紫色土坡耕地氮素淋失通量的实测与模拟

氮淋失是氮素循环研究中最重要的环节之一,获得准确的氮淋失通量是当今农田氮循环研究中必不可少而又较为困难的工作之一。紫色土土层薄,土壤氮素难以蓄存,加之降水丰富,下伏透水性较弱的母岩,淋溶水达到母岩后难以垂直下渗而沿土壤岩石界面出流、汇流形成壤中流,紫色土氮素淋失主要表现为氮素随壤中流迁移流失。DNDC模型是基于过程的一种土壤碳氮循环模型,常用于农田温室气体排放模拟,但其应用于氮素淋溶的验证与测试不足。本文利用大型坡地排水采集器(lysimeter),测定紫色土坡耕地淋溶水量(壤中流流量)和氮素淋失通量,并利用观测数据对DNDC模型进行验证。结果表明,紫色土坡耕地小麦玉米季累积淋溶水通量为323.6 mm,径流系数33.3%,氮素淋失量为36.93 kg.hm 2,占全年氮素施用量的13.2%。壤中流流量与氮素淋失量实测值和模拟值的Pearson相关系数分别为0.944(P<0.05)和0.972(P<0.05),Theil不等系数分别为0.07和0.1,降雨量、土壤孔隙率和施氮水平是氮流失模拟的高敏感性参数。DNDC模型应用于紫色土坡耕地氮素淋失通量的模拟具有较高的可靠性,同时DNDC基于过程模型的优势可以描述持续降雨条件下的氮淋失过程,未来可通过进一步的验证,测试DNDC模型应用于氮淋失过程及区域氮淋失评估的可行性。     

森林流域坡地壤中流模型与模拟研究

本文以水量平衡原理、动力学假设以及饱和导水率与有效孔隙度的对数递减模型为基础,提出了一个形式简单的森林流域坡地壤中流模型（以下称为改进模型）。并以二道白河森林流域内阔叶红松林土壤为背景制作模拟坡面,在模拟坡面上用两场不同强度的降雨对该模型进行了验证;同时,本文也分别用Ｓｌｏａｎ所提出的贮水泄流模型（以下称Ｓｌｏａｎ模型）与Ｒｏｂｉｎｓｏｎ所修改后的贮水泄流模型（以下称Ｒｏｂｉｎｓｏｎ模型）对这两场降雨进行了预测,并将这３个模型预测的结果与实测结果进行了比较。结果表明,改进模型精度比其它两个模型高。     

红壤坡地氮的径流输出通量及形态组成

为研究自然降雨条件下红壤坡地氮素输出特征,于2015年5月—2016年5月采用野外大型土壤水分渗漏试验装置,对赣北第四纪红壤坡地植草覆盖、干草覆盖和裸露对照3种处理的地表径流和壤中流中不同形态氮素的输出开展了试验观测。结果表明:(1)在侵蚀不明显的第四纪红壤坡地,TN(总氮)、DIN(溶解态无机氮)、DON(溶解态有机氮)和PN(悬涂泥沙颗粒态氮)主要随105cm壤中流输出,占径流输出总通量的71%,而随地表径流和30cm、60cm壤中流输出通量分别为23%和6%;(2)氮素随壤中流输出主要以溶解态(DTN(溶解态总氮)占TN比例为54.8%~86.9%)为主,DTN又以无机态(DIN占DTN比例为57.8%~97.1%)尤其是NO3--N(硝态氮)为主。氮素随地表径流输出的主要形态则随处理措施的不同而不同;(3)保留草被覆盖可以较好地削减氮素径流流失,而采取干草覆盖有增大氮素径流流失尤其是深层损失的风险。     

柘皋河流域农田土壤氮磷迁移过程的模拟研究

[目的]研究土壤表层氮、磷迁移变化机理。[方法]选取柘皋河流域为试验区,以流域3种主要土地利用类型为研究对象,采用人工模拟降雨方法,在不同施肥量、降雨强度条件下研究了氮、磷在壤中流、渗漏液的迁移规律。[结果]氨氮在土壤中具有很强的吸附和转化能力,迁移深度较小,主要集中在表面;硝氮在土壤中迁移转化的过程与土壤特性及水力条件有着密切的关系。菜地土壤中流中总磷含量平均为0.52 mg/L,远远超出相邻水体（巢湖）中磷含量的控制要求。壤中流、渗漏液中氨氮、硝氮、总氮、有效磷及总磷含量同降雨强度、施肥量密切相关。[结论]除了控制地表径流传输,如何有效抑制壤中流中的氮磷迁移对该区域水环境污染的治理十分关键。     

两段变曲率叶型离心泵流场数值模拟

采用CFD技术对两段变曲率叶型离心泵内部流动进行定常和非定常三维数值模拟,并和设计参数相同的普通叶型离心泵进行对比,得到内部流场特征及监测点的压力脉动情况。结果表明,两段变曲率叶型离心泵可以很好地防止叶轮内尾流的产生和发展。叶轮与隔舌间的动静干涉是产生泵压力脉动的主要脉动源,且流量越大,隔舌处压力脉动越大。同一流量下,两段变曲率叶型离心泵的压力脉动幅值比普通离心泵小,在一定程度上减小了泵的水力损失。