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水环境中阿莫西林的分布特征及其风险研究进展

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应用基础与工程科学学报 2024年第1期32卷 1-19页

作者：李思薛海林王雅娟宋瑞平孙卫玲中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193 中国农业大学烟台研究院山东烟台264670 北京市水利规划设计研究院北京100048 北京大学环境科学与工程学院北京100871

阿莫西林作为一种常用的广谱抗生素,在各种水环境介质中被广泛检出,其环境赋存和生态风险亟待关注.基于文献调研,系统梳理了2003~2022年81篇有关水环境中阿莫西林污染调查的研究数据,构建了水环境中阿莫西林浓度数据库,总结分析了阿莫... 详细信息

阿莫西林作为一种常用的广谱抗生素,在各种水环境介质中被广泛检出,其环境赋存和生态风险亟待关注.基于文献调研,系统梳理了2003~2022年81篇有关水环境中阿莫西林污染调查的研究数据,构建了水环境中阿莫西林浓度数据库,总结分析了阿莫西林在污水处理厂进出水、地表水、地下水和饮用水中的分布特征和风险.研究结果表明,阿莫西林在水环境的浓度为ng/L至μg/L,其在污水处理厂进出水和地表水中的浓度和检出率显著高于地下水和饮用水(p<0.05,Kruskal Wallis ANOVA).在欠发达国家或新兴经济体国家地表水中,阿莫西林的污染较严重,最高浓度可达n×100μg/L.与湖泊和水库相比,河流中阿莫西林的浓度较高,这与河流受人类活动干扰程度较高密切相关.在人类活动较密集的城市河流和近海中,阿莫西林对藻类具有高生态风险,其对细菌耐药性的影响也不容忽视.

关键词：阿莫西林污染特征生态风险污水处理厂河流地下水饮用水

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考虑润滑间隙效应的空间并联机构动力学优化

农业机械学报 2024年第3期55卷 441-451页

作者：陈修龙居硕贾永皓山东科技大学机械电子工程学院青岛266590

为了改善润滑间隙效应引起的空间并联机构动态性能的渐变劣化问题,以3-RRPaR冗余并联机构为研究对象,提出一种考虑润滑间隙效应的空间并联机构动力学优化方法。建立了考虑润滑转动副间隙的3-RRPaR冗余并联机构动力学模型;以优化末端执... 详细信息

为了改善润滑间隙效应引起的空间并联机构动态性能的渐变劣化问题,以3-RRPaR冗余并联机构为研究对象,提出一种考虑润滑间隙效应的空间并联机构动力学优化方法。建立了考虑润滑转动副间隙的3-RRPaR冗余并联机构动力学模型;以优化末端执行器的动力学响应误差和优化间隙关节处的约束反力为目的设置目标函数,通过优化末端执行器质量以及转动惯量的方式来缓解运动副间隙导致的劣化效应,建立了考虑润滑间隙效应3-RRPaR冗余并联机构动力学优化模型;试验验证了所建动力学模型的有效性,对比分析两种目标函数对优化效果的影响以选择最佳优化方式,并分析优化前后考虑润滑间隙效应的空间并联机构动力学特性,结果表明动力学优化使润滑间隙转动副处约束反力峰值降低16.16%,为改善间隙效应提高空间并联机构动态性能提供了理论支撑。

关键词：空间并联机构运动副间隙润滑优化设计

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考虑数据分解和进化捕食策略的BiLSTM短期光伏发电功率预测

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太阳能学报 2024年第2期45卷 435-442页

作者：焦丕华蔡旭王乐乐陈佳佳曹云峰山东理工大学电气与电子工程学院淄博255000 上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

提出一种考虑数据分解和进化捕食策略的双向长短期记忆网络(BiLSTM)短期光伏发电功率预测模型。首先,针对大量高频分量且频率成分复杂的原始光伏发电功率,通过数据分解理论,提出互补集合经验模态分解(CEEMD)与矩阵运算的奇异值分解(SVD... 详细信息

提出一种考虑数据分解和进化捕食策略的双向长短期记忆网络(BiLSTM)短期光伏发电功率预测模型。首先,针对大量高频分量且频率成分复杂的原始光伏发电功率,通过数据分解理论,提出互补集合经验模态分解(CEEMD)与矩阵运算的奇异值分解(SVD)融合的(SVD-CEEMD-SVD,SCS)方法,实现光伏发电功率数据的二次降噪。然后,建立进化捕食策略(EPPS)和BiLSTM的组合预测模型,以更好地挖掘模型的内在特征,提升功率预测精度。最后,以山东某地区实际光伏电站为例,验证模型在滤除光伏发电功率噪声和提升预测精度方面的有效性。

关键词：光伏发电预测奇异值分解进化捕食策略双向长短期记忆网络

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可调谐手性结构光场的产生及调控

光学学报 2024年第8期44卷 265-272页

作者：叶文妮胡俊涛应志豪王逸舒钱义先浙江师范大学物理与电子信息工程学院浙江金华321004 浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室浙江金华321004

提出一种环形相位构造方法,并通过实验产生了一种可调谐手性结构光场。在螺旋相位的基础上引入径向相位与等相相位形成环形子相位,在平面波上加载该相位产生单环手性结构光场。进一步利用相位叠加原理,组合多个不同环形子相位构成一个... 详细信息

提出一种环形相位构造方法,并通过实验产生了一种可调谐手性结构光场。在螺旋相位的基础上引入径向相位与等相相位形成环形子相位,在平面波上加载该相位产生单环手性结构光场。进一步利用相位叠加原理,组合多个不同环形子相位构成一个环形相位,进而利用其调控产生多环形手性结构光场。研究发现,通过控制拓扑荷数、等相位因子、径向偏移因子,能够灵活控制螺旋强度瓣叶的数量以及手性方向。此外,通过引入等相位梯度实现了光场的动态旋转。所构建的可调谐手性结构光场有益于手性结构微加工,在光学微操纵及光学通信领域也有较大的潜在应用价值。

关键词：物理光学光场调控相位调制结构光场手性光场

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基于扰动和层间作用的硬岩层爆演化及预测

采矿与安全工程学报 2024年第3期41卷 504-510页

作者：张晓君刘啸王宇晨山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博255000 山东理工大学矿山工程技术研究所山东淄博255000

针对工程岩体层爆研究的不足,根据现场及室内试验硬岩层爆现象,分析硬岩层爆演化,建立层爆演化模型,定义爆裂松脱力,考虑工程扰动和层间关系,结合巷(隧)道开挖前后岩爆层演化,针对演化进程分别建立层爆预测模型,确定层爆发生的必要条件... 详细信息

针对工程岩体层爆研究的不足,根据现场及室内试验硬岩层爆现象,分析硬岩层爆演化,建立层爆演化模型,定义爆裂松脱力,考虑工程扰动和层间关系,结合巷(隧)道开挖前后岩爆层演化,针对演化进程分别建立层爆预测模型,确定层爆发生的必要条件和充要条件。结果表明:理论分析结果与现场实际情况基本一致,给出的预测模型和层爆发生条件是合理和适用的;考虑卸荷致拉、工程扰动和层间关系,得出层爆演化过程爆裂松脱力计算式,层爆第1层可认为是岩爆关键层,控制关键层是控制连锁性层爆的关键,应该把强化和加固关键层作为岩爆控制重点;根据能量演化情况,得出工程岩体发生层爆的层数计算式,在同等情况下,岩爆倾向性硬岩更易诱发层爆并产生更多的层数;得出工程岩体围岩发生层爆的临界载荷、最小值及临界厚长比,随着厚长比的减小,临界应力降幅明显,随着垂直应力减小,临界厚长比减小;考虑工程扰动和层间关系情况下,层爆更易发生,层爆范围也更大,也更符合实际;提出层爆控制的关键层理论,通过施工高密度预应力短锚杆,构建锚杆组合梁,形成由锚固区深度决定的新的关键层,将有效降低层爆发生概率及层数,控制层爆的发生。

关键词：层爆硬岩层间作用工程扰动预测模型

采用支点位移法施工的斜拉桥钢-UHPC组合梁受力分析

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桥梁建设 2024年第2期54卷 64-69页

作者：李利军张国民山东建筑大学交通工程学院山东济南250101 山东省路桥集团有限公司山东济南250014

为了解采用支点位移法施工对大跨度斜拉桥钢-UHPC组合梁负弯矩区力学性能的改善情况,以主跨442 m的沾临高速公路黄河特大桥主桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立主桥三维有限元模型进行受力分析。计算无应力索长及成桥状态钢-UHPC组合梁... 详细信息

为了解采用支点位移法施工对大跨度斜拉桥钢-UHPC组合梁负弯矩区力学性能的改善情况,以主跨442 m的沾临高速公路黄河特大桥主桥为背景,采用MIDAS Civil软件建立主桥三维有限元模型进行受力分析。计算无应力索长及成桥状态钢-UHPC组合梁线形,并在二者保持不变的基础上,分别对采用、未采用支点位移法施工的钢-UHPC组合梁成桥及运营状态下的弯矩、梁底应力、UHPC桥面板顶(底)缘应力进行对比分析。结果表明:相比于未采用支点位移法,采用支点位移法施工的钢-UHPC组合梁斜拉桥可减小或者消除辅助墩处组合梁的负弯矩,显著增加辅助墩处负弯矩区UHPC桥面板的压应力储备,达到施加预应力的效果,显著改善了负弯矩区钢-UHPC组合梁的力学性能,应用效果良好。

关键词：斜拉桥钢-UHPC组合梁支点位移法无应力索长成桥线形力学性能有限元法

城区数字高程模型修正方法:顾及空间异质性的可解释随机森林模型

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地球信息科学学报 2024年第4期26卷 978-988页

作者：刘妍孙延宁陈传法刘盼盼刘雅婷山东科技大学测绘与空间信息学院青岛266590 山东省水利科学研究院济南250101

目前,以遥感测量手段获取的全球数字高程模型(Global Digital Elevation Model,GDEM)在城区含有各种地物而不能反映真实的地球表面形态。因此,为提高城区GDEM产品质量,本文提出了一种顾及空间异质性和SHAP(Shapley Additive Explanatio... 详细信息

目前,以遥感测量手段获取的全球数字高程模型(Global Digital Elevation Model,GDEM)在城区含有各种地物而不能反映真实的地球表面形态。因此,为提高城区GDEM产品质量,本文提出了一种顾及空间异质性和SHAP(Shapley Additive Explanations)特征筛选的GDEM修正方法。该方法首先利用高斯混合聚类(Gaussian Mixture Model,GMM)和泰森多边形将研究区域划分为同质子区,解决GDEM修正误差和特征因子空间关系的异质性问题;然后基于SHAP可解释框架筛选每个子区的最优特征变量并借助随机森林(RF)构建对应的修正模型用于城区GDEM修正。为验证本文方法的实用性和高效性,以纽约30 m分辨率的COPDEM(COPDEM30)为研究对象,将本文方法与其他3种方法(包括顾及空间异质性的局域随机森林(SH-RF)、顾及SHAP特征筛选的全局随机森林(FS-RF)和传统随机森林(RF))的预估结果以及一种去除建筑物和植被偏差的GDEM(FABDEM)进行对比。实验结果表明,本文方法预测效果最优,SH-RF、FS-RF次之,RF效果最差。此外,与FABDEM相比,本文方法的平均绝对误差(MAE)降低了42.3%,中误差(RMSE)降低了63.2%。对本文方法的迁移实验表明,相比原始COPDEM30,修正后GDEM的MAE和RMSE分别降低了50.5%和50.4%。

关键词：全球数字高程模型修正空间异质性 SHAP可解释模型特征筛选城区精度评价

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中国近岸区域微塑料污染的研究进展

中国环境科学 2024年第3期44卷 1657-1670页

作者：宋天文陈曲段杉杉金家锋常伟夏文香青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266520 青岛滨海学院医学院山东青岛266555 中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

为全面评估我国近岸微塑料的污染现状,本文综述了我国近岸大气、陆地和海洋不同区域微塑料的采集分离、分析方法、污染分布特征及生态危害等的研究进展,并展望了我国近岸微塑料未来研究方向.研究表明,近岸大气、沉积物和海水均有微塑料... 详细信息

为全面评估我国近岸微塑料的污染现状,本文综述了我国近岸大气、陆地和海洋不同区域微塑料的采集分离、分析方法、污染分布特征及生态危害等的研究进展,并展望了我国近岸微塑料未来研究方向.研究表明,近岸大气、沉积物和海水均有微塑料的存在,相较于全球其他近岸海域,我国近岸微塑料丰度范围整体上处于中低水平.此外,微塑料及其复合污染物对我国近海生态造成一定危害.我国近岸微塑料在时空分布、源汇格局及生态风险机制方面尚不明确,建议未来在微塑料研究方法标准化的基础上,对微塑料污染进行大范围的长期监测,关注微塑料在大气-陆地-海洋之间的迁移输运,并对微塑料复合暴露的毒理机制及其对人类潜在健康风险等方面进行探索和研究,为我国海洋微塑料污染评估和治理提供参考.

关键词：微塑料近岸区域采集分离分析方法污染现状

多源遥感日降水数据融合方法:顾及空间自相关的随机森林模型

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地球信息科学学报 2024年第6期26卷 1517-1530页

作者：何青鑫陈传法王宇辉孙延宁刘雅婷胡保健山东科技大学测绘与空间信息学院青岛266590 几核(浙江)科技有限公司湖州313000 山东省水利科学研究院济南250101

高质量的降水数据是气象服务与水文应用的基础资料保障,多时空尺度的卫星降水数据作为重要的降水数据源,现已被广泛应用到水文气象领域。然而,卫星降水产品存在空间分辨率粗糙、准确性差等问题,难以满足精细化水文和气象的应用需求。本... 详细信息

高质量的降水数据是气象服务与水文应用的基础资料保障,多时空尺度的卫星降水数据作为重要的降水数据源,现已被广泛应用到水文气象领域。然而,卫星降水产品存在空间分辨率粗糙、准确性差等问题,难以满足精细化水文和气象的应用需求。本文以随机森林(Random Forest,RF)为基础模型,提出一种顾及空间自相关性的多源遥感日降水数据融合方法(Spatial Random Forest Multi-source Fusion,SRF-MF)。该方法首先基于降水与环境因子之间存在较强的相关性,在月尺度上利用空间随机森林对多种卫星降水产品分别进行降尺度,然后根据日比率将月降水分解为日降水,最后借助随机森林将降尺度数据和站点数据融合,最终生成高质量的日降水数据。利用2015—2019年四川省5种卫星降水产品(CHIRPS、CMORPH、PERSIANN、GAMaP和IMERG)和实测雨量计数据,通过SRF-MF方法生成了逐日降水数据集,并将该数据集与原始卫星降水产品和5种机器学习方法比较,包括随机森林合并方法(RF-MEP)、单机器学习方法(RF、ANN)和双机器学习方法(RF-RF、RF-ANN)。实验结果表明,在不同时间尺度上(日、月、季、年)SRF-MF方法产生的降水数据集精度均明显优于其他几种方法,而且针对不同强度降水事件的捕捉精度更高,其降水分布图的空间细节信息更加丰富,准确性更高。本文研究结果将为提高卫星降水数据质量,以及扩大应用领域提供研究思路。

关键词：降水多源数据空间自相关融合日尺度机器学习降尺度精细化