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该平台基于低空摄影测量、监测与预警、检测识别与评估等技术，研究提出高聚物柔性防渗墙、控制灌浆柔性防渗体和膨胀土柔性非开挖防护3种在线修复加固技术，构建膨胀土岸坡和堤坝渗透失稳修复防控技术体系。利用多元数据融合、全链条技术集成和三维可视化技术，研发膨胀土岸坡和堤坝渗透失稳在线修复防控技术集成平台，实现工程全生命期多维度可视化在线管理与应用。 主要性能指标： 1.在线修复防控技术：高聚物柔性防渗墙前后水头差>2.65m，控制灌浆柔性防渗体渗透系数≤5×10^-5cm/s，膨胀土柔性非开挖防护岸坡健康状态达到100%； 2.集成平台：平均渲染帧率≥30FPS，平均加载时间≤3s，兼容40余类监测、检测数据自动化接入，数据查询时间≤5s，模型计算时间≤3min。 适用范围：适用于膨胀土地质类型的岸坡和堤坝渗透失稳防控与修复加固。

输变电工程造价的预测主要靠实践经验完成，但是电网工程的造价是一个多变量、高度非线性的问题，特别是当情况复杂多变时，很难通过经验估计得到单项工程可靠的结果用以指导工程造价控制。为解决输变电工程造价预测准确性的问题，该课题作为公司科技项目揭榜挂帅课题，公司技术经济中心于2021年9月开展对近5年输变电项目造价数据统计、数据处理及预测模型建立等工作，为解决输变电工程造价预测准确性问题提供科学的解决方案。该成果分析BP神经网络预测模型与支持向量机(SVM)预测模型、KNN(K-Nearest Neighbors)预测模型及决策树预测模型相比优势明显。为进一步提升BP神经网络预测模型效率和精度，该研究收集近5年各电压等级的输变电项目已结算数据，剔除特殊工程及误差因素，使用Origin2022进行归一化分析处理。分析结果显示BP神经网络预测模型的存在误差沿负梯度方向传递的特性，因此导致了在模型建立中存在训练效率低、网络推广能力差及难以保证网络全局最优等不足。 针对以上问题，研究成果提出如下改进措施：1.改进负梯度下降算法，应用自适应学习速率动量梯度下降反向传播算法。自适应学习速率动量梯度下降反向传播算法是动量梯度下降算法和自适应学习速率梯度下降算法的结合。动量梯度下降算法采用动量梯度下降方法进行调整，它在对网络权值和阈值进行时不仅考虑当前的梯度方向，而且还考虑前一时刻的梯度方向，利用设置的动量因子来降低网络性能对参数调整的敏感性，有效地抵制了局部极小现象，具有较好的稳定性。2.由于“过度训练”易导致网络推广能力差，所以在训练时增加验证集。验证集用于在神经网络训练的同时监控网络训练进程；当网络开始“过度训练”时，与训练误差同步变化的验证误差会速度增大，达到设定值则控制训练结束。研究结果改进的BP神经网络使用两层网络，在隐藏层中和输出层分别使用tansig和purelin作为传递函数。 该成果应用于包头青山区应益(公益店)220kV输变电工程、呼得木林(阿友)220kV输变电工程、乌兰察布商都县长盛(禄安)220kV输变电工程等项目的前期投资估算，与实际可研投资相比，预测误差分别约为1%、0.47%、0.12%，预测结果准确，得到了项目建设单位的高度评价。通过应用该成果，可以对输变电工程造价进行准确的预测与估算，为业主和投资方提供参考依据。对于电网企业，研究成果可为其编制年度投资计划提供重要的数据支撑，提高项目前期的投资精准度，有效控制结余率，提高投资计划阶段资金利用效率，有效提升公司电网资产转资率。研究成果适应性广，具有广阔的应用前景。

一.课题来源与背景：该项目为中铁二十一局集团自选项目，项目研发的目的在于提供一种受限空间内黄土地层混凝土桩复合地基，采用碾压工艺成桩，加固黄土隧道和地下工程基底。 二.技术原理： 1.其特征在于，该方法步骤如下：步骤一，黄土隧道开挖及初期支护，沿进洞方向对所施工隧道采用台阶法开挖支护，边开挖边初期支护。先施工仰拱以上的台阶，开挖及初期支护经多个循环后，至仰拱开挖面高度，形成一定长度的空间以满足继续开挖支护的工作场地及后续施工需要；步骤二，施工半幅碾压混凝土桩。按照隧道施工方向6m的长度，在开挖及初期支护至仰拱开挖面高度的位置，先施工横向左半幅区域碾压混凝土桩，另外半幅保持往里的通道，以保证掌子面施工不中断。按照设计的位置布设孔位，用钻机钻孔，钻孔采用隔孔分序跳钻的顺序进行，钻孔完成，进行桩孔内回填夯实，左半幅完成，平整场地保证车辆通行；步骤三，施工另外半幅碾压混凝土桩，按照步骤二的方法施工右半幅的桩，至此施工完成一个循环的碾压混凝土桩；步骤四，对施工完成碾压混凝土桩的区域，依次循环全幅开挖仰拱范围的地基土，每次开挖长度3m，开挖至设计桩顶标高，清除桩顶30cm高度虚桩，对桩周边原土进行压实，回填分配层碾压混凝土，用小型压路机碾压密实厚度20cm至设计高度；步骤五，施工步骤四完成的3m长度范围的仰拱初支；步骤六，经步骤三、步骤四.步骤五四个循环，直到完成仰拱初支12m长；步骤七，进行步骤六完成仰拱初支段的仰拱钢筋混凝土、仰拱填充混凝土、拱墙二衬钢筋混凝土的施工。 步骤八，步骤一至步骤七多个循环，直到完成隧道施工。 2.根据权利要求1所述的基于碾压混凝土桩的黄土隧道地基加固方法，其特征在于：所述步骤二的钻孔作业采用行走式全方位旋转液压桩基钻孔机进行钻孔作业。 3.根据权利要求2所述的基于碾压混凝土桩的黄土隧道地基加固方法，其特征在于：通过所述钻孔机钻头对准桩位中心进行钻孔，每钻进一根钻杆深度后，接长钻杆后依次逐段钻进，直至钻至设计深度，然后提升钻杆逐根拆除，在钻孔过程中对钻孔位、钻孔垂直度、钻孔深度进行测量，按桩总数的5%抽样检验，每次检验不少于10根。 4.根据权利要求2所述的基于碾压混凝土桩的黄土隧道地基加固方法，其特征在于：所述步骤二中的回填夯实采用行走式全方位旋转液压桩孔夯锤机，该夯锤机行驶到位并使夯锤对准孔位，先对孔底进行夯实，再将碾压混凝土分层回填于钻孔内，采用夯锤机重锤逐层夯击密实，回填与夯击交替进行，直至完成桩体施工。 三.技术的先进性与成熟度： 1.采用一定长度、一定间距布设的碾压混凝土桩对隧道仰拱底部地基进行加固，桩顶设置20cm厚碾压混凝土分配层对土层进行封闭防止水流下渗并分配上部荷载，碾压混凝土桩、桩间土、桩顶分配层形成复合结构，支撑隧道仰拱及以上结构、行车荷载，保证隧道结构安全稳定、沉降小。 2.碾压混凝土桩、桩顶分配层材料采用碾压混凝土，材料在施工过程为散粒体，取材便利、运输方便、便于施工，在钻孔内经重锤夯挤成型。钻孔及重锤夯实采用专用设备、分配层采用小型压路机压实，施工简单、质量易控制。碾压混凝土桩、桩顶分配层材料碾压混凝土是以水泥为胶凝材料、参配一定比例的砂及碎石搅拌而成，用水量少，夯实及压实容易，可成型性好，施工完成后经一定时间的物理化学反应，碾压混凝土凝结硬化成型后具有一定的强度，结构紧密，成桩后体积不收缩，与周边土体挤紧，结构强度可根据需要通过调整配合比进行调整，能很好的满足支撑需要。桩顶碾压混凝土经施工压实后，与碾压混凝土桩及土体密贴，不开裂变形，可很好的防止水流下渗。 3.整个施工过程桩基和分配层都是可视可测的，桩孔深度、直径、桩体材料能够直接量测，检查、检验简单方便，质量容易保证。避免了施工过程无法可视，完工后需要检测而发生的资金成本和时间成本及对后续施工的耽误。 4.加固结构简单、施工简单快速、综合材料及用量少、废弃材料少、施工效率高、综合成本较低，能够真正体现绿色、环保、低能耗施工，为工程建设可持续发展提供技术支持。 5.该方法充分发挥了嵌岩桩的桩端承载力和摩擦桩的桩周摩阻力。很好的发挥原地层的承载能力，钻孔到标高后，用重锤对孔底地层夯实，承载力增加，随后填筑碾压混凝土并用重锤夯实，散体材料夯入孔底地层，桩底端承力为其他方法施工桩基的2倍以上；桩体独特的施工工艺与桩体碾压混凝土这种特殊的材料有机的结合，桩体采用碾压混凝土分层填筑并用重锤夯实，夯实过程中，桩体散体材料得以密实并挤密桩周土体，桩体与桩周土体紧密结合，后期凝结硬化过程桩体体积不收缩，桩周摩阻力大大增加，桩体承载力相应的增加，为其他方法的2倍以上。在达到相同的承载力和沉降控制的条件下，消耗的材料和能源最少，是实现“双碳”目标和节能减排的有效方法。 6.该方法实现了黄土隧道地基处理从柔性桩到半刚性桩及刚性桩的质的转变，对于实现黄土隧道较大承载力及零沉降具有重大的突破。 四.项目的适用范围、成熟度和安全性：项目适用于公路、铁路、水利和市政隧道工程，以及黄土地下空间结构，已经成熟应用于兰张铁路、兰合铁路、兰永临高速公路的黄土隧道工程。

1.课题来源与背景：传统土壤监测方法存在耗时耗力、误差大等问题，无法满足现代农业精准管理的需求。同时，土壤的复杂多样性以及干扰因素导致土壤元素难以现场快速测量，亟需新的技术手段解决这一难题。随着物联网、大数据、云计算等现代信息技术的发展，智能化土壤监测方案应运而生。这一方案利用传感器网络实时采集土壤关键参数，通过云端服务器进行存储和分析，实现对土壤环境的全面监测和评估，为农业生产提供科学依据。 2.技术原理及性能指标：农业物联网技术通过传感器实时监测土壤养分，为农田健康管理提供科学依据。其技术原理主要依赖于高精度传感器和物联网技术，传感器通过测量土壤的物理参数，间接反映土壤中的养分含量等信息，这些数据通过无线传输方式，实时上传至云端平台，经过大数据分析和处理，形成直观的土壤养分报告，为农田管理者提供决策依据。支持多种传感器设备，可灵活适配不同土壤监测系统；能够对不同农作物的养分需求进行分析，并提供合理的施肥建议，以提高肥料利用率和作物产量。 3.技术的创新性与先进性：土壤养分检测仪主要基于光谱分析技术或电导率法原理，快速测定土壤中的营养元素，如氮、磷、钾等。通过测量土壤中水、溶质和有机物的导电性来间接测定土壤的含盐量或养分含量，具有快速、准确、非破坏性等优点。可实时监测土壤养分含量，为农田健康管理提供科学依据。同时，它还能对不同农作物的养分需求进行分析，提供合理的施肥建议，支持精准农业的发展。 4.技术的成熟程度、适用范围和安全性：随着互联网技术的不断进步和普及，其数据获取效率和精度得到大幅提升。农田监测系统积累了丰富的数据处理和分析经验，能够对多源数据进行整合处理和精细分析，实现对农田土地资源变化的及时监测和评估。通过监测土壤中氮素含量，农田管理者可以了解到养分的分布情况，从而有针对性地调整施肥计划，提高农作物产量和质量。系统也需采取数据加密、网络安全等措施，确保系统运行过程中数据不会被泄漏或篡改，保护用户数据安全。同时，系统应遵守数据保护和隐私保护法规，保障用户权益。 5.应用情况及存在的问题：农田土壤监测系统的应用已逐渐普及，技术被广泛应用于土壤环境监测，帮助技术人员更全面地了解土壤环境状况，合理选择监测点，完善土壤监测信息系统。生物科学技术在土壤环境监测中也有应用，主要用于修复土壤生物结构，减缓土壤侵蚀，检测生物多样性变化。土壤监测系统被用于提升农业生产效率，如通过实时监测土壤湿度和温度来调整灌溉策略。问题：现有土壤环境质量检测未形成统一的监测体系，尽管存在一些问题，随着技术的进步和系统的完善，监测系统将发挥重要作用。 6.历年获奖情况：无。

矿产资源是国民经济发展的重要支柱。在过去的二十年间中国因煤炭开采而造成的损毁土地面积增长速度约为35-45万hm²/年，截止2020年底，累计损毁面积达到780万hm²。陕北风沙滩地因采煤导致土地沙漠化进程加速，水土流失加剧，流入黄河泥沙量增加，直接威胁黄河流域生态安全。矿区开采导致地下水位下降、植被根系拉伤，地表生态系统逆向演替，沙柳、柠条等固沙植被退化，生态系统碳汇能力显著下降。如何协调能源开发与生态保护，成为区域可持续发展的核心挑战。 该项目属矿业科学技术及其应用领域，涉及矿山测量、土壤学、遥感科学、生态学、土地复垦、环境科学等多学科知识，具有综合性、探索性与多学科交叉特点。针对矿区裂缝探测精度不足、固废资源化利用率低、植被配置不精准、动态监测评估体系不完善等关键问题，开展了生态修复技术研发与应用的专项研究，建立集“精准探测-科学修复-监测评估-智能预警”于一体的技术体系，为中国干旱半干旱矿区生态修复提供可推广的“陕北模式”。取得了如下创新性成果： 1.研发了陕北风沙滩地矿区裂缝探测与修复技术。(1)采用三维电磁探测技术，建立正演-反演模型，实现微小裂缝和深层裂缝的毫米级精度监测，解析裂缝分布与地下水导通关系。(2)采用“人工+机械分级填充工艺”，通过表土剥离、生土夯实、防渗层设置及植被复绿，实现了不同损毁程度裂缝的差异化治理，配套的“垂直孔+水平孔定向注浆技术”通过高压劈裂与分段注浆，有效阻断导水裂隙。(3)构建了因地制宜式上部防蒸发、中间保持水、底部防渗漏土层生态重构结构模型，筛选防渗、蓄水、增肥等土层重构材料，形成矿区自维持的地貌生态重构技术。 2.创新了矿区固废综合利用与土壤修复技术。(1)阐明生物源固废与煤矸石矿相重构活化耦合作用机制，采用“复合改良剂+微生物活化”协同工艺，构建团粒结构，提升生态土保水保肥能力60%，添加纳米级螯合稳定剂，钝化重金属迁移。(2)研发了生物炭与腐殖酸协同改良土壤技术，土壤改良材料显著提升土壤有机质，降低土壤pH，激活了土壤酶，增加功能微生物菌群，提升了植物发芽率20%以上，生物量增加32%。 3.提出了矿区生态修复植物筛选与配置技术。(1)筛选出沙柳、柠条及沙蒿、狗娃花、赖草等核心适生植物，建立植被生物量与碳储量评估体系，量化不同植被类型生物量差异，其中灌木林地碳密度最高，土壤碳贡献量为植被的2.3倍。(2)建立植被水资源承载力模型，推导出关键阈值，将陕煤集团23万公顷矿区划分为不适宜、勉强适宜、适宜、最适宜四级植被区，并提出差异化配置方案。(3)构建矿区植被生物量与土壤环境协同响应评估体系，揭示不同植被类型与土壤理化性质的关联机制，建立“生物量-土壤理化-生理指标”多维度修复效果量化模型，明确灌木林地在固碳、改良土壤方面综合效益最优。 4.搭建了陕北风沙滩地矿区生态修复监测评估与动态预警体系。(1)创新“空-天-地”三维数据采集与多源异构数据融合技术，形成全覆盖、高精度监测体系。(2)创新提出四种生态环境评价方法，筛选了8项普适性指标，明确指标计算方法，统一数据来源标准，形成“指标选择-数据预处理-投影计算-等级划分”标准化流程，实现矿区生态质量定量评估。(3)融合了高分辨率对地观测系统、InSAR监测新技术与其他监测方法，搭建了国内首个矿山地质环境动态监测预警系统，有效预警由采矿活动引发的地面塌陷、沉降、裂缝以及土壤质量破坏、土地资源损毁等地质环境问题。 该研究共发表学术论文85篇，其中SCI收录论文31篇，EI收录论文5篇，发布地方标准1项，授权发明专利2项、实用新型专利4项、软件著作权1项，培养博士/硕士研究生12名。项目理论及技术成果先后在矿山生态修复、防沙治沙工程、水土保持综合治理等方面获得应用，曹家滩煤矿生态修复成果入选全国首批15个生产矿山生态修复典型案例，并被评为国家AAA级智慧矿山生态旅游景区。研究成果对于陕北风沙滩地矿区的生态修复和环境监测提供了科学依据，推动了当地生态环境的可持续发展，为干旱半干旱矿区生态环境治理提供了绿色矿山样板。

黄土高原作为黄河流域的重要组成部分，是中国重要的生态屏障，也是国家“黄河流域生态保护和高质量发展”战略的核心区域。淤地坝作为黄土高原水土流失治理和生态保护的关键工程措施，通过拦截泥沙、抬高侵蚀基准面，有效控制了沟道侵蚀，同时其沉积区富集了大量有机碳，成为潜在的陆地碳库，发挥了积极的固碳增汇功能。然而，对淤地坝碳汇功能的量化研究仍处于起步阶段，其固碳机制、长期稳定性及区域贡献尚未明确，严重制约了水土保持工程在“双碳”战略中的价值挖掘。2020年，中国提出“碳达峰、碳中和”目标，明确要求加强生态系统碳汇能力。2023年中共中央办公厅、国务院办公厅联合发布的《关于加强新时代水土保持工作的意见》明确提出：“将水土保持碳汇纳入温室气体自愿减排交易机制”“制定完善水土保持碳汇能力评价指标和核算方法”。此外，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告指出，陆地生态系统碳汇对缓解全球变暖至关重要，同时也将干旱半干旱区的碳循环研究列为全球气候研究的前沿与挑战之一，是未来需要重点加强的方向。黄土高原作为典型干旱-半干旱区，其淤地坝碳汇功能的系统评估，不仅能为中国“双碳”目标提供科学支撑，还可填补全球碳循环模型在干旱区沉积环境的数据空白，具有国际学术价值。然而淤地坝水土保持碳汇的形成涉及侵蚀-搬运-沉积多过程耦合，对这些复杂过程中有机碳的来源、组成、收支、埋藏效率及环境驱动因子的定量解析不足。因此，项目组从2012年开始，在国家自然科学基金青年科学基金项目(A类)、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目等项目/课题的持续支持下，系统开展了淤地坝水土保持碳汇效益评价与机理解析研究，以期为水土保持碳汇核算提供重要数据支撑，服务黄河流域生态保护和高质量发展、“双碳”等国家战略。取得如下重要科学发现： (1)提出了基于生物标志物的泥沙/有机碳来源识别方法，明确了复杂景观下流域泥沙/有机碳的来源及组成特征。 针对黄土高原景观破碎，泥沙/有机碳来源变异较大，地球化学元素等传统示踪方法适用性差的科学问题，申请人系统采集分析了86个小流域1850个源地样品和110个沉积剖面2121个泥沙样品，提出了以正构烷烃为关键指纹因子的泥沙/有机碳示踪方法。构建了沉积层的发生序列与降雨事件的对应关系，将沉积物赋存信息与景观变迁过程相结合，阐明了流域侵蚀产沙及有机碳的来源及时空分布规律。分析淤地坝沉积剖面有机碳含量及组成的垂直分布特征，量化其生物源有机碳和化石源有机碳占比；结合淤地坝沉积序列和复合指纹示踪技术，确定典型降雨事件、不同降雨特征下沉积泥沙来源，阐明沉积有机碳含量及组成对降雨特征和泥沙来源的响应。 (2)解析了侵蚀产沙中的有机碳在搬运-沉积-输出过程中迁移转化规律，阐明了水土保持措施对土壤有机碳动态变化的影响机制。 采用无人机遥感和地理信息建模技术，结合探地雷达、高密度电阻仪等多种勘测方法，准确估算了典型流域淤地坝沉积泥沙，明确了淤地坝的沉积泥沙旋回特征，构建了沉积层的发生序列与降雨事件的对应关系，将淤地坝沉积物的赋存信息与景观变迁相结合，阐明了流域景观时空异质性对侵蚀产沙的非线性作用机制；基于(1)中泥沙/有机碳来源识别技术，结合碳收支平衡模型等方法，解析了泥沙搬运-沉积过程中有机碳矿化分解特征，明确了侵蚀影响下的流域土壤有机碳空间分布特征和收支，阐明了淤地坝等水土保持措施对泥沙和有机碳输移过程的影响机制。 (3)明晰了淤地坝沉积区有机碳埋藏稳定机理，揭示了淤地坝水土保持碳汇效益及机制。 结合云遥感和机器学习方法，构建了黄土高原首套高分辨率淤地坝数据库，结合大范围实地采样调查估算淤地坝碳储量及对应的有机碳沉积速率，确定干旱沉积环境下的有机碳埋藏效率，阐明流域侵蚀、沉积环境以及有机碳组成等特征对有机碳沉积速率和埋藏效率的影响，识别影响有机碳沉积速率和埋藏效率的关键影响因子。基于以上研究结果，利用碳同位素混合模型和结构方程模型等方法，分析降雨特征、泥沙来源及关键沉积环境因子共同作用下的沉积有机碳稳定特征，阐明淤地坝在搬运-沉积-输出过程中的固碳机制，在区域尺度评估淤地坝水土保持工程在防治水土流失过程中发挥的碳汇效益。 该项目5篇代表性论文引起国内外同行的广泛关注，被美国、英国、德国、法国、西班牙等30多个国家的著名机构和学者引用与评价，已在Reviews ofGeophysics、Earth-Science Reviews、Communications Earth & Environment、AgricultureEcosystems & Environment、Scientific Data、Journal of Hydrology等国际顶级期刊他引221次，单篇最高SCI他引96次，体现了研究成果在相关领域具有较好的参考价值和一定学术影响。相关成果已被行业主管部门采纳，水利部水土保持监测中心基于我们的方法和数据阐明黄土高原淤地坝储碳效益及机制，并委托该团队作为《淤地坝碳汇方法学》的主要编制团队，该方法学是水土保持碳汇进入CCER的第一个方法学。

以国家重大需求为导向，以基础研究为引领，以产学研用协同为路径，围绕以畜禽粪污和农作物秸秆为原料的生物天然气工程，就发酵原料前处理不彻底、底物转化率和产能效率低、发酵后沼渣和沼液处理及资源化利用水平不高等关键科学和技术难题，在国家和陕西省科技计划支持下，取得以下创新成果： 1.首次研究提出了超高氨氮浓度重构产甲烷菌群理论，为畜禽粪污高底物负荷厌氧发酵技术的开发与应用提供了重要支撑。提出并证实了超高氨氮重构产甲烷菌群这一构思，揭示了产甲烷微生物响应氨氮胁迫的机制，深化了对发酵菌群协同代谢的认知，为提高技术应用水平提供了新的理论指导。基于该研究，通过长期的畜禽粪污高底物负荷厌氧发酵驯化，发酵系统恢复稳定高效运行，工程运行数据也表明厌氧微生物可在高达5500-6500mg/L的氨氮浓度环境中正常发挥功能，该工程案例在国内属于首例。 2.构建了基于畜禽粪污的农业多元有机废弃物协同发酵的工程化生物天然气制备系统，提高了生物天然气工程的生产效率。开发出畜禽粪污、农作物秸秆等有机废弃物发酵的工程化系统，进一步结合构建出的优化农业多元有机废弃物协同厌氧发酵系统关键参数的预测模型，实现了农业多元有机废弃物协同厌氧发酵系统中关键环节的有效衔接。 3.研发出发酵原料前处理与进料、厌氧反应搅拌、发酵剩余物固液分离及其分类利用等关键技术与装备，构建了高效物质流和能量流驱动的多元农业废弃物厌氧发酵“气-肥”联产系统。基于高含固畜禽粪污的厌氧发酵特性，相继研发出畜禽粪污除砂除杂匀浆、混合进料等发酵前处理装置，发酵底物的连续多角度混合搅拌器和高效水解的新型两相厌氧发酵装置，以及发酵剩余物的螺旋挤压固液分离装置，有效提高了原料的利用率、降解转化速率、产能效率和发酵剩余物的分类利用水平。 4.首次形成涵盖原料资源评估、项目规划设计、工程安全管理的生物天然气工程能源行业标准规范体系，开发出发酵原料资源量及产气量测算、碳减排量计算软件并推广应用。构建了生物天然气工程原料资源评估、规划设计、安全管理的能源行业标准规范体系，填补了国内生物天然气工程在能源领域无标准规范的空白；开发了厌氧发酵原料资源量及产气率快速测算软件，实现了生物质资源快速核算和产气效率精准评估；开发了发酵原料资源量及产气量测算软件和生物天然气工程碳减排量计算软件，为生物天然气工程CO₂减排量核算及交易提供了便捷测算工具。 研究成果在国际可再生能源领域顶刊Advanced Science、Renewable SustainableEnergy Review及其他国内外等知名刊物发表学术论文85篇，被RenewableSustainable Energy Review等国际顶级期刊引用1885次，单篇最高他引200次，其中热点论文3篇、高被引论文3篇，封面论文1篇；申请专利67件，已授权57件，其中授权国际专利1件、发明专利22件，转让2件发明专利；获批标准15项；专著8部；软著13项。与企业建立了产学研用关系，在陕西省得到推广应用，并辐射山西、甘肃、河北、山东等地，累计处理各类畜禽粪污和农作物秸秆约275万吨、产气28822.96万Nm³，发电37900万KW·h，获得沼肥60.61万吨；根据已有统计数据，温室气体减排量83.20万吨CO₂，获得碳交易收益4000万元，该项目累计收入近7.42亿元。以此规模，未来五年，累计处理各类畜禽粪污和农作物秸秆约达471万吨，产气约达49411万Nm³，发电约达64971万KW·h，获得沼肥约达104万吨；根据已有统计数据推算，温室气体减排量约达143万吨CO₂，获得碳交易收益达4286万元，该项目累计收入将达12.71亿元。届时，环境效益、社会效益和经济效益更加突出，积极响应并践行了国家“碳达峰、碳中和”战略目标。 项目相关成果获得陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖一等奖、中国产学研合作创新成果奖一等奖、中国发明创新·创业奖一等奖、陕西省环境保护科学技术奖一等奖、陕西省电源行业自然科学奖等各类奖项共10项，并获得行业优秀工程咨询奖2项，培养的学生获得国家奖学金、宝钢优秀学生奖、李政道奖学金、全国农建大赛一等奖及以上各类奖项共24人次。

项目背景：针对现有地球物理勘探技术对双层采空区(尤其是第二层)探测效果不佳、传统物探方法受限等问题，该项目创新性地提出基于可控源音频大地电磁法，通过视电阻率和阻抗相位双参数数据的分别反演，综合判定双层采空区。通过将两项独立物性参量的信息融合，显著增强了下层采空区探测的准确性与系统鲁棒性，填补了双层采空区分层解译的技术空白，形成自主知识产权的核心技术体系。 技术路线：利用高效率可控源音频大地电磁仪采集数据，通过电阻率与阻抗相位协同分析实现双层采空区精准识别。浅层含水采空区因低阻特性易产生阴影效应、干扰下层探测，而阻抗相位受阴影效应、静态效应影响小，可清晰反映深层采空区。通过电阻率判断第一层采空区并结合阻抗相位进一步圈定；以阻抗相位为主导、辅以电阻率共同识别第二层采空区，最终实现双层采空区的精准识别。 技术方案：基于物理特性差异建立判别标准-浅层含水采空区(基本采空或采空区范围大)表现为低阻高相位且相位变化率小；深层不含水采空区(采空区范围小)则为高阻低相位且相位变化率大。通过双参数联合反演，有效区分不同层位采空区的地球物理特征，提升现场判断的可靠性和稳定性。 创新之处：1.首次将CSAMT双参数(电阻率+阻抗相位)综合应用于双层采空区探测；2.提出分层判别标准，明确含水采空区“低阻高相位”、不含水采空区“高阻低相位”的特征差异；3.克服了传统方法因阴影效应导致的下层采空区错判漏判问题，显著提升探测精度，形成具有自主知识产权的核心技术体系。 授权专利情况：发明专利，发明名称：一种运用时间域激发极化法进行矿体勘探的方法及系统，发明人：牛峥；刘会毅；秦长春，专利号：ZL 2021 1 0693838.3，专利权人：陕西地矿第二综合物探大队有限公司，授权公告日：2023年11月03日，授权公告号：CN 113447992 B。实用新型专利1，实用新型名称：测井设备，发明人：韩要记；张康；秦长春，专利号：ZL 2019 2 1806058.X，专利权人：陕西地矿第二综合物探大队有限公司，授权公告日：2020年07月07日，授权公告号：CN210948649 U。实用新型专利2，实用新型名称：一种地质罗盘，发明人：楚红；李婧；孟军锋；刘杰，专利号：ZL 2021 2 0593257.8，专利权人：陕西地矿第二综合物探大队有限公司，授权公告日：2021年10月22日，授权公告号：CN 214470899U。 技术经济指标： 产业化前景：聚焦煤矿采空区地球物理探测(核心是双层采空区)，国内市场规模超百亿元(2万km²采空区，单价40-60万元/km²)，国际市场规模逾百亿(4万km²采空区)。目标客户覆盖煤炭企业、政府及跨国矿企。 技术优势：首创“CSAMT双参数(视电阻率+阻抗相位)分别反演”理念及双层采空区判别体系，浅层勘探精度提升5-10%，填补深层探测技术空白，达国际先进水平，对比传统电法(误差>15%)及国际竞品具有优势显著。 实施方案：以陕西煤炭产业集群为依托，流程标准化(需求对接→数据采集→反演推断→工程验证→报告交付)，通过示范项目、展会及政企合作等进行推广。 经济性：每km²成本约40万元，定价40-60万元/km²(低于国际企业)，毛利率20%；若年承接10个项目(100km²)，可实现收入5000万元、利润1000万元。 推广应用情况：成果已在多个项目中实现落地应用，覆盖“神木市隆岩区域火烧区勘查物探工作”“贵州省纳雍县勺窝乡法地煤矿采空区勘查”“高家堡煤矿电磁探测”“大田县祥华矿业矿区采空区物探勘查”“内蒙古达茂旗额尔登敖包萤石矿地质勘探三区采空区物探测量”“侯月线采区空勘查”“十堰经镇坪至巫溪高速公路溢水至镇坪段工程物探”“神木县杨伙盘煤矿采空区赋水性勘查”等多个项目，项目工作地点涉及陕西、内蒙古、山西、河南、湖北、福建、贵州等省，累计完成采空区勘探面积超100km²。用户反馈显示，与传统物探方法相比，该成果在第一层采空区识别精度上提升超过10%，且提出的第二层采空区识别方法准确可靠，地球物理判定标准具备良好的可重复性与现场适用性。 效益情况： 经济效益：该成果带来的直接经济效益包括：新增产值约4609万元，新增利润约519万元，新增税收约187万元。 生态效益：通过高精度勘探为后续的治理工作提供了依据：1.推动地质灾害防治，降低生态破坏风险；2.帮助恢复土地功能，提升土地利用价值；3.促进生态修复和生物栖息地改善，维护生物多样性。 社会效益：1.显著提升矿区安全水平，消除安全隐患，保障居民生命财产安全；2.促进土地资源的高效再利用，支撑乡村振兴与城镇化；3.减少社会矛盾，促进区域社会稳定与和谐发展。

创新成果如下： 1.创新了山地城市复杂环境铁路大型客站规划选址技术创新。提出大型客站适应山地城市站城协同的分布方法，建立了客站选址理论函数模型；提出了适应山地城市大范围实景三维地形场景辅助客站广域选址技术，快速实现基于城市规划、地质等多条件“BIM+GIS”技术的客站选址。解决了规划选址难题。 2.创建了山地城市复杂环境铁路大型客站整体融合智能设计关键技术。建立基于北斗(BDS)既有线非接触测量线形优化技术，实现了既有铁路与引入线合理衔接；创新“客站+产业+城市组团”融合的设计理念，提升了土地复合利用率；首创客站场坪、设备协同多目标智能设计，实现系统整体融合技术。解决了设计难题。 3.首创了铁路大型客站契合工程的新型结构及设计方法。首创适用于多种交通方式条件下的大型客站立体新型结构、站内多线混凝土连续梁桥设计的纵向刚度控制值及方法；创新了山地城市客站隧道新型结构、多线桥上铺设无缝道岔(群)结构及设计方法，增强了客站结构与工程的契合程度。 项目授权发明专利25项、实用新型专利11项，软件著作权6项，成果纳入行业标准1部，出版专著1部，发表论文28篇。相关成果获学(协)会科技进步奖3项，相关工程获土木工程詹天佑奖1项，全球FIDIC杰出奖1项。经由著名铁路专家何华武院士任组长的专家组评审认为“成果总体达到国际先进水平”。 项目成果在重庆枢纽、成渝中线高铁、渝湘铁路等项目应用。近三年，整体技术应用于项目取得经济效益约17.52亿元，为时速400km/h的《成渝中线高速铁路设计暂行规范》的编制提供了依据；在“交通强国”建设中具有广阔推广应用前景。

变电站(换流站)运行产生的噪声会对近距离生活的人、动物产生一定影响，噪声已成为公众重点关注的环境指标。土地资源稀缺，导致变电站与公众的距离不断缩小，因对环境担忧而造成输变电工程延建、缓建甚至停建的事件时有发生，一定程度上加剧了电网布局的不合理。四川是清洁能源大省，电网建设滞后导致清洁能源利用存在瓶颈，在2022年“四最叠加”条件下发生的严重缺电局面，已给人民群众生产生活和四川经济发展带来影响；变电站噪声问题，已成为保护环境、保证国家重要设施安全的重大问题，因此，变电站噪声控制难题急需解决。 变电站(换流站)噪声低频分量多，在空间和频域分布上显现“双随机”特征，其噪声控制尚存在厂界噪声测量结果准确性差、故障声源定位精准度低、仿真预测结果不可靠、降噪材料存在灭火安全隐患等诸多技术难题，治理难度大，效果不佳。 项目组围绕上述难题，提出“精确测量+精准定位+可靠预测+安全治理”技术路线，构建了变电站噪声控制的完整技术体系，推动了电网环保领域的技术发展，取得了重大原创性成果： 1)提出了自校准多点同步连续监测方法，发明了变电站可移动式噪声智能监测系统，突破了噪声监测领域的智慧化和机器代人，实现了变电站噪声站域级全天候长时连续同步自动精准测量，整体精度达1级，同步误差小于1秒； 2)提出了复杂声场低频声源高精度定位方法，研制了适用于复杂环境下的多元阵列噪声提取装置，后向噪声抑制能力可达29.6dB，定位精度达0.05米，对不同声源定位的动态范围可达16.5dB，实现了低频声源厘米级精准定位； 3)基于精确测量和精准定位成套装置，迭代了噪声预测仿真模型，开发了变电站噪声控制系列专用仿真软件，填补了国内外的相关技术空白，实现了治理方案的精准设计优化。 4)提出了降噪材料在200～250℃自动脱落的关键性能指标，发明了可熔断非金属无纤维微粒吸声板，20mm厚计权隔声量达38dB，100Hz频率的隔声量达28.3dB，实现了变电站降噪材料火灾自熔断的安全治理。 项目授权发明专利18项，其他知识产权34项(实用新型14项、外观专利1项、计算机软著11项、行业(企业)标准8项)；发表学术论文22篇(SCI/EI论文10篇，中文核心7篇)；相关成果获中国专利优秀奖，四川省电力公司专利奖、科技进步一等奖，成果入选首届能源行业重要高价值专利、第三届科创中国重点推荐优质科创项目名单等。 成果在±800kV雅中、锦屏、宜宾、复龙、天山换流站以及500kV资阳变电站等45项重大噪声治理工程中开展全面应用，形成了涵盖变电站(换流站)噪声监测、故障定位、仿真等噪声治理全过程的体系性成果，降低了变电站噪声水平，大幅改善了声环境质量。 近三年整体新增销售额5.4695亿元(实际合同额)，利润1.0701亿元，促进了绿色电网发展与和谐社会建设；经济、环境及社会效益特别显著，推动了噪声控制学科的进步。中国电力企业联合会组织专家组鉴定认为“该研究成果整体达到国际领先水平”。