增氧对粉绿狐尾藻氮素吸收及其底泥微环境的影响

为探明增氧对粉绿狐尾藻氮素吸收及其底泥微环境的影响,本研究以粉绿狐尾藻为材料进行盆栽试验,以不增氧处理为对照(CK),分别设置O₁(4 min)、O₂(6 min)、O₃(8 min)、O₄(10 min)4个增氧水平,系统研究了粉绿狐尾藻不同生长时期氮素吸收及其底泥铵态氮、硝态氮含量等的变化规律,揭示了增氧调控底泥微环境、提高粉绿狐尾藻对水体氮污染物降解能力的机理。结果表明：无论增氧与否,粉绿狐尾藻根部和地上部氮素吸收量及植株氮素积累量均随生长时间延长呈逐渐增加趋势,且地上部氮素吸收量均高于根部;与CK相比,生长前期(t₁、t₂时期)增氧8 min、中后期(t₃、t₄、t₅时期)增氧6 min对应的粉绿狐尾藻氮素吸收与积累量均最大,其中增氧6 min对应t₅时期的粉绿狐尾藻植株氮积累量为171.08 mg·株^-1。增氧使粉绿狐尾藻生长前期底泥pH...     

汉江流域农业面源污染的源解析

农业面源污染是水体污染的重要污染源。为明确汉江流域农业面源污染负荷及其空间分布,运用输出系数法,对2015年汉江流域范围内的13个地市的农业面源污染总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷量进行估算,采用等标污染负荷法进行污染评价,再运用GIS软件分析农业面源污染负荷空间分布格局,通过快速聚类法划分汉江流域各地市的农业面源污染类型。结果表明:2015年汉江流域的TN、TP污染负荷量分别为179 127、26 975 t,相应的等标污染负荷量为2.26×10~(11)、1.68×10~(11)m~3;汉江流域农业面源污染TN等标污染负荷贡献率最大的污染源是农田化肥,TP等标污染负荷贡献率最大的污染源是畜禽养殖;TN、TP的等标污染负荷在空间分布上有很强的一致性,但各地市的等标污染负荷仍存在差异,等标污染高负荷区集中在流域中游,TN、TP的等标污染负荷最大值均出现在流域中游的南阳市;基于快速聚类结果确定汉江流域主要有6种污染类型。汉江流域的农业面源氮磷污染物污染负荷和空间分布研究为汉江流域面源污染的防治提供了决策参考。     

先旱后涝胁迫下水稻茎蘖及株高动态响应

为了解先旱后涝胁迫下水稻的茎蘖和株高生长动态,采用测坑试验方法研究先旱后涝胁迫对水稻分蘖数和株高的影响,根据分蘖变化拟合分析了水稻茎蘖消长动力学模型,根据株高动态变化拟合了Logistic增长模型.试验结果表明:先旱后涝胁迫过程在分蘖期和拔节孕穗期均不同程度地抑制水稻分蘖;水稻在分蘖期、拔节孕穗期及抽穗开花期受涝可促进株高增长,在分蘖期、拔节孕穗期及抽穗开花期受旱则抑制株高增长;茎蘖消长动力学模型较好地拟合了茎蘖消长的过程,具有实践意义;Logistic模型拟合株高动态变化拟合度也较高,且适用合理.研究结果可为合理制定灌溉方案和提高水稻产量提供依据.     

T形三通管计算模型对尾水进口压力和调压室涌浪的影响

针对含尾水调压室的抽水蓄能电站,以特征线法和瞬变流理论为理论基础,在考虑尾水调压室长连接管水体惯性作用及管壁弹性的基础上,在T形三通管节点处分别建立了基于恒定局部水头损失系数、Gardel公式、试验资料的3种计算模型.结合工程实例,应用T形三通管节点处的3种计算模型对水电站的过渡过程进行了数值模拟;采用Gardel公式和试验资料,计算了过渡过程中不同时刻点的局部水头损失系数,研究了不同计算模型对尾水进口压力水头和涌浪水位的影响.结果表明:基于恒定局部水头损失系数的计算模型其阻抗作用最小,对应的尾水进口最小压力和最高涌浪最大;基于试验资料的计算模型其阻抗作用最大,对应的尾水进口最小压力和最高涌浪最小;基于Gardel公式的计算模型次之.     

ATP文丘里施肥器喉管结构优化与流场计算

为了验证试验得到的最佳喉管进出口直径之比λ的准确性,并进一步研究所对应模型的优越性与相关参数变化规律,采用软件Solidworks以及CFD对8种不同模型进行建模并计算,得出喉管压差与出口雷诺数、吸肥量、最小压力的变化规律,以及在相同工况下,8种不同λ值对文丘里施肥器的流场特性影响.结果表明:计算得到的最佳λ值与试验得到的λ值误差为8.6%,进口流量与试验对比误差为10.0%左右;压差与出口雷诺数呈幂函数变化规律,与最小压力呈线性变化规律;计算得到了该系列施肥器产生负压的必要条件,当λ=1.27时,产生负压条件的压差为4.3 kPa;提出当1.00≤λ<1.27时,初始压差随λ增大而减小,当1.27≤λ<1.68时,初始压差随λ增大而增大,增大趋势逐渐变大,当1.68≤λ<2.00时,初始压差随λ增大而减小;λ=1.27时比其他7种型号吸肥性能好,可靠性高,是ATP3,4,5,6系列施肥器λ的最优值.     

砾石覆盖条件下盐碱土边坡降雨侵蚀水动力学特征

为了探究砾石覆盖对盐碱土坡面侵蚀的减沙效应,通过室内模拟降雨试验,研究不同坡度和雨强条件下降雨径流水动力学特征及产沙受砾石覆盖的影响。试验坡度选取15°和30°,雨强选取92,119mm/h,坡面砾石覆盖度分别为0,10%,20%,40%,60%,80%,采用染色示踪法测定坡面径流流速。结果表明:不同坡度和雨强条件下,水流产沙率随坡面砾石覆盖度增大先增后减;雷诺数与弗劳德数均随砾石覆盖度增大呈先增后减的抛物线趋势,曼宁糙率、Dracy-Weisbach阻力系数、坡面径流剪切力和径流功率均与坡面砾石覆盖度呈线性正相关;径流功率预测产沙率效果较好,二者呈对数关系(R2=0.47)。     

Uncertain and multi-objective programming models for crop planting structure optimization

Crop planting structure optimization is a significant way to increase agricultural economic benefits and improve agricultural water management. The complexities of fluctuating stream conditions, varying economic profits, and uncertainties and errors in estimated modeling parameters, as well as the complexities among economic, social, natural resources and environmental aspects, have led to the necessity of developing optimization models for crop planting structure which consider uncertainty and multi-objectives elements. In this study, three single-objective programming models under uncertainty for crop planting structure optimization were developed, including an interval linear programming model, an inexact fuzzy chance-constrained programming (IFCCP) model and an inexact fuzzy linear programming (IFLP) model. Each of the three models takes grayness into account. Moreover, the IFCCP model considers fuzzy uncertainty of parameters/variables and stochastic characteristics of constraints, while the IFLP model takes into account the fuzzy uncertainty of both constraints and objective functions. To satisfy the sustainable development of crop planting structure planning, a fuzzy-optimization-theory-based fuzzy linear multi-objective programming model was developed, which is capable of reflecting both uncertainties and multi-objective. In addition, a multi-objective fractional programming model for crop structure optimization was also developed to quantitatively express the multi-objective in one optimization model with the numerator representing maximum economic benefits and the denominator representing minimum crop planting area allocation. These models better reflect actual situations, considering the uncertainties and multi-objectives of crop planting structure optimization systems. The five models developed were then applied to a real case study in Minqin County, north-west China. The advantages, the applicable conditions and the solution methods of each model are expounded. Detailed analysis of results of each model and their comparisons demonstrate the feasibility and applicability of the models developed, therefore decision makers can choose the appropriate model when making decisions.     

秋季香溪河库湾水体冲淡时间分布特征的成因

针对三峡水库支流库湾的秋季水华问题,以香溪河库湾为研究对象,选取2009和2010两年的9月1日—11月30日作为研究时段,通过建立三维水动力模型,探讨了香溪河库湾水体冲淡时间分布特征及其成因.研究结果表明,在汛末蓄水期,香溪河库湾水体冲淡时间较长的区域均出现在中游,且随着汛末库水位抬高,库湾各层水体冲淡时间最大值均随着增长;因9月三峡库区干流水体主要由中、底层倒灌进入库湾,使得库湾中下游至下游区域表层水体冲淡时间最长,且随着中、底层倒灌持续时间增长,河口附近表层水体冲淡时间较中、底层的差值也有所增长;在支流上游和中上游区域,水体在蓄水期绝大部分时间的流动方式表现为由库湾底层流向干流,使得该区域底层水体冲淡时间较表、中层的短.研究结果可为三峡水库支流库湾秋季水华问题的防治提供借鉴.     

基于GIS技术的渠道工程材料采购模型

为了全面优化企业的采购成本,实现集约化的采购目标,从运输路径规划的角度出发,融合运筹学的知识,创建了基于GIS技术的渠道工程材料采购模型.以材料供应点和仓储点确立为基础,利用GIS软件进行运输路径的选择,进而构建出材料采购的路网模型.通过运用图论领域中的Floyd算法,计算得到材料供需点的最短运输路径,确定出材料的运输费用,结合出厂价格确定材料综合单价.在此基础之上,引入线性规划工具,以最小采购费用作为目标函数、材料综合单价为价值系数、供需平衡条件作为约束条件、供需点之间的采购量作为自变量,建立起采购决策的线性规划模型,并利用Matlab软件和VOGEL方法进行求解对比.实践证明,Matlab软件降低采购费用53万元,VOGEL方法降低34万元,前者确定的采购方案更受青睐.研究表明,基于GIS的采购模型解决了渠道材料采购运距不确定、采购成本虚高问题,为科学合理安排采购方案提供了辅助工具.     

熵权模糊物元模型在节水灌溉综合效益评价的应用

针对以往节水灌溉综合效益评价中多采用简单的多指标综合评价的不足,运用熵权法来确定评价指标的权重,建立基于熵权的物元可拓模型对灌区节水灌溉综合效益进行评价,分别从节水灌溉的社会效益、经济效益和生态效益3个方面入手,构建评价指标综合体系.并以吉安市的田南灌区、谷口灌区、银湾桥灌区和南车灌区共4个灌区为实例进行评价,结果显示:银湾桥灌区的节水灌溉综合效益级别为“一般”,田南灌区的节水灌溉综合效益级别向“一般”级别转化,谷口灌区的节水灌溉综合效益级别向“较好”级别转化,而南车灌区的节水灌溉综合效益级别向“好”级别转化,采用灵敏度分析方法进一步验证评价结果的稳定,所得评价结果科学可靠.说明熵权物元分析法在节水灌溉综合效益评价中具有一定的应用价值.