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论露天矿区近自然生态修复

煤炭学报 2024年第4期49卷 2021-2030页

作者：雷少刚夏嘉南卞正富程伟中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心江苏徐州221116

露天矿区生态修复面临着重建生态系统自维持力低、维持成本高,尤其是修复后“采矿痕迹”明显等问题,亟待协调好人工修复与自然恢复的关系,升级发展传统生态修复模式,促进露天矿区人与自然和谐共生。在长期的理论方法研究和应用实践经验... 详细信息

露天矿区生态修复面临着重建生态系统自维持力低、维持成本高,尤其是修复后“采矿痕迹”明显等问题,亟待协调好人工修复与自然恢复的关系,升级发展传统生态修复模式,促进露天矿区人与自然和谐共生。在长期的理论方法研究和应用实践经验总结基础上,①提出了露天矿区近自然生态修复的必要性及其理论内涵与技术框架。近自然矿山生态修复是参照本地自然地貌、水文、土壤、植被、景观及其演变规律,使修复后的矿业斑块达到与周边自然生态系统近似的结构与功能状态,并与周边自然地貌、水系、景观相融合的修复模式,是对传统生态修复模式的升级,逼近“采矿无痕”是其追求的理想状态。②近自然生态修复是露天矿生态化设计的重要构成,其技术环节主要包括,参照生态系统学习、近自然地貌重塑、水文衔接与调控、矿山活土层重构、植被重建与多样性重组等。参照生态系统学习为后续各个修复环节提供修复目标与参数。近自然地貌重塑是近自然生态修复的核心与基础,包括内排土场全生命周期近自然地貌重塑、外排土场近自然地貌重塑、邻近自然问题地貌协同重塑等。水文衔接与调控要解决河道沟道的优化布局、矿区上下游水系的衔接、以蓄代排径流调控等。矿山活土层重构包括矿山土物理结构重组、微生物和养分循环过程重构等内容;植被重建与多样性重组包括近自然的植物群落与多样性配置,以及近自然的植株空间布局等。③实践分析表明,露天矿近自然生态修复有助于减少土壤侵蚀,提高地貌稳定性,增强重建生态系统的自维持能力,有利于实现露天矿区“采矿无痕”,促进人与自然和谐共生。

关键词：露天开采矿山生态生态化设计自然修复地貌重塑

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计及共享交易机制的多微网氢储能容量规划

浙江大学学报（工学版） 2024年第2期58卷 426-436页

作者：尚怡铭王维庆李笑竹郭成康闫斯哲新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830047

为了促进区域配电网新能源电力的就地消纳、解决传统储能形式难以满足由新能源间断性发电带来的长时存储需求,考虑氢储能的多能联产联储特性,提出计及共享交易机制的多类型微网共享氢储能系统容量规划方法.考虑异质性微网的多种调节需求... 详细信息

为了促进区域配电网新能源电力的就地消纳、解决传统储能形式难以满足由新能源间断性发电带来的长时存储需求,考虑氢储能的多能联产联储特性,提出计及共享交易机制的多类型微网共享氢储能系统容量规划方法.考虑异质性微网的多种调节需求,设计由微电网群运营商配置氢储能的多微网能源交易基本框架.考虑氢储能在共享运营时与多微网间复杂的利益交互关系,计及微网内部的电热需求响应,提出基于主从博弈的共享氢储能交易定价机制,以保证共享模式的可持续发展.对共享氢储能的容量规划进行研究,降低微电网群运营商的投资成本,保证微电网群运营商的共享收益.算例分析结果表明,利用所提的容量规划方法,能够缩短微电网群运营商的氢储能投资回收年限2.36 a.

关键词：共享氢储能微电网共享交易主从博弈容量规划

离散线性系统有限频域基于观测器的迭代学习控制

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控制与决策 2024年第5期39卷 1745-1753页

作者：邹伟沈艳霞江南大学物联网技术应用教育部工程研究中心江苏无锡214122

针对一类离散线性系统,在有限频域范围内研究基于观测器的迭代学习控制问题.首先,结合二维系统理论,构建由基于观测器的状态反馈和PID型前馈学习项组成的控制器;然后,借助于广义Kalman-YakubovichPopov (KYP)引理,将闭环系统有限频域性... 详细信息

针对一类离散线性系统,在有限频域范围内研究基于观测器的迭代学习控制问题.首先,结合二维系统理论,构建由基于观测器的状态反馈和PID型前馈学习项组成的控制器;然后,借助于广义Kalman-YakubovichPopov (KYP)引理,将闭环系统有限频域性能规范转换为相应的线性矩阵不等式(LMI),进而得到控制器和观测器存在的充分条件,同时,该条件也确保闭环控制系统的稳定性和跟踪误差单调收敛性;最后,通过桁架机器人系统的仿真,验证所提出设计方法的有效性.

关键词：迭代学习控制离散线性系统有限频域范围基于观测器的状态反馈广义KYP引理

提升抗时延抖动和数据异常性能的配电网故障自同步5G差动保护方案

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电力系统保护与控制 2024年第5期52卷 139-147页

作者：王元上袁至王维庆新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830017

配电网5G差动保护信道的来回时延不等导致传统同步算法无法应用,需要增加额外的同步装置。另外,5G信道存在时延抖动和数据异常等问题会对保护的可靠性产生影响。针对这些问题,首先提出了基于变频插值的故障自同步法,在保护装置启动后利... 详细信息

配电网5G差动保护信道的来回时延不等导致传统同步算法无法应用,需要增加额外的同步装置。另外,5G信道存在时延抖动和数据异常等问题会对保护的可靠性产生影响。针对这些问题,首先提出了基于变频插值的故障自同步法,在保护装置启动后利用插值法处理故障前特定时刻数据窗来实现同步误差校正。以此为基础,分析保护可能面临的异常数据特征,提出了考虑舍去极值的Hausdorff故障判别算法。最后设计了一种能够提升抗时延抖动和数据异常性能的配电网故障自同步5G差动保护方案。在PSCAD对方案进行仿真验证,结果表明所提方案能够在不增设额外同步装置的前提下有效提升抗时延抖动和数据异常的性能,保证发生各类故障和存在大噪声时的保护可靠性。该方案可为配电网5G差动保护的可靠性提供保障。

关键词： 5G通信差动保护时延抖动时间同步配电网

交错和矩形布置对树状植被地表剪应力和输沙率的影响

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中国沙漠 2024年第1期44卷 50-60页

作者：张萌亢力强王晓美北京师范大学、地理科学学部、地表过程与资源生态国家重点实验室/防沙治沙教育部工程研究中心北京100875

植被布置方式是影响风对地表剪切作用的重要因素,进而影响植被的防沙效应。在风洞内测量了刚性树状植株模型在交错布置和矩形布置条件下的地表剪应力分布、总剪应力和输沙率,并分析了它们在两种布置方式下的差异。结果表明,在3种植株密... 详细信息

植被布置方式是影响风对地表剪切作用的重要因素,进而影响植被的防沙效应。在风洞内测量了刚性树状植株模型在交错布置和矩形布置条件下的地表剪应力分布、总剪应力和输沙率,并分析了它们在两种布置方式下的差异。结果表明,在3种植株密度(18、32、50株·m^(-2))下,交错布置时植株周围平均地表剪应力比矩形布置时分别减小8.5%~11.9%、13.8%~16.5%、15.3%~17.2%。交错布置时剪应力分解模型参数β值(平均值220)大于矩形布置(平均值180),而两种布置的m值非常接近。在相同来流风速和植株密度下,交错布置时植被地表输沙率均小于矩形布置情况,平均减小值为24%,而输沙率随平均地表摩阻风速的变化规律不受植被排列方式的影响。本文结果有助于从地表剪应力角度理解布置方式在植被防风蚀研究中的作用。

关键词：地表剪应力输沙率布置方式树状植株模型风洞实验

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基于线段近似法的姿态控制线圈磁场位形研究

核技术 2024年第4期47卷 115-125页

作者：王召刘腾杜俊杰刘云辉张国书核技术应用教育部工程研究中心南昌330013 东华理工大学南昌330013

基于线段近似方法对几何结构相对复杂的偶极场姿态控制(Tilt-Slide-Rotate coils,TSR)线圈的线圈作用力进行了研究。在偶极场倾斜和偏移情况下,分别通过控制对侧和同侧TSR线圈产生磁力使偶极场线圈恢复平衡位置的情形进行了建模分析。计... 详细信息

基于线段近似方法对几何结构相对复杂的偶极场姿态控制(Tilt-Slide-Rotate coils,TSR)线圈的线圈作用力进行了研究。在偶极场倾斜和偏移情况下,分别通过控制对侧和同侧TSR线圈产生磁力使偶极场线圈恢复平衡位置的情形进行了建模分析。计算TSR线圈和偶极场线圈耦合磁场及分析磁场线结构,并采用具有正弦电流形式的TSR线圈激励磁场模拟环向磁扰动,对扰动磁场在赤道面上的庞加莱截面图的磁场线结构和相位进行分析。发现仅通过一组同侧或对侧TSR线圈控制偶极场线圈使其恢复平衡时该过程具有力学不稳定性,需要多组TSR线圈协同控制。对全部TSR线圈施加伪正弦电流,会对背景偶极磁场产生压缩和拉伸效应,并且控制TSR线圈电流来控制压缩位置相位,该过程验证了多TSR线圈控制偶极场线圈姿态的可行性,但同时会使背景磁场发生漂移及形成开放磁场线,这可能会驱动等离子体不稳定性及导致粒子的损失。

关键词：线段近似法任意曲线环电流力平衡分析天环一号

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甘蓝型油菜苗期响应渍害胁迫的生理调控机制

作物学报 2024年第4期50卷 1015-1029页

作者：周香玉徐劲松谢伶俐许本波张学昆湿地生态与农业利用教育部工程研究中心/长江大学湖北荆州434025

长江流域是中国油菜主产区,该区域常年湿润多雨,且产区实行油菜-水稻轮作制度,导致渍害频发。为明确甘蓝型油菜(Brassica napus L.)对苗期渍害的响应机制,本研究采用盆栽试验,以强耐渍品系YZ12、中等耐渍品系YZ45和不耐渍品系YZ59为试... 详细信息

长江流域是中国油菜主产区,该区域常年湿润多雨,且产区实行油菜-水稻轮作制度,导致渍害频发。为明确甘蓝型油菜(Brassica napus L.)对苗期渍害的响应机制,本研究采用盆栽试验,以强耐渍品系YZ12、中等耐渍品系YZ45和不耐渍品系YZ59为试验材料,研究苗期淹水对油菜表型性状、生理特性、光合作用、相关基因相对转录水平等的影响,同时分析了外源激素抑制剂对油菜渍害胁迫的影响。结果表明,淹水胁迫严重抑制油菜生长,根系活力可作为衡量淹水胁迫对油菜生长影响的指示指标。根细胞超微结构观察发现,淹水胁迫导致油菜根系细胞发生质壁分离及细胞器破碎解体,强、中耐渍油菜的细胞器受损程度较小,能够在淹水胁迫中维持较为正常的细胞形态;淹水胁迫下根部细胞骨架相关基因Bnamicrotubule1.A3、Bnatubulin-α2.C3、Bnatubulin-β7.C6、Bnalamin-like.A2相对转录水平显著下调至对照水平(CK)的0.2~0.5倍;无氧呼吸相关基因BnaPDC.C9、BnaLDH.A1、BnaADH.A7表达量显著升高,为CK的3~6倍,且在中、强耐渍油菜中诱导表达水平更高。过氧化物酶(peroxidase,POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性随淹水时间延长呈先升后降趋势,过氧化氢酶(catalase,CAT)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量呈升高趋势,其中强耐渍品系抗氧化酶活性相对较高,而MDA增幅较小。淹水胁迫严重影响油菜叶片光合效率及叶绿素含量,导致油菜叶绿素含量、光合速率、气孔导度和蒸腾速率显著下降,胞间CO_(2)浓度显著升高,且不耐渍品系变化幅度相对较大。淹水胁迫导致油菜乙烯(ethylene,ET)和脱落酸(abscisic acid,ABA)含量显著升高,其中强耐渍品系ET含量较高,不耐渍品系ABA含量较高;强耐渍品系的ET信号相关基因BnaACO1.C8、BnaERF73.C6相对转录水平显著上调,不耐渍品系ABA合成相关基因BnaZEP.A7相对转录水平上调。外源喷施激素抑制剂可改善淹水胁迫对油菜的伤害,但不同外源激素抑制剂效果差异明显。综上,不同耐渍性甘蓝型油菜苗期对淹水胁迫响应在表型、生理代谢、光合、激素和基因转录水平存在差异。甘蓝型油菜通过调控细胞骨架、无氧呼吸、激素代谢相关基因的相对转录水平,引起植株内抗氧化酶活性、激素水平、光合效率、根部超微结构及根系活力改变,进而响应淹水胁迫。

关键词：甘蓝型油菜淹水胁迫根系超微结构光合特性抗氧化酶活性激素水平转录调控

固废基硫掺杂多孔炭材料制备及其对CO_(2)吸附性能研究进展

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化工学报 2024年第2期75卷 395-411页

作者：王宝凤王术高程芳琴山西大学资源与环境工程研究所 CO_(2)减排与资源化利用教育部工程研究中心山西太原030006

含碳固废来源广、产量大,其大量堆存严重制约了环境可持续发展,因此含碳固废资源化利用意义重大。利用含碳固废制备多孔炭材料是其清洁高效利用的重要方式之一。对多孔炭进行硫原子掺杂不仅可使材料表面的亲水性得到改善,还可以改变材... 详细信息

含碳固废来源广、产量大,其大量堆存严重制约了环境可持续发展,因此含碳固废资源化利用意义重大。利用含碳固废制备多孔炭材料是其清洁高效利用的重要方式之一。对多孔炭进行硫原子掺杂不仅可使材料表面的亲水性得到改善,还可以改变材料表面的化学异质性,生成有利于CO_(2)捕集的活性位点,强化材料对CO_(2)分子的吸附作用,从而提高其CO_(2)吸附容量。简述了固废基硫掺杂多孔炭材料的制备方法,总结了硫掺杂多孔炭材料用于CO_(2)吸附的最新研究进展,并对硫掺杂多孔炭材料未来发展趋势及其在CO_(2)吸附领域的工业化应用进行了展望。

关键词：废物处理含碳固废硫掺杂多孔炭吸附剂 CO_(2)捕集

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基于自注意力机制U-net的微焦CT去射线源模糊方法

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光学学报 2024年第7期44卷 293-301页

作者：刘川江王奥张根源袁伟刘丰林重庆大学机械与运载工程学院重庆400044 重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心重庆400044

在微焦CT成像中,通常利用增大X射线源管电压、管电流来提高扫描效率,但射线源功率增加会导致焦点尺寸增大,投影图像模糊,从而降低重建图像的空间分辨率。为了解决因非理想射线源焦点引起的图像模糊问题,本文提出利用深度学习在投影域映... 详细信息

在微焦CT成像中,通常利用增大X射线源管电压、管电流来提高扫描效率,但射线源功率增加会导致焦点尺寸增大,投影图像模糊,从而降低重建图像的空间分辨率。为了解决因非理想射线源焦点引起的图像模糊问题,本文提出利用深度学习在投影域映射非理想焦点与理想焦点投影之间的关系。推导了理想焦点投影与非理想焦点投影的正向关系,基于该关系构建配对数据集;提出一种基于自注意力机制的U-net网络(SU-net)学习非理想焦点投影到理想焦点投影的逆向关系。仿真实验和实际实验结果表明,提出的SU-net方法能准确地从非理想焦点投影中估计出理想焦点投影,可有效减少焦点导致的图像模糊。

关键词：计算机断层扫描微焦点CT 空间分辨率深度学习 X射线源焦点