稻麦轮作高标准农田控制排水对排水与氮素输出削减效果模拟

稻麦轮作区高标准农田建设中,通过加深排水沟提高麦作期农田排水降渍能力的同时,加大稻作期农田排水输出,不仅降低了水资源利用效率,而且加重了接纳水体的污染。本文基于江苏省扬州市沿运灌区稻麦轮作农田排水水文水质过程的监测结果,利用田间水文模型(DRAINMOD)模拟了长序列气象条件下,灌区提高农田降渍能力对稻田排水、氮素流失及灌溉需求的负面影响以及控制排水措施的积极效果。结果表明,在节水灌溉模式下,研究区排水沟深度由现状的60 cm加深至120 cm,排水间距由120 m加密至20 m时,稻作期排水量与总氮(TN)输出负荷增加9.0%~22.2%、氨氮(NH_(3)-N)输出负荷增加4.0%~16.8%、灌溉用水量增加9.6%~23.4%。若结合田间管理要求,实施控制排水则可有效缓解提高农田降渍能力造成的负面影响;当排水沟深为120 cm,间距为120~20 m时,稻作期控制排水可使排水量和TN输出负荷减少19.3%~35.3%、NH_(3)-N输出负荷减少7.6%~27.2%、灌溉用水量减少22.9%~40.0%。由于控制排水降低了地下排水梯度,相较于传统排水,农沟从60 cm加深至120 cm时,地下排水平均占比降至50.7%,灌溉用水量相应减少。综上,稻麦轮作农田控制排水具有显著的节水减排作用,可有效降低高标准农田建设中提高降渍能力所产生的负面影响。研究成果可为稻麦轮作区高标准农田建设与水环境保护提供理论依据与技术支撑。

基于BERT和超图对偶注意力网络的文本情感分析

针对网络短文本存在大量的噪声和缺乏上下文信息的问题,提出一种基于BERT和超图对偶注意力机制的文本情感分析模型。首先利用BERT预训练模型强大的表征学习能力,对情感文本进行动态特征提取;同时挖掘文本的上下文顺序信息、主题信息和语义依存信息将其建模成超图,通过对偶图注意力机制来对以上关联信息进行聚合;最终将BERT和超图对偶注意力网络两个模块提取出的特征进行拼接,经过softmax层得到对文本情感倾向的预测结果。该模型在电商评论二分类数据集和微博文本六分类数据集上的准确率分别达到95.49%和79.83%,相较于基准模型分别提高2.27%~3.45%和6.97%~11.69%;同时还设计了消融实验验证模型各部分对分类结果的增益。实验结果表明,该模型能够显著提高针对中文网络短文本情感分析的准确率。

1987—2022年新安江水库(千岛湖)水面面积时空变化及其与水位、蓄水量的响应关系

水面面积、水位、蓄水量是水库水资源管理的重要基础数据,遥感是湖库水体提取、水位和蓄水量估算的重要技术手段。由于不同水体提取方法的适用性差异、测高卫星数据的有限时间覆盖度和开源数据集的时空分辨率不足等原因,湖库水面面积、水位、蓄水量的长时序、高频率时空变化监测仍存在一定挑战。本研究以新安江水库为研究区,结合多源遥感、气象、水文和土地利用等数据,基于Google Earth Engine云平台,运用水体指数法,分析1987—2022年新安江水库水面面积时空变化特征,构建水位—水面面积、水位—蓄水量和水面面积—蓄水量响应关系,探究水面面积时空变化成因。结果表明:(1)Landsat 5、Landsat 8和哨兵2号数据的最佳水体提取指数分别为AWEIsh和GNDWI,F1-score分别为91.93%、91.03%和93.14%。相比于开放数据集GSWED(32.61%)、JRC GSW(76.17%)和ReaLSAT(69.76%),基于最优水体指数的水体提取结果具有最高的F1-score(91.26%);(2)时间上,1987—2022年新安江水库水面面积呈显著上升趋势(R^(2)=0.20,P=0.01),总体增长速率为0.96 km^(2)/a;空间上,永久性水体(淹没频率大于75%)面积占比为73.44%,主要分布在湖心等水体开阔区域;季节性水体(淹没频率>25%且≤75%)面积占比为10.17%,主要分布在湖汊区域;(3)三次多项式函数可以较好地模拟新安江水库水位—水面面积、水位—蓄水量和水面面积—蓄水量的响应关系;(4)千岛湖流域上游降水和人类活动导致的土地利用变化是影响新安江水库水面面积动态变化的主要因素。

改进型三斜叶-Rushton组合桨槽内流场特性的粒子图像测速技术

通过粒子图像测速技术(PIV)对装配三斜叶-Rushton组合桨搅拌槽内流场进行了实验研究,在甘油-水溶液中研究了该组合桨在不同转速N、离底距C_(1)以及桨叶间距C_(2)时的槽内流场变化情况。研究结果表明:当转速N=100 r·min^(-1)时,上桨叶区的混合效果有所改善,桨叶间速度分布相对均匀;当离底距C_(1)=0.3H时,上桨叶区低速区域最小,搅拌槽内的混合效果达到最佳;当桨间距C_(2)=0.25H时,上桨叶区的低速区得到改善,混合效果有所提升,两桨叶间速度分布趋于平稳有利于混合和传质。

R410A水平三维强化管蒸发换热实验

针对传热管内蒸发换热特性,开展了R410A在铜及不锈钢光管和涟漪纹管管内换热特性的实验研究,分析了部分流型对管内蒸发的换热机理。实验工况:饱和温度为6℃,制冷剂质量流速为100~200 kg·(m^(2)·s)^(-1),干度范围0.1~0.9。验证了光滑管内的流型,结果与Wojtan流型图的预测具有较好的一致性。实验结果表明:蒸发换热系数随质量流速增加而增加。换热系数与流型相关。压降主要取决于质量流速和干度。与光滑管相比较,传热强化率为1.27~1.96,沸腾压降增加了11%~36%。

柔性直流架空线路差模波特征优化方法

随着柔性直流输电系统向高电压、大容量方向发展,采用架空线路成为工程选择的必然趋势。本文基于工程化应用场景,结合行波模型和计算量,运用离散小波变换和多分辨率解析方法分别对差模行波、直流电流、直流电压等电气量进行处理,得到其特征值,在远端区内故障和远端区外故障时对比三者的差异。针对差模行波特征值,对远端区内经过渡电阻的故障工况进行测试。结果表明,本文所述计算方法具有较好的选择性和灵敏性,且计算量小,能够满足实际工程需求。

面向远程监督命名实体识别的噪声检测

针对远程监督命名实体识别(named entity recognition,NER)任务,目前有许多基于强化学习的方法,利用强化学习的强大决策能力,对远程监督生成的自动标注数据进行噪声过滤.然而,这些方法所使用的策略网络模型架构都较简单,识别噪声能力较弱,且都以完整的句子样本为单位进行识别,导致句子中的部分正确信息被丢弃.为解决上述问题,提出了一种新的基于强化学习的方法,称为RLTL-DSNER,该方法可以从远程监督生成的带噪数据中,以单词级别识别正确实例,减少噪声实例对远程监督NER的负面影响.具体来说,在策略网络模型中引入了标签置信函数来准确识别实例.此外,提出了一种新颖的NER模型预训练策略,使其能为强化学习的初始训练提供精准的状态表示和有效的奖励值,引导其向正确的方向更新.在4个数据集上的实验结果验证了RLTL-DSNER方法的优越性,在NEWS数据集上,相较于现有最先进的方法,获得了4.28%的F1提升.

岩藻黄质通过AKT/mTOR途径调节糖酵解代谢促进人急性淋巴细胞白血病细胞凋亡的作用研究

为阐明岩藻黄质促进人急性淋巴细胞白血病(CEM/C1)细胞凋亡的作用机制,本研究采用MTT法检测岩藻黄质处理后的CEM/C1细胞活力;利用流式细胞仪测定CEM/C1细胞的早期与晚期凋亡率以及细胞周期的分布;采用试剂盒检测岩藻黄质对CEM/C1细胞中丙酮酸激酶(PK)和己糖激酶(HK)活性以及葡萄糖摄取量、三磷酸腺苷(ATP)生成量、乳酸生成量的影响;通过蛋白免疫印迹法(WB)测定CEM/C1细胞相关蛋白表达水平,并通过分子对接进行验证。结果表明,岩藻黄质对CEM/C1细胞活力具有显著的抑制效果,并呈剂量和时间依赖性;随着岩藻黄质浓度的增加,CEM/C1细胞的早期凋亡率和晚期凋亡率明显增加,G1/G2细胞的比例显著或极显著下降,S期细胞的比例显著或极显著上升;岩藻黄质显著抑制糖酵解相关酶(PK、HK)的活性以及蛋白表达;岩藻黄质显著降低磷酸化mTOR和磷酸化AKT蛋白的表达水平;岩藻黄质与AKT和mTOR蛋白对接的结合能均小于-5 kcal·mol^(-1),主要通过氢键作用于酶活中心。综上,岩藻黄质能显著促进CEM/C1细胞凋亡,其作用机制可能与AKT/mTOR信号通过调控的糖酵解有关。研究结果为羊栖菜高附加值产品开发及天然、安全抗白血病药物前体的筛选提供了一定的理论依据。

基于模糊测试的智能合约正确性检测

智能合约的发展处于初期阶段,底层编程语言和应用平台的不同使得智能合约的设计缺少规范,极易出现漏洞,造成损失。针对以太坊区块链平台上智能合约存在的安全漏洞问题,提出了一种基于模糊测试的智能合约正确性检测方法。该方法根据智能合约内容及规范生成模糊输入,并根据模糊输入在以太坊虚拟机内执行智能合约,监控合约在执行过程中的行为,生成多个日志文件,提取日志文件中的关键信息,对测试用例进行触发测试,从而得到智能合约所包含漏洞的情况,实现正确性检测。在实验过程中,该方法针对416个智能合约中的七类常见漏洞进行了漏洞检测,标记出了19个存在漏洞的智能合约。经过人工审计分析发现,在这19个被标记的不正确智能合约中,有18个智能合约确实存在安全漏洞。实验结果表明所提方法能够以较高的准确率识别智能合约中包含的漏洞,从而检测智能合约的正确性。

城市深层地热能可持续开采多场耦合效应数值模拟研究进展

我国中深层(200~3000 m)和深层(>3000 m)地热资源储量丰富,具有很大的开发空间,可持续开发利用地热资源将是碳达峰、碳中和目标如期实现的重要保障之一。然而,地热能开采过程涉及复杂的温度场、渗流场、应力场耦合效应。为此,总结了笔者团队在水热型地热资源开发利用多场耦合效应数值模拟方面的研究成果,包括面向城市深层地热能可持续开采的资源量评价、采灌方案优化设计方法和在典型地热工程中的示范应用。从温度、水位、变形3个方面给出了深层地热能可持续开采的多指标评价体系,以及基于数值模型的可采地热能计算公式。基于深层地热井-储系统多场耦合数值模型给出了满足可持续开采标准的可采地热能评价方法,提出了开采井风险评价的“红绿灯系统”,并依托雄安新区容东安置区地热开发利用工程验证了资源评价方法的合理性。基于深层地热井-储系统多场耦合数值模型给出了满足可持续开采标准的采灌方案优化设计方法,采用Plackett-Burman设计构建了代理模型,通过多响应优化实现了参数的快速优化,并依托北京市城市副中心地热开发利用工程验证了采灌方案优化设计方法的合理性。为城市深层地热能可持续开采提供了理论与工具支撑,以促进城市深层地热能更大规模和更高质量的开发利用。

我国粮食功能区粮食安全水平的时空差异及障碍诊断

从粮食生产安全、粮食供给安全和粮食获取安全三个子系统出发,运用综合加权法、泰尔指数法、障碍度模型等方法,研究2000~2018年我国粮食功能区粮食安全水平的时空差异与障碍因子。研究表明,主产区与平衡区的粮食安全水平逐年提升,但主销区不升反降;三大粮食功能区之间粮食安全水平的差距呈扩大趋势,区域不平衡加剧了主产区的粮食生产压力;主产区粮食安全面临的主要问题是生产要素投入与生产能力不匹配;主销区粮食安全面临的主要问题是粮食自给率过低;平衡区粮食安全面临的主要问题是粮食生产效率有待提高。基于此,未来应充分重视粮食功能区建设,加强粮食安全保障分工:主产区应推动节水工程建设;平衡区应加大生产资金投入;主销区应持续发展现代化都市农业。

粮食主产区粮食安全与生态安全脆弱性耦合研究

基于粮食安全脆弱性和生态安全脆弱性评价指标体系,采用组合赋权法测度2000—2020年粮食主产区的粮食安全和生态安全脆弱性指数,运用耦合协同度模型定量分析二者的协同演进关系,借助地理探测器探究驱动二者耦合协同的主导因子和交互因子。研究表明:粮食主产区的粮食安全和生态安全脆弱性水平显著下降,发展状态由粮食安全滞后型转变为生态安全滞后型;二者的耦合协同度逐年上升,由濒临失调等级上升为中级协同等级,空间上呈现出由“南高北低”向“南北齐升”迈进的趋势;地均劳动力数量、地均水资源量、化肥施用强度、农药施用强度、酸雨率是驱动粮食安全与生态安全脆弱性耦合协同的主导因子,各主导因子经交互后表现为双因子增强或非线性增强,即两因子共同作用会增强其空间分异的解释力;驱动南、北方粮食主产区粮食安全与生态安全脆弱性耦合协同的主导因子存在异质性和阶段性。

长沙加强“双碳”示范城市建设面临的主要问题与对策

城市是碳排放主阵地,加强双碳示范城市建设是实现碳达峰、碳中和“3060”目标最重要路径。长沙是“长株潭都市圈”国家重要经济增长极和湖南省“强省会”战略交集地,加强双碳示范城市建设是必然选择。长沙双碳示范城市建设面临的主要问题是能源结构需要优化、循环能源发展条件受到限制以及产业联动性不强等问题。因此,借鉴国内外典型低碳城市建设经验,正确处理经济发展与碳排放的关系,从减排降碳、技术改造、探寻可再生能源以及申报碳交易试点等方面探寻长沙“双碳”示范城市建设的对策措施,为长沙双碳示范城市建设及高质量发展提供参考。

面向不确定性环境的自动驾驶运动规划:机遇与挑战

运动规划算法作为自动驾驶系统中的重要研究内容,愈发受到研究者们关注.然而目前多数算法仅考虑在确定性结构化环境中的应用,忽视动态交通环境中潜在的不确定性因素.文中面向不确定性环境,将运动规划算法总结为两类:部分可观测马尔可夫决策过程(POMDP)和概率占用栅格图(POGM),从理论基础、求解算法、实际应用三方面进行介绍.基于当前置信状态,POMDP计算使未来折扣奖励最大的策略.POGM使用概率表征对应栅格上的占用情况,衡量车流动态变化的可能性,良好表征不确定性情况.最后,总结不确定性环境中当前运动规划问题面临的主要挑战和未来可能的研究方向.

共沉淀法制备Cs_(2)Ag_(0.1)Na_(0.9)BiCl_(6):Tm^(3+)双钙钛矿及其近红外发光性能

间接带隙的Cs_(2)NaBiCl_(6)双钙钛矿材料具有近红外宽波段发射特性,但低发光效率限制了其在近红外发光领域的应用。本工作通过共沉淀法快速制备微米级尺寸的Cs_(2)Ag_(0.1)Na_(0.9)BiCl_(6):Tm^(3+)双钙钛矿晶体,实现了近红外荧光增强,并系统研究了其光学吸收、光致发射(PL)、光致激发(PLE)、时间分辨光致发光和荧光量子效率(PLQY)等光学性能。共沉淀法制备的Cs_(2)Ag_(0.1)Na_(0.9)BiCl_(6):Tm^(3+)的光学带隙为3.06 eV。在350 nm紫外光激发下,可以观察到峰值位于680 nm的近红外宽峰发射,这源于自陷激子发光。通过引入Tm3+作为新的发光中心,实现了810 nm波段的近红外发光增强,在780~830 nm波段荧光量子效率(PLQY)从1.67%提高到11.77%,提高了6.05倍。在650~900 nm波段,Cs_(2)Ag_(0.1)Na_(0.9)BiCl_(6):Tm^(3+)的近红外PLQY高达25.22%。本研究证明了共沉淀法快速制备的Cs_(2)Ag_(0.1)Na_(0.9)BiCl_(6):Tm^(3+)钙钛矿作为新型近红外光源材料的可行性。

三峡水库香溪河鱼类群落结构特征及历史变化

由于自然和人为因素的影响,三峡水库鱼类资源一直在发生变化,为掌握三峡水库蓄水后典型支流香溪河鱼类群落的现状及历史变化,于2020年7月—2021年4月使用多网目复合刺网和地笼对香溪河鱼类群落进行实地采样,并结合历史数据进行比较分析。研究期间共采集到鱼类55种,隶属于7目14科,鲤科鱼类种类数最多,以杂食性鱼类和湖泊定居性鱼类为主,优势种为贝氏■(Hemiculter bleekeri)、短颌鲚(Coilia bratchygnahus)、似鳊(Pseudobrama simoni)和翘嘴鲌(Culter alburnus),其相对重要性指数(IRI)分别为5502、3828、2567和1109。鱼类物种多样性指数在春季最高,夏季最低。刺网单位捕捞努力量渔获个体数和单位捕捞努力量渔获量在夏季最高,冬季最低。与三峡水库蓄水前相比,香溪河鱼类中长江上游特有鱼类减少4种,外来鱼类增加3种。湖泊定居性种类持续增加,喜流水性种类减少,鱼类优势种发生较大变动。2020—2021年香溪河鱼类组成与1987年的相似性指数为0.29,与2012—2013年的相似性指数为0.53,反映三峡水库蓄水前后香溪河鱼类群落结构差异明显。建议加强河流自然生境修复、保护土著鱼类并严格防控外来鱼类,以促进鱼类资源多样性恢复,维护水域生态系统稳定。

先进微翅凹坑复合强化表面管外流动沸腾换热预测模型

采用实验方法对比制冷剂在3根强化管和1根光滑管外环形侧的流动沸腾换热和压降特性。实验采用的3根强化换热管分别是具有螺旋微翅片的换热管(HB管)、具有凹坑结构的换热管(DIM管)和同时具有螺旋微翅片和凹坑复合结构的换热管(DIM/HB管)。实验的饱和温度为6℃,质量流速范围是75~225 kg·(m^(2)·s)^(-1),进出口干度分别保持在0.2和0.8。从流动沸腾换热实验结果可以看出,具有复合结构的DIM/HB管展示出最高的换热系数,约为光滑管的1.54~2.23倍。但同时DIM/HB管也展示出相对较高的摩擦压降,约为光滑管的1.26倍。基于文献中2种经典的蒸发换热预测关联式分别对预测模型进行修正,通过比较发现,基于Thome关联式的修正预测模型拟合效果更好,误差可达10%以内。

融合经验模态分解与模糊熵的薄板结构损伤识别

针对薄板结构中损伤兰姆波信号提取及表征困难两大问题,提出了一种融合经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)与模糊熵(fuzzy entropy, FEn)的薄板结构损伤识别新方法。该方法首先基于EMD从复杂的兰姆波信号中提取并分离与结构损伤相关的信号;再利用提取出的损伤信号的归一化模糊熵作为损伤指数对结构损伤大小进行定量表征,从而实现薄板结构的损伤识别。设计的三组碳纤维增强复合材料板(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)划痕损伤识别试验验证了该方法的可行性,试验结果表明:归一化后的模糊熵与CFRP板划痕损伤大小呈现较好的线性增加的关系,利用该线性关系可以对CFRP板划痕大小进行识别;与基于奇异谱-模糊熵的结构损伤识别方法相比,该研究所提方法识别效果更佳。

GLIM标准下胃肠道恶性肿瘤手术患者营养状况调查及发生营养不良的影响因素分析

目的:调查胃肠道恶性肿瘤手术患者营养状况,并探讨其影响因素。方法:横断面调查2021年01月至2022年05月入住合肥市某三级甲等医院胃肠外科560例行胃肠道恶性肿瘤根治术患者的相关资料,应用GLIM标准诊断营养不良,统计营养不良发生现况并分析其影响因素。结果:560例行胃肠道恶性肿瘤根治术患者中,营养不良的发生率为28.93%(162/560),其中重度营养不良的发生率为7.68%(43/560)。胃癌患者营养不良发生率为39.09%(95/243),结直肠癌患者营养不良发生率为21.14%(67/317)。Logistic回归分析显示:肿瘤类型(OR=3.192)、肿瘤分期、饮食教育(OR=2.821)、体质量指数(body mass index,BMI)(OR=0.709)、血清白蛋白浓度(OR=0.491)、血红蛋白浓度(OR=0.190)是胃肠道恶性肿瘤手术患者发生营养不良的影响因素(P<0.05)。结论:胃肠道恶性肿瘤手术患者易发生营养不良,且胃癌患者高于结直肠癌患者。肿瘤分期越晚及未接受正规饮食教育的患者营养不良发生率更高。入院BMI、血清白蛋白浓度、血红蛋白浓度下降是胃肠道恶性肿瘤手术患者发生营养不良的危险因素。建议临床医护人员应关注胃癌、晚期肿瘤、低蛋白血症及贫血的手术患者,及时给予个案化营养干预提高术前营养状况,改善临床结局。

侧链的简单调制使近红外吸收的非富勒烯受体实现更高的短路电流密度

为了探究相同共轭骨架中不同位点引入不同侧链对相应小分子非富勒烯受体光电性能的影响,本文通过在中心核茚并二噻吩并[3,2-b]噻吩(IDT)单元和端基(1,1-二氰基亚甲基)绕丹宁单元上同时引入正辛基柔性侧链并以噻吩稠合苯并噻二唑(BTT)单元为“π-桥”而构建了一个新的A-π-D-π-A型非富勒烯受体(JC11).与以往研究得到的两个A-π-D-π-A型非富勒烯受体(A2和JC1)相比,在中心核和端基同时引入适宜长度的正辛基侧链不仅赋予JC11更有利的分子间堆叠,而且使JC11比在中心核引入刚性更强和空间位阻更大的己基取代苯基侧链的A1表现出了更大的吸收红移和更好的结晶度;同时也比在端基仅引入短链乙基侧链的JC1表现出了更好的溶解性能,避免了其与PTB7-Th给体共混时出现过度聚集而导致相分离尺度过大.此外, JC11在给体/受体共混膜中展现了比A2和JC1更高的摩尔消光系数(高达1.14×10~5 L·mol~(-1)·cm~(-1))和更高的电子迁移率(μe=1.01×10~(-3) cm·V~(-1)·s~(-1))以及更平衡的电子/空穴迁移率(μ_e/μ_h=2.72).因此,基于PTB7-Th∶JC11的太阳能电池器件经优化后实现了10.09%的光电转换效率(PCE)和高达24.20 mA/cm~2的短路电流密度(J_(SC)),超过PTB7-Th∶A2和PTB7-Th∶JC1优化器件8.20%和8.16%的PCE以及低于20 mA/cm~2的J_(SC)值.研究结果表明,调节共轭主链侧链是一种简单且有效的调控非富勒烯小分子受体材料的吸收性能和结晶性能的分子设计策略,可大幅提高异质结有机太阳能电池的J_(SC)和PCE.