多级灌溉渠系配水优化编组模型与算法研究

合理安排各级渠道的配水时间和流量,实现灌溉渠系大流量短历时输配水,减小整个渠系的渗水损失,是目前灌区管理中亟需解决的技术问题.该文基于大系统分解协调的思想,以陕西省冯家山灌区为例,建立了一种解决多级渠系配水优化编组问题的分解协调模型.针对模型中存在多约束条件和大搜索空间问题,设计了基于自适应遗传算法模型求解方法,并比较分析了用该文方法与传统方法确定的配水编组方案性能,结果表明该文确定的算法能实现多约束条件下模型的稳定快速求解,确定的优化配水方案下级渠道配水过程搭配合理,上级渠道配水流量较为均匀且总输水损失小等优点,能解决多级渠系配水优化编组问题,可满足灌区管理需要.     

灌溉渠系非恒定流数值模拟及闸门运行设计

农业灌溉,需通过沿渠节制闸进行流量调节,掌握渠道中非恒定流的动态变化过程,具有十分重要的社会价值和应用意义。基于特征线法离散圣维南方程,模拟引汤灌区部分渠系在闸门调控下的非恒定流过渡过程,并与Mike11软件模拟结果进行对比,表明所建模型具有一定的可靠性。此外,在模拟结果基础上,进行了简单的闸门运行设计,根据闸下出流理论建立闸门开度调控模型,模拟结果表明在流量线性变化的条件下闸门开度也为线性变化,针对多级闸门同步与逐级调节情况下渠道中的非恒定流过程进行模拟,总结了两种方式的优缺点。     

渠道边坡土壤裂隙网络的CT扫描与分形特征研究

为了从微观结构的角度深入研究南水北调中线工程渠道边坡土壤的渗透特性,对膨胀土开展显微CT扫描试验,得到了土样裂隙的二维图像和三维裂隙网络模型,并对裂隙的分形特征进行了系统分析。结果表明:膨胀土内部裂隙网络十分复杂,裂隙尺寸分布范围广泛,可以划分为大、中、小3类;由裂隙数量分布特点可看出膨胀土内部大裂隙的数量较少,但面积占比较大;按照形状可以将大裂隙分层4类,包括:扁平状、似椭圆多边形、长条状和树枝状,其中树枝状裂隙大多为连通裂隙,而连通裂隙是膨胀土吸水膨胀和失水干缩特点的先决条件;从分形几何的角度研究裂隙规则度,发现膨胀土内部的裂隙具有明显不均匀性,裂隙不均匀性可以作为影响渠道边坡稳定性的潜在因素。     

镇江市古运河河岸沉积物氮及有机质分布特征

为揭示镇江市古运河河岸带表层沉积物中氮元素含量的分布特征,结合古运河周边环境状况,选择6个典型的采样点对其表层沉积物进行样品采集,对各样品沉积物总氮（TN）,氨氮（NH₄⁺-N）,硝氮（NO₃^--N）,亚硝氮（NO₂^--N）以及有机质（O.M）和pH值进行了分析,并根据经验公式对沉积物有机氮进行了计算。结果表明,TN,NH₄⁺-N,NO₃^--N,NO₂^--N以及Org-N含量介于0.39~2.40 g/kg,1.63~11.31 mg/kg,2.46~6.95 mg/kg,0.54~2.29 mg/kg,0.99~2.32 g/kg,总氮和有机氮的变异系数最大,为83.59%,氨态氮、硝态氮以及亚硝态氮的变异系数介于40.36%~49.15%,表现为中等离散程度,表明研究区域总氮和有机氮的离散程度较高,其在空间分布上呈现较为明显的异质性;古运河沉积物有机质含量介于0.99%~2.32%,变异系数为32.50%,表现为中等变异性,表明各采样点的沉积物有机质含量变化幅度中等;通过沉积物C/N值来判断,古运河有机质主要以陆源贡献为主;相关性分析结果表明,NO₂^--N与TN的关系最为密切,而氨氮与硝氮、亚硝氮以及有机氮之间的相关性不强,说明氨氮与其他形态氮在沉积物方式上存在一定的差异性。此外,pH值对古运河表层沉积物氮形态的具有较为显著的影响。     

聚氨酯保温板在内蒙古临河南边渠试验场中的应用研究

在我国北方的季节性冻土地区,冻害是防渗衬砌渠道面临的难题之一,其中冻胀破坏最为严重,分布比较广泛且对输水工程的危害程度较大,因此研究渠道冻胀的破坏机理和防治措施是亟待解决的重要工程技术问题。本试验通过在内蒙古临河地区南边分干渠做聚氨酯保温板的防冻胀试验,分析各种保温板厚度下各层基土的地温、冻深、含水率和冻胀量等影响冻胀变化因素的规律及其特征,总结出了该地区素混凝土衬砌渠道中聚氨酯保温材料的防冻胀破坏方案。结果显示:采用聚氨酯保温板防冻胀技术可以有效地减少冻胀作用对渠道刚性衬砌材料的破坏,确保衬砌的稳定,渠道安全地运行,同时也为后续刚性衬砌渠道中聚氨酯保温材料厚度施工设计提供了技术支持。     

尊村引黄灌区渠道泥沙含量与粒径级配研究

尊村引黄灌区是山西省一座大型多级提水灌溉工程。由于所引黄河水的泥沙含量较高,导致灌渠泥沙淤积问题十分严重,影响到了渠道的正常运行。为了掌握灌区渠道水沙分布规律,缓解渠道淤积问题,在尊村二干渠设立7个观测面开展泥沙含量与粒径级配观测和分析。研究结果可为灌区管理和节水减沙工作提供参考依据。     

弧底梯形渠道无喉道量水槽水力特性的数值模拟

【目的】研究弧底梯形渠道无喉道量水渠槽的水力特性,为灌区水资源的科学管理和可持续利用提供参考依据。【方法】利用Fluent6.3大型计算流体力学软件,基于VOF方法跟踪自由液面,采用RNGk-ε湍流数学模型和PISO算法,对不同收缩比条件下的弧底梯形渠道无喉道量水槽进行三维数值模拟,分析了弧底梯形渠道无喉道量水槽内部流场以及水位流量关系,将模拟结果和实测资料对比验证,同时进一步分析了弗劳德数、临界淹没度等量水槽各项水力性能。【结果】与传统无喉道量水槽相比,弧底梯形渠道无喉道量水槽具有显著优点:(1)量水槽结构简单,过流顺畅且呈良好的流线型;(2)临界淹没度(S)可达0.89,水头损失小,弗劳德数(Fr)0.5,满足测流精度要求;(3)量水槽水位流量关系相关性较好,拟合公式测流平均误差小于5%。【结论】弧底梯形渠道无喉道量水槽结构可为灌区弧底梯形渠道量水提供新的思路和参考依据。     

酵母双杂交诱饵蛋白日本血吸虫抱雌沟蛋白重组质粒的构建及鉴定

为筛选与血吸虫抱雌沟蛋白相互作用的因子,本研究以抱雌沟蛋白（gynecophoral canal protein ofSchistosoma japonicum,SjGCP）为诱饵蛋白构建了用于酵母双杂交筛选系统的重组质粒。根据日本血吸虫抱雌沟蛋白的基因序列设计引物,经过PCR扩增、酶切回收,与经相应酶切的线性化载体pBGKT7-BD连接构建重组质粒。随后将重组质粒pGBKT7-BD-SjGCP转化酵母菌株,测定融合蛋白BD-SjGCP在酵母菌中的自激活活性、对酵母菌生长的影响及在酵母中的表达情况。结果显示构建的重组诱饵蛋白质粒pGBKT7-BD-SjGCP能够在酵母细胞内正确表达,没有独自激活报告基因表达的活性,且其表达对酵母细胞没有毒性,不影响酵母细胞的生长。可见,重组质粒pGBKT7-BD-SjGCP可用于筛选与血吸虫抱雌沟蛋白相互作用的物质。     

生态浮床在广州亚运城河涌的应用及景观效果

以水生植物为主体,结合绿化施工和无土栽培技术,对"生态浮床"的造景理念和景观效果进行了开拓性的探索,总结了"生态浮床"具体的制作工艺和目前应用中存在的问题。研究结果为今后河涌的美化提供技术依据和成功的参考范例。     

云南省景洪市中低产田改造建设模式探讨

中低产田改造必须以因地制宜的原则进行建设,通过分析云南省西双版景洪市的自然资源、耕地状况、经济和社会条件,依据云南省中低产田改造相关要求,探索出南方丘陵地区的山区、坝区中低产田地改造建设模式。