工业技术与工程地质

  • 超音速喷管雾滴粒径的仿真研究

    刘承婷;王璐娜;陈康健;杨心茹;

    解决天然气气井积液问题常用的方法是利用超音速喷管雾化原理进行排水采气。通过在喉部与扩张管之间连接一个进水管,建立一种新型的超音速喷管模型——拉瓦尔Ⅱ喷管模型,该模型让气体和液体从不同的流动路径流入并在喉部尾部相遇,从而达到气相携带液相举升至地面的效果。同时,通过探究入水管尺寸和入水管流速对拉瓦尔Ⅱ喷管雾化能力的影响,以便对超音速喷管进行优化设计,提高超音速喷管的雾化能力。结果表明:相同条件下,在入水管直径为0.5~1.1 mm范围内,雾滴颗粒平均直径随着入水管直径的减小而明显减小,雾化效果越好;在入水管流速为0.8~1.4 m·s~(-1)时,雾滴颗粒平均直径随着入水管流速的减小而明显减小,雾化效果越好;当入水管直径和入水管流速过小或过大时,对雾滴颗粒平均直径的影响波动较稳定。

    2025年11期 v.43;No.324 1577-1582页 [查看摘要][在线阅读][下载 1359K]
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  • 鄂尔多斯盆地史家畔地区长6致密砂岩孔隙结构特征及对勘探开发影响

    任静;易有权;何杰;吴雨风;

    为明确鄂尔多斯盆地史家畔地区延长组主力产油层长6段致密砂岩的孔隙结构特征对致密油勘探开发的影响,基于高压压汞试验结合分形理论,表征致密砂岩微观孔隙结构及其分形特征,并结合氦气物性测试、铸体薄片、场发射扫描电镜、含油性分析等揭示长6段致密油储集砂岩孔隙结构特征。研究结果表明:(1)史家畔地区长6段致密砂岩孔隙以矿物溶孔、残余粒间孔为主,发育低门槛压力-微喉型、中门槛压力-微细喉型及高门槛压力-微喉型等3类孔隙结构,整体表现低孔、特低~超低渗储层特征。(2)孔隙分形特征明显,孔隙结构的复杂程度是影响致密砂岩物性和渗流特征的主要因素。大孔(孔隙半径>1μm)仅在孔隙度大于8%的样品中发育,是长6段致密油的主要赋存空间,中孔(孔隙半径为0.02~1μm)和小孔(孔隙半径<20 nm)是限制致密油流体致使孔隙滞留、富集致密砂岩油的主要因素。(3)长6段致密砂岩油的挖潜应关注中~高孔孔隙度(孔隙度>8%)、且中~小孔发育的储集砂体。

    2025年11期 v.43;No.324 1583-1592页 [查看摘要][在线阅读][下载 1800K]
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  • 含植物根系黄土的非饱和水力特性及其对降雨入渗规律的影响

    米章鹏;张常亮;王中文;李聪;李同录;

    为研究植物根系对非饱和黄土水力特性及其降雨入渗规律的影响,以含灌木类植物柠条根系的重塑黄土土样为研究对象,采用滤纸法测定了三种含根系土样在不同含水率下的基质吸力,并采用Fredlund&Xing(FX)模型拟合土水特征曲线及非饱和渗透系数曲线,揭示了含植物根系黄土的非饱和水力特性。结合实际工程案例,利用GeoStudio数值模拟软件对含根系黄土降雨入渗规律进行了模拟分析。结果表明,植物根系显著改变了土体的土水特性及渗透特性,尤其在低基质吸力区段,根系的存在使渗透系数明显增大。降雨入渗模拟结果显示,含根系土体模型的模拟结果较裸土模型更接近实际观测数据。此外,植物根系对土体水分分布也产生影响,根系存在处及其与裸土的过渡区出现水分沉积,导致含水率峰值现象,该现象与实测结果高度一致。

    2025年11期 v.43;No.324 1593-1601页 [查看摘要][在线阅读][下载 1975K]
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  • 降雨诱发缓倾黄土-泥岩接触面滑坡形成机理研究

    黄玮;陈还虚;刘君;吴晨阳;万阳;李鹏;

    为了揭示宁夏回族自治区南部地区广泛发育的缓倾黄土-泥岩接触面滑坡形成机制,以南湾组滑坡为例,基于现场勘察结果,借助自制的物理模型试验系统,分析了降雨过程中缓倾黄土-泥岩接触面滑坡的土压力、孔隙水压力、体积含水率和变形的变化规律,在此基础上提出了该类型滑坡的变形模式和机理。主要结论如下:(1)缓倾黄土-泥岩接触面滑坡的变形模式是前拉后挤型,总体表现为牵引式滑坡;(2)黄土较差的工程性质和前缘陡坎是缓倾黄土-泥岩接触面滑坡发育和复活的决定性因素,降雨是其主要的诱发因素;(3)该类型滑坡的滑动过程可概括为:前缘陡坎处细小裂缝形成—冲沟发育—前缘滑塌—中部拉裂缝形成与扩展—后缘裂缝发育。该研究对宁夏回族自治区南部山区广泛发育的缓倾黄土-泥岩接触面滑坡的风险管控具有一定的指导意义。

    2025年11期 v.43;No.324 1602-1610页 [查看摘要][在线阅读][下载 1694K]
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交通科学与建筑科学

  • 基于SBAS-InSAR郑州市地铁沿线地面沉降分析与预测

    黄礼霞;耿艳辉;冷晓雷;李传江;李香莉;

    本文基于小基线子集干涉合成孔径雷达技术(SBAS-InSAR),对郑州市地铁沿线的地面沉降特征进行监测与分析,并结合卡尔曼滤波模型对未来沉降趋势开展动态预测。利用2023年10月至2024年10月期间获取的Sentinel-1卫星影像数据,提取了地面形变时间序列,生成了研究区的平均沉降速率图。结果显示,郑州市多个地铁沿线区域存在显著沉降现象,其中白庙站与惠济区一带沉降速率达-40~-25 mm/a,表现出较为集中的沉降带。SBAS-InSAR长期监测结果表明,地面沉降的时空分异特征显著,其演化趋势受地下水位波动、地铁施工扰动及城市开发强度等因素共同影响。为提升趋势预测的精度,本文在InSAR形变序列基础上构建卡尔曼滤波预测模型,对重点区域进行动态预判。预测结果表明,部分区域沉降仍有加剧趋势,需加强监测与风险防控。本研究可为郑州市地铁沿线地面沉降的监测评估与风险管理提供技术支撑与决策参考。

    2025年11期 v.43;No.324 1611-1617页 [查看摘要][在线阅读][下载 1575K]
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  • 地铁车站结构变形缝混凝土-MPS粘结界面失效行为研究

    曹国旭;纪磊;蔺云宏;禹豪;张双杰;田帅;常瑞成;

    为研究地铁车站主体结构变形缝处混凝土与新型改性聚氨酯密封胶(MPS)之间粘结界面的失效行为,依托郑州市轨道交通6号线博览中心站工程,建立包含内聚力模型的混凝土-MPS数值模型,系统分析静水压力、变形缝张开与剪切变形对界面力学性能及失效模式的影响。结果表明,混凝土-MPS界面的拉伸与剪切粘结强度分别为1.44 MPa和1.17 MPa;界面耐水压极限为1.00~1.05 MPa,静水作用下失效呈现由迎水侧向背水侧逐步剥离的模式。张开变形工况下,界面极限开裂变形量为14.55 mm,失效以界面中部为起点,向两端单侧对称剥离;剪切变形工况下,极限剪切变形量为14.61 mm,界面表现为左右对称的双侧剥离模式。研究结果可为密封材料界面性能评估与结构防水设计提供参考。

    2025年11期 v.43;No.324 1618-1627页 [查看摘要][在线阅读][下载 1850K]
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  • 地下水位变化对能量桩传热性能影响数值模拟研究

    高磊;范子丰;韩川;

    地下水位变化会影响能量桩桩周土体的导热系数等参数,从而影响能量桩与桩周土体的传热过程。本文依托上海某能量桩工程,采用光频域反射光纤(OFDR)技术获取了能量桩桩身温度数据,建立了能量桩数值分析模型,验证了数值分析模型参数选取的合理性;并考虑了地下水位、加热时间、与桩中心距离三个因素的影响,分析了不同工况下能量桩的传热量和传热范围。结果表明,能量桩在非饱和土中的传热效果优于饱和土的传热效果,随着地下水位的下降,同一时间桩侧土体的温度会逐步升高,与桩中心同一距离的土体温度逐渐升高,即水位下降会提升能量桩在土中的传热量以及传热范围。研究结果可为能量桩工程建设提供参考。

    2025年11期 v.43;No.324 1628-1635页 [查看摘要][在线阅读][下载 1745K]
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  • 基于机器学习的盾构沉降预测与掘进参数优化

    张箭;郭小霖;丰土根;李福东;简永洲;吴荣华;

    为探究盾构掘进过程中掘进参数对沉降量影响,更好地确定与开挖面地层情况相匹配的掘进参数组合,提出并建立了一套盾构沉降预测与掘进参数优化的模型。首先基于鹈鹕优化算法(POA)优化的4种机器学习算法进行沉降预测,通过预测结果比选建立确定最佳沉降预测模型;采用南京地铁6号线金栖区间和十金区间数据为数据集,构建掘进参数优化模型,并通过最佳沉降预测模型验证了参数优化的有效性。结果表明:POA算法有效提高了模型沉降预测的精度,其中POA-SVR的性能表现最优;相较于优化前的组合,经优化模型推荐的掘进参数组合在安全指标与效率指标两方面均表现出优越性,其中经RF模型推荐的掘进参数组合性能最佳。

    2025年11期 v.43;No.324 1636-1644页 [查看摘要][在线阅读][下载 1713K]
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农业科学与大气科学

  • 棉铃虫幼虫化学感受蛋白与杀虫剂的分子对接

    谢桂英;戴雪卿;胡心赟;程嫄袁;

    化学感受蛋白(Chemosensory Proteins,CSPs)广泛分布于昆虫的嗅觉器官和非嗅觉组织。CSPs除具有嗅觉功能外,也参与昆虫对杀虫剂的反应和抗药性的形成,它们通过与杀虫剂结合,调节昆虫对杀虫剂的敏感性。棉铃虫(Helicoverpa armigera)作为一种严重危害农林业生产的世界性害虫,已经对多种杀虫剂产生抗性。为了筛选棉铃虫幼虫体内应对杀虫剂反应和参与抗性形成的CSPs,本研究采用分子对接技术,根据结合能大小评估HarmCSPs与杀虫剂的结合力强弱。首先采用AlphaFold在线服务器预测获得16种HarmCSPs结构模型,并采用ProCheck方法对获得的HarmCSPs结构模型进行质量评估;然后利用Discovery Studio软件将16种HarmCSPs与21种杀虫剂进行分子对接,并分析其与21种杀虫剂的结合潜力。结果显示,HarmCSPs为含有6~7个α-螺旋的球状蛋白,属于典型的CSPs。经ProCheck评价认为,所获得的HarmCSPs结构模型质量良好。所测试的杀虫剂中,毒死蜱、丙溴磷、辛硫磷、硫双威、丁硫克百威、高效氯氰菊酯、S-氰戊菊酯和虱螨脲与大部分HarmCSPs具有强的结合潜力。分析丙溴磷、辛硫磷、硫双威和丁硫克百威与HarmCSPs间存在的作用力表明,HarmCSPs主要通过氢键、碳氢键、疏水作用和范德华力与杀虫剂形成结合作用。研究表明,棉铃虫幼虫体内多种CSPs与多种杀虫剂具有结合潜力,推测CSPs在棉铃虫对杀虫剂的反应及棉铃虫抗药性形成中发挥重要作用。本研究可为今后研究棉铃虫抗药性机制及抗性治理措施提供新思路。

    2025年11期 v.43;No.324 1645-1659页 [查看摘要][在线阅读][下载 2093K]
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  • 斑翅果蝇化学生态学研究进展

    李永辉;张萌昊;罗礼志;李延超;张建;李为争;

    斑翅果蝇是原产于日本的入侵性果实害虫,目前在中国长江以南发生较为普遍。其幼虫直接取食果实,且斑翅果蝇的发生期与果实成熟期密切相关,给化学防治带来较大的困难。另外,斑翅果蝇嗜好的果实特征往往与人类对果实的偏好相一致,故通过常规抗虫品种选育难以克服斑翅果蝇虫害的问题。因此,基于化学生态学方法的诱杀、驱避产卵技术,是斑翅果蝇防治的关键突破口。基于现有研究成果,综述了世界上有关斑翅果蝇寄主选择、种间竞争和种内竞争、寄生性天敌应用、行为调控剂筛选等进展现状,并展望其未来化学生态方面的研究方向,以期为斑翅果蝇的防治和研究提供有益参考。

    2025年11期 v.43;No.324 1660-1668页 [查看摘要][在线阅读][下载 1140K]
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  • 基于HYDRUS-1D的山丘区土壤水分动态研究

    李艺乔;李霞;蒋钦;

    在干旱条件下,山丘区土壤水成为径流主要供给源。为探究山丘区土壤水分时空变化,以巴南区接龙镇春龙墒情站为研究对象,利用HYDRUS-1D模型结合墒情站土壤体积含水率实测数据对研究区土壤水力参数反演优化,在考虑土壤水力参数时空变异性基础上构建墒情站土壤水分动态模型。模拟结果显示:在整体上,实测值和模拟值的决定系数R2平均值为0.78,均方根误差(RMSE)低于2.7%,平均相对误差(MRE)小于8.04%。模拟精度在时间上存在差异,3—5月模拟精度较高,6—11月受较强降雨影响土壤干湿变化明显,土壤水分动态出现波动较大情况。总体来看,利用HYDRUS-1D模型对墒情站土壤水分动态变化模拟效果良好,能够为区域土壤水分评估以及防洪抗旱工作提供重要支持。

    2025年11期 v.43;No.324 1669-1677页 [查看摘要][在线阅读][下载 1634K]
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  • 基于多源探测资料的西安两次大暴雨对比分析

    高宇星;狄慧鸽;王楠;陈欣昊;王瑞英;艾莉;

    基于多源探测资料和ERA5再分析数据,本研究对比分析了2021年8月19日—22日西安连续两次大暴雨(以下简称“8·19”过程和“8·21”过程)的特征与成因差异。结果表明:两次大暴雨均发生在西北太平洋副热带高压(以下简称副高)与西风槽相互作用的背景中,中低层切变线及地面辐合线提供动力条件,槽前和副高边缘西南暖湿气流输送充足水汽。然而,“8·19”过程主要为局地性暴雨,集中于秦岭北麓山区,受强对流不稳定能量快速释放影响;“8·21”过程则呈现区域性暴雨特征,受西南涡东移及蒙古冷涡后部冷空气共同作用影响,并伴随南海和孟加拉湾的双源水汽输送,导致关中地区水汽通量辐合显著。风廓线雷达揭示,强降水前风向风速突变,低空急流出现时间比降水提前0.1~1.0 h,表明其对降水触发的临近预报有指示作用。FY-4A云顶亮温(TBB)分析显示,TBB<-65℃的区域对应强对流发展。X波段相控阵雷达能反映对流单体更细微的回波特征,但信号在穿过强降水区时易衰减,“8·19”过程中由于信号衰减,因此暴雨中心的蓝田县雷达回波反映的降水强度偏弱。

    2025年11期 v.43;No.324 1678-1688页 [查看摘要][在线阅读][下载 3244K]
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管理科学与区域经济

  • 基于CiteSpace的要素市场扭曲研究进展与展望

    陈欣;晏璐;赖欢;

    基于CiteSpace知识图谱分析方法,系统梳理了发表于Web of Science和中国知网数据库中的703篇外文文献与1036篇中文文献,围绕关键词词频、聚类与突现特征,系统呈现了要素市场扭曲的研究概况。在此基础上,依据生产要素的基本分类,从资本、劳动力、土地以及数据四个层面归纳并评述了当前研究的主流。最后,结合现有研究的不足与新时代背景下的现实需求,提出未来研究的五个重点方向,包括:聚焦中国情境下的要素市场扭曲、深化数据要素市场研究、分析不同要素市场扭曲的相互作用、开展跨学科交叉研究、探讨新兴技术驱动下的要素市场扭曲,旨在深化对该领域的全面认识,并为后续相关研究提供理论参考与思路借鉴。

    2025年11期 v.43;No.324 1689-1696页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K]
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  • 人工智能应用与供应链韧性提升:作用机理与实践路径

    苏炳坤;

    供应链韧性提升是加速高质量现代工业产业体系建设的重要组成部分,而人工智能逐渐成为推动传统供应链数字化、智能化转型的核心驱动力。然而,企业人工智能应用能否以及通过何种机制促进供应链韧性提升,尚缺乏系统的理论探讨与实证检验。本研究利用2011―2023年沪深两市A股上市企业数据,采用固定效应模型评估企业人工智能应用对供应链韧性的影响效果及其作用机制。研究发现:(1)企业人工智能应用显著降低了供应链中断风险,塑造并提升了供应链韧性。(2)机制检验证实,提高企业风险感知能力、数据要素利用水平和知识扩散能力是人工智能应用赋能供应链韧性的关键所在。(3)人工智能应用对供应链韧性提升的效果在高市场地位企业、国有企业和高科技企业中更为显著。研究结论深化了人工智能应用与供应链韧性之间逻辑关系的理论认识,为推动人工智能与实体经济深度融合、提升产业链供应链韧性提供了有益的政策参考。

    2025年11期 v.43;No.324 1697-1707页 [查看摘要][在线阅读][下载 1278K]
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  • 制造业数字化对企业碳绩效的影响研究

    王杰;张克勇;吴云霞;

    基于数字化战略与“双碳”目标,选取2007—2022年上市企业匹配数据,实证分析制造业数字化对企业碳绩效的影响及其内在机制。结果表明:(1)制造业数字化对企业碳绩效具有显著的正向影响;机制检验发现,制造业数字化通过提高绿色创新水平和全要素生产率可促进企业碳绩效提升;碳排放权交易政策对制造业企业数字化与碳绩效有正向调节作用。(2)异质性分析发现,制造业数字化对企业碳绩效的促进作用在非重污染行业和东中部地区的企业中更明显。

    2025年11期 v.43;No.324 1708-1715页 [查看摘要][在线阅读][下载 1253K]
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生态经济管理专题

  • 河南省高质量发展与水资源保护利用时空耦合及驱动因素

    闫丽洁;骆九天;杜军;邱士可;张莉;郭兰博;

    探讨高质量发展与水资源保护利用之间的协调关系,对促进区域可持续发展具有重要意义。本文以河南省为研究对象,采用熵权法测算2013—2023年高质量发展与水资源保护利用发展指数,利用耦合协调度模型分析两者的耦合协调水平,并运用地理探测器探讨其驱动因素。结果表明:(1)河南省高质量发展水平整体呈现上升趋势,形成以郑州为绝对核心、洛阳与南阳为“双峰”支撑的空间格局,区域间差异显著;水资源保护利用水平呈现波动变化,豫西、豫南地区保持较高水平,但整体发展较为分散。(2)两者的耦合度和耦合协调度均呈现上升趋势,耦合协调度由“濒临失调”提升为“勉强协调”,空间分布上呈现以郑州为核心的“核心-放射”模式。(3)两者耦合协调度的提升是多种因素共同作用的结果,其中GDP、城镇常住人口和人均财政支出是主要驱动因素。未来各地市应当优化水资源保护利用结构,加强区域协同联动,进一步促进高质量发展。

    2025年11期 v.43;No.324 1716-1724页 [查看摘要][在线阅读][下载 1399K]
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  • 黄河流域河南段土地生态安全与乡村振兴耦合协调研究

    焦士兴;魏凌菡;王安周;赵荣钦;李中轩;翟雪苹;张语薇;

    为实现乡村振兴战略下的土地生态安全,以黄河流域河南段涉及的8个地市作为研究区,基于耦合协调度和障碍度模型探究了2012—2022年黄河流域河南段土地生态安全与乡村振兴的耦合协调度及其主要障碍因子。结果表明:(1)2012—2022年黄河流域河南段8个地市的土地生态安全水平相对均衡,且土地生态安全综合指数总体呈增长趋势;(2)2012—2022年黄河流域河南段8个地市的乡村振兴水平存在区域差异,且乡村振兴综合指数总体呈波动上升趋势;(3)2012—2022年黄河流域河南段8个地市的土地生态安全与乡村振兴耦合协调度整体呈波动上升趋势;(4)2012—2022年黄河流域河南段8个地市的土地生态安全与乡村振兴耦合协调度障碍因子存在差异。加强土地生态恢复、增强农业管理技术、强化乡村空间治理等,利于实现二者的健康协调发展。

    2025年11期 v.43;No.324 1725-1732页 [查看摘要][在线阅读][下载 1336K]
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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(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.

    2025年11期 v.43;No.324 1733页 [查看摘要][在线阅读][下载 704K]
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