降雨和坡面流共同作用下的坡面薄层流水动力学特性

为研究降雨和坡面流共同作用下的坡面薄层流水动力学特性,在重庆缙云山三峡库区森林生态系统国家定位观测研究站开展陡坡定床冲刷及人工模拟降雨试验,实测5种流量(0.486×10-3~1.736×10-3 m3/(s·m))和3个典型降雨强度及无降雨条件下(0、30、60、100 mm/h),受4种不同粗糙度影响(0.009、0.180、0.250、0.425 mm)下的坡面流的水深和流速,计算并研究不同工况下的平均流速、流速修正系数、流态指数、流态及坡面流阻力等水动力参数特征,结果表明:1)水流的平均流速随着单宽流量的增大呈幂函数增加,随粗糙度的增加而减小,无降雨时的流速修正系数为0.04~0.37,降雨时为0.42~0.98,降雨对坡面流起到扰动作用。2)流态指数范围为0.291~0.538,无降雨时,流态指数随着粗糙度的增加而明显减小,其减小程度分别为21%、28%和39%;中小雨强时,流态指数无明显规律,雨强为30 mm/h时,变化程度分别为18%、-29%和12%,雨强为60 mm/h时,变化程度分别为12%、-17%和-16%;大雨强时,流态指数呈现出较为明显下降的趋势,其变化程度分别为-6%、1%和-11%。3)水流雷诺数为500~2 000,所有实验工况下水流流型均属于层紊流过渡区;水流流态整体趋于急流状态;无雨时,粗糙度与流态关系明显,其值越小水流越趋近急流,而降雨时,由于降雨的扰动作用二者不再具有相关关系。4)坡面流达西阻力系数与粗糙度呈正相关关系,与单宽流量呈负相关关系,考虑雨强影响的坡面流阻力计算公式与剔除雨强的公式相比,相关系数下降0.01%,降雨对阻力系数无显著影响。      

砒砂岩地区坡面径流水动力学特性研究

【目的】研究砒砂岩地区坡面径流的侵蚀规律,为该地区坡面水蚀预报模型的建立提供理论依据。【方法】在内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗的西召沟内,选取典型的砒砂岩沟坡,采用野外实地放水冲刷试验,对不同冲刷流量(100,150,200,250,300 L/h)和坡度(5°,15°,25°,35°)下砒砂岩坡面径流的水动力学特性进行研究。【结果】在试验的冲刷流量和坡度范围内,砒砂岩地区坡面径流流速均随冲刷流量和坡度的增加而增大,它们之间呈幂函数关系。坡面径流雷诺数(Re)为58.55~442.85,且Re随冲刷时间的延长有增大的趋势。坡面径流弗罗德数(Fr)为0.738~2.281,且Fr随着冲刷流量和坡度的增加而增大。当冲刷流量和坡度较小时,径流流态为层流和缓流;当流量和坡度较大时,径流流态为层流和急流。坡面径流Darcy-Weisbach阻力系数(f)与冲刷流量和产沙量呈反比关系。【结论】相对于其他地区,砒砂岩地区坡面径流水动力学特性有其独特的特征,研究结果可以进一步揭示该地区坡面侵蚀产流产沙机理及侵蚀动力学机制。     

川中丘陵区紫色土坡耕地土壤侵蚀特征

通过径流小区定位观测,研究了川中丘陵区坡耕地土壤侵蚀特征。结果表明,坡面径流量和土壤侵蚀量年际间存在差异;随着坡度的增加,坡面径流量和土壤侵蚀量呈增加的趋势。多元回归分析表明,降雨量与坡面径流深、土壤侵蚀量之间存在显著的线性关系;而降雨强度、降雨历时与土壤侵蚀量分别存在着显著的幂函数和二次函数关系。主成分分析表明,降雨量和降雨强度为坡耕地主要的土壤侵蚀因子,降雨历时对土壤侵蚀的贡献率随坡度的增加逐渐加强。     

动床条件下植被盖度对坡面流水动力特性的影响

【目的】探讨动床条件下植被盖度对坡面流水动力参数的影响。【方法】采用变坡水槽,在2°～10°坡度、0.25～2.0 L/s流量、0%～25%盖度条件下,系统研究动床条件下植被盖度对坡面流流速、流型、流态、阻力系数等水动力参数的影响。【结果】流速为0.09～1.13 m/s时,盖度显著影响坡面流流速,且随着盖度增加,坡面流流速呈幂函数式降低;流量越大,相同盖度增幅引起的流速降幅越大。统计分析显示,相同试验条件下,动床坡面与定床坡面的流速无显著差异。试验条件下雷诺数为557～5 560,弗劳德数为0.22～5.52,盖度对坡面流流型、流态影响显著,随着盖度增加,雷诺数及弗劳德数减小,坡面流流态由急流向缓流区域延伸。阻力系数为0.03～2.09,且随着盖度增加而增大。【结论】植被盖度显著影响坡面流流速、流型、流态及阻力系数。     

黑麦草对黄土坡面降雨产流产沙过程的影响

为研究草地对土壤侵蚀过程的影响,选用黄绵土人工种植草地,采用室内模拟降雨试验研究黑麦草不同覆盖度（0、25%、50%和75%）对3种降雨强度（60、90和120 mm/h）坡面产流产沙过程的影响。结果表明：黑麦草覆盖可以显著减小侵蚀产沙。在坡面土壤预饱和的条件下,坡面产流、产沙与时间呈线性关系;累计产流量随降雨强度线性增加;同一降雨强度条件下,草地覆盖度对累计产流量影响不显著;草地坡面水流含沙量、输沙率、次降雨产沙量均随覆盖度增大而降低,随降雨强度增大而增加;3种降雨强度条件下,无黑麦草覆盖坡面水流含沙量差异不显著,次降雨产沙量和输沙率随着降雨强度的增加而增大。研究结果可为土壤侵蚀预报模型建立及水土保持措施的制定提供理论参考。     

伊犁河流域坡面径流侵蚀试验研究

通过野外径流小区实地放水冲刷试验,研究伊犁河流域大豆坡地与裸地在不同放水条件下土壤水分变化及大豆减流减沙效应,并运用水力学理论分析坡面径流水力学参数特征。结果表明:大豆与裸地土壤入渗率随放水流量的增加呈现递增的趋势,与裸地相比,大豆坡面入渗率增加20%,产沙时间晚于裸地8 min左右;大豆坡面较裸地具有显著的减流减沙效应,输沙率减少93.6%,径流系数减少63.5%左右,其削减径流作用明显弱于减沙效应;随着放水流量的增加,大豆与裸地输沙率均呈递增趋势;坡面径流平均流速、径流深、雷诺数、Darcy-Weisbach阻力系数逐渐增大,弗劳德数逐渐减小,流速与流量呈幂函数关系,水流为层流、急流状态。     

草被覆盖下坡面流土壤侵蚀水动力学特征

坡面侵蚀为水流和土壤互作过程,描述坡面流基本水力学特征,阐明土壤分离情况与坡面流侵蚀水动力学间关系,对了解坡面流侵蚀过程及治理坡面水土流失具有重要意义。以北京市山区野外径流小区不同植被密度、植物布设方式坡面为研究对象,以5°坡为例,在不同流量(1.0、2.0和3.0 m~3·h~(-1))下作放水冲刷试验,描述各坡面水力学及侵蚀水动力学特征,分析坡面土体土壤分离速率与水动力学参数关系。结果表明,径流雷诺数随径流冲刷流量增加而增加,植被密度对坡面流流态作用明显,植株布设方式对雷诺数影响较小;弗劳德数对其过程表征作用不显著;各坡面土壤分离速率为流量增函数(R~20.916),总体随冲刷时间延长波动性先增后减,土壤分离速率动态变化随植株布设密度增加而增加,行排列坡面抗蚀性差;径流剪切力和水流功率可与坡面土壤分离速率线性拟合,均呈线性正相关。研究结果为探究坡面流土壤侵蚀机理及治理方法提供依据。     

降雨条件下电解质示踪正态模型的应用

为测试电解质示踪正态模型在降雨条件下测量坡面径流流速的可行性,对3个降雨强度和5个坡度条件下坡面电解质示踪试验数据进行分析;在降雨条件下将正态模型法计算的径流流速与传统流量法得到的流速进行对比.结果表明:正态模型测量坡面径流流速在理论上是可行的;坡度和降雨强度较小时,正态模型法能够在短距离内准确测量径流流速,与流量法测量结果接近;随着坡度和降雨强度的增大,由于电解质的横向扩散损失导致模型预测径流流速的精度有所降低.     

坡耕地降雨径流与土壤侵蚀特征研究

研究人工模拟降雨对坡耕地土壤侵蚀特征的影响,旨为北方土石山区坡改梯建设提供科学依据。以北方土石山区典型砂质壤土为研究对象,采用人工模拟降雨试验的方法,在室内模拟不同坡度(10°、15°、20°和25°)、不同降雨强度(40、90、120和180 mm/h)下的坡面产流和产沙过程,研究不同坡度和降雨强度对坡面土壤侵蚀过程的调控机制。结果表明:(1)坡面开始产流所需的时间不受坡度的影响,随着降雨强度的增大,坡面产流所需的时间明显缩短;(2)在降雨强度一定的条件下,随着坡度的增大,坡面产沙量逐渐增加,本试验坡面最高产沙量的临界坡度约为22°;(3)产流量随坡度变化并非单调的递增或递减趋势,而是随着坡面由缓变陡呈先增加后降低的变化;(4)在降雨量相等的前提下,大降雨强度能够带来较大的单位时间产流量,但并不能保证总产流量也最大;在其他条件一致时,坡面侵蚀随着降雨强度的增大而增加。在降雨强度一定的条件下,坡面产沙量存在临界坡度,不同土质、不同降雨强度下的临界坡度尚需进一步研究。     

天然降雨条件下坡面侵蚀动力学特性研究

采用天然降雨径流小区试验的方法,通过观测天然降雨条件下坡面径流流速,对坡面侵蚀发生过程中的径流水动力学特性进行了研究.结果表明:植被覆盖的坡面和裸坡的径流水力学参数流速、雷诺数、弗汝德数均随降雨强度的增大而增大;阻力系数则随降雨强度的增大而减小.有植被覆盖的坡面流的雷诺数与弗汝德数则随雨强的变化相对平稳.     

家畜遗传评估方法研究进展

为研究家畜育种值估计方法的原理和适应性,提高家畜育种值估计的准确性。以"家畜"、"育种值估计"、"方差组分"、"基因组选择方法"和"统计模型"为关键词,利用中国知网、百度学术、谷歌学术和SCI-HUB对2010—2019年的家畜育种值估计方法进行文献检索和归纳。研究发现不同家畜遗传评估方法所适合的研究对象不同,并且在研究过程中所选用的方法不同对育种值估计得出的结果的准确性也不相同,因此在应用家畜育种值估计时,应充分了解各种方法的原理并选择合适的估计方法,以提高家畜育种值估计的准确性。未来遗传评估模型的建立应以研究对象为目标,选择合适的遗传评估模型,以期获得更加准确的估计育种值进行早期选种,缩短世代间隔,加快遗传进展。     

玉米花丝药用价值研究进展

为高效利用玉米花丝(须)资源,探索开发高附加值的新型开发途径和利用手段,本研究主要分析2001—2018年有关玉米花丝化学成分、药理及保健和美容等功能的研究文献。结果表明,玉米花丝化学成分主要包括多糖类、多酚类、植物甾醇类、矿质元素和有机酸等。花丝提取物具有抗氧化、抗肿瘤和调节人体免疫功能等重要的药理价值,应用前景广泛。但目前其药理机制尚不清晰,产品开发利用缺乏深度。因此,现阶段的任务在于利用现代作物学与药理学研究手段,探明玉米花丝新型药用价值机理,加大玉米花丝的高附加值研发力度。     

农用烟囱风机结构性能优化

针对农用烟囱风机流量小,能效比偏低的问题,采用数值模拟的方法,在节约投资成本的前提下,不改变烟囱风机的叶片造型,对其配套的风筒结构尺寸进行改型优化。利用试验测试原型风机的性能后,通过数值模拟方法,从烟囱风机的风筒内径d(用改型后风筒内径与原型风筒内径之比,即内径比k表示)、出口段扩散角度α和扩散深度l这3个方面进行单因素改型优化。在单因素优化基础上,采用正交优化方法综合以上3个因素,得到风筒正交优化设计参数。根据正交所得优化参数制备相应风筒样机,进行试验性能测试。结果表明:1)单因素优化模拟下,与原型风机相比,k=0.985时风量和能效比提高了4.7%和4.0%;α=28°时风量和能效比提高了4.7%和5.3%;l=250 mm时风量和能效比提高了1.8%和3.2%。2)多因素正交数值模拟下,与原型风机相比,k=0.988、α=28°、l=200 mm时风量和能效比提高了7.9%和8.1%;3)对优化风机进行测试,与原型风机相比,优化风机风量和能效比提高4.6%和4.5%。     

深度学习方法在农业信息中的研究进展与应用现状

为使农业信息领域的研究人员能够系统和快速地了解深度学习在农业中的研究进展以及应用现状,对深度学习在农业信息领域的应用进行归纳、梳理、分析和展望。对涉及农业领域且应用深度学习技术的90项研究中所涉及的农业问题、具体模型和框架、数据集的来源和特征以及预处理方法、模型评价指标等进行归纳总结分析,并讨论深度学习的优点和局限性,进而展望深度学习的发展趋势。农业领域中的应用包括作物及其器官分类、病虫害识别、果实识别和计数、植物识别、土壤覆盖分类、杂草识别、行为识别和分类、植物养分含量估计、植物叶片或种子表型分析等方面;大多数研究采用卷积神经网络,如AlexNet、VGG16和Faster R-CNN。在框架方面,Caffe使用频次最高,其次是Tensorflow和Keras/Theano;分类准确度是最常用的模型评价指标,其次是F1得分和平均精度。与其他常用方法和技术相比,深度学习不仅精度高,而且性能优于现有的常用图像处理技术。其他涉及计算机视觉技术的农业应用有望通过深度学习技术的使用获得更好的效果。     

临夏太子山国家级自然保护区昆虫多样性调查

由于临夏太子山国家级自然保护区独特的海拔与其不同气候类型的特征适合多种昆虫生存。因此,于2021年7月对临夏太子山进行昆虫资源调查,从而进行该保护区昆虫的分类、鉴定,以明确太子山昆虫的种类与分布。主要调查方法是样线法：即沿途在区内的小路两侧对昆虫进行采集,采集之后,制作标本并进行鉴定、保存。结果表明：在太子山采集到昆虫有5目13科31种,其中鳞翅目22种,鞘翅目6种,直翅目1种,膜翅目1种,双翅目1种。综合太子山生态发展情况,应加强临夏太子山的植被保护、加强临夏太子山旅游业的管理,使临夏太子山国家级自然保护区生态环境进一步优化,从而丰富临夏太子山昆虫多样性。     

呼和浩特市地区桃粉蚜(Hyalopterus amygdali Blanchard)对七种杀虫剂的敏感性研究

桃粉蚜(Hyalopterus amygdali Blanchard)是农作物和果树重要害虫。本研究,为揭示呼和浩特市地区桃粉蚜对不同杀虫剂的敏感性。应用拟除虫菊酯类、新烟碱类、阿维菌素类等7种杀虫剂对其进行生物测定。试验结果：1.拟除虫菊酯类,SEQ品系对溴氰菊酯、氟氯氰菊酯和联苯菊酯的LC50值分别是395.20mg/L、29.90mg/L、86.40mg/L。IMAU品系对溴氰菊酯、氟氯氰菊酯和联苯菊酯的LC50值分别是591.29 mg/L、1219.30 mg/L、271.81 mg/L。SEQ品系对拟除虫菊酯类杀虫剂的敏感性比IMAU品系高。2.新烟碱类,SEQ品系对吡虫啉和啶虫脒的LC50值分别是400.23mg/L、395.80mg/L。IMAU品系对对吡虫啉和啶虫脒的LC50值分别是340.93mg/L、838.28mg/L。SEQ品系和IMAU品系对新烟碱类杀虫剂的敏感性差异不大。3.阿维菌素类,SEQ品系对阿维菌素和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的LC50值分别是166.40mg/L、1279.96mg/L。IMAU品系对阿维菌素和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的LC50值分别是878.73 mg/L、6716.83 mg/L。SEQ品系对新烟碱类杀虫剂的敏感性比IMAU品系高。本研究中的SEQ品系对拟除虫菊酯类、阿维菌素类杀虫剂的敏感性均比IMAU品系的高。SEQ和IMAU品系对拟除虫菊酯和阿维菌素类杀虫剂均有敏感性差异与不同生态环境中的种群受杀虫剂筛选频度有关。同类杀虫剂的靶标部位相同导致桃粉蚜均对3类杀虫剂产生交互抗性。本研究为农业生产当中防治桃粉蚜提供基础数据。     

中国草本花卉DUS测试现状

为促进新品种权审查提速,尽早实现"快保护",基于DUS测试实践及来源于农业农村部的数据分析,对我国草本花卉DUS测试现状进行总结。草本花卉的新品种权审批由农业农村部植物新品种保护办公室负责,农业系统具有相对完善的测试机构,拥有一支高素质的测试队伍,采用的是官方测试为主,现场考察为辅的实质审查方式。根据我国草本花卉DUS测试机构、测试指南、品种权申请与授权情况和DUS测试基本情况,归纳DUS测试中的常见问题,并提出提高DUS测试质量的建议。面对我国的丰富花卉资源保护重任,草本花卉DUS测试任重而道远。     

机器手智能精准铺叶投料装置的设计与应用

【目的】解决打叶复烤过程中人工铺叶投料精度不高,配方比例难控制等问题,完全从而满足卷烟工业对精准投料及均质化加工的需要。【方法】三方联合首创了一套智能精准铺叶投料装置。该装置由控制系统和机械系统组成,将装有烟叶的烟框放至机械系统下,机械系统中的抓取机构通过模拟人工自动抓取烟叶投送至定量输送带,定量输送带根据设定流量按比例定量喂料。【结果】①单台设备的最大投料能力为1500kg/h,单位时间内的投料效率高于人工;②在750-1250kg/h恒定流量投料任务下,该装置每小时投料误差在1.5%内,流量均匀稳定;③设备运行稳定,有效作业率≥99%。【结论】该装置运行稳定,工作效率高,投料精准,具备实际应用的必要性及可实施性。     

干酪乳杆菌对雏鸡十二指肠发育的组织学影响

为探究干酪乳杆菌对雏鸡十二指肠黏膜组织结构和功能及发育的影响,采用组织化学和免疫组织化学方法,以450只1日龄SPF健康雏鸡为试验对象,随机分成6个组,每组5个重复,每个重复15只雏鸡。结果表明:1)干酪乳杆菌预防组、治疗组及预防治疗组的肠绒毛高度分别比沙门氏菌攻毒组显著增高了19.04%、10.68%和12.21%;2)与鸡白痢沙门氏菌攻毒组相比,干酪乳杆菌预防组的绒毛高度与隐窝深度的比值(V/C)显著升高23.94%;3)干酪乳杆菌预防组、治疗组的增殖细胞核抗原(PCNA)含量显著高于沙门氏菌攻毒组;4)干酪乳杆菌预防组、治疗组、预防治疗组杯状细胞数量分别比沙门氏菌攻毒组显著升高72.26%、67.74%、65.32%。综上,饲喂干酪乳杆菌进行预防能够显著提高雏鸡十二指肠绒毛高度、V/C值、PCNA含量及杯状细胞数量,提示干酪乳杆菌能有效维护雏鸡肠道健康,减轻鸡白痢沙门氏菌对肠道黏膜组织结构的损害,促进肠道发育。     

数值模拟秸秆热解过程影响要素及其应用分析

为进一步明确秸秆热解过程的影响因素及其相互作用,本研究系统分析2000—2018年国内外秸秆热解研究的相关文献,总结秸秆热解研究中存在的问题。从数值模拟分析的角度对影响秸秆热解过程的因素进行归纳分类,分析数值模拟中需要考虑的因素及其应用,如基于非稳态数值模拟可实时监测秸秆热解过程中装置内部瞬时温度分布、挥发分流动路径、秸秆颗粒流动规律及浓度分布等瞬态物理量变化。阐述将CFD数值模拟与试验测试、理论推导相结合来研究秸秆热解的必要性,并分析此种研究方式的可行性。