节水灌溉与水资源

• 宁夏环香山地区地下水水化学特征及其成因分析

  李浩;薛旭;谭军利;马波;杨宗凯;韩庚哲;王西娜;

  为了合理利用宁夏环香山地区的地下微咸水，采用泰森多边形法、舒卡列夫分类法、Piper曲线、相关性分析法、Gibbs图解法、离子比值法等方法，对该地区地下水水化学特征空间分布及成因进行了分析。结果表明：环香山地区地下水溶解性总固体（TDS）值变化范围在1 664～4 220 mg/L；地下水中阳离子以Na~+为主，平均值为495.73 mg/L，阴离子主要以Cl~-为主，平均值为1 076.44 mg/L。从水化学指标的变异系数来看，CO_3~(2-)变异系数最大，变异性相对较强，其质量浓度在空间分布的差异较为明显。HCO_3~-与pH值的变异系数相对较小，变异性较弱，其空间分布的差异不明显。TDS空间分布由环香山中心向四周呈递减的趋势，TDS介于1 000～3 000 mg/L的占比为68.89%。水化学类型从北部的Cl·HCO_3·SO_4-Na型逐渐向南部转型为Cl·SO_4-Na·Mg型，南部以Cl·SO_4-Na型为主。该地区地下水水化学组分的影响因素中蒸发浓缩占主导，岩石风化次之，同时盐岩的溶解也丰富了水中的Mg~(2+),SO_4~(2-),Cl~-,Na~+，其中Na~+与K~+来源于盐岩在水中的溶解，Ca~(2+)与Mg~(2+)主要来源于蒸发岩和硅酸盐岩的溶解；蒸发岩溶解对地下水化学成分的影响不可忽视，同时地下水发生了阳离子交换作用。

  2025年02期 v.24;No.98 97-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 2108K]
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• 基于水溶性肥料汲取液的正渗透试验

  曹翠萍;刘娟;田军仓;

  针对目前反渗透处理苦咸水产生的浓水比例高，直接排放会造成环境污染等问题，选择100 g/L的KCl,KNO3，氮磷钾复合肥（w(N)∶w(P)∶w(K)=20∶20∶20）,KH_2PO_4 4种农用水溶性肥料溶液作为汲取液，进行无需加压、无需再生的肥料汲取液正渗透（FDFO）试验；并进一步对300,200,100 g/L的氮磷钾复合肥汲取液进行正渗透试验。结果表明，正向水通量由大到小的4种汲取液依次为KCl,KNO_3，氮磷钾复合肥，KH_2PO_4汲取液；4种农用水溶性肥的溶解度和溶液的电导率越高，其汲取液的正向水通量越大；K（以K_2O计）的质量分数越大，其正向水通量越大；300,200 g/L的氮磷钾复合肥汲取液的正向水通量分别是100 g/L复合肥汲取液的2.33,1.62倍，即随着复合肥质量浓度的增加，其汲取液的正向水通量也明显增加。因此，建议优先选用KCl和KNO_3溶液作为肥料汲取液；对于氮磷钾复合肥，推荐优先选择较高质量浓度的复合肥溶液作为汲取液。

  2025年02期 v.24;No.98 105-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1389K]
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• 不同含盐量沙质盐碱地水稻产量、品质及控盐的差异性分析

  张媛媛;田军仓;

  为了研究宁夏银川市兴庆区不同含盐量的沙质盐碱地对水稻产量、品质等的影响，在盐碱地改良集成措施相同的情况下，设置Z1（全盐量为3.58 g/kg）、Z2（全盐量为4.49 g/kg）、Z3（全盐量为6.34 g/kg）3种不同含盐量的沙质盐碱地，采用桶栽试验对不同含盐量沙质盐碱地水稻的生长、光合、产量、品质及控盐进行差异性分析。结果表明：随着土壤含盐量的增大，水稻株高、光合指标、产量指标、直链淀粉质量分数、黏稠度、食味值均逐渐减小，但土壤脱盐率逐渐增大。在集成模式条件下，Z1较Z2,Z3处理的水稻水分利用效率分别提高了36.38%,37.95%，土壤脱盐率分别降低了5.92%,17.63%,Z1处理为较优处理。

  2025年02期 v.24;No.98 111-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 1210K]
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人工智能与计算机技术

• 基于两次多元分解和筛选的风电功率预测方法

  李昊;胡春生;巩豪委;

  针对风电功率预测中数据噪声及多变量耦合关系利用不足的问题，提出了一种基于两次多元分解与特征筛选的混合预测模型。首先，采用多元变分模态分解（MVMD）对多变量时序数据进行多尺度分解，通过样本熵与层次聚类将各变量子模态重构为高、中、低频分量；其次，针对高频分量实施二次MVMD分解，以细化特征提取；最后，创新性地引入Granger因果关系检验构建两阶段特征筛选机制，有效剔除非平稳序列及无因果关联的分量。长短期记忆网络（LSTM）与卷积神经网络（CNN）的风电功率预测结果相比，所提方法可将预测指标的平均绝对误差（MAE）降低89.8%，均方根误差（RMSE）减少90.6%，且显著优于单变量分解方法。同时，两次多元分解和筛选方法相较于不进行分解和单次分解方法均可以显著提升模型预测精度。经Diebold-Mariano检验证实，所提模型在5%显著性水平下优于所有基准模型，改进比率稳定在27%以上。该混合模型可以显著提升数据质量，进而提升风电功率预测效果，为高精度风电预测提供了新的解决方案。

  2025年02期 v.24;No.98 118-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 2309K]
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• 基于机器学习的宁夏地区地表温度反演

  肖柳瑞;毛克彪;郭中华;代旺;

  针对宁夏地区地表温度高精度反演的需求，基于Aqua卫星上搭载的中分辨率成像光谱仪（MODIS）提供的热红外波段的亮度温度数据，结合辅助数据，采用5种适用于回归任务的机器学习模型——梯度提升树（GBDT）、极端梯度提升算法（XGBoost）、轻量级梯度提升机（LightGBM）、支持向量回归（SVR）和随机森林（RF），对宁夏地区地表温度进行反演研究；通过多指标评估模型性能，并选取最优模型对宁夏地区地表温度反演结果进行分析。结果表明，XGBoost模型表现出更高的精度和鲁棒性，与MODIS地表温度产品交叉验证中均方根误差达1.22 K，平均绝对误差为0.91 K；站点验证中均方根误差达2.07 K，平均绝对误差为1.47 K。此外，季节分析结果显示，XGBoost模型在秋季和春季的反演效果优于夏季和冬季。研究不仅证实了XGBoost在地表温度反演中的优越性，更为区域尺度地表温度估算提供了可靠方法，对相关研究具有重要参考价值。

  2025年02期 v.24;No.98 130-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 2245K]
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• 基于深度可变形配准的多图谱海马体图像分割

  张静;马瑜;巫睿阳;肖博文;

  针对海马体图像多图谱分割算法精度低的问题，在多图谱分割的配准环节提出了一种基于U-Net的深度可变形配准模型。将U-Net编码环节的标准卷积替换为深度可分离卷积（DSConv），以增强模型的特征提取能力；引入可变形大核注意力（D-LKA）模块，提高对重要区域特征的注意力；运用空洞卷积（DC）模块扩展感受野，强化对多尺度信息的捕捉能力。改进算法在公开数据集LPBA40与OASIS上的实验结果表明，该模型在OASIS数据集上的配准精度可达0.798 8；通过多图谱分割标签融合阶段的多数表决方法，最终分割精度相较于其他配准方法提升了5%～9%。本模型展现了潜在的临床应用价值，在早期阿尔茨海默病诊断中具有积极参考意义。

  2025年02期 v.24;No.98 137-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1892K]
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土木与交通工程

• 煤矸石改良黄土的湿陷性变化规律分析

  武立波;翟明政;杨嘉伟;崔子龙;姚如龙;

  针对宁夏地区煤矸石堆存量巨大且资源化利用率低问题，尝试用宁夏地区的煤矸石改良同心县黄土。采用室内湿陷性试验分析不同掺量煤矸石改良黄土的湿陷性变化规律，并通过电镜扫描技术揭示煤矸石改良黄土的微观机理，然后将试验结果与已有研究进行对比分析。结果表明：黄土中掺入破碎后的煤矸石可以显著降低其湿陷性，其中煤矸石掺量为15%时，改良黄土的湿陷系数为0.014，相较于素黄土下降了64.1%，湿陷性被消除。微观结构分析表明，掺入煤矸石后，黄土颗粒之间出现胶凝物质，使得改良黄土的孔隙率降低，孔径变小，接触方式由点接触转变为面接触，颗粒之间的接触面积增大，整体结构变得更加密实。掺量大于6%时，煤矸石改良黄土湿陷性的效果优于煤气化渣，煤矸石与粉煤灰改良黄土湿陷性的效果基本相当，且二者的最佳掺量均为15%。宁夏地区的煤矸石可以将宁夏同心县中等湿陷性黄土的湿陷性消除。

  2025年02期 v.24;No.98 146-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1400K]
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• 车轮滚动作用下带缺陷无砟轨道和路基的动应力响应

  薛富春;

  为探究高速铁路无砟轨道路基段病害带来的影响，构建了精细化的车轮-轨道-路基-地基耦合动力学模型。该模型采用轮轨滚动接触算法描述轮轨动态相互作用，以三维黏弹性静-动力统一人工边界代替无限域地基，考虑轨下基础的有限弹性和车轮滚动前的起始静力状态，模拟了车轮从静止加速到45 km/h后，并保持该速度不变而继续滚动前进。在此条件下，研究了承轨台正下方橡胶垫板失效、轨道板脱空、水泥沥青（CA）砂浆层脱空和基床表层脱空引起的动应力响应。结果表明：橡胶垫板失效可导致轨道板动应力的拉压性质改变、动应力分量幅值增大和减小、基床表层应力路径改变且强度显著增加、动应力沿深度的变化与界面的突变均较正常模型明显增大；单元尺度的失效只对与其相邻的单元产生显著影响，更远处单元的应力状态几乎不受影响，且在轨道板中造成的影响比基床表层大；橡胶垫板完全失效显著改变了轨道板和基床表层单元的竖向动应力频谱。

  2025年02期 v.24;No.98 152-162+170页 [查看摘要][在线阅读][下载 2799K]
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• 硫酸盐渍土未冻水体积含水率影响因素及预测分析

  王瑜;张卫兵;

  未冻水体积含水率是研究冻土中水分迁移及冻胀融沉的关键性参数，其与影响因素之间存在复杂的非线性关系。基于频域反射法（FDR），对冻融过程中硫酸盐渍土的未冻水体积含水率和温度随着时间的变化进行监测，分析不同初始体积含水率条件下未冻水体积含水率的变化规律及影响因素，并以支持向量机（SVM）为原理建立了未冻水体积含水率预测模型。结果表明：在冰水相变点，不同初始含水率的土样温度和未冻水体积含水率均呈现出明显“突变”特征；当含盐量一定时，不同含水率土样的未冻水体积含水率变化可分为剧烈相变、过渡和冻实3个阶段；在相同温度下，初始含水率越高，未冻水体积含水率越大，且其对温度变化越敏感。整体而言，未冻水体积含水率与初始含水率、含盐量、温度呈正相关。未冻水体积含水率预测模型的预测值精度较高，预测性能较好，能够满足硫酸盐渍土未冻水体积含水率预测精度的要求。

  2025年02期 v.24;No.98 163-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 1898K]
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• SAP内养护剂在沙漠公路水稳基层中的应用

  贾小龙;徐腾飞;李瑞杰;范松山;吴永祥;张利军;

  为了研究高吸水树脂（SAP）内养护剂在沙漠公路水稳基层中的工程应用效果，将不同掺量SAP掺入到水稳基层混合料中，通过室内击实试验与无侧限抗压强度试验，分析SAP对混合料性能的影响规律与机理，确定SAP最佳掺量。通过混合料内部湿度现场检测试验及试验段工程应用，验证水稳基层内养护技术施工的可行性、节水保湿效果及工程应用质量。结果表明：随着SAP掺量的增加，混合料最佳含水率呈上升趋势，强度呈先增加后降低的趋势，当SAP掺量（质量分数）为0.2%时，混合料7 d无侧限抗压强度达到6.9 MPa的峰值；掺入0.2%SAP的水稳基层混合料，其28 d湿度可保持在95%以上，节水、保湿效果良好；水稳基层的养护过程无需洒水，工序简便，且混合料强度提升迅速，4 d即可取出完整芯样。该技术在显著提升工程质量和施工效率的前提下，具有良好的经济效益，适用于干旱缺水、温差大等气候环境基层的施工。

  2025年02期 v.24;No.98 171-174+184页 [查看摘要][在线阅读][下载 1659K]
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化学工程

• 沉淀步骤对Cu/ZnO/Al₂O₃前体影响及低温甲醇合成催化活性

  马明亮;王嘉东;马清祥;赵天生;

  为了提高Cu基催化剂对低温甲醇合成的活性，以及进一步了解催化剂前体结构，采用不同沉淀步骤制备了锌孔雀石、类水滑石前体及其衍生的Cu/ZnO/Al_2O_3(CZA)催化剂，并使用X-射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM），高分辨透射电子显微镜（HRTEM）,X-射线光电子能谱（XPS）,N_2物理吸-脱附，程序升温还原（TPR），程序升温脱附（TPD）等表征了催化剂的物理化学结构，测试了其在150°C液相甲醇合成中的催化性能。结果表明，高Al~(3+)摩尔分数（x=30%）投料下，用共沉淀步骤会形成类水滑石相前体；用分步沉淀步骤则形成锌孔雀石前体，还原后形成的CZA催化剂具有小的Cu纳米颗粒，较高的Cu比表面积，以及优异的原料气吸附性能，显示了较高的低温甲醇催化活性。可见，不同的沉淀步骤和沉淀条件可调控催化剂前体结构，进而影响CZA催化剂在低温甲醇合成中的性能。

  2025年02期 v.24;No.98 175-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 2254K]
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• 3D打印催化剂及其在CO₂加氢反应中的研究进展

  锁之瑜;张卫洁;王康洲;刘宽冠;吴斌涛;

  尽管CO_2热催化加氢制备高附加值化学品已取得显著进展，但是催化剂成型问题一直是制约其规模化生产的主要瓶颈。3D打印技术可以精确地制造复杂的几何形状，而且具有快速成型性和可扩展性。因此，采用3D打印技术制备催化剂对促进CO_2热催化加氢的规模化生产具有重要意义。重点介绍了3D打印催化剂设计理念及其催化CO_2加氢制高附加值化学品的最新研究进展，系统总结和分析了CO_2加氢制高附加值化学品的反应机理，以及3D打印自催化反应器和整体式催化剂的结构与催化性能之间的构效关系。此外，提出了3D打印催化剂在CO_2催化转化过程中的挑战，并展望了未来发展趋势，包括聚焦机器学习驱动的智能机器人系统、优化浆料配方、创新无粘结剂催化剂打印方法等，以推动CO_2催化转化为高附加值化学品的规模化应用。

  2025年02期 v.24;No.98 185-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1696K]
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• 《西北工程技术学报（中英文）》简介

  <正>《西北工程技术学报（中英文）》（原《宁夏工程技术》），是国家新闻出版署批准公开发行的科技期刊（国内统一刊号：CN 64-1080/TB、国际标准刊号：ISSN 2097-5090），是宁夏回族自治区教育厅主管，宁夏大学主办的工程技术和自然科学综合性学术期刊，季刊。办刊宗旨为：立足宁夏，刊载我国西北地区水利、交通、电气、新型材料、清洁能源等工程及其交叉学科的新理论、新技术、新工艺和新方法，为工程技术发展提供学术交流平台，服务提高我国西北地区工程技术水平。

  2025年02期 v.24;No.98 92页 [查看摘要][在线阅读][下载 705K]
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• 关于《西北工程技术学报》文种由中文变更为中英文的公告

  <正>经国家新闻出版署批准，《西北工程技术学报》文种由中文变更为中英文，国内统一连续出版物号由CN 64-1077/TB变更为CN 64-1080/TB，期刊名称登记为《西北工程技术学报（中英文）》，其他登记事项不变。此次文种变更是我刊发展历程中的重要里程碑，希望通过中英文出版，打破语言壁垒，吸引更多国内外优秀学者关注和投稿。未来，我刊将继续秉持高质量、严标准的办刊理念，持续推动期刊向高水平发展，诚挚欢迎大家踊跃投稿。

  2025年02期 v.24;No.98 110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1036K]
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• 六盘山实验室简介

  <正>六盘山实验室是由宁夏回族自治区人民政府设立的首家新型研发机构，于2024年1月12日登记成立，是宁夏回族自治区科学技术厅所属事业单位，联合北京航空航天大学、吉林大学、西安交通大学、西安理工大学、宁夏大学和合肥通用机械研究院等科研院所共建，实验室主任由中国工程院院士马玉山担任。

  2025年02期 v.24;No.98 193页 [查看摘要][在线阅读][下载 705K]
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