煤矿智能化排水系统的应用研究

排水系统是煤矿井下的关键系统之一,对于排出煤矿井下涌水,保障煤矿安全生产具有重要意义。针对现有矿井排水系统智能化水平较低、系统耗电量较大等问题,提出一种矿井智能化排水系统,系统以可编程控制器PLC为核心,通过模糊控制算法分析井下水仓的液位和涌水变化率,得出排水系统的最佳运行方案,并将该模型结构输入到PLC中,结合排水主管路的流量、水泵压力等数据,达到水泵房智能运行与避峰填谷的目的,并通过随机森林算法解析水泵的振动信号,分析水泵的故障类型和健康状态。该系统有效地提升了井下排水效率,降低了设备磨损率,减少了煤矿排水系统电能消耗,对煤矿智能化排水系统设计具有一定的参考价值。

森林结构差异对大兴安岭森林小流域径流情势和退水特征的影响

径流情势和流域退水是反映水文过程至关重要的指标,除气候因素外,主要受到下垫面和流域水文地质特征的影响。利用准配对流域法,对比大兴安岭地区森林结构不同的2个小流域(老爷岭流域、圣诞村流域),排除气候和地形地貌的干扰,探究森林结构变化对流域径流情势及退水过程的影响。结果表明:老爷岭流域的全年洪峰历时比圣诞村流域延长5 h、平均洪峰滞时推迟2 h,洪峰径流量、变异系数均无显著差异。随着森林平均蓄积量、树种组成、郁闭度等森林结构指标的提高,老爷岭流域(森林结构综合指数较高)较圣诞村流域(森林结构综合指数低)的枯水径流时间低4 h,平均枯水径流深提高0.65 mm(是圣诞村流域3倍),平均枯水径流变异系数低33%,且流域间差异均达到了极显著水平(P<0.01)。通过退水分析,结果表明:老爷岭流域和圣诞村流域退水系数(k)的均值分别为16.9、8.5 d,退水常数(α)均值分别为0.909 4、0.862 6,老爷岭流域的平均退水时间比圣诞村流域延缓了8.4 d。该地区流域水文特征受森林植被变化的影响明显,森林结构复杂、森林质量高的老爷岭流域枯水径流量高并且稳定,退水过程更慢,水源涵养功能更好。

多政策调控下中国碳排放情景实证研究

为分析中国能否按时实现碳达峰目标,文章从多维度收集了23个碳排放影响因素进行组合分析,并构建了基于鹈鹕优化-混合核极限学习机的多情景预测模型。本文依据不同经济发展模式,分别设定五个情景预测2022-2040年的碳排放量,并利用tapio脱钩模型分析不同情境实现碳达峰的规律。结果表明:1.人口、经济、能源适合作为碳排放量影响因素的衡量指标;2.中国可以在产业结构调整、生态发展以及统筹发展的情景下按时实现碳达峰;3.在基准情景下,碳达峰将于2032年到来,且如若中国政府放任工业经济发展的同时不加大环境保护力度,碳达峰将在2033年才会实现;4.越早实现碳达峰的情景其碳排放与经济增长的脱钩效应会越强。

改进旋转平衡森林的数据密度峰值聚类算法

非平衡数据中少数类样本数量少,存在分类检测准确率低下的问题,为提高少数类检测精度,同时提高分类检测的通用性,将ADPC自适应密度峰值聚类优化算法与ROBF旋转平衡森林算法有机融合,提出一种改进的非平衡数据密度峰值聚类算法,即ROBF-ADPC算法。算法首先采用SMOTE数据采样法,通过合成少数类样本以提高非平衡数据的协方差收缩性,并基于系统参数获取特征子集;然后采用PCA主成分分析法对特征子集进行特征旋转变换,并采用HSLS插值法提高数据集的平衡度;接着通过对样本局部域密度的标准化处理,并在降序图中拉伸“奇点”附近样本;最后利用自适应优化策略完成聚类中心分配,完成非平衡数据分类任务。消融实验结果显示,三类优化模块均对分类结果均起正向影响,且三类优化算法的叠加将少数类分类精确度提升了8.08%,但时效性略有下降;对比实验结果表明,ROBF-ADPC聚类模型在对非平衡数据进行分类时,在三类数据集下,较其余8类融合模型相比,少数类分类准确率R平均提高了5.13%,且系统特异度恒为最大值。综上所述,上述ROBF-ADPC算法模型可以有效的提升非平衡数据集中少数类检测精度,具有重要的仿真价值。

森林生态系统碳估测方法及展望

森林生态系统是陆地生态系统重要组成部分,拥有陆地表面最大的碳库,其消长变化对全球碳循环有着深远影响。在当今温室效应日益显著,极端气候出现日益频繁的大背景下,精准估测森林生态系统碳储量、加强森林生态系统碳储量监测体系建设,对深入理解全球碳循环过程、预测全球气候变化有着极其重要的意义。以加强森林生态系统碳汇功能、实现“双碳”目标为切入点,系统阐述了森林生态系统固碳功能实现机理,分析比较了当前森林碳估测的几种主流方法,着重提出了构建中国森林碳储量监测体系的可行之策,以期为中国森林生态系统碳储量监测能力稳定提升提供理论参考,为“双碳”目标如期实现提供科学支撑。

考虑新能源接入下的配电网线损综合检测方法

双碳目标的提出,促进了电网朝着清洁低碳和安全可控等方向发展,线损是节能减排的直接体现和重要技术指标,针对现有配电网线损异常检测方法存在的检测精度差和效率低等问题,在线损异常检测系统的基础上,提出了一种结合灰色关联分析、改进K-means算法和孤立森林算法的配电网线损异常检测方法。通过灰色关联分析和改进K-means算法优化孤立森林算法,灰色关联分析完成特征属性的筛选,改进K-means算法完成数据聚类处理,提高了孤立森林算法异常检测的准确率和效率。结果表明,所提方法与常规方法相比,在多项指标上具有最优的检验效果,检验精度达到100%,平均检测时间为0.0402 s,为双碳目标实现提供了一定的支持。

基于SMA算法优化随机森林的PPV预测模型

爆破振动速度峰值(Peak Particle Velocity,PPV)的准确预测是有效控制爆破工程振动危害的前提。为了提高爆破振动速度峰值的预测精度,提出将黏菌算法(Slime Mould Algorithm,SMA)对随机森林(Random Forest,RF)中的树的个数和最小叶子点数2个超参数进行优化。以某露天爆破工程实例中收集的具有4个输入参数(最小抵抗线r、高差H、最大段药量Q_(max)、水平距离W)和1个输出参数(PPV)的23个样本的数据集为依据,将4种参数组合(Q_(max)-H-W-r、Q_(max)-H-r、Q_(max)-W-r、Q_(max)-r)作为随机森林算法中的输入参数,确定最优的参数组合。随后对SMA-RF模型、未优化RF模型和国内外常用的6组经验公式的预测结果进行比较,结果表明SMA-RF模型取得了最优的预测效果,因此在工程实践中推荐使用SMA-RF模型预测爆破振动速度峰值。

贵州喀斯特峰丛洼地森林生态承载力评价-以平塘县为例

以贵州喀斯特峰丛洼地平塘县为研究对象,基于2017年平塘县林地变更数据与社会经济发展相关数据,综合采用理论分析法及专家咨询法构建评价指标体系,运用综合指数法对平塘县森林承载力进行了评价。研究结果表明:(1)林龄结构、GDP增长率和森林覆盖率是限制该区域森林生态的主要指标;(2)研究区的森林结构需求指数(0.5946)>经济需求指数(0.3359)>森林功能需求指数(0.2267)>社会发展需求指数(0.2260);(3)研究区森林生态承载力值为1.3832,处于强承载力。

“双碳”目标下我国森林保险创新发展研究

党中央高度重视生态文明建设,“双碳”目标建设作为生态文明建设的核心,对生态碳抵消提出了极高要求。在“双碳”目标建设中,森林资源保护与发展贡献了巨额生态碳汇,而森林保险能有效分散森林经营风险,扩大森林固碳规模,对实现“双碳”目标意义重大。本文分析了森林保险赋能“双碳”目标的作用机制,总结了组织制度不完善、法律法规缺位、保费补贴不均衡、产品体系存在缺陷、经营能力差和保险费率固定等问题。本文借鉴国外森林保险赋能“双碳”目标的经验,从政府层面提出优化多方合作机制、加快森林保险立法、完善差异化补贴制度等政策建议;从保险企业层面提出构建科学产品体系、利用保险科技打通业务流程、强化费率差异化水平等措施建议,以期推动我国森林保险创新发展,助力“双碳”目标稳定实现。

安徽省森林村庄空间分布特征及影响因素

森林村庄是中国未来乡村发展建设的重要载体,“双碳”政策的提出为我国乡村地区的生态文明建设与林业转型发展提供了重要政策导向。基于ArcGIS10.8空间分析工具及数理统计方法,对2021年安徽省639个森林村庄空间分布特征及影响因素进行分析。结果发现:(1)总体分布上,安徽省森林村庄呈现“大分散、小集聚”的分布格局,具有西多东少、北多南少的显著特征;(2)安徽省森林村庄在不同空间尺度呈现差异化的分布特征。区域尺度上,皖中地区数量最多,皖北地区次之,皖南地区数量最少,仅占总数的22.69%;市域尺度上,高密度集聚区呈现近似倾斜的“V”字型结构,南北对称的空间格局显著;县域尺度上呈分散分布;(3)整体密度上,安徽省森林村庄的空间格局形成两条近似平行的高密度集聚带,5个显著的核心区和5个次级密度核心;(4)空间关联上,安徽省森林村庄空间分布具有较强的空间自相关性,县域尺度上空间关联以正相关类型为主;(5)影响因素上,地形、水源是安徽省森林村庄形成发展的自然环境基础,人口、交通和经济等社会发展状况是森林村庄保护发展的重要条件。

京津冀地区碳汇价值嵌入的森林资产核算与负债表编制

森林资源兼具重大生态效益与经济效益,在区域碳中和、绿色发展中的重要性突出。基于第三次全国国土调查数据,结合第八、九次森林资源清查数据,采用多种方法对京津冀地区森林资源资产价值进行核算,将碳汇嵌入森林资源资产的价值评估过程,扩展了林地资源资产、林木资源资产的边界,编制京津冀地区森林资源资产负债表。结果表明:①2011—2020年,京津冀地区森林资源资产价值呈增长趋势,年均增速3.16%,其中林地资源资产增速3.15%,林木资源资产增速3.33%,资产价值增长由资源增长导致;②森林资源累计整体负债107.45亿元,其中人为耗损导致的负债占比达92.24%,主要原因是森林砍伐;③地区森林资源实际负债率为-35.52%,表明该区域森林资源资产权益大幅增加。本研究为完善自然资源资产负债表编制流程、提升森林资产价值、促进地区经济生态协调发展、实现“双碳”目标提供了新思路和参考依据。

“双碳”目标下浙江安吉毛竹林碳汇经营模式

依托浙江省竹林碳汇试点和国家林业碳汇试点建设,开展了毛竹林碳汇项目建设。结合安吉竹林实际经营情况和立地条件,初步提出了竹林高效经营促汇、竹阔混交改培增汇、退化竹林恢复保汇及竹林持续经营稳汇等4种经营模式,以期科学适度经营竹林,重建竹林生态系统,为推动竹林经营模式改变、提高竹林固碳水平、增加竹农经济收入提供参考。

碳达峰碳中和背景下提升新疆森林碳汇功能的思考

气候变暖是生态环境恶化的一个重要原因,中国作为碳排放大国,提出了力争2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”的目标。生态系统,特别是森林生态系统是双碳目标达成的较好选择。本文旨在探讨双碳目标背景下新疆森林生态系统作为西北边陲生态屏障的重要组成之一,实现固碳增汇的一些问题和解决办法,从而助力实现双碳目标。

世界主要碳排放国家碳达峰和碳汇能力研究

在现实的经济和科技水平下,实现碳中和就必须首先实现碳达峰。研究世界主要碳排放国家的碳达峰基础和碳汇能力对于我国实现碳达峰和碳中和具有重要借鉴意义。选取了世界224个国家和地区经济总量排名靠前的24个国家,根据其1960—2018年间的CO_(2)排放量、GDP总量、能源消耗、森林碳汇能力等数据进行分析,认为经济大国在碳达峰之前,CO_(2)排放量均与GDP、人均GDP呈正相关。进一步分析表明:在人均GDP达到2.0万~3.5万美元、低碳能源占比达到35%以上时,有实现碳达峰且碳排放出现下降的可能;天然气能源占比50%以上,或者煤炭和石油供应占比不高于55%,人均GDP达到3.5万~4.5万美元时,也有实现碳达峰且碳排放出现下降的可能。可见,能源供应结构是实现碳达峰的第一决定性因素,即低碳能源占比越高,碳达峰越容易实现;人均GDP是实现碳达峰的重要条件,只有经济实力雄厚的国家才有提高减排技术的能力。目前,研究所涉及的各国森林碳汇能力均在不断提高,但占其本国的年碳排放量比例较低,大部分国家不足15%,一些国家的森林碳汇能力还在降低,实现碳中和仍需要相当长时间。因此,应特别重视森林生态系统的健康、稳定、高效、可持续经营。

基于随机森林算法的光伏光热互补发电机组深度调峰负荷分配模型

为了最大程度利用太阳能,降低负荷分配后的峰谷差,提出了基于随机森林算法的光伏光热互补发电机组深度调峰负荷分配模型。分析光伏光热互补发电运行原理,采用灰色关联分析法选取与光伏光热互补发电机组负荷预测日较为接近的相似日,将其输入至搭建的随机森林回归模型中进行训练,预测光伏光热互补发电机组负荷,依据获取的负荷预测结果,将削弱等效负荷峰谷差视为深度调峰目标,搭建光伏光热互补发电机组深度调峰负荷分配模型,采用粒子群算法求解模型,获得最佳深度调峰负荷分配结果。实验结果表明:当随机森林回归模型决策树选取300颗时,能够有效控制负荷预测泛化误差;光伏光热互补发电机组负荷预测的平均相对误差平均值不超过0.3%,具有极佳的负荷预测效果;应用提出的模型能够有效缩减等效负荷峰谷差,具备较好深度调峰负荷分配效果。

新疆白石峰国家森林公园野生药用种子植物资源综合评价

为保护和合理利用野生药用植物资源,采用统计学方法、文献查阅法、赋值变量公式法从多角度对新疆白石峰国家森林公园药用植物多样性进行分类统计、分析和赋值评价。结果表明:该研究区药用植物200种,隶属于48科145属;按药用功效,药用植物可归为13种类型,清热药最多,占41.0%;入药部位有8种类型,全草类和根类植物种较多,分别占53.0%和23.5%;生活型有草本、灌木、乔木和藤本4类,草本最多,占87.0%;属的分布区类型划分为13个分布区和8个变型分布区,以北温带和旧世界温带分布区(含变型)为主,两者占63.5%;野生药用植物资源综合价值等级高(SVMP≥2.5)、较高(SVMP为2.0~2.5)、一般(SVMP为1.5~2.0)和较低(SVMP<1.5)分别有7、103、50、40种,分别占总种数的3.5%、51.5%、25.0%和20.0%,约有110种药用植物具有较高的综合价值。该研究区药用植物种类丰富,以清热解毒功效、草本生活型、北温带分布等为特色。建议要加大对受威胁药用植物的野生抚育和仿野生栽培,以扩大其种群数量。

基于蚂蚁森林的我国居民数字化碳减排意愿研究

居民参与节能减排是实现我国“双碳”目标的重要手段。以蚂蚁森林等新型互联网公益平台为例,深入分析居民参与低碳生活方式的情感意愿。通过灰色预测模型预测蚂蚁森林的减碳固碳量效果,并运用扎根理论,对爬取的评论数据编码建模,探究用户参与在线植树减碳的情感构成和意愿动机。从反馈机制、用户界面、用户体验、平台信任、数据安全等方面提出建议,促进其与“双碳”实践融合。

基于“双碳”战略目标的森林康养空间规划研究——以张家界堡子界规划为例

森林康养空间对于推进“全域森林康养产业”、“林业碳汇”以及“碳汇+”等进程具有积极作用,是我国实现“双碳”目标的重要支撑载体。文章以湖南省张家界堡子界森林康养基地规划为例,从优化森林碳汇格局、布局基础设施、完善交通网络、打造低碳建筑群四大方面,探讨在森林康养空间规划中的“双碳”策略和方法,以期为类似森林康养空间实现“双碳”战略目标提供参考样本。

广西岩溶旅游资源类型及基本特征

广西是我国也是世界上最重要的岩溶区之一 ,碳酸盐岩分布面积达 8.95万 km2 ,占广西总面积的 37.82 %。区内有全国乃至全世界最为丰富多彩的岩溶旅游资源 ,至今已发现的、比较重要的岩溶旅游资源实体达 50 0余处 ,分属 2 6种旅游资源基本类型。其中最重要的是湿润热带、亚热带峰林景观 ,包括峰林平原、峰丛洼地、名山和象形山石、洞穴、岩溶峡谷以及古人类遗址等。以举世闻名的“桂林山水”为代表的岩溶峰林地貌景观构成广西岩溶旅游资源的主体。

桂林东区峰林平原岩溶地下水示踪试验与分析

为查明桂林东区峰林平原地下水系统的结构特征,在岩溶水文地质调查的基础上,通过人工取样并采用高分辨率野外荧光仪,对桂林东区峰林平原区投放的示踪剂荧光素钠的接收情况进行检测。结果表明:峰林平原区地下水的出露比较多,主要以沟渠、湖塘、民井等为主,其中1号点初现时间为第22天,最大视流速为19.5 m/d,平均视流速4.9 m/d,说明本试验段内地下径流为典型的面状流态,岩溶含水介质比较均匀。峰林平原区岩溶含水层结构岩溶化程度很高,呈网络状,存在统一的地下水位,岩溶发育较均一,同时也存在较大的裂隙甚至较大规模的管道和地下河系统,容易形成岩溶地下水优先流。