波浪荷载下海上风力机桩基础滞回效应及水平承载力变化特性研究

该研究以海上风电桩基础为研究对象,采用自主设计的水平加载装置模拟波浪荷载,结合粒子图像测速(PIV)技术开展缩尺模型试验。着重探究不同幅值的波浪荷载加载过程中,桩周土体的循环变形特征及加载前后,海上风力机桩基础水平承载能力变化。试验结果表明:桩顶累积转角随加载次数呈线性增长、缓慢增长和稳定发展的三阶段变化特性;桩周土体呈现典型的刚性桩两区域破坏形式,桩右被动区土体位移矢量场和位移云图影响范围受加载幅值变化影响显著;桩顶循环加载荷载位移曲线表现出明显的滞回性,滞回圈随加载次数右移并产生累积位移。伴随着滞回圈面积减小和割线刚度增大,桩周土体由以塑性变形向弹性变形为主导变化;循环加载后的滞回圈有明显捏缩,耗能能力减弱。桩基础水平承载能力及弹性变形能力较加载前均明显提高。

创新性课题融入“本硕博”贯通式培养拔尖人才的机制分析

拔尖人才是实现民族复兴的可持续动力和重要支柱,创新班则是高校基础拔尖人才培养改革的关键领域,同时是地方高校实施“本硕博”贯通式培养的主要路径。随着高校创新实验班的兴起,如何培养创新班学生的专业素养已成为一个重要课题。以创新型课题为视角,结合地质工程专业“汪胡桢班”培养案例,分析创新班的培养模式及创新性课题在创新班基础拔尖人才专业素养培养中的作用及意义。

考虑变流器无功调节的含高比例分布式光伏配电网多时间尺度电压控制方法

高比例分布式光伏接入配电网后,出现电压随光伏出力变化大幅波动的现象,严重时发生电压越限。充分发挥变流器资源的无功调节能力,可以应对含高比例分布式光伏配电网的电压越限问题。基于此,提出考虑变流器无功调节的含高比例分布式光伏配电网多时间尺度电压控制方法,对高比例分布式光伏接入后配电网的电压运行特性进行分析;研究变流器无功调节对配电网电压的作用机理;提出多时间尺度电压控制框架,包括日前集中优化控制、日内分区优化控制以及实时自响应控制3个阶段,在此基础上建立各阶段电压控制模型;仿真结果验证了所提控制方法能够有效提升含高比例分布式光伏配电网运行的安全性和经济性。

中国旱涝急转事件时空变化特征

【目的】旱涝急转事件造成的社会经济和生态环境影响严重,是我国发生频繁且广泛的一种复合型事件。明确我国旱涝急转事件发生的时空变化特征,可为地区制定防灾减灾措施提供科学依据。【方法】基于1961—2021年气象观测数据,使用Penman-Monteith模型计算潜在蒸散发,然后计算逐日的标准化降水蒸散指数(daily-SPEI),分流域对中国旱涝急转事件的频次、影响范围和趋势的变化特征进行分析。【结果】结果显示:(1)时间趋势上,1961—2021年中国受旱涝急转事件影响的范围以0.6%/10a的趋势增加,且平均每年有19.8%的范围发生旱涝急转事件。(2)空间分布上,旱涝急转事件主要分布在淮河流域、黄河流域、长江流域和松花江流域,事件发生频次在30次以上地区分别占流域总面积的63.1%、20.7%、15.0%、14.6%,事件频次最高达到53次。(3)中国旱涝急转事件存在明显的季节差异,主要发生在夏季事件发生频次在5次以上的空间范围占中国总面积的一半以上;其次是春季和秋季,事件发生频次在5次以上的空间范围占比均不足15%;冬季发生最少,事件发生频次在5次以下。【结论】结果表明:中国旱涝急转事件的影响范围整体呈增加趋势,中国中东部和东北部是旱涝急转事件发生频繁地区。研究结果可为旱涝急转事件的监测与应对提供科学基础。

个案追踪管理模式配合回馈教育对外伤性牙缺失患者即刻种植修复效果的影响

目的:观察个案追踪管理模式配合回馈教育对外伤性牙缺失患者即刻种植修复效果的影响。方法:选取2011年3月-2013年3月笔者医院收治的62例外伤性牙缺失患者为研究对象,患者均接受即刻种植修复治疗,依照区组随机化分组法将其分为对照组31例和追踪组31例。对照组实施常规护理,追踪组在对照组基础上应用个案追踪管理模式配合回馈教育。比较修复1年后两组种植体修复效果及满意度(前牙隐形义齿修复满意度),对比随访1、3、6年后两组种植体留存率及牙美观程度(牙美观指数)。结果:修复1年后,追踪组种植体修复效果优于对照组(P<0.05);追踪组前牙隐形义齿修复满意度评分高于对照组(P<0.05)。随访1、3年后,两组种植体留存率比较差异无统计学意义(P>0.05)。随访6年后,追踪组种植体留存率高于对照组(P<0.05)。随访1、3、6年后,追踪组牙美观指数评分均低于对照组(P<0.05)。结论:个案追踪管理模式配合回馈教育能提高外伤性牙缺失患者即刻种植修复后种植体修复效果,提升修复满意度,同时还有利于种植体留存,保持牙美观,具有较高临床应用价值。

基于LEARNS模式的多元化教育对龈上洁治术患者应激反应和满意度的影响

目的:研究基于LEARNS模式的多元化教育对龈上洁治术患者应激反应和满意度的影响。方法:选取笔者医院2018年1月-2023年1月收治的60例龈上洁治术患者作为研究对象。将患者随机化分为观察组和对照组,各30例。对照组采取常规健康教育方式,观察组采取基于LEARNS模式的多元化教育方式,比较两组患者应激反应、对龈上洁治术的满意度、口腔清洁度、自我效能及自护能力。结果:相比于干预前,干预后两组患者心理应激反应得分均有下降,且观察组患者相较于对照组更低(P<0.05);观察组患者相较于对照组满意度更高(P<0.05);相比于干预前,干预后两组患者口腔清洁度得分均降低(P<0.05),且观察组相较于对照组更低(P<0.05);相比于干预前,干预后两组患者自我效能得分均有升高(P<0.05),且观察组相较于对照组更高(P<0.05);相比于干预前,干预后两组患者自护能力得分均有上升,且观察组患者相较于对照组更高(P<0.05)。结论:相比于应用常规健康宣教,应用基于LEARNS模式的多元化教育对龈上洁治术患者而言,更能减轻心理应激反应、提升满意度和口腔清洁度、提高自我效能、增强自护能力,适合在临床应用推广。

新时代《气象灾害风险评估与管理》教材编写研究

新时代高校专业教材编写既要强化专业课程思政育人功能,又要充分发挥培根铸魂、启智增慧、引领示范作用。“气象灾害风险评估与管理”作为高校地理科学类的专业必修课,其教材编写应把社会主义核心价值观、学科发展史与科学精神、工匠精神与职业素养、大国重器与重大工程、国家战略与地方经济社会发展等思政元素与专业知识体系有机融合,在选材上做到政治理论通俗化、抽象主题具象化,在内容上做到知识性与思想性、基础性与先进性、理论性与实践性相统一,引导学生正确认识世界和中国发展形势、时代责任和历史使命、远大抱负和脚踏实地,以贯彻落实立德树人根本任务。

《气候变化2014:影响、适应和脆弱性》的主要结论和新认知

IPCC第五次评估报告第二工作组报告《气候变化2014:影响、适应和脆弱性》认为,气候变化已经对全球自然和人类系统包括11种领域和9个区域(各大洲、两极地区和岛屿)都产生广泛和深远的影响。人类系统对气候变化风险,尤其是对极端气候,有着明显脆弱性和暴露度。未来气候变化将对自然和人类社会造成8种关键风险。气候变化增温幅度的提高将加剧自然和人类系统广泛的、严重的和不可逆影响的风险。通过迭代过程、协同效应为核心的灾害风险管理,自然和人类系统将减少暴露度和脆弱性,增强自然系统和人类社会恢复能力。可持续发展的社会需要适应与减缓相结合,经济、社会、技术,以及政治决策和行动向气候恢复能力路径转型。

能源气象协同技术助力新型电力系统发展

社会和经济发展离不开煤炭、石油、天然气等传统化石能源消耗,大量化石能源使用不仅导致严重的环境污染,还加剧全球气候变化的压力。人类活动引起的二氧化碳排放是全球气候变暖加剧的主要原因,同时导致极端天气气候事件频发(政府间气候变化专门委员会,2022)。电力行业作为碳排放的主要来源,是能源绿色低碳转型的关键领域。为减少二氧化碳的排放,构建清洁低碳、安全高效的新型电力系统是中国实现绿色可持续发展目标的重要途径。

四十年来长江流域气温、降水与径流变化趋势

40a来,长江流域大部分地区年平均温度呈现上升趋势,20世纪90年代增温幅度最大;在季节变化上,除了夏季,其他季节都呈升高趋势;全流域夏季降水量显著增加,尤其表现在20世纪90年代,这主要由于长江流域大部分地区夏季暴雨日数显著增加的结果;夏季径流量和年最大洪峰流量在长江中下游地区均呈现显著增加趋势。长江流域夏季降水量的增加,尤其是暴雨日数的增多必然会增加长江流域中下游地区的洪水风险。20世纪90年代以来,长江洪水的频繁发生是对气候变暖的响应。

基于对称分量模型的电力系统短路故障计算方法

对称分量法及其序网联接技术是电力系统故障处理的传统方法。但目前存在着许多因素引起了网络参数的三相不对称,以至序网无法分离,序网联接技术失效。该文以相分量故障处理方法为依据,提出了一种相分量坐标下的故障向量变换法:采用多态计算技术,用矩阵变换代替传统的数值计算,用不同的矩阵参数表达各种对称和不对称短路故障的特点,以使用统一的公式计算短路故障。将该方法推广至对称分量坐标下,无需序网联接就可以实现对称分量坐标下短路故障处理。简化了短路电流计算编程的难点。分析了组合故障等情况,给出了新方法的处理结果,用实例证明了该方法简单实用的优越性。

IPCC共享社会经济路径下中国和分省人口变化预估

基于2010年第六次中国人口普查数据,采用IPCC发布的可持续发展(SSP1)、中度发展(SSP2)、局部或不一致发展(SSP3)、不均衡发展(SSP4)、常规发展(SSP5)这5种共享社会经济路径,率定人口-发展-环境分析(PDE)模型中的人口生育率、死亡率、迁移率、教育水平等参数,对2011—2100年中国和31个省(区/市)人口变化进行预估。结果表明:1)不同SSP路径下,中国人口均呈先增加后减少的趋势,在高气候变化挑战的SSP3路径下人口最多,于2035年达到峰值,约14.27亿;在以适应挑战为主的SSP4路径下,人口出现最小值7.02亿。2)SSP1、SSP4和SSP5路径下人均寿命长,人口老龄化严重,其中SSP1和SSP5路径下人均教育水平高,到2100年教育水平在大学以上人口约占总人口的60%;SSP2路径下各年龄段分布比较均衡;SSP3路径下新生人口数量较多,劳动力充足,但教育水平较低。3)到2100年,SPP3路径下广西人口呈现最大值1.13亿,在其他路径下广东人口最多,达1.29亿。

共享社会经济路径下中国及分省经济变化预测

基于中国历次人口和经济普查及逐年统计年鉴,率定柯布道格拉斯(Cobb-Douglas)经济预测模型的参数,依据共享社会经济路径(SSPs)框架情景,构建2020—2100年中国31个省(区、市)经济变化格点(0.5°×0.5°)数据库。未来中国经济呈现如下特点:(1)沿可持续路径(SSP1)和不均衡路径(SSP4),GDP将呈现先增后降趋势,峰值出现在2070—2080年;沿中间路径(SSP2)和化石燃料为主的发展路径(SSP5),GDP则呈现持续增长趋势;区域竞争路径(SSP3)下,2050年以后GDP增长处于停滞状态。(2)无论采用何种路径,2020年前GDP仍旧保持6.0%左右的增速,随后增速均低于5.0%并出现放缓或停滞,甚至负增长态势。(3)社会经济发展政策对中国分省经济增长产生直接影响。2020年代SSP1~SSP5路径下江苏、广东和山东省GDP总量位列前三;2090年代,SSP1和SSP5路径下广东、山东和江苏省GDP总量依旧位列前三;SSP2路径下,浙江位列第二;SSP3路径下,河南跻身前三;SSP4路径下,排名前三省份为广东、江苏和浙江省。(4)2020年代SSP1、SSP2和SSP5路径下,山东、浙江等省GDP增速超过6.0%,SSP3和SSP4路径下仅广东和浙江省GDP增速可维持5.0%左右,个别省还出现负增长;2090年代各省GDP增速均降至不足1.0%。

多态相分量法及其在电力系统三相不对称分析中的应用

电力系统中的三相不对称问题给对称分量法的应用带来了困难。使用相分量方法在分析电力系统三相不对称网络时更加方便。由于传统相分量法不能充分利用电力系统对称元件可解耦的特性,计算量较大,影响了广泛应用。基于相分量模型提出的多态相分量法,可以处理电力系统各种不对称的问题;使用矩阵和向量作为计算元素,实现了三相计算和单相计算的统一;通过多态化矩阵变换,减少了计算量,实现了与对称分量法相同的计算效率。

边坡在地震作用下的加卸载响应规律研究

将作用在边坡上的地震力视为对边坡的加卸载,应用动力有限单元法和加卸载响应比理论开展边坡的全时程动力分析,建立了地震边坡加卸载响应模型,以边坡位移、位移速度、位移加速度为响应参数讨论了地震过程中边坡加卸载响应比的变化,提出了以加卸载响应比判断地震边坡稳定性的新思路,研究结论可推广应用于所有具有周期荷载特征的边坡动力稳定性分析。

电力系统多态相分量法的故障分析

电力系统中的三相不对称问题给对称分量法的应用带来了困难 .相分量法是研究电力系统三相不对称问题的主要方法之一 .基于相分量模型 ,提出了多态相分量法 ,可以处理电力系统各种不对称的问题 ;通过多态化矩阵运算 ,实现了三相计算和单相计算的统一 .研究了在电力系统网络发生各种故障条件下多态相分量法的处理方法 ,实现了该法在电力系统故障分析领域中的应用 .

共享社会经济路径(SSPs)人口和经济格点化数据集

科学数据银行(Science Data Bank)于2022年4月18日正式发布共享社会经济路径(SSPs)人口和经济格点化数据库(gridded datasets for population and economy under Shared Socioeconomic Pathways)。该数据集是在多个国际和国内项目支持下,经过十余年的研究和探索制作而成。数据集包含SSP1~SSP5情景下2020-2100年全球、“一带一路”沿线国家和中国城市和农村的人口和GDP逐年格点预估数据,分辨率为0.5°×0.5°。

近1000年长江中下游旱涝与气候变化关系

文章利用旱涝灾害历史记载与现代器测降水资料重建长江中下游旱涝灾害等级序列 ,并通过相关分析与波谱分析、交叉谱分析等分别探讨了长江中下游旱涝灾害发生与东太平洋海水表面温度 (SST)以及太阳活动 (太阳黑子数 )的关系。结果表明 ,长江中下游涝灾多发生于气候过渡期 ,即涝灾在气候由一种气候状态向另一种气候状态转变时期多发。谱分析与交叉谱分析结果表明 ,长江中下游旱涝灾害等级序列在 10～ 11年周期上与太阳黑子数存在相关 ,但两者有近 1年的滞后性。长江中下游旱涝灾害与SST的相关关系分析表明 ,SST正距平年份 ,往往对应着长江中下游的涝灾 ;而SST负距平年份往往对应着长江中下游旱灾。因而可以认为 ,SST与太阳活动变化(太阳黑子数量变化 )在不同周期频度上对长江中下游旱涝灾害具有明显影响。

汽轮发电机中静止励磁轴电压的分析与抑制

采用静止励磁的大型汽轮发电机,整流输出的共模电压施加在轴系对地电容上,产生一种交流轴电压。该轴电压大于20V时,容易击穿油膜,产生电腐蚀,严重损伤轴承。为了抑制这种轴电压,提出了一种对称互补RC模块的方法。该模块由转子汽机端、励磁端无源RC接地电路与整流输出侧的对称滤波器构成。汽机端RC接地电路主要消除直流和低频轴电压;励磁端RC电路主要抑制高频轴电压脉冲。当接地电刷故障时,对称滤波器起后备保护作用,综合运用可以将各种轴电压降低到无害水平。通过对一台600MW汽轮发电机励磁系统和轴系建模仿真,将采取不同防范措施后的仿真结果进行对比分析,验证了该方法的有效性和可靠性。

基于加卸载响应比理论的边坡动力稳定分析方法

将加卸载响应比(LURR)理论引入边坡动力稳定分析研究中,建立边坡在地震作用下的加卸载响应模型,通过对边坡动力加卸载响应规律的研究,提出以代表边坡系统整体响应的加卸载响应度(LURD)代替边坡稳定分析传统方法中的安全系数,将边坡的变形分析和稳定性评价有机结合,探讨边坡动力稳定评价的新方法,并给出边坡在动荷载作用下的稳定性评价问题的解答。以马家岩水库右岸边坡为例,采用所提出的新方法进行计算,并与拟静力法、有限单元法和Newmark滑块法的计算结果进行对比,验证所提出方法的合理性及正确性,证明新方法可同时进行变形和稳定分析,较传统的动力分析方法精度更高。