基于云模型的农业面源污染敏感性等级评价

对农业面源污染的地区进行敏感性等级划分,从而针对不同等级的地区因地制宜地开展不同标准、不同力度的治理工作.选取化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)排放强度作为农业面源污染敏感性等级评价的3个指标,按照不敏感(Ⅰ)、轻度敏感(Ⅱ)、中度敏感(Ⅲ)、高度敏感(Ⅳ)4个等级确定分级标准,采用熵权法确定各指标权重,提出了一种基于云模型的农业面源污染敏感性等级评价方法,并引用某流域28个县(区、市)的数据进行实例验证与分析.结果表明,对最大隶属原则有效度属于最低效范围的结果施行加权平均原则,可提升评价结果的可信度;采用云模型进行农业面源污染敏感性等级评价,可信度达96.4％;相比GIS技术,云模型对中度、高度敏感级别的模糊评价更倾向严格,对这些地区的面源污染治理要求提出更高标准.研究结果表明该方法具有可行性,可为农业面源污染地区科学制定治理措施、配置治理资源提供有益参考.     

大型贯流式泵站快速门加速启动过渡过程

为研究大型贯流式泵站机组闸门加速启动过程中的外特性参数变化及流态变化,对灯泡贯流泵机组进行三维建模,采用Fluent软件中的UDF来控制闸门的启动过程,使用铺层法动网格技术来控制闸门处网格生成与消灭,并设定S-A模型作为湍流模型,对灯泡贯流泵机组启动过程进行瞬态数值模拟.计算结果表明:当贯流泵机组快速门以10倍设计速度启动时,机组的转速与流量将以更快的速度达到额定转速与额定流量,同时瞬间最大倒灌流量相比未加速启动时增加了30%.当贯流泵机组处于倒流状态时,靠近轮毂处叶轮叶道压力面的压强呈现出从叶轮进水边向出水边逐渐递增的分布规律.当机组处于零流量的临界状态时,混乱的流态导致压力集中及脱流现象加重,叶轮进水边负压区范围扩大且程度加深.     

基于涝水过程的水稻灌区受涝损失评估方法

提供了一种基于涝水过程的水稻受涝损失估算方法,将受涝淹水数据中第1天淹水深度和淹水历时数据代入水稻受涝减产率函数,得到第1天的水稻受涝减产率;根据受涝淹水过程数据,代入水稻受涝减产率增量函数,计算得到水稻逐日受涝减产率增量;将计算结果代入水稻受涝减产率累积叠加公式,计算水稻逐日受涝累积减产率.该方法基于淹水深度、淹水历时与水稻受涝减产率之间的函数关系,通过插值、增量叠加的一套计算流程,能够计算逐日水深变化条件下逐日水稻受涝累积减产率,进而得到一次变淹水深度过程下稻田受涝减产率的累积过程.减产率函数计算的产量损失与试验观测值的均方根误差均小于15％,其相关系数大于0.84,模型模拟效率超过0.71,模型模拟精度已达到乙等精度以上.该方法可应用于水稻种植区涝灾损失计算和评估,为水稻种植区灾后补救以及灾前预测提供了科学的计算方法.     

智能氮肥在干湿交替灌溉下对水稻产量与水分利用率的影响

为探究智能氮肥(pH响应性控释氮肥)在干湿交替灌溉模式下的适宜性,设置3种程度的干湿交替灌溉W1(灌水下限100％饱和含水率)、W2(灌水下限90％饱和含水率)、W3(灌水下限70％饱和含水率),3种施肥形式智能氮肥(SF)、普通无机氮肥(MF)以及不施氮肥(NF)的桶栽试验,分析其对水稻产量及水分利用效率的影响.结果表明:SF×W1处理下下产量最高,为64.84 g/桶,高出常规氮肥21.8％(W1)、13.9％(W2).SF×W1处理下水分生产效最高,为3.17 kg/m3,SF×W2处理下灌水生产率最高,为1.20 kg/m3.智能氮肥在与适度干湿交替灌溉结合下,能达到节水、增产的目的,是实现水稻节水、高产、控肥的有效途径.     

水盐胁迫下根系提水作用对土壤盐分与番茄产量的影响

为探究水盐胁迫下番茄根系发生提水作用的可能性及其对土壤盐分分布和番茄产量的影响,利用上下桶分根装置,设定上桶不同水分(W1、W2、W3表示土壤含水率为田间持水率的60%～70%、50%～60%、40%～50%)和盐分条件(S0、S1、S2表示Na Cl添加量分别为干土质量的0、0.2%、0.4%),监测分析了水盐胁迫下根系提水量、上桶盐分分布及番茄产量。结果表明:随着生育期的推进,根系提水量呈现先增加后减小的趋势,其中盐分对番茄根系提水量影响显著,在相同水分处理条件下,盐分含量越高,根系提水量越大;水盐胁迫下,上桶盐分含量与根系提水量呈线性正相关,除W1S0处理外,上桶土壤电导率在提水量达到最大时有所增加;与对照处理W1S0相比,水盐抑制了根系生长,使根系活性显著下降,同一水分处理下,随着盐分的增加,根长、根表面积及根体积减小;盐分对番茄水分生产率有显著影响,在相同水分条件下,盐分越大,水分生产率越大,7种处理中W2S2水分生产率达到最大,而其产量较对照并未显著减小,生育期提水量占需水量的17.73%。本研究对进一步理解作物在"上干下湿"的土壤水盐胁迫下充分利用土壤剖面深层水分来维持上层根系生存和提高水分生产率具有科学价值。     

渍害胁迫对油菜叶片光谱的影响及识别指标研究

以江汉平原华油杂668和中双9号油菜为材料,通过测坑进行不同品种油菜在蕾薹期和花期持续受渍的试验,测定油菜在持续受渍胁迫下叶片光谱反射率,根据受渍油菜光谱变化特征构建油菜渍害高光谱遥感识别指标。研究表明,随着渍水时间的延长,叶片不同光谱区域对水分胁迫的响应不同。在蕾薹期和花期,645～680 nm的红光区域受渍叶片光谱反射率均有所增大,在765～930 nm的近红外区域表现出明显减小,在1 412～1 483 nm及1 904～2 060 nm中红外区域的反射率增大。研究利用上述光谱反射率构建了渍害识别指数(R_(NIR)+R_(Red))/(R_(MIR1)×R_(MIR2)),通过与常见的7个植被指数(NDVI、NDWI、RVI、PRI、SRPI、SAVI、SIPI)比较分析,指数(R_(NIR)+R_(Red))/(R_(MIR1)×R_(MIR2))对受渍油菜更为敏感。通过定量比较不同植被指数对照与受渍油菜之间的距平绝对值和距平绝对均值,看出指数(R_(NIR)+R_(Red))/(R_(MIR1)×R_(MIR2))识别受渍油菜的能力优于其他植被指数,并且在整个受渍期间具有较强的稳定性和敏感性。说明该指数可以用于快速提取受渍油菜的面积,对指导油菜识灾抗灾减灾生产管理具有重要的意义。     

纳米Fe3O4负载酸改性炭对水体中Pb2+、Cd2+的吸附

为探讨纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺单一及复合溶液的吸附特性，通过静态吸附实验，针对吸附剂的表面特性、投加量、溶液初始pH、吸附时间、重金属初始浓度等影响因素进行了探讨，应用等温吸附模型及吸附动力学模型对吸附特性进行了研究。结果表明，纳米Fe₃O₄负载酸改性炭比表面积较未改性椰壳炭增加了221.03 m²·g^-1，表面含氧官能团如O-H、C=O、C-O-C增加，芳香性增强，等电点提高至5.68。从经济效率角度考虑5 g·L^-1为合理吸附剂用量，pH为5.0时，吸附效果最好，吸附在4 h达到平衡。准二级动力学模型对吸附的拟合度更高，吸附主要是化学吸附，吸附由快速外扩散和颗粒内扩散共同作用，Pb²⁺、Cd²⁺的吸附分别更符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。纳米Fe₃O₄负载酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的最大吸附量（Q_m）分别达42.54 mg·g^-1和25.79 mg·g^-1，为未改性椰壳炭的1.87倍和2.23倍，复合溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的Q_m分别为单一溶液的65.16%和54.21%，这揭示了离子共存条件下的吸附竞争现象。研究表明，纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性提高了椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的吸附能力，且Pb²⁺的吸附性能及吸附竞争性优于Cd²⁺。     

稻田土壤-作物系统模型参数敏感性分析与模型验证

为提高稻田土壤-作物模型校准过程的效率和精度,以长江中游地区两年的稻田试验数据为基础,采用Morris和Sobol’两种方法对WHCNS_Rice模型参数进行了全局敏感性分析,并在此基础上进行模型校准和验证。结果表明,两种方法得到的模型主要敏感性参数基本一致,与Sobol’方法相比,Morris方法具有计算量小和筛选快速的优势。土壤水力学参数和作物参数对模型输出项均有较大的影响,尤其是土壤水力学参数中的饱和含水率、田间持水率以及犁底层饱和导水率;作物参数中生育期总有效积温、最大比叶面积和作物系数对作物生长过程影响较大;氮素转化参数中仅氨挥发一阶动力学系数和反硝化经验系数分别对氨挥发和氮反硝化有一定的影响,其余参数均不敏感。在此基础上,固定非敏感参数,重点校准上述敏感参数。模型校验结果表明,模型模拟的地上部干物质质量、作物吸氮量、蒸散量和田面水高度均与实测值吻合较好,模拟值与实测值线性回归方程的斜率和相关系数均接近于1,P小于0. 01,说明校验后的模型可用于模拟该地区的水稻生长过程及稻田水分动态和氮素去向。采用Morris方法对筛选出的模型敏感性参数进行模型校准和验证,可以大大提高模型校验的效率和精度。本研究可为稻田土壤-作物系统WHCNS_Rice模型参数的校准和模型的推广应用提供技术支持。     

江苏省宜农未利用地开垦土壤改良模式研究

系统分析了江苏省主要宜农未利用地类型、分布及其开垦的土壤障碍因素,探究了土壤改良的工程措施、农艺措施、生化措施及其作用,研究提出了荒草地和沿海滩涂2种主要宜农未利用地开垦的土壤改良模式,注重了各种改良措施的综合运用,对于合理制定江苏省宜农未利用地开垦土壤改良方案,提高土地开垦的质量,实现江苏省耕地总量动态平衡具有重要的指导意义。