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超临界二氧化碳增强型地热系统研究综述
秦佐己;金轶斌;胡俊杰;王全荣;丁雁;随着全球气候变化和能源转型的加速推进，超临界二氧化碳增强型地热系统(carbon dioxide enhanced geothermal system,CO_2-EGS)因其兼具高效热能提取与碳地质封存的双重优势，成为地热开发领域的研究热点。系统回顾了CO_2-EGS技术的发展历程，重点分析了其在储热特性、储层稳定性和经济性方面的研究进展。与传统水基增强型地热系统相比，CO2作为工作流体表现出低黏度、高流动性和优异的热传导性能，不仅提升了储层的热提取效率，还有效降低了储层损伤和设备腐蚀风险。对当前研究的梳理表明，尽管当前技术仍面临系统储热性能提升、储层稳定性和实际工程应用成本控制的挑战，但通过深入研究储热效率优化、储层响应机制、经济性评估及设计改进，CO_2-EGS有望在全球能源转型和碳中和目标的实现中发挥重要作用。CO_2-EGS在复杂地质条件下的裂隙网络优化设计、长期注采过程中储层性能的动态演化，以及多能互补技术的集成应用是未来发展的关键方向。
干热岩裂隙对流换热系数计算新方法
郑志伟;刘先珊;白冰;雷宏武;张天成;于明智;孙梦;黄子宣;在干热岩地热开发中，综合换热系数是评价裂隙流体换热性能的关键参数。针对现有计算方法多依赖裂隙面温度分布的假设与简化，且缺乏统一评价标准的问题，建立了一种更精确的综合换热系数计算方法，并对主流公式进行了评价。采用数值模型直接获取裂隙表面温度分布数据，并提出了新的综合换热系数计算方法（公式E），同时给出了换热系数的经验公式F；基于数值模拟数据和试验数据，对各公式（A～F）进行了评价；将公式F嵌入数值模拟程序中进行了现场尺度的换热数值模拟，进一步验证了公式F的有效性。结果表明：公式E、F均具有较高计算精度和适用性；在所有工况中，现有公式A、D与新提出的公式E、F的变化趋势相似，计算结果较为接近且未出现异常值，表现出良好的稳定性和可靠性；作为一种独立的补充关系，公式F可直接嵌入数值模拟程序中有效模拟现场尺度的流体换热。
压缩空气储能地下内衬硐库密封堵头力学模型与优化设计
屈杰;刘形林;孙冠华;杨生彬;饶虎;于显杨;王娇;地下内衬硐库是压缩空气储能系统的重要组成部分。由于施工期通道和运行期密封性的要求，任何地下内衬硐库都需要1个或多个密封堵头。密封堵头受力状态的复杂性使其选型和设计面临挑战。针对堵头和围岩之间的界面工程力学特性，采用理论分析和数值模拟方法，对4种典型结构形式的密封堵头进行了分析，并基于筛选出的抗力特性最佳的堵头，进一步开展了优化设计研究。结果表明：楔形堵头的抗力特性最佳，最有利于维持堵头与围岩界面之间的变形协调；楔形堵头前端倾角宜选择25°～40°，后端倾角可按围岩潜在破裂角公式计算；提出了基于极限平衡分析方法的堵头长度计算公式，该公式表明，楔形堵头所需长度由堵头直径、所受气压荷载和前后端倾角大小共同计算而得。研究成果可为地下内衬硐库密封堵头设计提供理论依据和实践指导。
地应力对压气储能地下洞室衬砌结构力学响应的影响机制
雷豪杰;傅丹;伍鹤皋;王友;李聪;压缩空气储能（compressed air energy storage, CAES，简称“压气储能”）电站地下储气洞室的压力与直径之积极大，因此密封钢衬的受力状态对于电站长期安全运行至关重要。基于ABAQUS平台，综合考虑材料的非线性特征及密封钢衬与混凝土衬砌之间的接触非线性，分析了围岩初始地应力对密封钢衬应力分布和混凝土衬砌损伤演化的影响机制。结果表明：在侧压力系数k由0.25增大至2.50的过程中，密封钢衬的应力峰值呈现先减小、后逐渐增大的趋势，密封钢衬高应力区、混凝土衬砌损伤严重区及围岩塑性区均从顶部和底部逐渐转移至腰部，且当侧压力系数k=1.00时，结构与围岩沿圆周受力最为均匀；在卸压检修期，密封钢衬顶部与混凝土衬砌之间会形成缝隙，且缝隙值随侧压力系数k的增大先减小后缓慢增大，但k>1.00后其敏感性降低；围岩地应力对衬砌结构力学响应的影响机制主要是通过调整运行期围岩环向应力状态，从而改变围岩塑性区分布，最终影响混凝土衬砌与密封钢衬的外部约束刚度。该研究对于通过数值模拟方法开展压气储能地下洞室技术论证时考虑初始地应力的影响具有参考价值。
基于响应面分析的热流固耦合盐穴储气库泄漏率影响因素
史永飞;文沛然;张俊飞;杨帆;范金洋;姜德义;盐穴储气库是以盐岩地层为储存介质的能源储库，用于储存空气和天然气等气体。盐穴使用过程中围岩蠕变变形会引发渗透系数改变，影响储气库的安全密闭性，增大气体泄漏风险，严重威胁公共安全。通过综合考量温度场、渗流场和应力场的相互作用，以达西定律为依据，结合孔隙渗透率演化方程和蠕变本构模型，推导出了盐穴围岩渗流的热流固三场耦合方程。在此基础上，建立了盐穴储气库数值模型，通过数据模拟和响应面分析分别量化了单因素变化和多因素交互作用对盐穴储气库泄漏率的影响。结果表明：(1)提高最小工作压力和降低温度可有效抑制盐腔变形，而提高最大工作压力和减小腔体埋深会增加气体泄漏风险；(2)最小工作压力与最大工作压力和腔体埋深之间的交互作用对泄漏率的影响最为显著，且表现出强烈的协同效应。
充水矿山疏干区覆盖型岩溶塌陷动态风险评价——以黄石市大孜山矿区研究为例
曾斌;朱智超;赵浩然;王亚男;李文涛;方立虎;近年来，岩溶充水矿床在开采过程中形成大范围疏干区，疏干区内频繁发生一系列岩溶塌陷灾害，严重威胁人民群众的生命财产安全。黄石市大孜山矿区周边早在20世纪70年代就多次出现地面塌陷，开展动态风险评价是防范塌陷灾害的有效途径，也是今后研究的主要趋势。以黄石市大孜山矿区岩溶充水矿床在开采过程中形成的大范围疏干区作为研究区，运用加权信息量法，构建了考虑地下水水位动态变化的岩溶塌陷动态风险评价体系。评价结果显示：从2022年7月到2023年1月期间，研究区整体岩溶塌陷风险呈现减小的趋势，各级风险区分布相对固定，但随着时间的变化，部分地区风险等级也在发生相应改变。动态风险评价的结果为研究区岩溶塌陷监测预警布点提供了技术支持，也为其他类似岩溶充水矿山疏干区覆盖型岩溶地面塌陷的风险评价提供了参考。
基于Stacking-SHAP模型的堆积层厚度空间预测
李远耀;张鑫;李明;张锦瑞;张鹏;汪哲涵;第四系堆积层厚度是区域滑坡灾害风险评价的关键地质参数。为提升其空间预测精度和预测结果的可解释性，以三峡库区秭归县归州镇为例，在构建第四系堆积层厚度预测指标体系的基础上，利用随机森林(random forest, RF)、XGBoost和Stacking3种集成学习模型进行研究区堆积层厚度的空间预测，最后选取最优预测模型结合SHAP模型进行可解释性分析，对控制区内堆积层厚度的影响因子进行了深入探讨。结果表明：Stacking集成策略的预测性能最优，均方误差(mean square error, MSE)为3.28，决定系数(R2)为0.92，均方根误差(root mean square error, RMSE)为1.81，平均绝对误差(mean absolute error, MAE)为0.77，且预测结果与现场调查及钻孔资料结果最相符；通过SHAP(SHapley Additive exPlanations)模型揭示了土地利用类型、坡度、工程地质岩组和归一化植被指数(normalized difference vegetation Index, NDVI)为主要影响因子，对堆积层厚度具有控制作用。研究结果可提高第四系堆积层厚度预测精度和可解释性，为后续滑坡灾害评价提供数据支撑。
敦煌月牙泉泉域水化学特征及演化规律分析
魏玉涛;李平平;胡顺;赵多慧;于婷;敦煌月牙泉具有重要的人文、经济和生态价值，研究其水化学特征及演化规律具有重要意义。以水环境治理工程实施后的月牙泉泉域为研究对象，基于月牙泉水、区域地下水、党河及补水工程十二连湖的水化学数据，综合利用Piper三线图、舒卡列夫分类和氢氧同位素分析法，对其水化学特征和演化规律进行了分析。结果表明：地表水的pH值为8.50～8.80，属于偏碱性水；地下水及泉水的pH值为7.40～9.30，属于弱碱性至偏碱性水；地表水和泉水的水化学类型以HCO3·SO_4-Na·Mg型为主，地下水水化学类型以HCO_3-Mg·Na和HCO3·SO_4-Na·Mg·Ca型为主；地表水中溶解性总固体(total dissolved solids,TDS)含量相对较低，而δD和δ18O较高；十二连湖入渗补给地下水后进而补给月牙泉，沿地下水径流方向，TDS值逐渐增大而D和18O逐渐贫化，电导率、Na~++K+和Ca2++Mg2+浓度逐渐升高，与TDS值呈正相关；在此过程中，石膏和硅酸盐矿物的溶解导致地下水中的盐分逐渐增加。研究成果可为月牙泉的保护和开发提供一定科学依据。
不同气体添加剂对丙烷扩散火焰碳烟微观结构的影响
杨慎林;王宇杰;李满厚;碳氢燃料燃烧生成的碳烟颗粒是目前大气环境污染物的重要组成成分，因此开展碳烟颗粒研究可为清洁高效燃烧技术的发展提供理论依据。基于丙烷/空气扩散火焰试验系统，结合透射电子显微镜（transmission electron microscopy,TEM），研究了不同气体添加剂对丙烷扩散火焰碳烟微观结构的影响。在100 mL/min的丙烷扩散火焰中分别加入15、30、45、60 mL/min的氢气、二氧化碳和氮气，采用沉积法采样，经超声波清洗机处理后，利用TEM观察并分析碳烟颗粒的形貌、尺寸和分形维数。结果表明：随着气体添加剂的加入，基本碳烟颗粒的轮廓开始变得模糊，碳烟颗粒变得不成熟，碳烟颗粒基本粒子的粒径向小粒径方向移动，且分布范围也随之减小；氢气添加剂的影响作用最明显，其次是二氧化碳，最弱的是氮气；分形凝聚体中的颗粒分布随着气体添加剂的加入变得更加松散，结构不规则程度变大。研究结果可为完善碳烟生成理论和降低燃烧碳烟生成量提供参考。
梁子湖水下光合有效辐射衰减特征及影响因子
刘胜园;李鑫;何乾坤;吴卫菊;苏春利;陈晓飞;吴辰熙;沉水植物恢复是我国治理浅水湖泊富营养化问题的关键，研究浅水湖泊水下光合有效辐射衰减特征对于沉水植物恢复具有重要指导意义。以梁子湖为研究对象，布设10个点位，于2023年3月(春)、6月(夏)、9月(秋)和2024年1月(冬)开展了4次水下光合有效辐射强度调查，分析了水下光合有效辐射衰减系数(Kd)的时空变化特征；通过构建结构方程模型，探明了Kd与环境因子之间的关系；并对梁子湖沉水恢复植物的可行性进行了分析。结果表明：梁子湖全年Kd为(2.69±1.26) m-1，秋季Kd显著高于春季(p<0.05)，东梁子湖Kd显著高于西梁子湖和牛山湖(p<0.05)；总氮、总磷、有色可溶性有机物、有机悬浮物、叶绿素a是影响梁子湖水下光衰减的重要因素；营养盐浓度的升高会引起有机悬浮物和叶绿素a浓度的升高，使透明度降低，进而加剧光合有效辐射衰减；现阶段梁子湖真光层深度与水深之比的平均值为0.49，光照仍是制约梁子湖沉水植物恢复的决定因素之一。
地质灾害风险区划与综合防治对策
殷坤龙,张桂荣地质灾害不仅给人类生命带来威胁 ,而且对环境、资源、财产等均具有破坏性。由于地质灾害的发生具有区域性、突发性、分布广、频率高等主要特点 ,地质灾害所造成的损失十分严重。我国是世界上地质灾害损失最严重的国家之一 ,现有 4 0 0多个县级城镇、1万多个村庄受到滑坡、崩塌、泥石流等灾害的威胁。虽然 ,我国在地质灾害领域的理论研究和防治水平有了很大提高 ,但灾害威胁依然存在 ,而且越来越严重 ,归纳起来可以概括为三个主要原因 :(1)预防性、区域性研究远远跟不上治理工程需要 ;(2 )治理工程偏重工程技术方面忽略地质灾害发生的地质机理研究 ;(3)人类因素的参与 ,造成自然地质体平衡状态的恶化、自然生态环境的破坏等加速了大区域范围内地质灾害的发生频率和规模。因此 ,作为我国地质灾害综合防治的一条有效道路 ,就是要加强开展地质灾害危险性和风险区划 ,开展预防性研究 ,圈定地质灾害危险性区域和灾害高风险区域 ,为国土规划、减灾防灾、灾害管理与决策提供可靠依据 ,从而达到综合防灾与减灾的目的
环境中抗生素污染物的研究进展
吴青峰;洪汉烈;最近的研究显示,在城市污水、表面水、土壤甚至食物中都检测到了不同种类抗生素的存在,抗生素在环境中的残留问题已经引起了研究者的关注。本文主要介绍了当前国内外抗生素的使用情况、来源,在环境中暴露途径、归趋和对生态的影响等方面的最新研究进展及存在问题,并提出了今后抗生素环境污染研究的主要方向。
基于Pyrosim和Pathfinder的高校学生宿舍火灾人员疏散安全性模拟分析
邹馨捷;萨木哈尔·波拉提;郝明;庞奇志;高校学生宿舍是人群密集的场所,存在较多的火灾安全隐患,因此对高校学生宿舍进行有针对性的火灾人员疏散安全性分析十分必要。以某高校学生宿舍楼为研究对象,运用Pyrosim软件建立火灾扩散模型,模拟分析了高校学生宿舍楼在自动喷淋灭火系统是否失效和着火房间窗户是否关闭等情况下发生火灾时,着火楼层安全出口处烟气能见度、顶棚温度和烟气层高度的变化规律,并结合Pathfinder软件模拟计算出人员疏散到安全地带的时间和整栋楼全部人员完全疏散所需安全疏散时间,综合利用人员疏散可用安全疏散时间和人员疏散所需安全疏散时间对人员疏散安全性进行分析。结果表明:高校学生宿舍楼消防设施是否有效和着火房间窗户是否关闭对人员疏散安全性的影响较大,并提出了消防安全管理措施,以为高校学生宿舍消防安全管理提供依据。
基于模糊综合评价和主成分分析法的岩溶流域水资源承载力评价
陈丽;周宏;水资源承载力评价是水资源合理开发利用和管理的重要基础。岩溶流域水循环过程复杂,水资源的禀赋存在空间异质性,因此基于水资源评价的基础开展水资源承载力评价十分有必要。基于径流模数法计算了长阳县的水资源量,在此基础上结合当地社会经济和生态环境状况,构建了长阳县水资源承载力评价指标体系和指标分级标准,采用模糊综合评价法和主成分分析法对长阳县县域和乡镇的水资源综合承载力进行了评价,并对两种评价方法的评价结果进行了对比。结果表明:2015—2019年长阳县城水资源承载力综合评分值都处于Ⅱ级,水资源综合承载力属于中等水平,且近五年水资源承载力变化趋势整体呈缓慢下降趋势;长阳县各乡镇水资源承载力也均处于Ⅱ级,但其中榔坪镇、资丘镇、大堰乡、都镇湾镇和磨市镇属于中等偏高水平;相较主成分分析法的评价结果,模糊综合评价法更适合岩溶地区水资源承载力评价。依据评价结果分析水资源承载力的提高途径,可为长阳县国土空间规划、"三区三线"的划定提供科学依据,也可为岩溶流域水资源承载力评价提供借鉴。
大学生电信网络安全状况调查分析及防控措施研究——以15所高校大学生为例
姜伟军;李蔚然;采用实证性调查研究方法,对15所高校2 264名大学生的电信网络安全状况进行问卷调查,分析了当代大学生遭遇电信网络诈骗的状况及其原因。调查结果表明:大多数大学生都遭遇过电信网络诈骗,女性大学生的受骗率高于男性大学生,电信网络诈骗在形式上渐趋多样化,大学生的电信网络安全意识不足,在受骗后主动维权的意识较差;大学生自身的价值观偏差与社会阅历浅、高校电信网络安全教育缺失、有关部门监管保障乏力是大学生遭受电信网络诈骗的主要原因。针对以上问题,有针对性地提出大学生电信网络安全教育引导和诈骗防范的对策与措施,即通过开设电信网络安全通识课程、创新电信网络安全教育形式、拓展电信网络安全教育载体、构建多方联动协作机制、加强相关法律法规制度建设等对策与措施,做好大学生的安全教育引导与诈骗防范工作,以助力大学生成长成才。
