Modern eolian and fluvial processes and their interactions in an ephemeral desert stream in Inner Mongolia,China

Purpose

Floods and eolian activities are the dominant external agents to shape the topographic forms in ephemeral desert streams of drylands. So far, few studies have discussed the modern processes of eolian–fluvial interactions. To bridge this gap, we studied the modern interactions of eolian and fluvial process in a desert ephemeral river, the Maobula Gully in Inner Mongolia, which exhibits typical eolian–fluvial interactions.

Materials and methods

Multisource data such as integrated particle size data, hydrological data from the Tugerige Hydrological Station, high-spatial-resolution satellite images, and an eolian sediment saltation emission model were integrated to analyze the effects of eolian and fluvial delivery to the sediment on the riverbed, the eolian sediment feeding rate to the gully, the transport of sediment in flood events, and the interactions between eolian and fluvial processes.

Results and discussion

The desert reach of the Maobula Gully is a replacement reach between coarse sediment from the upper reaches and eolian sediment from the Kubuqi Desert. The annual eolian sediment feeding into the gully exhibited a significant decreasing trend. The eolian sediment into the gully increases the available sediment and the bed roughness, affecting the transport of sediment during floods. The sediment concentration and yields in flood events are mainly decided by the discharge and water yield, respectively. Through a comparison of the channel forms between 1970 and 2013, a recovery mechanism in the Maobula Gully was identified, which involves the equilibrium state between abrupt flood erosion and continuous dune migration.

Conclusions

This study analyzed the modern processes of eolian and fluvial processes and their interactions in a typical ephemeral desert stream named the Maobula Gully, and some interesting results were found. We believe that the methodology and results could provide references and evidence for understanding the mechanisms of fluvial and eolian interactions in other ephemeral desert streams around the world.

     

困难立地条件下的赣北地区高速公路边坡植物调查及研究

本研究的目的在于调查困难立地条件下的赣北地区10条高速公路边坡植物群落,筛选出边坡乔木层,灌木层、草本层的优势种植物,总结江西省几十年的高速公路边坡植被恢复模式实践经验,将植被恢复情况较好的边坡整理归纳出生态恢复模式,对植被恢复较差的边坡提出针对性和可操作性的优化对策,为后期高速公路边坡植被恢复及养护工作提供参考,以实现江西省高速公路生态效益、社会效益、观赏效益的最大化.     

拖拉机变速箱箱体快速设计方法与软件开发

针对目前拖拉机变速箱箱体产品开发周期长、设计与制造成本高的问题，该研究提出了一种基于知识的拖拉机变速箱箱体快速设计方法。首先，研究并建立箱体设计知识库、推理机制及参数化模型；然后，运用Visual Studio 2015的MFC编写快速设计系统的人机交互界面，联合SQL Server2012、Creo4.0完成快速设计系统与知识库、模型库的连接，建立拖拉机动力换挡变速箱箱体快速设计系统，并进行实例验证；最后，运用ANSYS workbench18.1对系统输出模型进行有限元仿真分析，箱体最大等效应力为206.19 MPa，最大变形为0.450 mm，最大间隙变化量为0.007 8 mm，最大错移量为0.026 mm，一阶固有频率为369.48 Hz，与ZF公司相同传动方案产品相比，箱体质量减少了28.8 kg。结果表明：该系统能高效、快速地完成拖拉机变速箱箱体开发，系统设计的拖拉机变速箱箱体具有良好的强度、刚度、密封性与动态特性，产品质量更轻，这对于缩短产品开发周期、降低设计与制造成本具有重要意义。     

基于无人机与激光测距技术的农田地形测绘

平整地技术是提高作物单产的重要措施，而获取高精度的农田地形测绘数据与农田数字地形模型，是进行精准平整地作业的必要条件。为了解决传统接触式地形测绘效率低、基于航拍摄影技术的遥感地形测绘精度差及作业成本高等问题，该研究提出了一种基于多旋翼无人机与激光测距技术的农田地形测绘方法。在多旋翼无人机测绘平台上搭载激光测距模块与后处理动态差分全球定位系统设备（Post-Processing Kinematic Global Positioning System，PPK-GPS），获取激光测距序列、PPK-GPS三维定位数据以及无人机的飞行姿态数据。首先使用均值滤波器处理原始激光测距序列，并将得到的激光测距序列与PPK-GPS定位数据进行同步处理，使二者建立空间对应关系。根据无人机倾斜状态时的测距激光方向与理论竖直方向的空间几何关系，使用从无人机的飞行控制器中提取的姿态信息校正激光测距序列，消除无人机平台在飞行过程中俯仰与横滚姿态变化对激光测距精度的影响。最后，根据PPK-GPS定位数据的海拔高度分量与激光测距序列计算试验地块内地面测量点的海拔高度，共获取1 417组地面测量点的有效测绘数据。利用手持PPK-GPS设备对地面测量点的海拔高度进行测绘精度检验。验证试验结果表明，本文提出的无人机农田地形测绘系统获取的海拔高度与手持PPK-GPS设备采集的海拔高度的均方根误差为5.2 cm，表明该无人机农田地形测绘系统具有较高的测绘精度。与利用手持GPS设备进行地形测绘作业的方法相比较，本文提出的无人机农田地形测绘系统具有自动化程度高、作业效率高等优点。该研究可为促进精准平整地技术的大规模应用提供数据支持。     

基于氧同位素的玉米农田蒸散发估算和区分

农田蒸散发(evapotranspiration,ET)的估算和区分是土壤-植物-大气连续体中的重要研究内容,是农业水资源高效利用的重要基础。该研究分析了土壤水、蒸发水汽、蒸腾水汽和大气背景混合水汽氧同位素组成分布特征,并采用2种同位素的方法对玉米农田蒸散发进行估算和区分:1)结合Keeling plot和Craig-Gordon模型的同位素方法(Iso-CG);2)基于土壤水同位素守恒和水量平衡的方法(Iso-WB)。结果表明,在玉米生育期内Iso-WB方法与Iso-CG方法所计算的玉米蒸腾比例分别为0.64~0.91和0.52~0.91,平均值分别为0.80和0.78。玉米蒸散发总量在前期、中期和后期均值分别为3.95、5.30和4.98 mm/d。通过比较参数并与前人研究结果对比分析,表明采用Iso-CG方法估算区分ET相对精确,采用Iso-WB方法计算蒸散发要求的测量精度相对较高,计算误差较大。该研究成果不仅为玉米农田制定灌溉制度及提高用水效率提供了理论依据,而且对深入探索氧同位素水文学领域具有重要意义。     

水盐交互作用对河套灌区土壤光谱特征的影响

为探究土壤水盐交互作用对Sentinel-2卫星光谱特征的影响，该研究以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域为研究区域，分别在2018年和2019年的4-5月共采集280个裸土期表层土壤样本，测定其土壤含水率和含盐量，并获取同步的Sentinel-2卫星遥感数据，构建基于土壤水盐-反射率原理的土壤光谱特征理论模型，在此基础上结合土壤水盐交互作用构建水盐交互模型，并比较2种模型对土壤光谱的模拟效果，分析土壤水盐交互作用对土壤光谱估算的影响。结果表明：1）土壤水盐交互作用对光谱的影响因波段类型和水盐含量的不同而有所不同。在可见光范围上影响相对较弱，其作用范围为-0.11～0.29；在近红外和短波红外范围上影响相对较强，其作用范围为-0.35～0.61；当水分或盐分中某个含量较高时对光谱影响较弱，其主要集中在-0.1～0.23；，在水盐含量程度相似时影响较强，其作用范围为0.3～0.6。2）与土壤光谱特征理论模型相比，水盐交互模型能明显地改善土壤光谱的模拟效果，能将模拟相关系数由0.14～0.44提升到0.29～0.70，均方根误差由0.032～0.082降低到0.029～0.068。该研究结果揭示了盐分和水分对光谱特征的干扰过程，为土壤盐分的估算提供策略与方法，对实现区域尺度上土壤盐分的精准监测具有一定的意义。     

平房仓横向通风技术在玉米储藏上的应用研究

为了研究平房仓横向通风技术在玉米储藏上的应用效果,明确玉米储藏过程横向通风工艺及其参数,利用高大平房仓中设计安装的横向通风设施,以及在储藏玉米粮堆中预埋的插入式毕托管,对高大平房仓横向通风系统进行实仓测试。全面开展了玉米储藏过程中横向通风工艺应用研究,测试了在横向通风系统通风时,风速、风量、系统各部分阻力和粮堆压力分布。研究发现,在储藏玉米的高大平房仓中应用横向通风系统时,粮堆单位粮层阻力较小,在实用单位通风量时,横向通风系统总阻力不大于1200Pa;同时横向通风还具有风量分配均匀、粮堆通风均匀性良好的特点。该研究为玉米在配备横向通风系统的高大平房仓储藏提供了技术支持。     

蚕豆抗绿豆象种质资源的鉴定

仓储型害虫绿豆象对蚕豆的安全储藏和品质经常造成重大损失,严重制约着我国蚕豆产业的发展。选育和利用抗虫品种是防治绿豆象最为安全、有效的途径。在室温条件下,对500份蚕豆资源进行连续两年的绿豆象饱和侵染处理,以期筛选出有利用价值的抗绿豆象种质资源,为蚕豆抗虫性种质创新利用提供依据。筛选结果显示,来源于春播区和秋播区的蚕豆资源,每粒蚕豆虫孔数分别为0.92±0.59、1.05±0.42,差异显著(P0.05);粒色为青绿色(绿色、青绿、乳白)和深色(紫色、黑色、褐色等)的蚕豆资源,每粒虫孔数分别为1.30±0.62、0.85±0.43,差异显著(P0.05)。利用Structure软件和Popgen、MEGA软件分别对500份材料的抗虫性进行群体结构分析和聚类分析,可分为5个与地理分布相关的亚群。同时筛选出H0048、H0092、H0094、H001455、H001471、H001787共6份高抗绿豆象的蚕豆资源。     

6种杀菌剂对西瓜炭疽病的防效试验

采用6种杀菌剂对西瓜炭疽病进行田间药效试验。3次药后试验结果表明:50%咪鲜胺锰盐可湿性粉剂和25%吡唑醚菌酯乳油效果最好,防效在73%以上;10%苯醚甲环唑水分散粒剂和25%溴菌腈可湿性粉剂防效次之,防效在67%以上;50%多菌灵可湿性粉剂和80%代森锰锌可湿性粉剂防效较差,防效为50%左右。药剂处理后,50%咪鲜胺锰盐可湿性粉剂、25%吡唑醚菌酯乳油和对照,中心可溶性固形物含量分别为11.8%、12.0%、9.8%;两种药剂比对照分别增产30.96%、28.26%,增产效果显著。因此,推荐50%咪鲜胺锰盐可湿性粉剂和25%吡唑醚菌酯乳油为目前防治西瓜炭疽病的理想药剂。     

浅谈油气管道完整性管理模式

本文基于国内外油气管道完整性管理(PIM)成果的基础，从数据收集和研究、高后果区分析、完整性评估、管道检测与执行、管道维护修复、效能分析等方面进行具体PIM描述，从体系文件、标准规范、系统平台、支持技术、实施应用五个层面构建PIM管理体系框架。