Can soil moisture deficit be used to forecast when soils are at high risk of damage owing to grazing animals?

A potentially significant cause of damage to grassland soils is compaction of unsaturated soil and poaching of saturated or nearly saturated soil by animal hooves. Damage is caused when an applied stress is in excess of the bearing strength of the soil and results in a loss of soil structure, macroporosity and air or water conductivity. Severely damaged soils can cause reduced grassland productivity and make grazing management very difficult for the farmer. The actual amount of soil damage that can occur during grazing is dependent on the grass cover which acts as a protecting layer, the soil water content and the characteristics of the grazing animal (weight and hoof size). Assuming that the farmer is knowledgeable about the characteristics of the grazing animal and grass cover, it would be very useful for short‐term operational farm planning to be able to predict when soil water contents were likely to be in a critical range with respect to potential hoof damage. In this study soil moisture deficits (SMDs) which can be derived from meteorological forecasts are evaluated for predicting when soil water conditions are likely to lead to hoof damage. Two contrasting Irish grassland soils were analysed using a Hounsfield servo‐mechanical vertical testing machine to simulate static (285.4 N) and dynamic (571 N) hoof loads on the soil over a range of estimated SMDs (0, 5, 10 and 20 mm). The deficits were analysed with respect to the soil volumetric water content, compression (displacement) and change in dry bulk density. The SMDs imposed in the laboratory were similar to those under field conditions and thus the methods used in this study are applicable elsewhere. The change in dry bulk density following loading (0.2–0.7 g/cm³) was linearly related to SMD (R² ranged from 0.90 to 0.99), leading to the conclusion that a forecast of SMD can be used to predict when grassland soils are likely to be at risk of damage from grazing.     

聚脲喷枪混合室的设计和FLUENT仿真分析

为提高聚脲喷涂喷枪的混合效果，基于撞击流理论设计了一种新型聚脲喷涂喷枪的混合室。混合室采用两级撞击混合，分别采用两组T型和两组Y型对撞混合形式。利用SolidWorks设计混合室的结构模型后，利用FLUENT软件，采用冷、热水在混合室内撞击混合、对流传热的方法进行仿真模拟，并且计算了流体在混合室内的微观混合时间。结果表明:合理增加撞击流混合室的混合级数和采用多组T型、Y型对撞混合形式可增益混合效果；撞击流混合室的主要混合区是在撞击区；流体在喷枪内停留的总时间约为5.71 ms，满足具有反应迅速这一特性的材料的混合要求；微观混合时间小于1 ms，混合效果优异。      

环境因子对太白山锐齿槲栎林林下草本植物组成和多样性的影响

【目的】探索太白山锐齿槲栎林林下草本植物组成和多样性与环境因子的关系,为该区域森林保护、经营管理提供理论指导。【方法】基于太白山锐齿槲栎林林下草本植物野外调查及室内试验数据,采用CCA和偏CCA排序法分析环境因子对太白山锐齿槲栎林林下草本植物组成的影响,采用相关分析和多元逐步回归分析探索环境因子对其草本植物多样性的影响。【结果】环境因子能显著解释太白山锐齿槲栎林林下草本植物组成变异,海拔、坡向、坡度、pH、枯落物厚度和有机质、碱解N、有效P、有效K含量及郁闭度、灌木盖度11个环境因子共解释了物种组成变异的39.05%。其中,郁闭度、土壤有效P含量、pH值和海拔是影响林下草本植物组成的主要环境因子。海拔、郁闭度、有效P和有效K含量能够显著影响太白山锐齿槲栎林林下草本植物的多样性,海拔较高、郁闭度较大、土壤有效P和有效K含量较高的生境具有较好的草本植物多样性。【结论】在太白山锐齿槲栎林经营管理中,可通过适量施用P肥和K肥来促进林下草本植物发育,提高物种多样性。     

不同叶位黄精叶片的光合日变化及其影响因子

【目的】研究不同叶位黄精叶片的光合生理指标日变化规律及环境因子的影响,揭示叶片光合能力的影响因素及其与叶位之间的关系,为黄精光合生产潜力的挖掘提供理论参考。【方法】以黄精为研究对象,采用LI-6400光合仪测定不同叶位叶片的光合日变化,采用相关分析、偏相关分析、逐步回归分析及通径分析,研究影响不同叶位叶片光合作用的主要环境因子。【结果】①黄精不同叶位间的净光合速率差异显著,表现为中位叶上位叶下位叶,即随叶位升高表现出"低-高-低"的规律。②黄精不同叶位叶片净光合速率日变化均呈"双峰型"曲线,且有较明显的光合"午休"现象。③气孔因素为影响不同时段光合作用的主要限制因素,非气孔因素为影响不同叶位叶片光合作用的主要限制因子。④由相关分析与偏相关分析可知,黄精Pn、Tr、Gs与不同环境因子(RH、VPD、Tl、PAR、Ca)之间均存在相关性。⑤由逐步多元回归分析和通径分析可知,影响黄精Pn、Gs、Tr的主要环境因子为RH和PAR,其中RH为Pn、Gs、Tr变化的主要决策因子,且环境因子对不同叶位叶片的影响有异。【结论】测定黄精植株光合指标时应选第10节位左右的中位叶。黄精栽培过程中应及时去顶,在炎热的正午,可适当提高大气相对湿度以提高净光合效率。     

渤海湾外来浮游植物物种及其入侵途径分析

为了预防外来浮游植物入侵引发的渤海湾赤潮灾害，基于近20年建设项目环境影响评价报告书和相关文献资料的研究成果，收集整理了渤海湾海域已发现的外来浮游植物物种及具体物种信息，分析了物种入侵的主要途径及可能产生的赤潮灾害影响。结果表明：渤海湾海域共发现17种外来浮游植物，其中，甲藻门最多，有10种；硅藻门次之，有5种；金藻门和黄藻门最少，各有1种。研究表明：渤海湾外来浮游植物中，除中华盒形藻外，其余16种均属于赤潮生物，这些物种主要通过压载水引入、传播的方式进入渤海湾海域，应加强港口监控和管理，以防赤潮灾害。     

叶片开缝对单叶片泵径向力的影响

为了改善单叶片泵的运行特性,降低径向受力不均匀性,采用数值计算与试验相结合的方法分析了单叶片离心泵径向力的动态特性.研究了3个不同流量工况(0.6Q_d,1.0Q_d和1.4Q_d)下径向力的变化规律,结果表明,单叶片离心泵叶轮叶片工作面与背面所受压差是径向力产生的主要原因,并在小流量工况下径向力达到最值.通过对试验与数值模拟结果的分析对比,提出了平衡单叶片泵径向力的新方法-叶片开缝,并在叶片包角方向上选取3个不同位置(0°,90°和270°)布置宽度为1.0 mm的缝隙,分析了不同开缝位置对径向力及泵外特性的影响情况.结果表明:当在叶片尾缘开缝时,对泵的外特性影响较小,并可以较大降低单叶片离心泵叶片工作面和背面的压差,减小叶轮径向受力情况,提高单叶片泵的可靠性和使用寿命.     

系统动力学模型在吉林省水资源承载力的仿真应用

水资源短缺和水环境污染作为水资源危机的主要内容,在吉林省社会经济发展过程中广泛存在。对此,从人口、经济、生态、水资源和水环境等5个子系统,建立吉林省水资源承载力系统动力学模型,通过设计现状延续型、节约水量型、环境保护型、综合协调型4种情景,模拟2016-2025年吉林省水资源承载力。结果显示:现状延续型在水量和水质两要素均最差,为最劣方案;节水水量型和环境保护型分别在缓解水资源供需压力和改善水环境质量上有所建树,为非劣方案;综合协调型在水量和水质两要素均表现优异,为最优方案;2025年4种方案的水资源承载力排序为综合协调型>环境保护型>节约水量型>现状延续型。     

基于MCMC模拟的MGPD模型及其在地质灾害风险度量中的应用

基于马尔科夫链蒙特卡洛(简记为MCMC)模拟的参数贝叶斯估计,对改进的广义帕累托分布(简记为MGPD)模型进行了优化,并利用该模型得到了地质灾害损失的在险损失值(简记为VaR)和条件损失值(简记为CVaR).以湖南娄底市地质灾害损失数据进行实证分析及模型适应性检验,结果表明:优化后的模型不仅具有很好的极值数据描述能力,而且具有较强的适用性.     

流固耦合方法对气携旋流分离的数值模拟

指出了气携式液液旋流器是港区小型化、船载化洗舱、压仓含油废水预处理的关键设备.采用流固耦合数值模拟方法再现压缩机进气、油水旋流与设备本体的整体气浮—旋流—分离耦合计算模型 ,对其核心部件微孔旋流套管的构型、孔径、内外压差及腔内流场分布进行了三维数值模拟 ,得到了微孔旋流腔内汽、水、油三相的流场分布 ,合理确定了注气腔气—水平衡分压、溢流比和微孔孔径 ,并模拟了压缩机、潜水泵正常工况下进气、进水、出水、油污溢流的流量、流速波动范围 ,为该设备的一体化构型设计和加工选材提供了参考数据.     

卧式泵站直管式出水流道型线变化水力性能数值模拟

基于不可压缩流体的连续性方程和雷诺时均N-S方程,采用CFD技术对卧式泵站直管式出水流道进行数值模拟计算,通过改变出水流道型线,分析出水流道内部流动特性及水力损失影响。研究表明,出水流道当断面形状设计为圆变方,在平面方向和立面方向均逐渐扩大的形式时,流道内流态最好;将进水流道断面在平面方向设计为先扩散后平直,而在立面方向均匀扩大的形式时,流态较好;而将断面在立面与平面方向均设计成先扩散后平直时,出水流道流态最差。