2)·a^(-1),年均排放量相较CK和CF处理分别增加了156%~231%和133%~196%。与MF处理相比,MFW处理使2016、2017年和2019年的第一个CH_(4)排放高峰期(分蘖期)提前衰减,增加了2018年和2020年CH_(4)排放的衰减速率,年排放量显著下降了16.2%~28.5%(P<0.05)。与CF处理相比,MF处理下2018、2019、2020年的年产量分别显著增加了6.85%、10.25%和9.79%(P<0.05),并且MF处理明显降低了产量变异系数并提高了产量可持续性指数。MF和MFW处理下水稻产量没有显著差异。研究表明,紫云英翻压还田具有增产稳产的积极作用,但同时增加了CH_(4)的排放,而优化后的水分管理措施在保障水稻产量的基础上能够有效减少紫云英翻压稻田CH_(4)的排放。

关键词：紫云英水稻甲烷排放水分管理

金塔盆地鸳鸯池灌区地下水水化学特征及控制因素

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环境科学 2024年第4期45卷 2118-2128页

作者：王晓燕韩双宝张梦南尹德超吴玺安永会中国地质调查局水文地质环境地质调查中心保定071051 南方科技大学环境科学与工程学院深圳518055

为研究金塔盆地鸳鸯池灌区地下水水化学特征及控制因素,采集浅层地下水(201组)和中深层地下水(5组)样品,综合运用Piper三线图、Gibbs图、离子比值关系和因子分析等方法,分析了该区地下水水化学特征、水文地球化学过程以及影响因素.结果... 详细信息

为研究金塔盆地鸳鸯池灌区地下水水化学特征及控制因素,采集浅层地下水(201组)和中深层地下水(5组)样品,综合运用Piper三线图、Gibbs图、离子比值关系和因子分析等方法,分析了该区地下水水化学特征、水文地球化学过程以及影响因素.结果表明,研究区浅层孔隙水整体呈弱碱性,ρ(TDS)变化范围328.4~12 400 mg·L^(-1);阴阳离子分别以SO_(4)^(2-)和Mg^(2+)/Na^(+)为主.研究区地下水化学类型主要为HCO_(3)·SO_(4)-Mg型、SO_(4)·HCO_(3)-Mg型、SO_(4)-Mg·Na型和SO_(4)·Cl-Na·Mg型.中深层孔隙水p H均值为8.47,较浅层孔隙水高,属弱碱性水,ρ(TDS)变化范围339.0~493.8 mg·L^(-1),水化学类型主要为HCO_(3)·SO_(4)-Mg型.研究区地下水水化学特征受控于多种自然因素,包括岩石风化、蒸发浓缩和阳离子交换等,其中浅层孔隙水主要控制因素有溶滤和蒸发浓缩作用(贡献率为71.46%)、人类活动影响和碳酸盐岩溶解作用(贡献率为17.07%).

关键词：地下水水化学特征离子来源控制因素金塔盆地

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简谐激励下碰弹强化吸振器的特性试验研究

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 566-572,623页

作者：陈建恩董博康闫旭李双宝天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 天津理工大学机械工程学院天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384 中国民航大学理学院天津300300

为了提升传统纯立方吸振器的吸振效果并避免由高分支响应造成的失效,在纯立方吸振器的质量块两侧安装由碰撞板和弹簧组成的小型装置,构造出一种新型的碰弹强化吸振器。首先,设计并加工了由单自由度线性主振子和该吸振器构成的试验平台;... 详细信息

为了提升传统纯立方吸振器的吸振效果并避免由高分支响应造成的失效,在纯立方吸振器的质量块两侧安装由碰撞板和弹簧组成的小型装置,构造出一种新型的碰弹强化吸振器。首先,设计并加工了由单自由度线性主振子和该吸振器构成的试验平台;其次,对比研究了在简谐激励下连接碰弹强化吸振器与连接纯立方吸振器的主振子加速度响应的差异;最后,试验分析了吸振器的弹簧刚度和碰弹间隙两个参数对主振子加速度响应的影响。结果表明:碰弹强化吸振器具有优越的减振性能,可以改变整个系统的稳定性,并且能够抑制分岔的发生,消除系统在较大激励下的高分支响应;通过合理控制两个参数,碰弹强化吸振器可以得到更好的振动抑制效果。

关键词：非线性振动减振稳定性碰弹强化吸振器高分支

新疆玛纳斯河流域平原区地下水无机组分分布特征、源解析及健康风险评价

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环境科学 2024年

作者：康文辉周殷竹周金龙姜凤韩双宝雷米刘金巍新疆农业大学水利与土木工程学院新疆水文水资源工程技术研究中心新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室中国地质调查局水文地质环境地质调查中心

在新疆玛纳斯河流域地下水是日常生活、农业灌溉和工业生产用水的主要来源。为了探明地下水中无机组分的空间分布、来源及其对人体健康的负面影响，在玛纳斯河流域平原区共采集37组地下水样品，通过GIS克里金插值、PMF来源解析、Pearso... 详细信息

在新疆玛纳斯河流域地下水是日常生活、农业灌溉和工业生产用水的主要来源。为了探明地下水中无机组分的空间分布、来源及其对人体健康的负面影响，在玛纳斯河流域平原区共采集37组地下水样品，通过GIS克里金插值、PMF来源解析、Pearson相关性分析和健康风险评价模型分析地下水中无机组分的空间分布、来源和潜在健康风险。结果表明，区内地下水整体呈弱碱性。TDS和Cl–具有相似的分布特征，在平原区东部浓度较高；SO42–高值区主要分布在玛纳斯县周边以及古尔班通古特沙漠边缘；NO3–-N浓度变化受人类活动的影响较大，空间分布不均，高值区主要分布在城市区域；砷(As)、氟(F)和碘(I)是影响地下水质量的重要无机组分，分别有51.35%、45.95%和51.35%地下水超过《地下水质量标准》III类限值，超标区均分布于西岸大渠以北的低平原区，该区域地形坡度和水力坡度较小，含水层颗粒较细，地下水径流强度较弱，利于地下水中As、F和I的富集。源解析结果表明，地下水不同含水层具有相似的来源或者演化过程。无机组分的富集主要受控于溶滤-富集作用、地质条件-生活污水-农业灌溉的点源污染、农业活动、生活污水导致的点源污染、碱性还原环境和离子交换作用。健康风险评价结果表明显示，玛河流域平原区无潜在非致癌风险。地下水中的As是威胁人类健康的主要无机物，其对儿童和成人的非致癌风险可以忽略不计，而致癌风险则不可忽略，且儿童对其致癌风险更敏感。因此，玛河流域饮用水供水安全应更多地关注As暴露的影响，特别是对儿童的影响。

关键词：地下水无机组分空间分布源解析健康风险评价玛纳斯河流域平原区