低碳能源与高效利用专题

• “双碳”目标下关闭/废弃煤炭矿井资源再利用研究进展

  浦海;薛康生;刘德俊;

  “双碳”目标和煤炭去产能政策推进下，大量煤矿关闭使矿区资源闲置与环境风险并存，亟须探索适应绿色低碳转型的再利用路径。关闭/废弃矿井富集了空间、水、地热与残余煤气等多类型资源，为建设新型地下储能设施、利用低焓地热能和发展区域电力调蓄提供了重要基础。然而，这些资源的开发利用受制于地质结构、井巷空间、围岩稳定性及水文连通性等因素，其工程安全、经济可行性与环境效应尚缺乏系统性认识。基于此，本文综合资源化、能源化与功能化路径，梳理地下储能、地热开采与矿井水梯级利用等研究进展，分析UPHS、CAES、GES等储能系统的构造条件与关键控制参数，探讨开环、闭环及混合式地热系统的热传递过程与补给机制，并总结矿井水由粗放利用向分质、调蓄与生态化利用转变的发展趋势。结合不同利用场景，本文提出由永久性和阶段性约束共同构成的模式选择框架，并归纳当前实践中存在的资源基础信息不足、技术体系不完善、工程风险偏高及政策衔接不充分等问题。研究发现，废弃矿井在能源利用与储能建设方面具有较大潜力，但实现工程化、规模化应用仍有赖于深部岩体多场耦合机制、密封与稳定性评价方法、实时监测预警手段以及多能耦合系统集成技术的进一步完善。本研究可为我国废弃/关闭矿井的综合再利用及矿区低碳转型提供参考。

  2026年01期 v.44;No.326 1-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 4951K]
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• 新能源电力系统碳排放核算研究综述

  张子青;张旭;田京京;

  随着“双碳”目标不断推进，电力系统碳排放核算成为支撑能源低碳转型的重要基础。以新能源为主的新型电力系统在运行特性、电源结构以及调度机制方面与传统火电系统有显著区别，呈现出碳排放时空异质性强、间接排放与全生命周期排放占比高、多主体碳责任边界模糊等新特征，给现有核算方法带来严峻挑战。本文对新型电力系统中碳排放的核算体系进行系统梳理，包括运行阶段的直接排放、因调峰火电与外部能源依赖产生的间接排放，以及设备制造、运行及退役全过程的生命周期排放，同时探讨了系统边界划定的科学原则与方法。基于此，全面综述当前主流碳核算方法：在供给侧，生命周期评估能系统量化全链条碳足迹但数据获取困难，投入产出分析适用于宏观政策制定却难以体现技术差异；在需求侧，区域平均法计算简便但忽略节点级时空动态性，碳排放流追踪法可实现跨区交易碳责任精确分摊但计算复杂度高，基于机器学习的方法虽有分钟级预测能力，却依赖大量数据且可解释性弱。本文通过对比各类方法在精度、实时性、数据需求及适用场景上的差异，指出当前体系在动态响应能力、空间分辨率、全环节覆盖及多主体责任公平划分等方面仍存在明显局限。最后，提出未来应着重构建融合源网荷储协同的动态碳核算模型，发展融合物理机理与人工智能的实时预测技术，并加快建立统一、透明、覆盖全生命周期的碳排放核算标准体系，为新型电力系统低碳转型提供科学支撑。

  2026年01期 v.44;No.326 20-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 1453K]
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• 基于裂缝扩展及产能的海上低渗压裂水平井施工参数优化

  江锚;罗迪;彭成勇;张安顺;李黎;

  随着海上中高渗常规油藏可动用储量逐渐减少，渗透率小于10 mD的低渗油藏资源逐渐受到重视。为提高低渗油藏储量动用程度，针对小于10 mD的常规低渗储层实施了多段压裂改造，但生产过程中单段内各簇间流量差异较大，进而影响生产效果。为探究多簇压裂裂缝形态对水平井产能的实际影响，运用FrSmart地质工程一体化压裂模拟软件构建水平井压裂模型，采用位移不连续法（DDM）对裂缝簇间距和数量两个关键因素展开分析，开展以裂缝均匀系数与产能指标为导向的压裂参数优化研究，最终基于裂缝均匀系数及产能最优准则，筛选出适用于海上低渗油藏开发的压裂工程参数组合。研究表明，随着射孔簇数量增多，进液量占比与裂缝长度差异呈递增趋势；裂缝簇间距显著影响多裂缝扩展的均衡性，工程实践表明，优化簇间距有助于提升裂缝扩展的均匀程度。结合不同段簇组合及压裂排量条件下的裂缝均匀系数、支撑裂缝参数及产能效果，最终确定最优单段射孔簇数为3簇，最优段间距为100 m，最优簇间距为30 m，推荐采用黏度为30 mPa·s的压裂液配合8 m~3/min排量实施压裂作业。上述推荐参数已指导海上低渗油井压裂施工，实现了储量的高效动用。

  2026年01期 v.44;No.326 31-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1989K]
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生物学功能专题

• 枣疯病植原体关键效应因子与枣靶标蛋白的体内外互作研究

  王念;李君毅;王梦丽;尤子洋;江自明;李玲达;巩琛锐;李继东;

  枣是重要的经济林树种和果树，枣疯病由植原体引起，严重威胁枣产业高质量发展。前期研究表明，植原体分泌的Zaofeng6蛋白是导致病症发生的关键效应因子，与枣体内靶标蛋白ZjTCP7互作，诱发丛枝症状。本研究利用亚细胞定位、免疫共沉淀（Co-IP）与下拉（Pull-down）实验，验证Zaofeng6与ZjTCP7的直接结合关系，阐明其分子互作机制。利用在线生物学软件分析Zaofeng6和ZjTCP7蛋白的理化性质和结构，构建Zaofeng6与ZjTCP7的植物表达载体和大肠杆菌原核表达载体，浸润烟草瞬时表达进行亚细胞定位实验，在烟草叶片中共表达进行免疫共沉淀实验，验证两个蛋白在植物体内的互作，大肠杆菌内诱导蛋白表达，进行下拉实验，验证两个蛋白在体外的互作。结果表明，Zaofeng6和ZjTCP7蛋白的分子量分别为9.3426和49.655 3 kDa,Zaofeng6为亲水性稳定蛋白，ZjTCP7为亲水性不稳定蛋白，亚细胞定位结果显示Zaofeng6定位在细胞膜和细胞核，ZjTCP7定位在细胞核，二者共定位在细胞核。免疫共沉淀实验显示FLAG抗体免疫沉淀复合物中可检测到GFP-ZjTCP7信号，表明两个蛋白在植物体内存在特异性结合。Pull-down实验进一步证实，GST-ZjTCP7可特异性吸附His-Zaofeng6，表明两种蛋白在体外直接结合。因此可知，植原体效应因子Zaofeng6和枣ZjTCP7在细胞核内互作，两个蛋白可以在植物体内和体外互作。本研究为进一步开展互作蛋白特征结构分析，进行植物病害靶向防治和基因编辑奠定了基础。

  2026年01期 v.44;No.326 44-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K]
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• 外源激素6-BA、GA₃对‘春雪’流苏花期及其功能成分的影响

  李焱龙;靳超;余泽龙;王艳梅;尚铁军;马天晓;

  为探究外源激素6-BA和GA_3对流苏（Chionanthus retusus Lindley&Paxton）生理生化及花期的影响，以9 a生早花良种‘春雪’流苏为试验材料，采用外源激素6-BA和GA_3喷施处理的方法，各设置100、200、300、400、500 mg/L5个浓度梯度，以喷施等量清水作为对照组（CK），在花期进行采样，对其可溶性糖、可溶性蛋白、抗氧化酶（SOD、POD、CAT）以及内源激素（IAA、GA_3、ABA、ZR）进行测定。结果表明：6-BA和GA_3处理均显著降低花期的可溶性糖含量，6-BA浓度升高会降低叶片可溶性蛋白含量，而低浓度GA_3促进花期前蛋白积累，高浓度则抑制；两种激素均能延缓抗氧化酶活性下降，其中低浓度6-BA和GA_3可提高CAT和POD活性；喷施适当浓度的6-BA和GA_3有利于延长花期，其中400 mg/L的6-BA使花期提前且总延长6 d,200 mg/L和300 mg/L的GA_3分别延长7 d和9 d。研究结果为流苏良种选育及花期调控提供理论技术支撑。

  2026年01期 v.44;No.326 51-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 2182K]
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• 菊芋对鸡的生长、免疫性能和肉品质的影响

  何婷;樊燕鸽;赵俊宏;曹长青;陈世鹏;王惠峰;韩南丰;薛宝玉;

  菊芋作为一种高产优质的新型粗饲料原料，可促进动物生长，其富含的生物活性物质具有抗菌、抗炎、抗氧化等作用。本研究在饲料中添加1%、2%、4%菊芋茎叶，分别饲养50日龄恩系5号土鸡和20日龄岭南黄肉鸡，旨在研究饲料中添加不同量的菊芋茎叶对不同品种鸡的生长性能、免疫性能、鸡肉氨基酸和脂肪酸的影响。结果表明：(1)当菊芋茎叶添加量分别为1%和2%时，土鸡、肉鸡的平均日增重提高3.39%、3.84%，料重比分别降低6.01%、1.66%；(2)当菊芋茎叶添加量为2%时，土鸡和肉鸡的胸腺指数、法氏囊指数、脾指数分别提高29.23%、65.94%、37.25%和35.38%、24.77%、26.62%；(3)当菊芋茎叶添加量为2%时，对土鸡和肉鸡的IgA、IgG、IgM影响最大，分别提高50.54%、7.77%、45.83%和87.28%、11.23%、33.33%；(4)当菊芋茎叶添加量为4%和2%时，土鸡和肉鸡的T-AOC、GSH分别提高14.46%、7.42%和94.25%、6.51%,MDA降低43.58%和70.68%；(5)菊芋茎叶添加量为1%和2%时，土鸡和肉鸡鸡肉中鲜味氨基酸分别提高3.23%和4.79%；(6)当菊芋茎叶添加量为2%时，土鸡的饱和脂肪酸降低6.5%，不饱和脂肪酸提高3.55%,n-6PUFA/n-3PUFA降低78.32%，对肉鸡鸡肉中n-6PUFA/n-3PUFA降低15.4%，对肉鸡鸡肉脂肪酸无显著影响（P>0.05）。因此可知，菊芋茎叶可以一定程度提高鸡的生长性能和免疫性能，改善肉品质。

  2026年01期 v.44;No.326 60-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1413K]
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新兴技术应用研究

• 基于集成换电功能的卡车与无人机协同配送模式研究

  马小云;李乐;王梦莹;施志京;

  针对农村地区现有卡车与无人机协同配送模式存在的续航短、充电难等问题，本文提出一种基于集成换电功能的新型协同配送模式。该模式将无人机换电功能集成到现有农村基础设施中，利用农村现有资源完成无人机换电任务，使无人机充电更加灵活，避免了增设充电站带来的额外成本。无人机在具有换电功能的村庄中更换电池，并按照预先规划的路径进行配送；卡车则将包裹和电池从配送中心运送至具有换电功能的村庄，同时回收空电池。考虑无人机和卡车的载重、续航等约束条件，以最小化总成本为目标，建立混合整数规划模型，采用两阶段混合算法进行求解。第一阶段，使用改进的K-means算法，在聚类过程中同时考虑各需求点到聚类中心的距离以及配送中心到各聚类中心的距离，克服传统K-means算法忽略配送中心与聚类中心的紧密程度的缺陷，保证全局最优。第二阶段，引入自适应控制交叉片段长度的遗传算法，通过保留更长的交叉片段以维持父代优秀的结构，加速优质基因传递。算例分析结果显示，相较于现有卡车无人机协同配送模式和卡车单独配送模式，基于集成换电功能的卡车与无人机协同配送模式在配送成本方面分别降低了22.55%与39.07%，在配送时间上分别节省了32.7%与68.43%，且两阶段混合算法展现出更强的寻优能力和更快的求解速度。

  2026年01期 v.44;No.326 69-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1653K]
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• 混合储能辅助火电机组调频技术应用研究

  范乐;范旭刚;兀鹏越;张小洁;刘晓莎;于欣;

  传统火电机组在自动发电控制运行中存在功率调节速度慢、控制精度不足、响应滞后，难以准确、快速跟踪电网调度调频指令，并易出现调节延迟、调节偏差及调节反向等问题。本文为此提出一种火电机组与储能系统协同运行的联合调频技术方案，通过引入由超级电容与磷酸铁锂电池构成的混合储能系统，对火电机组调频过程进行辅助支撑。在此基础上，设计了一种基于系统频率偏差与功率指令分层协调的控制策略，以某火电厂2×660 MW超临界燃煤发电机组为研究对象，构建火储联合调频模型并开展仿真与工程应用验证。结果表明，采用所提出的火储联合调频策略后，机组综合出力能够快速、准确地跟踪自动发电控制（AGC）调频指令，联合出力与AGC指令之间的跟踪相关系数提高至0.99以上，调频过程中的超调和滞后现象显著减弱，系统运行稳定性明显增强；同时，机组综合调频性能指标k_p由原有的0.8提升至1.63，调频综合性能得到显著改善。研究表明所提出的联合调频技术能够有效弥补传统火电机组调频能力不足的问题，对提升火电机组调频性能及电力系统安全稳定运行具有一定的工程应用价值。

  2026年01期 v.44;No.326 79-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1836K]
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• 舱内爆炸角隅冲击波超压特性的数值研究

  杨洁;王玉;王文廉;崔瑞杰;刘源;

  为揭示密闭舱室内爆炸冲击波在不同角隅区域的超压分布特性及其影响因素，采用实验研究与数值仿真相结合的方法，对不同结构尺寸和爆炸当量条件下角隅处冲击波超压响应规律进行了系统研究。通过对比实验数据与数值仿真结果，对仿真模型的可靠性进行了验证，结果表明超压峰值相对误差为11.14%，满足工程精度要求，数值模型能够有效反映密闭空间内冲击波的传播、反射及叠加过程。在此基础上，分别设计了7种不同结构尺寸比例的舱室模型和7种不同炸药当量的工况，系统分析了二面角隅和三面角隅区域的冲击波超压特性。研究结果表明，随着舱室结构尺寸比例的增大，冲击波在舱内的多次反射与叠加效应减弱，二面角隅和三面角隅处的超压汇聚能力逐渐降低，同时壁面角隅高超压区域在整体壁面中所占的相对面积明显减小；而随着爆炸当量的增加，舱内冲击波能量显著增强，壁面角隅区域的影响范围不断扩大，二面角隅和三面角隅处的超压汇聚效应同步增强，呈现出更加突出的高超压集中现象。基于量纲分析方法并结合数值仿真结果，对角隅冲击波超压载荷进行了参数化分析，建立了壁面角隅冲击波超压的经验计算公式。研究成果可为密闭舱室结构的抗爆设计与安全评估提供理论依据和工程参考。

  2026年01期 v.44;No.326 88-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1712K]
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土木工程材料性能

• 不同荷载条件下不同级配类型沥青混合料路用性能研究

  朱明轩;李文凯;邵景干;王红阳;郭海龙;李长旭;

  为分析沥青混合料高低温、常温抗拉、抗压性能及在动、静两种加载模式条件下的黏弹性力学性能，选用工程上常用的AC-13C、SMA-13、SUP-13及PA-13四种不同级配类型的沥青混合料展开研究。在试验温度为50℃环境下进行单轴压缩蠕变试验评价四种沥青混合料的高温力学性能；在试验温度为-10℃环境下进行间接拉伸试验评价四种沥青混合料的低温抗开裂性能；在试验温度为20℃环境下进行单轴无侧限抗压及劈裂试验评价四种沥青混合料的常温抗拉、压能力；在试验温度分别为10、20、30、40、50℃环境下进行静态单轴压缩蠕变试验评价四种沥青混合料的静态单轴压缩蠕变性能；在试验温度分别为10、20、30℃，加载频率分别为0.1、0.5、1、5、10、25 Hz下进行动态模量试验评价四种沥青混合料动态荷载下的力学性能。结果表明：沥青混合料是一种典型黏弹性材料，其力学性能与环境温度、外界荷载加载方式、加载时间及加载频率关系密切；四种沥青混合料高温稳定性能的优劣顺序为PA<AC<SMA<SUP;SMA沥青混合料低温抗裂性能最优，PA沥青混合料低温抗裂性能最差；AC、SUP两种悬浮密实型结构整体抗压及抗拉能力较强；在动、静荷载作用下，SMA、SUP两种沥青混合料较AC、PA两种沥青混合料均具有更强抗荷载变形能力。

  2026年01期 v.44;No.326 98-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1663K]
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• 淮河下游冲积平原区软土的固结渗透特性研究

  李泽霖;占鑫杰;许小龙;李小梅;朱群峰;

  本文以淮河入海水道二期工程盐城段典型阜宁软土为研究对象，采用XRD、SEM等微观测试与宏观力学试验相结合的方法，对其微观结构、一维固结行为、应力-耦合渗透特性及蠕变规律开展系统研究，重点探讨结构性、夹薄砂层与水力梯度对渗透性的影响。试验结果表明，阜宁软土在固结过程中表现出明显的结构性破坏和应力敏感特征，固结系数、次固结系数及渗透系数均随固结压力增大呈非线性变化，并受先期固结压力控制显著。在相同孔隙比条件下，原状软土渗透系数为重塑土的3～4倍，随着固结压力增大，两者差异逐渐缩小。夹薄砂层能够减弱固结压力对渗透性的影响，使渗透系数降低幅度小于纯软土，说明其在局部排水及应力传递中具有调节作用。水力梯度（19～152）增大会导致原状软土渗透系数小幅下降，降幅一般不超过10%，表明其渗流结构在较高梯度条件下仍保持一定稳定性。不同试验方法（变水头渗透、应力-耦合渗透与一维固结反演）所得渗透系数具有较好一致性，相互验证了测试结果的可靠性。研究表明，阜宁软土渗透性受结构性和应力历史显著控制，夹薄砂层与水力梯度为重要调节因素。上述认识可为盐阜软土地区堤防工程的渗流控制、沉降预测与地基处理提供理论参考。

  2026年01期 v.44;No.326 108-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1736K]
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• 混凝土界面过渡区细观尺度力学性能的应变率相关性研究

  李金祥;雷冬;何锦涛;高子淇;宋辉;

  为系统探究混凝土界面过渡区（ITZ）在细观尺度下力学性能的率相关性行为，本文结合光学显微镜与数字图像相关（DIC）技术，对细观混凝土试件开展不同应变率条件下的单轴压缩试验，重点分析ITZ厚度、弹性模量及泊松比等关键力学参数在应变率范围为10-4～10-2 s-1条件下的变化规律。试验结果表明，在所研究的应变率范围内，ITZ厚度随应变率变化不显著，表现出较好的几何稳定性；相比之下，ITZ弹性模量随应变率的提高呈现明显上升趋势，体现出显著的率强化特征，而其泊松比则随应变率增加而逐渐降低，显示出与弹性模量相反的率相关响应。进一步对比发现，ITZ力学参数对应变率的敏感性明显高于砂浆和骨料相区，表明界面区域在加载速率变化下对混凝土整体力学响应具有更为突出的调控作用。随着应变率的提高，ITZ与相邻砂浆、骨料之间的力学性能差异逐渐减小，较高应变率可在一定程度上抑制界面过渡区的局部弱化效应，促使混凝土在细观尺度上的力学响应趋于均质化。研究结果可为混凝土在不同加载速率条件下的细观力学建模与本构关系构建提供试验依据。

  2026年01期 v.44;No.326 118-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 1810K]
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• 团聚体粒径对改良填料土路用性能的影响

  罗安祁;陈庚;陈永辉;孔纲强;陈龙;

  高含水率废弃软土在改良过程中，易出现大量直径远大于10 mm且难以过筛的团聚体，严重制约了其作为填料资源的规模化、高效化利用。本文系统研究了在改良填料土中扩大团聚体粒径的可行性，通过室内试验重点考察了团聚体粒径和固化剂掺量对改良填料土路用性能的影响，并在此基础上推导出制备目标粒径团聚体的改良填料土所需固化剂的理论掺量计算公式，为工程实践中改良填料土的配合比设计与优化提供了理论参考值。同时，通过中试试验评估了废弃土填料化中试系统在实际工况下处理大批量废弃土料的运行效果与应用潜力。室内试验结果表明：团聚体最大粒径的增大会对改良填料土的路用性能产生负面影响，可通过控制固化剂掺量合理扩大团聚体最大粒径，若将团聚体最大粒径扩大至25～30 mm，固化剂掺量建议控制在4%左右，更高固化剂掺量下，团聚体最大粒径需控制在20 mm及以下；根据所推导的公式计算得出，在固化剂完全包裹土体的情况下，团聚体最大粒径扩大至15、20、25、30 mm时所需固化剂的理论掺量分别为6.63%、5.87%、5.10%、4.13%，与室内试验结果具有较高的一致性。中试试验结果表明：填料化中试系统可以有效提升生产效率，适用于处理现场大批量的废弃土料，且其对较大粒径团聚体表现出更好的适用性；虽然采用填料化中试系统对高含水率废弃软土进行二次掺灰拌合处理所得试样的CBR与回弹模量均低于通过人工拌合处理所得的试样，但均满足规范要求。总之，研究认为，在满足路基填料指标的前提下，对高含水率废弃软土进行二次掺灰拌合改良时，适当放宽团聚体筛分粒径，并结合理论计算优化固化剂掺量，可以显著提高废弃软土的处治效率和土料的产能，可为改良填料土在工程实际中的应用提供参考。

  2026年01期 v.44;No.326 126-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1954K]
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工程结构安全

• 新型剪切耗能连接件在装配式框架梁柱节点中的抗震性能研究

  郝进锋;曲明洋;刁法伟;

  本文提出了一种新型装配式框架梁柱节点形式，在设计中融合了销轴连接系统与布设于梁端上下两侧的可更换耗能阻尼器，旨在提升结构的抗震性能、施工效率，并降低震后修复成本。基于ABAQUS软件建立了一个传统现浇节点模型及四个不同参数的装配式节点模型，对各模型的损伤分布、滞回性能与耗能能力等抗震性能指标进行对比分析。研究结果表明：传统现浇节点主要发生梁端弯剪破坏，表现出脆性失效特征；而所提出的装配式节点则以阻尼器先行破坏为主，整体破坏模式具有明显延性特征。在循环荷载作用下，装配式节点展现出低屈服、高延性和良好的耗能能力。进一步研究不同参数的耗能连接构件对节点性能的影响发现，优化阻尼器的形式与尺寸可显著提升节点的承载力与延性，而混凝土强度和轴压比对其抗震性能影响相对较小。本研究可为附加耗能器配置下的装配式框架结构节点抗震设计提供理论依据与工程参考。

  2026年01期 v.44;No.326 136-143页 [查看摘要][在线阅读][下载 2350K]
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• 邯郸地区干线公路网络特征与抗震韧性研究

  崔朝阳;王可意;魏嘉;

  为准确评估邯郸地区干线公路网络的结构特征与抗震韧性，构建基于原始法与对偶法的网络拓扑模型，分析网络的结构属性及中心性指标，选取最大连通子图相对规模和网络全局效率作为核心指标，引入随机攻击、度攻击、介数攻击、动态度攻击和动态介数攻击等多种震前攻击策略，模拟不同情境下的网络响应特性。并以磁县地震和一个虚拟地震为案例，构建震后攻击模式，分析受灾范围变化及其对鲁棒性的影响。结果表明：邯郸干线公路网络具有无标度网络特性，但不具备小世界特征；其中中部地区节点的度中心性和介数中心性普遍高于0.8，连通性显著优于外围区域，而周边地区介数中心性普遍低于0.25，呈现网络边缘效应。在鲁棒性分析中，动态介数攻击对网络破坏程度最大；震后情景中，随着PGA代表的地震波及范围扩大，网络鲁棒性持续降低。研究成果可为邯郸地区交通工程抗震韧性研究提供借鉴，也为类似灾害下鲁棒性分析提供参考。

  2026年01期 v.44;No.326 144-152页 [查看摘要][在线阅读][下载 1814K]
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• 内河桥梁考虑水动力效应的防撞研究

  严杰;于国军;杜成斌;葛晶;何骏;

  内河跨越高等级航道的桥梁普遍具有跨径大、通航船舶尺度大且密度高的特点，这使得其面临的船舶撞击风险尤为突出。然而，以往的桥梁抗撞设计往往考虑因素不够全面，通常采用简化的静力计算或忽略环境耦合效应，尤其对水流、船体运动与结构响应之间的复杂耦合作用分析不足，导致设计可能与实际动力冲击状况存在偏差。为更精确地评估新建桥梁的抗撞性能需求，并系统优化其防撞设计方法，本研究以某内河新建大跨桥梁为工程背景，考虑水流动力因素，建立了精细化的流固耦合船桥碰撞数值模型，以模拟真实的船-水-桥相互作用过程。利用Hypermesh进行高精度的有限元网格划分和前处理建模；运用LS-DYNA显式动力分析软件，进行船舶撞击过程的瞬态非线性仿真，捕捉碰撞中的接触、大变形和能量耗散；结合Midas Civil软件对桥梁整体结构在撞击荷载下的响应进行辅助分析与验证。系统量化船舶撞击力时程、桥梁关键构件的抗力响应以及船体结构损伤程度等关键性能指标。结果表明：水流对船桥碰撞影响较大，在船-桥模型和船-防撞-桥的模型中作用机制不同，防撞研究应考虑水动力效应；桥梁防撞应从加强桥梁本体抗撞性能和加装被动防撞措施两个方面考虑；研究结果揭示了水动力效应对船舶和防撞设施的作用机理，合理考虑水动力效应能够优化防撞设施设计。

  2026年01期 v.44;No.326 153-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1799K]
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环境监测与评估

• 深层土壤水分估算模型的改进与验证

  谷鹏程;李睿;栾清华;张雷;张晓立;

  土壤水分是农田水分循环的重要变量，快速、精确地获取区域土壤水分对监测农业干旱的发生和发展、作物生长状况等具有非常重要的意义。以河北省永年区冬小麦种植区为研究区域，进行了冬小麦关键生长期间现场的土壤水分监测试验，协同Sentinel-1A SAR数据和Landsat 8 OLI数据开展了研究区表层土壤水分的反演。同时根据土壤水分在不同土层的变化特性，结合土壤水分变化曲线拐点，改进了原有的单一通用的深层土壤水分估算模型，构建了更为精确的分段式的面尺度深层土壤水分估算模型，提出了一种可通过遥感数据快速高效进行区域大面积深层土壤水分估算的方法。结果表明，与单一通用的深层土壤水分估算模型相比，通过所建立的分段式面尺度深层土壤水分估算模型得到的土壤体积含水率估算值与实测值之间的相关性明显增加，说明所建立模型的估算精度明显提升；采用所提方法可快速高效获取区域大面积深层土壤水分，该方法首先结合多源遥感数据，通过建立的表层土壤水分反演模型反演出区域表层土壤水分，然后采用所建立的面尺度分段式土壤水分估算模型对深层土壤水分进行估算。研究结果不仅可为当地水资源调度、灌溉管理等工作提供数据支撑，还可为利用遥感数据快速高效反演区域大面积的深层土壤水分提供参考。

  2026年01期 v.44;No.326 163-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 2027K]
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• 中原典型产业集聚区农田土壤重金属生态风险评价及源解析

  张宇佳;董芯岑;陈文芳;周万蓬;

  为探明中原典型产业集聚区周边农田土壤中重金属污染状况及来源，以河南省某产业集聚区周边农田土壤为研究对象，从表层和垂向两个维度对土壤中8种重金属元素（Cu、Cd、Hg、As、Cr、Zn、Ni、Pb）的含量、空间分布特征以及生态风险进行分析，采用相关性分析和绝对主成分分析-多元线性回归（APCS-MLR）模型解析研究区的土壤重金属来源。结果显示，研究区表层农田土壤中8种重金属元素的平均含量均未超过国家标准规定的农用地土壤污染风险筛选值，其中仅Cu、Zn、Cd、Hg和As的平均含量高于河南省土壤背景值。空间上，表层农田土壤中的Cr、Zn高值区主要集中在研究区东部，Cu、Ni和Cd高值区主要集中在研究区西部和南部，Hg和Pb主要为点源分布；垂向分布特征显示，研究区农田土壤中8种重金属元素大都富集在表层，难以向下迁移，可能是石油开采活动造成土壤板结进而影响元素迁移速率导致的。研究区农田土壤中8种重金属元素的综合污染程度较低，且综合生态风险水平为中等，其中Cd和Hg元素的生态风险水平较高，为中等及以上级别，其余重金属元素的生态风险水平均较低。APCS-MLR模型解析出三个重金属来源：Cr、Ni、Cu和Zn主要为工业来源，即石化企业和相关工业企业的生产活动，其对Cr、Ni、Cu和Zn的贡献率分别为92.40%、56.92%、62.20%和84.64%;Cd、Pb和As主要为交通来源，即交通运输过程中的尾气排放和轮胎磨损等产生的粉尘沉降，该来源对Cd、Pb和As的贡献率分别为53.25%、71.26%和42.78%;Hg主要为农业-人为固废堆放导致的综合污染来源，其中农业来源对Hg的贡献率为33.23%，未知来源对Hg的贡献率为48.17%。研究结果可为区域重金属污染精准化防控提供科学依据，对保障化工产业集聚区周边农田土壤环境质量与农产品安全具有重要实践价值。

  2026年01期 v.44;No.326 175-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 1710K]
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• 基于ITA、ITA-CB法的安阳区域极端降水变化趋势研究

  王建新;李一凡;竹磊磊;孔海江;张璇;胡孟然;

  为量化分析太行山东麓安阳区域极端降水的变化特征，采用创新趋势分析法（ITA）、改进的ITA法（ITA-CB）等方法，对安阳区域1958─2023年的极端降水指数进行站点和区域尺度的趋势变化和空间分布特征分析。结果表明：(1)ITA法与线性回归法及Mann-Kendall检验的趋势一致性分别为86.7%和78.8%，验证了ITA法在极端降水分析中的适用性，为水文气候趋势分析提供了有力的补充工具。(2)区域总降水量的变化主要受强降水事件驱动，极端降水总量主要集中在少数几场强度最大的降水事件中，凸显了极端事件在年际水量平衡中的决定性作用。(3)大多数极端降水指数的变化趋势表现出区域一致性，但不同站点间存在差异。丘陵与平原地带分别具有各自特殊的气候响应同步性，存在“旱涝交替”的气候特征。(4)丘陵区域极端降水事件强度及其对总降水的贡献率呈增加趋势，山区则呈相反变化。(5)极端降水事件的频率和总量表现为山区大于丘陵和平原，强度则是丘陵大于山地和平原。(6)区域内PRCPTOT和R95p在低值区和高值区均呈现上升趋势，在中值区则呈下降趋势，这种“两头增、中间减”的结构变化预示着未来区域内降水的两极分化趋势将可能进一步加剧，暗示着干旱事件和极端暴雨事件可能同时增加。

  2026年01期 v.44;No.326 185-197页 [查看摘要][在线阅读][下载 2858K]
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乡村振兴与农业经济

• 农业数字化赋能农业新质生产力的效应研究

  夏静怡;王蕾;杨秀丽;

  在全面推进乡村振兴、加快建设农业强国的战略背景下，发展农业新质生产力成为推动农业现代化转型的关键路径。本研究在构建农业数字化和农业新质生产力指标体系的基础上，选取2012—2022年我国30个省市的面板数据，运用双向固定效应模型及门槛效应检验模型，系统分析了农业数字化进程对农业新质生产力的影响机理。研究发现，考察期内各省（市）的农业新质生产力和农业数字化发展水平呈现稳定增长的态势，说明相关政策效果明显，但从整体发展水平来看，两者仍处于相对偏低的阶段，东部地区的农业新质生产力和农业数字化发展水平呈现“双高”集聚状态且明显高于其他地区，反映出明显的地区不平衡现象。回归分析结果表明，我国农业数字化发展对农业新质生产力具有显著正向影响，且农业数字化发展环境、农业数字化基础设施、农业数字产业化三个维度对农业新质生产力的提高均有显著促进作用。人力资本结构及农村产业结构升级有利于农业新质生产力发展，而农村人口老龄化则相反，且这一结果通过稳健性检验。异质性分析表明，农业数字化对农业新质生产力的促进作用存在明显的区域差异，中部地区的影响强度显著高于东部和西部地区。门槛检验揭示，农业数字化对农业新质生产力的促进作用存在单一门槛效应，当农业数字化发展水平超过一定阈值后，其边际促进作用显著增强，表明农业数字化赋能农业新质生产力的效应随发展阶段提升而强化。据此，从深化农业数字化应用推广、克服农业与数字技术初期融合障碍、采取地域差异化战略等方面提出了相关对策建议。

  2026年01期 v.44;No.326 198-212页 [查看摘要][在线阅读][下载 1849K]
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• 城乡融合发展与农业高质量发展的耦合协调研究

  付钟雄;

  城乡融合发展与农业高质量发展相辅相成，优化协同发展能有效破解城乡二元结构难题、激发农村发展活力，释放“1+1>2”的巨大潜能。基于新发展理念，选取2011—2023年中国30个省（自治区、直辖市）为研究对象，构建多维指标体系，综合运用熵值法、耦合协调模型、核密度估计、莫兰指数、障碍度模型、地理探测器和灰色关联分析方法，系统探究城乡融合与农业高质量发展的耦合演进特征、分布格局以及核心影响因子。研究发现：(1)研究期内，全国耦合协调水平总体提升，但区域分异明显，呈现东、中、西三级梯度格局。(2)空间集聚总体呈弱化趋势，但受疫情影响略有回升，东部沿海为稳定的“高-高”集聚区，西部“低-低”集聚区逐步收缩，中东部交界区存在“高-低”孤岛现象。(3)制约因素总体稳定，但也存在部分地区差异，其中农业高质量发展为主要制约因素，关键障碍因子为农产品出口依存度、城乡非农就业比和科研创新成果。(4)通过障碍度模型和地理探测器交叉探索，发现城乡非农就业比、科研创新成果兼具“障碍性”与“驱动性”双重属性，蕴含强大的协同驱动潜力；核心驱动因子为经济发展水平、城镇化率和城乡最低生活保障人数占比，且各驱动因子间存在显著的交互增强效应。最后，针对全国耦合发展的区域差异、制约与驱动因素等方面提出科学的对策建议。

  2026年01期 v.44;No.326 213-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 1736K]
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• 河南省农村劳动力转移、土地流转与农业生态环境耦合协调研究

  袁晨光;杨建波;宋富强;温锦盼;王春青;

  新发展时期，河南省农村劳动力转移、土地流转与农业生态环境相辅相成，共同促进农业可持续发展。本研究运用耦合协调度测算方法，对2015—2024年河南省农村劳动力转移、土地流转和农业生态环境评价指数、综合评价指数以及耦合协调度进行分析。同时运用滑动平均法预测2025—2029年河南省三个子系统耦合协调度趋势。结果表明：综合评价指数方面，2015—2024年三系统整体呈现波动变化状态。2015—2017年呈现下降趋势，2017—2021年呈现缓慢、平稳上升趋势，2021—2022年呈现急速下降趋势，2022年之后呈现较快上升趋势。耦合度方面，河南省三个子系统耦合度在0.17～0.33之间分布。其中，2015—2017年处于勉强耦合状态（0.2～0.3），并呈现下降趋势，2017—2022年系统间的耦合度逐步上升，2022年之后呈现下降趋势。耦合协调度方面，河南省三个子系统之间的耦合协调度在0.13～0.23之间，总体呈现上升趋势，表现为低度耦合和勉强耦合的交错状态。根据预测结果，2025—2029年河南省三个子系统耦合协调度预测值为0.247、0.254、0.207、0.216、0.199，未呈现连续增加态势。基于此，建议河南省今后从优化农村劳动力转移机制、规范土地流转和保障农民权益、推进农业生态环境综合治理角度出发，结合河南省规划动态调整政策工具，推动河南省农业实现高质量发展。

  2026年01期 v.44;No.326 228-236页 [查看摘要][在线阅读][下载 1441K]
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• 《河南科学》征稿简则

  <正>《河南科学》是河南省科学院主办的自然科学综合性学术期刊（双月刊），国内外公开发行。本刊为中国科技核心期刊，主要发表应用数学、物理学、化学、生命科学、地球科学、信息科学、建筑科学、能源科学和环境科学等方面具有一定理论水平和应用价值的学术性研究论文。欢迎广大科技工作者、高等院校教研人员和研究生投稿。省部级以上科研基金项目支持的优秀研究论文，本刊将优先发表。

  2026年01期 v.44;No.326 237页 [查看摘要][在线阅读][下载 690K]
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