堤坝蚁巢综合物探技术研究进展

通过梳理不同时期土石坝蚁巢的类型与规模,阐述了蚁巢的结构特点及成灾模式,总结了蚁巢物探的物性基础;着重介绍了直流电阻率法、探地雷达技术、地震勘探法等在蚁巢探测中的应用现状,从成果维度、探测效率、工作强度、探查精度等视角论述了探测方法的适用条件,指出现有物探技术还不能有效支撑蚁巢的高精度、高效率、立体化探测,并提出了普查-详查-治理-监控的蚁患综合物探服务架构。立足于蚁巢探查技术的客观需要,提出未来蚁巢物探技术应聚焦研制蚁巢发育阶段的1∶1病害物理模拟装置及隐患图谱,研发适应堤坝地形的蚁巢探测装备及正反演算法,构建堤坝蚁害常态化巡查体系及时移电阻率监控系统。

金沙江水富段向家坝库区邵女坪库汊人工鱼巢布设效果研究

向家坝水电站的建设,给金沙江下游段鱼类的产卵场及栖息地造成了严重破坏,渔业资源日渐衰减。为探索人工鱼巢建设对渔业资源保护的效果,2022年2月至4月在金沙江下游水富段向家坝库区水富邵女坪库汊进行人工鱼巢的布设和效果检测。2022年2月14日~28日开展人工鱼巢布设,3月4日~4月29日进行效果检测。检测结果显示,布设人工鱼巢面积7000 m^(2),产卵5批次,累计1.7亿粒以上,孵化率达到38.9%。3月份产卵量显著高于4月份。该研究结果为电站修建后鱼类多样性保护和重要生境修复措施的制定提供了科学依据。

Multiband Monopole Antenna with Sector-Nested Fractal

A kind of novel multi-frequency monopole antenna with sector-nested fractal is proposed and designed, which is nested with a series of similar circular sector elements. By means of the trapeziform ground plane with the tapered CPW (coplanar waveguide) feeder in the middle, the antenna’s radiation performance is greatly improved. The antennas can synchronously operate in three frequencies, covering the working frequency bands of WLAN/WiMAX, 2.44 GHz/3.5 GHz/5.2 GHz - 5.8 GHz. The pattern and impedance measurements of antenna show a good performance over the WLAN/WiMAX band;it possesses a near omni-directional characteristic and good radiation efficiency. Moreover, the antenna is miniature and its design idea can be easily applied into other types of nested structure, the features of which make the proposed antenna have a promising application in other fields.

一种新型免充气车轮的非线性有限元分析

文中介绍了一种新型免充气车轮的结构与原理,并基于车轮与材料的非线性特性建立了车轮的非线性有限元模型。建模时充分考虑了车轮聚氨酯材料与橡胶材料的超弹性,聚氨酯材料采用Yeoh本构模型,橡胶材料采用Mooney-Rivlin本构模型。分析了下沉量对车轮接地位置1、位置2处的接地性态的影响,具体包括接地印迹、法向应力分布与最大法向应力值。接地位置1、位置2的力学差异是车轮稳态滚动中产生振动的原因,并通过稳态滚动仿真得到了验证。

地源热泵系统地埋管群分区运行控制策略研究

通过建立地埋管传热模型和变频水泵能耗模型,对不同地埋管群分区运行控制策略下对应的钻孔壁温、出水温度和能耗进行模拟计算。结果表明:地源热泵系统地埋管群采用分区运行控制策略钻孔壁温和出水温度恢复较好,采用负荷控制策略时的节能率关系为:75%负荷率>50%负荷率>25%负荷率;采用时间控制策略时的节能率关系为:下午时段>中午时段>上午时段;采用水温控制策略时的节能率关系为:出水29℃>出水30℃>出水28℃;采用分区运行控制策略节能率均可达到20%,高于地源侧系统变流量运行控制策略。

嘉陵江北碚江段人工鱼巢增殖效果调查

为探索人工鱼巢的增殖效果,于2014年2月15日—4月20日,在嘉陵江北碚江段郭家沱和三圣庙产卵场投放人工鱼巢对该区域产黏性卵鱼类进行增殖。结果显示:在两水域人工鱼巢上产卵的为鲤(67.2%)和鲫(32.8%),产卵集中在3月中旬-4月上旬,产卵均有4次峰值,分别粘附鱼卵814.6万和2 194.6万粒;推算本研究投放的人工鱼巢至少可为200组鲤、520组鲫亲鱼提供繁殖场所,增殖鲤58.0万尾、鲫28.4万尾,增加鲤400.4 t、鲫8.7 t,经济价值达491万元。

中国海龟受威胁现状和保护建议

卫星定位追踪是目前公认的研究大型海洋生物生活习性最有效的方法之一。本文通过收集整理我国至今卫星定位追踪的59只绿海龟(Chelonia mydas)和1只蠵龟(Caretta caretta),其中包括作者未发表的定位追踪数据,辅以检索分析近年来在我国沿岸发现的海龟新闻报道,应用ArcGIS软件将海龟活动区域图示化。结果显示,这些海龟活动区域与人类活动范围高度重合。同时通过与各利益相关方的交流,归纳总结出我国海龟生存面临的6个主要威胁,包括栖息地衰退和产卵群体数量下降、渔业与航运干扰、非法贸易、水族馆和海洋馆的高需求以及饲养环境的不理想、海洋垃圾和污染以及气候变化。我国在海龟保护方面开展了一些工作,包括建立了一个国家级海龟自然保护区,开展了对目前产卵数量最多的绿海龟产卵场(西沙群岛)连续4年的常规监测,出台了一系列国家级和省级的法律法规等,但也存在许多不足之处。就此,我们提出了加强海龟栖息地保护、打击非法贸易、提升科研水平、设立数据共享平台、推动国际合作等9项政策建议,以期更好地保护海龟。

鸟巢结构式汽车免充气轮胎设计及性能分析

根据鸟巢结构原理,设计一种新型鸟巢结构式免充气轮胎,建立了该免充气轮胎的三维分析模型。应用ABAQUS有限元仿真计算的免充气轮胎下沉量与实验值进行了对比分析,以验证其可行性。利用其下沉特性,分析该免充气轮胎的径向弹性性能,并与充气轮胎的径向弹性性能进行对比分析。利用有限元仿真方法研究了不同阵列数的鸟巢结构式免充气轮胎的压力分布,并进行了特性规律和影响因素分析。结果表明,随着载荷增大,免充气轮胎和充气轮胎的下沉量相近,并且改变辐条阵列数可满足免充气轮胎不同径向刚度的要求,阵列数较大的免充气轮胎在较大下沉量时接地压力连续。

聚能筑巢堵漏用金属割缝管爆炸成形数值模拟及试验研究

对于油气和地热钻井完井过程中发生的溶洞型漏失,目前仍然缺乏有效的解决办法。为此,提出了聚能筑巢堵漏技术,并开展了金属桥架管柱优选和爆炸成形性能试验研究。首先介绍了聚能筑巢堵漏技术及其原理;然后建立了金属割缝管爆炸成形数值模型,分析了不同材料、不同割缝形式金属割缝管爆炸后的形态;最后设计了地面试验装置,确定了试验方法,并根据模拟结果,分别在空气、淹没、淹没围压环境中进行了地面试验。数值模拟得出,交错垂直开槽的5系铝合金割缝管在爆炸后变形适宜且不会失效,可以用作筑巢桥架材料;设计的试验装置可以较为真实地模拟井下工况,为进一步研究不同结构筑巢工具的炸药用量提供了条件。研究结果表明,聚能筑巢堵漏技术有望较好地解决堵漏材料难以留存、不易形成人工井壁的技术问题,进而提高溶洞型漏失的堵漏成功率、降低钻井完井成本。

基于虚拟现实技术的油田地面工程信息化系统的关键技术及实现

利用3D MAX进行单个模型的建立,对不同的场景采用不同偏重的模型制作方法,通过纹理贴图、嵌套LOD技术、实例技术等对模型和场景进行优化,使得系统运行流畅,达到实时交互。系统与实时生产数据数据库相连,对油田职工培训、监督生产状况、提供决策参考、提高生产效率等具有实际的意义。

结合地基PM_(2.5)观测资料构建京津冀MODIS AOD完整数据集

针对遥感气溶胶光学厚度(AOD)产品普遍存在的非随机性缺失问题,本文选取2020年京津冀地区10km×10km的MODIS_MYDMOD04_L2日值数据和地基PM_(2.5)浓度观测日值数据,经过MODIS AOD单星两种算法产品的逆方差加权及双星算术平均融合、PM_(2.5)浓度数据的嵌套式时空混合效应模型转换融合和基于上述两种融合产品的时空克里金插值融合等方法集成,建立了研究区完整的AOD日值数据集.结果显示:经AERONET AOD数据验证,双星MODIS AOD融合结果R^(2)为0.87,RMSE为0.27;混合效应模型转换融合结果R^(2)为0.82,RMSE为0.31;时空克里金插值融合结果R^(2)为0.83,RMSE为0.28.AOD数据年平均每日空间覆盖率从MODIS原始数据的58.36%提高到时空克里金插值融合后的98.00%.MODIS AOD多算法多星数据融合的作用是增强与PM_(2.5)浓度日均值数据在时间尺度上的匹配度.地基PM_(2.5)浓度转换融合的作用一是补充区域内分布较均匀的局域AOD相对高值数据,保障了后续时空克里金插值的整体精度;二是能改善大片区域原始AOD数据缺失问题,可明显提高插值的时空覆盖率.所设计的数据融合方法体系,具有方法较简便、精度较高、数据集完整性好的特点.

河西走廊中部荒漠收获蚁(Messor desertus)蚁穴对秋季地表节肢动物群落结构的影响

收获蚁蚁穴是荒漠生态系统中重要的微生境,它的存在会改变植被和土壤环境,从而影响动植物的分布。本研究以戈壁荒漠收获蚁(Messor desertus)蚁穴为研究对象,利用陷阱法调查秋季蚁穴边缘及毗邻裸地微生境蜘蛛、甲虫、蚂蚁、螨类和跳虫5种典型地表节肢动物类群的种类组成及数量,结合植被和土壤环境要素变化确定荒漠收获蚁活动及其塑造的蚁穴对5种地表节肢动物多样性的影响。结果表明:秋季蚁穴地表节肢动物的活动密度、类群数和多样性指数均显著高于毗邻裸地微生境,分别是裸地的2.9倍、2.5倍和4.5倍;蚁穴微生境蛛形纲、蜱螨目和弹尾目的群落组成与毗邻裸地明显不同,蚁穴显著提高了蛛形纲和弹尾目的活动密度和类群数,蚁穴微生境蛛形纲的活动密度与弹尾目的活动密度呈显著正相关;pRDA排序结果表明,土壤电导率及土壤黏粒、全氮、全磷和全钾含量是影响蚁穴和裸地微生境地表节肢动物分布的主要土壤因子。荒漠收获蚁蚁穴通过富集资源和改善土壤环境强烈影响秋季蛛形纲、蜱螨目螨类和弹尾目等地表节肢动物的聚集,而阎甲科和粪金龟科等鞘翅目和蚁科的活动对蚁穴存在的响应不敏感。

贵州宽阔水自然保护区鸟类地面巢捕食者的调查

巢捕食是导致鸟类繁殖失败的主要原因之一。2012年5—7月,在贵州宽阔水自然保护区,采用红外自动摄像机对鸟类地面巢的捕食者进行了调查。在15个自然巢中监测到7个捕食事件,包括黄鼬(Mustela sibirica)2个(28.6%),红嘴蓝鹊(Urocissa erythrorhyncha)、喜鹊(Pica pica)、果子狸(Paguma larvata)、白腹巨鼠(Rattus edwardsi)和王锦蛇(Rattus edwardsi)各1个(占14.3%)。在22个人工巢中共记录到17个捕食事件,其中果子狸11个(64.7%),白腹巨鼠5个(29.4%),红嘴蓝鹊1个(5.9%)。兽类捕食者占83.3%,是鸟类地面巢的主要捕食者。各种捕食者捕食的时间不同,兽类捕食者主要出现在黄昏到凌晨之间,而鸟类和蛇类捕食者主要出现在白天。

附不等式约束的地表沉降时间序列自回归EIV模型

地表沉降监测是预防地质灾害发生的有效方法,时间序列模型是进行地表沉降预测的主要模型。传统AR(autoregression)模型参数估计算法没有顾及模型系数矩阵中的元素含有观测误差的情况。为同时顾及模型观测向量与系数矩阵中的元素均含有观测误差的情况,应用变量中含有误差(errors-in-variables,EIV)的参数估计模型改进基于时间序列的地表沉降预测模型。为提高AR模型参数解的收敛速度与精度,应用先验信息构建具有不等式约束的EIV模型,将建立的附有不等式约束EIV模型参数估计问题转化为非线性模型的二次规划问题,结合中位函数建立参数估计迭代算法。为论证所建立算法的有效性与可行性,通过实验分别对AR模型参数估计的最小二乘算法、EIV模型参数估计算法与该算法进行比较。实验证明,所建立算法具有较高的精度和效率,是一种可行的方法。

白尾地鸦的巢址选择

2017年4和5月,在位于新疆塔克拉玛干沙漠南缘的和田地区民丰县对白尾地鸦(Podoces bidduphi)的巢址选择进行研究。共记录白尾地鸦巢12个,测量了巢参数,用Mann-WhitneyU检验分析巢样方与对照样方的差异,用主成分法分析影响白尾地鸦巢址选择的主要因子。结果显示:1)白尾地鸦巢多筑于绿洲边缘的柽柳(Tamarix)灌丛,巢距地面高(109.1±13.2)cm,巢深(8.5±0.5)cm,巢厚(3.8±0.4)cm,内径(13.9±0.9)cm,外径(21.6±1.3)cm;2)巢样方的植被物种数和植被盖度远高于对照样方;3)影响白尾地鸦巢址选择的主要因素为植被物种数及干扰,其中干扰主要指距道路以及距居民点的距离。综上所述,白尾地鸦的巢址选择受食物等生存需求和躲避干扰等安全因素的双重影响,是生存与繁殖权衡的结果。

胜山阔叶红松林蚂蚁巢穴对其他地表节肢动物多样性的影响

为了阐明蚂蚁巢穴对其他地表节肢动物群落组成和多样性的影响,于2019年在胜山自然保护区的原始阔叶红松林内开展实验,并采用陷阱法收集地表节肢动物。共捕获地表节肢动物92266只,分别为蜈蚣目、盲蛛目、马陆目、蜘蛛目,大头蚁属和步甲科、隐翅虫科、葬甲科这8个类群;蚂蚁巢穴存在及到蚂蚁巢穴的不同距离对其他地表节肢动物个体数量存在显著影响,其影响因类群而异。蚂蚁巢穴对蜈蚣和蜘蛛有促进作用,对盲蛛、马陆和步甲科类群有抑制作用,对葬甲科与隐翅虫科无显著影响;对照样地和距蚂蚁巢穴较远群落的Shannon指数、Pielou指数和Simpson指数更高;蚂蚁巢穴样地群落Beta多样性更高,且Beta多样性主要由空间物种转换组成,表明存在较高的空间物种替换,即蚂蚁巢穴导致群落类群组成较大的差异。本研究表明,蚂蚁巢穴存在和距离远近都是影响其他地表节肢动物群落多样性的因素。