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铁路路基挡墙碳减排方案优选及降碳策略研究

铁道科学与工程学报 2024年第9期21卷 3842-3853页

作者：鲍学英申中帅刘北胜李慧李子龙兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081

铁路路基挡墙在铁路路基全生命周期产生的碳排放不可忽视。为探析不同类型挡墙碳排放水平,选取3种典型挡墙展开研究,提取碳减排最优方案并剖析不同策略组合对其碳排放影响,进而提出碳减排综合策略。首先基于LCA理论,将加筋土挡墙、重力... 详细信息

铁路路基挡墙在铁路路基全生命周期产生的碳排放不可忽视。为探析不同类型挡墙碳排放水平,选取3种典型挡墙展开研究,提取碳减排最优方案并剖析不同策略组合对其碳排放影响,进而提出碳减排综合策略。首先基于LCA理论,将加筋土挡墙、重力式挡墙及土钉墙全生命周期碳排放分为建材生产、建材运输、施工建造与运营维护4个阶段,基于功能单位,利用碳排放因子法并依据碳排放计算模型测算各类型挡墙各阶段与总碳排放量。研究结果表明,加筋土挡墙因边坡植被固碳能力使其全生命周期表征出固碳效应,且固碳量为197.300 t,重力式挡墙与土钉墙总碳排放量分别为489.344 t和51.834t,故将加筋土挡墙作为碳减排最优方案。然后以加筋土挡墙为研究对象,提取其设计阶段碳排放影响因素,并利用敏感性分析方法识别出其碳排放最敏感的因素为边坡植被类型,其次为挡墙坡度。最后选取百喜草、结缕草、黑麦草3种植被与1∶0.4、1∶0.5、1∶0.6、1∶0.7这4种坡度,分析不同策略组合对加筋土挡墙全生命周期碳排放综合影响。研究表明,对碳汇能力较强的百喜草,降低坡度可提高全生命周期固碳量;对碳汇能力一般的结缕草,避免不利坡度以提高全生命周期固碳量;对碳汇能力较弱的黑麦草,提升坡度可提高挡墙全生命周期固碳量。研究成果可为铁路挡墙降碳设计提供理论依据。

关键词：铁路路基挡墙 LCA理论碳排放计算模型加筋土挡墙敏感性分析方法

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天拓五号卫星推进系统在轨故障诊断与定位方法

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国防科技大学学报 2024年第5期46卷 141-149页

作者：赵勇吴宗谕梁昊鹏绳涛申智帅周璇国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073 上海空间推进研究所上海201100 山东航天电子技术研究所山东烟台264000

为保障天拓五号卫星顺利开展在轨科学试验任务,使用失效模式与影响分析方法,从发生率、严重性等多个角度,对卫星推进系统各部组件可能存在的风险进行系统性、综合性评估。根据卫星推进系统的工作特点,分别针对其在轨工作状态及待机状态... 详细信息

为保障天拓五号卫星顺利开展在轨科学试验任务,使用失效模式与影响分析方法,从发生率、严重性等多个角度,对卫星推进系统各部组件可能存在的风险进行系统性、综合性评估。根据卫星推进系统的工作特点,分别针对其在轨工作状态及待机状态,提出一套系统的故障检测与定位方法。所提方法在在轨实践中验证了有效性,成功保障了天拓五号的在轨健康运行,并为后续卫星推进系统的故障诊断工作积累了宝贵经验。

关键词：天拓五号卫星推进系统在轨故障诊断与定位

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湿地关键带碳循环与碳源碳汇转化机制及碳交换量化模式

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地学前缘 2024年

作者：周念清郭梦申蔡奕陆帅帅刘晓群赵文刚同济大学土木工程学院湖南省水利水电科学研究院

湿地关键带碳源和碳汇的转化机制及其量化关系是研究湿地碳循环需要重点探讨和解决的科学问题。碳（C）是构成生命体的主要元素之一，在生态系统的物质循环和能量流动过程中发挥着极其重要的作用。湿地关键带作为地球关键带最活跃的组... 详细信息

湿地关键带碳源和碳汇的转化机制及其量化关系是研究湿地碳循环需要重点探讨和解决的科学问题。碳（C）是构成生命体的主要元素之一，在生态系统的物质循环和能量流动过程中发挥着极其重要的作用。湿地关键带作为地球关键带最活跃的组成部分，蕴含着大量的信息交换，需要通过信息提取、解译来研究C循环及其迁移转化信息互馈机制。C在湿地生态系统中具有“源”和“汇”的功能，涉及大气、土壤、植被、水和微生物作用，湿地关键带C循环对促进湿地生态环境保护至关重要。本文以湿地关键带C的生物地球化学循环特征为基础，分析了湿地关键带中C的赋存性态及C在植被-大气、根系-土壤、土壤-大气界面的迁移转化过程，阐释了影响湿地关键带C循环及迁移转化的主控因子和耦合作用机制，进一步探讨了 “减C源”和“增C汇”双向驱动下对实现“双碳”目标的积极作用。由此提出了未来的研究方向，应重点加强湿地关键带C的时空演化及生物地球化学循环影响机理分析，构建C循环量化模式，精准测定“碳源”和“碳汇”转化过程中的通量变化，量化湿地关键带 “碳汇”盈余，评价湿地关键带对“碳达峰”、“碳中和”的贡献度。

关键词：湿地关键带碳循环碳中和演进机制量化模式

基于助推理论的大都市低效工业用地减量化末端治理机制研究

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城市发展研究 2024年第7期31卷 30-38页

作者：周小平巩淑敏申端帅谷晓坤北京师范大学政府管理学院上海交通大学国际与公共事务学院上海交通大学中国城市治理研究院

在国土空间治理体系和治理能力现代化背景下，低效工业用地减量化治理有效缓解了大都市发展用地需求与供地指标矛盾，为城市可持续发展提供空间保障。基于助推理论，通过对上海市Q区Z镇实地调研分析发现，镇级地方政府在低效工业用地减... 详细信息

在国土空间治理体系和治理能力现代化背景下，低效工业用地减量化治理有效缓解了大都市发展用地需求与供地指标矛盾，为城市可持续发展提供空间保障。基于助推理论，通过对上海市Q区Z镇实地调研分析发现，镇级地方政府在低效工业用地减量化末端治理过程中将减量指标要求与柔性助推手段相结合，根据不同阶段的情境差异组合运用助推工具，干预和推动目标主体行为决策，有利于消解政策实施障碍。建议政府在低效工业用地减量化政策制定与执行过程中，基于企业、村集体等目标主体的复杂行为和心理特征，结合其多元利益诉求，优化调适政府治理行为，提升政策执行效果。

关键词：低效工业用地减量化末端治理助推理论城市治理案例研究

湖泊湿地潜流带沉积物碳氮磷生态化学计量特征

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地球科学 2024年

作者：陆帅帅周念清蔡奕郭梦申夏明锐刘科豪山红翠同济大学土木工程学院湖南省水利水电科学研究院

为了研究湖泊湿地潜流带沉积物中碳氮磷生态化学计量特征及其影响因素，在南洞庭湖湘江入湖口处湿地布设了4条监测剖面共16个钻孔，在0～10m深度范围内共采集沉积物样品156件进行参数测试。运用相关性分析、冗余分析和结构方程模型等方... 详细信息

为了研究湖泊湿地潜流带沉积物中碳氮磷生态化学计量特征及其影响因素，在南洞庭湖湘江入湖口处湿地布设了4条监测剖面共16个钻孔，在0～10m深度范围内共采集沉积物样品156件进行参数测试。运用相关性分析、冗余分析和结构方程模型等方法开展相关研究。结果表明，沉积物总碳（TC）、有机碳（SOC）、总氮（TN）和总磷（TP）含量均值分别为8.99、7.30、0.93和0.46 g/kg，具有随取样深度（H）增加而减小的特征。沉积物C/N、C/P和N/P的平均比值分别为10.46、46.51和5.06，具有很强的空间变异性。C/N和C/P较低说明有机氮和有机磷容易发生矿化作用，而较低的N/P则指示沉积物主要受到氮的限制。TC、SOC、TN、TP与H和氧化还原电位（Eh）显著负相关，与含水率（ω）显著正相关。H、Eh和ω是影响湿地沉积物碳氮磷含量及其生态化学计量特征的主要驱动因素。

关键词：南洞庭湖湿地潜流带碳氮磷生态化学计量特征驱动因素

洞庭湖湿地潜流带地下水中氮磷归趋过程及驱动机制分析

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水资源保护 2024年

作者：陆帅帅周念清蔡奕郭梦申赵文刚王在艾同济大学土木工程学院水利工程系湖南省水利水电科学研究院

为了揭示湿地潜流带地下水中氮(N)、磷(P)的归趋过程，以洞庭湖湘江入湖口附近湿地为典型研究区，定期采集地表水和地下水样进行水化学参数测试，采用熵权指数法进行水质评价，运用相关性分析和结构方程模型等方法研究理化参数对N、P迁... 详细信息

为了揭示湿地潜流带地下水中氮(N)、磷(P)的归趋过程，以洞庭湖湘江入湖口附近湿地为典型研究区，定期采集地表水和地下水样进行水化学参数测试，采用熵权指数法进行水质评价，运用相关性分析和结构方程模型等方法研究理化参数对N、P迁移转化的驱动机制。结果表明，58.8%的地下水样为Ⅳ类或Ⅴ类水，总氮(TN)、NH4+和总磷(TP)是主要的超标因子。地下水通常处于弱还原环境，N的迁移转化主要受矿化作用、反硝化作用和硝酸盐异化还原成铵等反应控制，P的迁移富集与Fe/Mn氧化物或氢氧化物的还原性溶解密切相关。地下水中N、P组分含量在丰水期和枯水期表现出明显差异。受潜流交换作用影响，除NH4+、溶解有机氮(DON)和TN外，地下水中NO2-、NO3-、TP和溶解态活性磷(SRP)含量随着离河岸距离增大而减小。温度(T)、氧化还原电位(Eh)、溶解氧(DO)、总溶解固体(TDS)和电导率(EC)均会影响微生物活性，是地下水中N和P迁移转化的关键驱动因子。研究结果对于全面了解湖泊湿地潜流带地下水中N、P的归趋过程具有重要意义。

关键词：洞庭湖湿地潜流带地下水氮磷归趋水质评价驱动机制

低温碳热合成工艺一步法制备超细碳化铌的实验研究

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稀有金属与硬质合金 2024年第5期 55-61页

作者：杨昭贾中帅史培阳白倩慧包钢集团矿山研究院东北大学冶金学院

为解决一步碳化法生产碳化铌过程中产品质量差、反应时间长以及能耗高等问题，实验选用粒度相对较好控制的氢氧化铌(Nb（OH）5)为原料，炭黑为还原剂，采用一步碳化法直接制备纯度较高的纳米碳化铌。通过XRD和SEM分析了配碳比(Nb（OH）... 详细信息

为解决一步碳化法生产碳化铌过程中产品质量差、反应时间长以及能耗高等问题，实验选用粒度相对较好控制的氢氧化铌(Nb（OH）5)为原料，炭黑为还原剂，采用一步碳化法直接制备纯度较高的纳米碳化铌。通过XRD和SEM分析了配碳比(Nb（OH）5与炭黑质量比)、球磨时间、还原温度和还原时间对NbC产品的物相组成和显微结构的影响。实验结果表明，配碳比过高时，炭黑将阻碍Nb（OH）5的热分解，从而导致还原不充分；随着原料球磨时间的延长、碳化温度的升高以及还原时间的延长，NbC产品的纯度均先增大后趋于稳定。从节能和纳米材料制备角度考虑，优化的工艺参数如下：配碳比1∶0.3、球磨时间1 h、还原温度1 300℃、还原时间3 h。在优化实验条件下，所得NbC产品的纯度高达98.9%,且粒度小于200 nm。

关键词：氢氧化铌碳化铌纳米材料一步碳化法球磨配碳比还原

洞庭湖湿地潜流带地下水中氮磷迁移转化过程及驱动机制分析

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水资源保护 2024年第5期40卷 122-130页

作者：陆帅帅周念清蔡奕郭梦申赵文刚王在艾同济大学土木工程学院上海200092 湖南省水利水电科学研究院湖南长沙410007

为了揭示洞庭湖湿地潜流带地下水中氮磷的迁移转化过程,以洞庭湖湘江入湖口附近湿地为研究区,定期采集地表水和地下水水样进行水化学参数测试,采用熵权指数法进行水质评价,运用相关性分析、结构方程模型等方法研究理化参数对氮磷迁移转... 详细信息

为了揭示洞庭湖湿地潜流带地下水中氮磷的迁移转化过程,以洞庭湖湘江入湖口附近湿地为研究区,定期采集地表水和地下水水样进行水化学参数测试,采用熵权指数法进行水质评价,运用相关性分析、结构方程模型等方法研究理化参数对氮磷迁移转化的驱动机制。结果表明:58.8%的地下水水样为Ⅳ类或Ⅴ类水,TN、NH_(4)^(+)和TP是主要的超标因子,氮的迁移转化主要受矿化作用、反硝化作用和硝酸盐异化还原成铵等反应控制,磷的迁移富集与Fe/Mn氧化物或氢氧化物的还原性溶解密切相关;地下水中氮磷组分含量在丰水期和枯水期表现出明显差异,受潜流交换作用影响,除NH_(4)^(+)、溶解有机氮和TN外,地下水中NO_(2)^(-)、NO_(3)^(-)、TP和溶解态活性磷含量随着河岸距离增加而减小;温度、氧化还原电位、溶解氧、总溶解固体和电导率均会影响微生物活性,是地下水中氮磷迁移转化的关键驱动因子。

关键词：潜流带地下水氮磷迁移转化熵权指数法结构方程模型洞庭湖湿地

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基于温度响应性双面纤维的可注射天然高分子水凝胶的制备与性能研究

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化工新型材料 2024年

作者：张锦中李可莹毕谷帅查刘生东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室

以改性后的天然高分子羟丙基纤维素和普鲁兰多糖为成纤聚合物，静电纺丝制备了一种升温可卷曲的温度响应性双面纳米纤维。利用其升温弯曲特性，构建了基于纤维缠绕作用的新型水凝胶网络体系，从而得到了一种可注射天然高分子水凝胶。通... 详细信息

以改性后的天然高分子羟丙基纤维素和普鲁兰多糖为成纤聚合物，静电纺丝制备了一种升温可卷曲的温度响应性双面纳米纤维。利用其升温弯曲特性，构建了基于纤维缠绕作用的新型水凝胶网络体系，从而得到了一种可注射天然高分子水凝胶。通过扫描电镜确认了水凝胶的溶胶-凝胶转变源于热诱导自卷曲纤维之间的紧密缠结和纤维之间的疏水相互作用的协同作用。流变测试证明了该水凝胶具有与软骨近似的物理性能，并能在人体温度下形成稳定的凝胶结构。该水凝胶采用天然高分子制备、凝胶过程无化学反应是一种良好的仿生材料或支架材料，在生物医疗材料领域有良好的应用前景。

关键词：羟丙基纤维素普鲁兰多糖并列纳米纤维可注射水凝胶