生物多样性在低碳农业中的应用现状及展望

在中国推进生态文明建设的背景下,农业固碳增效被写入“双碳目标”,低碳农业随之兴起。生物多样性是生态系统功能与服务的基础,在农业低碳化过程中发挥了至关重要的作用,保护农田生物多样性,充分发挥其生态作用是实现农业减排固碳的重要路径。收集“Web of Science”数据库中2010-2022年的文献,利用CiteSpace文献计量软件的关键词共现以及聚类分析,对近年来国际低碳农业中生物多样性的研究动态、研究热点进行分析,对生物多样性的功能进行归纳总结。分析结果表明,生物多样性的保护与管理是目前低碳农业生物多样性的研究热点,而生物防治是生物多样性实现农业低碳化的主要途径,通过对不同生物类群多样性的生态价值进行梳理,发现生物多样性可以增加农业生产过程中的生态与经济价值。未来的研究可从生态系统和景观的尺度,探索基于生物多样性的多功能农业发展模式,从而更好地助力双碳目标的顺利实现。

页岩储层水力裂缝和天然裂缝交互规律

页岩储层的大量天然裂缝会在水力压裂中影响水力裂缝扩展路径,厘清二者交互规律对于明确储层裂缝扩展机制及优化裂缝网络具有指导意义。文中利用真实页岩岩心,在提前预置单一裂缝基础上,模拟水力压裂过程中水力裂缝与天然裂缝的交互行为;采用单一变量法,研究水力裂缝逼近角、注入孔深度、天然裂缝胶结强度、围压对二者交互行为的影响。结果表明:交互状况有水力裂缝打开天然裂缝、沿天然裂缝穿行一定距离后偏转、穿过天然裂缝3种,而打开时最大滑移量和最大滑移速率在所有交互结果中最高,偏转时次之,穿过时最小;相比张性起裂,裂缝剪切起裂下最大滑移速率较小,最大滑移量较大。逼近角大、注入孔深度小、天然裂缝胶结强度大、围压高均有利于水力裂缝均衡扩展;反之,则易沟通天然裂缝形成复杂缝网。该研究成果对改善裂缝网络形态及优化页岩储层压裂设计具有一定的借鉴意义。

基于数据驱动知识显式嵌入的配电网最优需求响应策略

充分挖掘多元需求侧资源的灵活性,对于提升分布式新能源广泛接入背景下的新型配电网运行可靠性和经济性具有重要意义。然而,目前关于需求响应策略的解析化方法大多基于较为理想的用户行为观测和参数假设,纯数据驱动方法难以兼顾电网侧运行的复杂约束,策略的可用性存疑。为此,文章提出基于数据驱动知识显式嵌入的需求响应策略,首先,考虑到需求侧资源灵活性的强时段耦合特性,提出需求侧资源动态模型,定量分析需求侧灵活性资源的响应特性;其次,提出数据驱动知识的显式解析方法,将需求侧灵活性描述为混合整数线性模型并嵌入至配电网优化运行模型中,实现灵活实用的新型配电网供需交互与协调运行。最后,通过仿真算例验证所提方法兼具解析模型和数据驱动方法的优势,为不完全信息观测条件下源网荷协调运行提供较为实用化的解决方案。

基于MAGAT的风电场功率缺失数据填充方法

风电场功率数据质量对风电预测具有重要意义。然而,由于人为操作、传感器故障、网络故障或通信拥堵等原因,风电场功率数据容易出现大面积缺失问题。因此,结合多头注意力机制(multi-head attention,MA)和图注意力网络(graph attention network,GAT)构建了MAGAT模型,其中GAT层以异质图的方式刻画及提取风电场已知数据与缺失数据的关联关系,MA层挖掘风电场数据特征与缺失功率数据之间的映射关系,从而实现风电场功率缺失数据的高精度填充。在以我国江苏某风电场运行监测数据为对象的算例分析中,与其他先进填充算法相比,所提方法在不同缺失类型、不同缺失率等多个场景下均具有更好表现,表明所提方法在风电场缺失数据填充任务上的有效性及稳定性。

陆相页岩油储层孔隙结构表征和渗流规律研究进展及展望

目前中国在陆相页岩油勘探开发过程中遇到了诸多难题和挑战。陆相页岩油储层孔隙结构复杂和渗流能力差极大地影响页岩油可动性,是制约陆相页岩油高效开发的突出问题。针对页岩开发面临的突出问题,简要介绍了国内外学者对页岩油储层孔隙结构表征和页岩油渗流规律研究方法和技术手段的现状、存在问题及今后的发展趋势。研究表明:多尺度、精细且连续表征是对陆相页岩油储层孔隙结构表征的关键;建立行业统一孔隙结构表征技术和分类评价标准是陆相页岩油有效开发的地质依据;多物理模型和实验手段相结合是陆相页岩油渗流表征的基础;加强数值模拟和物理模拟及室内实验结合是陆相页岩油渗流机理研究的主攻方向。这为突破陆相页岩油开发瓶颈提供了重要的指导思想,对实现陆相页岩油储层的高效开发具有重要意义。

融合电网运行场景聚类的多任务深度强化学习优化调度

“双碳”目标和新型电力系统建设背景下,新能源的高渗透率接入导致电力系统随机性显著增大、运行方式的分布复杂多样,传统单任务深度强化学习难以自适应源荷两侧的高随机性,调度决策难以满足新型电力系统对风光消纳、功率平衡需求。为此,该文提出融合电网运行场景聚类的多任务深度强化学习优化调度方法。该方法离线训练时利用空间聚类和决策树辨识海量调度运行数据的典型运行场景与重要特征,并构建甄别场景类别的多层感知机分类器;再依据场景类别建立和划分融合聚类多任务深度强化学习模型,从数据源到状态动作设计差异化训练各子任务学习器与模型;在线决策时利用分类器辨识有限运行数据的场景类别,调用模型快速求解实时调度任务,实现高随机场景下的多任务快速迁移学习,保证电力系统优化调度决策的最优性。该文通过算例验证了该方法的解的可行性与经济性。实验结果表明,融合电网运行场景聚类的多任务深度强化学习优化调度算法较单任务算法能够明显提升调度决策经济效益。

基于赋能理论的护理干预对青年脑卒中患者疾病进展恐惧心理及生存质量的影响

目的探讨基于赋能理论的护理干预对青年脑卒中患者疾病进展恐惧心理及生存质量的影响。方法选取2020年1月至2021年10月我院收治的764例青年脑卒中患者,随机分为两组各382例。对照组给予常规护理干预,观察组在对照组基础上给予基于赋能理论的护理干预。比较两组的疾病进展恐惧心理及生存质量。结果干预后,两组的恐惧疾病进展简化量表(FoP-Q-SF)评分均显著低于干预前,脑卒中专用生存质量量表(SS-QOL)评分均显著高于干预前(P<0.05);且观察组的FoP-Q-SF评分显著低于对照组,SS-QOL评分显著高于对照组(P<0.05)。结论基于赋能理论的护理干预可有效减轻青年脑卒中患者的疾病进展恐惧心理,提高患者的生存质量。

基于时空卷积动态知识图谱的新能源消纳评估方法

为构建新能源消纳知识图谱,首先,将电网积累的海量调度运行数据以动态四元组的形式,显式地表达调度运行数据的时空关联关系。通过滑动时间窗口快速搜索、提取局部时空图,构建子图数据集。然后,时空同步图卷积网络对局部时空图进行高维特征提取,充分挖掘历史数据的时空关联关系,利用新能源消纳知识图谱中存储的机理知识对模型进行引导,并通过多子图并行训练提升模型的学习效率。最后,基于中国西北某省级电网算例进行仿真和实验验证。结果表明,所提方法可以有效避免复杂的数学建模以及模型求解,相比于传统方法具有更高的评估精度与速度。

基于离散元方法的拉链式压裂效果影响因素分析

井间应力干扰对页岩储层“井工厂”模式开发效果影响显著,致使储层改造结果与设计方案存在一定误差,准确分析和确定井间应力干扰作用下的裂缝扩展规律是当前一个亟待解决的问题。基于离散元方法建立三维拉链式压裂裂缝扩展模型,研究水平主应力差、压裂液排量以及井间距对裂缝扩展形态的影响,以及定量分析对裂缝总体积的影响程度。研究结果表明,井间距小于80 m,裂缝尖端易发生偏转,即井间距较小条件下井间应力干扰明显;各因素对裂缝总体积的影响程度主次顺序为:压裂液排量>井间距>水平主应力差,因此现场施工时主要调整压裂液排量来改善压裂效果;水平主应力差对裂缝总体积影响不显著,主要决定裂缝尖端偏转程度,水平主应力差小于6 MPa时裂缝易发生偏转而形成复杂裂缝网络,在此基础上增大压裂液排量到0.3 m~3/s以及增加井间距到80 m,可使水力裂缝总体积从326.36 m~3增大到482.75 m~3,增大了47.92%。研究结果对优化水平井拉链式压裂工艺措施提供参考,对提高页岩储层采收率具有重要借鉴意义。

核磁共振技术在露天矿山地下水勘查中的应用

内蒙古东部草原地区许多露天矿山受河流地表水、第四系松散层水威胁严重,查明地下水分布特征已成为该地区矿山安全的重要任务。以内蒙古东部某露天矿山为研究对象,采用核磁共振勘探方法,在采矿推进方向北侧布置六条勘探线,自西向东划分为两个区段进行分析研究。研究结果表明:第一段存在六个含水率最大水平面,最大含水率20%的区域位于1号勘探线剖面500~700 m处;第二段存在四个含水率最大水平面,含水率范围主要分布3号勘探线、4号勘探线、5号勘探线、6号勘探线剖面1900~2100 m处,最大含水率为14%左右。核磁共振技术确定了地下水含水层分布、厚度、含水率和富水区域,反演结果与岩层岩性基本一致,抽水井抽水效果验证了其准确性,为露天矿防治水工程提供了详实的地球物理勘探资料,同时也为生态环境脆弱的草原地区露天矿山隐蔽致灾因素普查工作提供参考。

知识图谱在电力系统调度运行中的应用与展望

知识图谱是人工智能技术领域新兴起的一种知识表达方法,是当前知识自动化领域的研究热门。知识图谱通过三元组关系表达实体与实体间的关系,从而将知识以“图”的形式表达出来。由于电力系统本身拓扑结构契合于图论的关系结构,以知识图谱的方式表达电力系统调度运行中潜藏的知识已经成为国内外研究的重点。文章从电力系统中人工智能的发展、知识图谱在各个领域的应用、知识图谱的构建及知识挖掘方法,对目前知识图谱的研究成果加以总结,并对这一领域在电力系统的应用做进一步的展望。

环保水基钻井液处理剂研究进展

研发环保型水基钻井液体系的关键在于可生物降解的、无生物毒性的环保水基钻井液处理剂。介绍了流型调节剂、降滤失剂、抑制剂和润滑剂四类环保水基钻井液处理剂的研究与应用情况,分析了环保处理剂存在的问题和发展趋势。

无监督动作迁移再修复的人脸重演方法

人脸重演可以将一个驱动人物的上半身动作迁移到目标人物上,合成一段视频。针对当前方法动作迁移不充分或合成的视频质量较低的问题,提出了无监督动作迁移再修复的人脸重演方法。利用一种无监督运动迁移模型,将驱动人物动作较为完整地迁移到目标人物,并得到粗糙的目标人脸视频。然后设计一个带有时空结构的生成神经网络,将粗糙的人脸视频修正为逼真流畅的人脸视频。为合成流畅且细节丰富的视频,在网络中引入了三维卷积以及注意力机制,更好地处理时空信息和指导图片的修正;为避免背景合成错误,将背景信息嵌入到网络作为固定参数;为提高牙齿的真实度,设计了一种嘴部增强损失。该网络以对抗的方式训练,确保了图片的真实感。实验结果表明,该算法可合成高质量的目标人物视频,性能指标优于目前先进的重演方法。

二维地震勘探在东明露天矿地质研究中的应用

为了研究东明露天矿构造赋存情况,解决富水区域和导水通道对生产造成极大的安全隐患,提高露天矿的安全生产能力,采用浅层二维地震法在划定的区域内进行探测研究,通过合理选取激发震源、道间距离、垂叠次数等技术参数,采用最优参数施工,最终确定了断层的分布范围、延展长度、落差等情况。

水基钻井液劣质固相控制及其现场应用

钻井液中黏土矿物水化细分散是导致钻井液低密度劣质固相含量增加的主要原因,为有效控制钻井液中低密度劣质固相含量增加,基于对低密度劣质固相产生及其控制原理研究,从黏土矿物粒径分布、晶层间距变化、红外光谱分析、对钻井液性能影响等四个方面开展了低分子胺类处理剂CQ-ATP对黏土水化细分散的影响分析。结果表明,CQ-ATP可进入黏土矿物晶层结构,保持黏土矿物干/湿样晶层间距数值相当,强化黏土矿物晶层结构连接,从而有效控制黏土水化细分散。现场应用证实,在钻井液中添加CQ-ATP后,钻进过程中振动筛返出岩屑颗粒尺寸大于1.7 mm占比70%以上,返出岩屑颗粒成型度好、尺寸大、PDC齿痕清晰可见,相较于钻井液中未添加CQ-ATP的邻井,应用井钻井液性能稳定、可控,完钻时钻井液低密度劣质固相含量可控制在6%左右。

缓坡型台缘生物礁沉积特征及其对产能的影响——以四川盆地开江—梁平海槽东侧长兴组生物礁为例

为明确缓坡型台缘生物礁的沉积特征和储层特征及其对气井产能的影响规律,以四川盆地开江—梁平海槽东侧长兴组生物礁为例,采用高密度三维地震连片处理成果、测井解释结果及岩心分析资料,研究开江—梁平海槽东侧缓坡型台缘生物礁气藏的构造、断层、沉积及储层特征,分析气藏地质特征与产能之间的关系。结果表明:研究区为典型的缓坡型台缘生物礁,礁体发育在台地边缘相中,台缘坡度小,为20°～30°,礁体呈层状发育,纵向上多套叠置,礁体规模差异大,形态多样(条状、环状、点状等);研究区各构造高度差异大,断层为逆断层且呈条带状发育,主要储集岩为礁云岩、生屑云岩及砂屑云岩,生物礁储层主要发育于长兴组中、上部的长二、长三段,属于以低孔—超低渗的次生孔隙为主的裂缝—孔隙型储层,非均质性强;缓坡型的沉积模式及储层非均质性导致气井产能差异大。该结果为研究区气藏储量核算及开发调整方案编制提供依据。

考虑水敏性的页岩黏土多相耦合甲烷吸附模型

针对润湿黏土甲烷吸附规律认识不足的问题,利用页岩扫描电镜图像将气体储集空间按不同尺寸和几何形状划分为等径圆形孔隙、扁平状椭圆孔隙及条带状裂缝3类,并依据干燥黏土气-固界面的Langmuir吸附式、润湿黏土气-液界面的Gibbs吸附式,建立考虑水敏性的页岩黏土气-液-固三相界面耦合甲烷吸附模型,结合考虑吸附相体积的游离气含量计算式,推导不同含水饱和度下页岩黏土的含气量预测方程。结果表明,与涪陵焦石坝地区页岩岩心现场解析数据相比,润湿黏土多相耦合模型的计算结果精度较高。研究结果对不同含水率下页岩黏土甲烷静态资源量的评估具有重要的指导意义。

CO_2对高密度水基钻井液性能影响规律及机理分析

准确判断污染物浓度以及其对钻井液影响规律和内在机制是制定有效的CO_2污染防治措施的重要前提,基于酸碱指示变色原理,改进了钻井液中碱度现场定量检测方法,提高测量的准确性和可操作性;采用现场取样跟踪分析以及室内模拟评价相结合的方法,研究了CO_2对高密度水基钻井液流变性和滤失造壁性的影响规律,并从胶体化学的角度出发,开展了CO_2对钻井液黏土胶体颗粒界面Zeta电位、粒度分布以及处理剂吸附影响的实验研究,分析了其作用机理。研究表明,高密度水基钻井液中碳酸根和碳酸氢根存在临界污染浓度,超过此浓度后,钻井液结构黏度和滤失量随其浓度增加而增加;碳酸根和碳酸氢根离子改变了黏土颗粒溶剂化程度和颗粒尺寸,主要表现为黏土胶体颗粒界面电动电势降低、亚微米级粒子减少,粗颗粒增多,黏土颗粒对护胶剂的吸附量减少,导致高密度钻井液黏土颗粒向聚结方向转化并缔合形成三维网络结构的胶凝状态,揭示了宏观性能变化内在机制。

220 kV智能变电站继电保护调试关键问题分析及建议

文章介绍了220 kV智能变电站继电保护调试的重要性,结合实际案例提出了部分常见问题,如GOOSE断链、SCD二次虚回路检查等,并提出了针对性的解决方案和调试建议,以确保变电站继电保护系统的正常运行。

吸附性气体对煤岩基质变形和渗透率的影响

为了研究吸附性气体对煤岩基质变形和渗透率的影响,利用CT扫描技术刻画了煤岩吸附CO2后煤岩裂隙空间尺寸的展布特征;采用煤层气吸附/解吸系统,测试了CO2、N2和CH4的吸附/解吸参数;基于煤岩三轴渗流测试系统,测试了不同应力条件下气体渗流特征。研究结果表明:基于CT图像直接观察了煤岩吸附CO2后煤岩裂隙受到基质膨胀而压缩的现象,试样裂隙几何尺寸压缩率为24.10%;揭示了煤岩吸附气体后渗透率降低的两个主要机理,一是煤岩基质膨胀压缩了渗流通道,二是吸附在煤岩颗粒表面的气体分子占据了部分渗流通道;当气体压力小于1.5 MPa时,滑脱效应会夸大气体吸附对煤岩渗透率的影响,并提出了利用非吸附性气体He消除滑脱效应的方法;煤岩吸附气体量越大,渗透率降低程度越大,由大到小依次为CO2、CH4和N2,煤岩渗透率和气体压力呈幂指数关系。研究结果对煤层气提高采收率技术和CO2在煤层中的封存技术具有理论指导意义。