基于注入截面法的颗粒饲料离散元模型参数标定

采用离散元法进行颗粒饲料后喷涂、冷却、输送、仓储、饲喂等关键环节的工作过程仿真分析时,需要建立颗粒饲料离散元模型并通过测定休止角来标定离散元参数,用以测定休止角的传统装置与方法,存在样品用量多、测定繁琐的情况。本文提出了一种基于注入截面法的休止角测定装置与方法,通过颗粒堆积体截面的轮廓线直接获取休止角,从而进行休止角的模拟与测定。建立与颗粒饲料形态相近的离散元模型,借用GEMM(Generic EDEM material model database)数据库获得离散元模型参数范围。以滑动摩擦因数X1、碰撞恢复系数X2和滚动摩擦因数X3为试验因素,以颗粒饲料堆积休止角Y1为评价指标,按照3因素5水平正交旋转组合设计试验方法,利用DesignExpert 8.0.6软件回归分析法和响应面分析法,建立了3个因素以堆积休止角为评价指标的数学模型。以颗粒饲料休止角真实测得值为目标,对回归模型进行寻优,得到优化后的标定参数组合:颗粒饲料间滑动摩擦因数为0.41,碰撞恢复系数为0.53,滚动摩擦因数为0.08。以此优化解进行仿真试验,结果显示预测休止角为29.43°±0.70°,误差为3.1%,休止角仿真和试验在堆积角度和形态上相似度较高。结果表明了基于注入截面法的颗粒饲料离散元建模与休止角测定试验的有效性和可行性。     

不同地下水位下渠基冻胀规律与保温板适宜厚度确定

为探明河套灌区不同地下水位条件下渠基冻胀的差异,了解地下水位变化对渠基土壤水分迁移和力学性能的影响,该文通过建立不同地下水位冻胀试验平台并结合原型渠道,分析了不同地下水位对铺设不同厚度聚苯板的基土冻胀的影响,阐述了冻胀率和截面弯矩沿渠坡的分布规律,提出了不同地下水位下聚苯板适宜铺设厚度的理论计算公式。试验得出,每降低1 cm地下水位,基土冻胀量减小0.15 cm。当地下水位降低0.5~1.0 m后,削减冻胀率为71%~83.8%。地下水位下降有效阻止或延缓了土壤毛细水的上升,降低了0~30 cm土层的土壤水分,有效阻止了冻结锋面水分的迁移,减小了土体中冰夹层的形成,从而降低了土体的冻胀变形。并且,渠道的冻胀破坏部位随着地下水位的不同而发生变化。该研究可为北方季节性冻土区骨干渠道保温防冻胀技术研究提供科学依据和技术支撑。     

2001-2017年天山中段积雪时空变异研究

【目的】为干旱区提供冰雪资源的合理利用及灾害防治的科学理论不服务信息。【斱法】采取趋势分析法、相关性分析法,开展了2001-2017年积雪年内年际变化特征以及分布变化原因斱面的研究。【结果】①天山中段SCP(积雪覆盖率)年际变化呈"单峰"型曲线,6月到最小值,12月到次年1月达到最大值,从2月开始逐渐下降到最小值;从7月初开始SCP开始逐渐上升到最大值。②天山中段年际SCP呈减少趋势、春季的SCP变化呈略微减少趋势、夏季不秋季SCP变化均呈增加趋势、冬季SCP变化趋势跟全年年际SCP变化趋势基本相似,且均呈减少趋势,最高值为98.6%,最小值出现在2009年为83.2%。③天山中段54.08%区域的SCD(积雪日数)呈减少趋势,其中4.36%区域呈显著减少趋势;45.92%区域的SCD呈增加趋势,其中3.03%区域呈显著增加趋势。④天山中段积雪不LST(地表温度)年际相关性呈负相关性比较明显,负相关占总面积的55.89%,主要分布在高海拔的天山山脉,博格达尔;34.98%区域呈极显著负相关,主要分布在伊犁河谷、天山南北坡地区不阿克苏、库尔勒、博斯腾湖流域周边。【结论】天山中段积雪时空变化丌仅是LST变化的影响,还受人类活劢和海拔高度差异等因素的共同作用。     

2,3-丁二醇诱导下匍匐翦股颖叶片细胞结构变化及抗病相关性分析

由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)引起的褐斑病是匍匐翦股颖草坪最常见的病害之一,2,3-BD(2,3-butanediol)可诱导植物产生抗病反应,提高植物的抗病性。本试验采用250μmol/L 2,3-BD诱导匍匐翦股颖对褐斑病的抗性,以石蜡切片方法通过显微观察,测定接种立枯丝核菌后匍匐翦股颖叶片细胞显微结构的变化。结果表明,接种病原菌后匍匐翦股颖病情指数第15天达到70.45%,2,3-BD诱导后病情指数显著降低至21.63%。与未诱导接菌处理相比,诱导后匍匐翦股颖叶片细胞结构排列紧密,气腔变小,有较多乳突形成,上、下表皮细胞显著增大,第7天差异最显著,分别是其1.19和1.26倍;叶肉细胞大小于第15天差异最为显著,是其1.30倍;叶绿体数量明显增加,第1、7、15天分别是未诱导接菌处理的1.25、1.20、1.24倍;维管束和导管大小在各时间段均变化不明显,但木质化程度较高,皮层组织加厚。综上所述,250μmol/L的2,3-BD能诱导匍匐翦股颖对褐斑病的抗性,并使细胞结构发生变化,其中叶片上、下表皮细胞、叶肉细胞大小和叶绿体数目与抗病性呈正相关性。     

急性操作胁迫对四指马鲅幼鱼肝脏组织结构和氧化应激的影响

为探究急性操作胁迫对四指马鲅(Eleutheronema tetradactylum)幼鱼肝脏组织结构以及氧化应激的影响,该研究在离水操作胁迫后不同时间取样,观察肝脏显微结构的变化,并检测相关抗氧化酶活性。结果显示,随着离水胁迫时间的延长,肝脏组织损伤程度呈现先上升后下降的趋势,胁迫第24小时肝脏基本结构与对照组相似。超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)有相同的变化趋势,胁迫后第2小时显著增加(P0.05)并达到最高值,然后开始下降,最后其值显著低于对照组(P0.05);丙二醛(MDA)含量在胁迫第2~第12小时呈现先升高后下降的变化趋势,第12小时后又有所上升;还原型谷胱甘肽(GSH)含量胁迫2 h没有显著变化(P0.05),之后呈先下降后上升的趋势,但其含量仍显著低于对照组(P0.05);总抗氧化能力(T-AOC)胁迫第2小时显著上升(P0.05),之后下降,实验结束时显著低于对照组(P0.05)。结果表明离水操作胁迫对四指马鲅幼鱼肝脏组织结构以及抗氧化酶产生一定的影响,但随着胁迫时间的延长,其组织结构以及抗氧化能力都有一定的恢复趋势。     

黄河干流陕西段鱼类种类组成及群落多样性

为了解黄河陕西段鱼类种类组成及群落结构,2013-2015年调查了黄河陕西段鱼类资源。结果显示:黄河陕西段有鱼类7目15科58种,其中鲤科鱼类最多为36种,占总种类数的61.1%,较20世纪80年代减少了6种。优势种有4种,数量占渔获物总数量50.3%,生物量占65.8%。分析渔获物组成和群落多样性,黄河陕西段鱼类年龄、个体规格小型化趋势明显,不同河段鱼类群落存在明显空间差异,府谷段多样性指数最高,群落结构稳定,港口段丰富度指数最高,资源种类较多,港口和壶口的鱼类群落结构没有相似性。     

基于PSR模型的黄河陕西段鱼类增殖放流生态安全评价

基于压力、状态、响应模型(PSR)和层次分析法(AHP),确定17项指标通过数据的标准化处理,指标权重赋值、权重一致性检验、评价等级确定以及评价模型的构建,用生态安全评价黄河陕西段鱼类增殖放流效果,分析生态安全所面临的主要问题。结果表明:黄河陕西段2013年增殖放流生态安全度(ESI)评价等级为Ⅱ级,为良好状态;2014年评价等级为Ⅲ级,处于一般状态;2015年评价等级为Ⅳ级,处于较差状态,属于临界不安全状态以下水平。生态安全形势呈现出逐年下降局势。不安全状态受到影响较大的前3个指标是:黄河径流量变化影响、重要生境保持率和公众资源环境保护意识的影响,3个指标下降值占到下降ESI值的64.93%。其次还受到污水排放达标率、鱼类增殖放流量、政策和管理水平、鱼类生物多样性指数、保护区建设、水质综合污染指数、群落结构等诸多因素影响。研究显示,现阶段增殖放流对黄河生态安全有一定影响,还存在一定提升空间。     

用综合污染指数法分析评价黄河陕西段的水环境

2013年-2015年,逐月监测分析了黄河陕西段府谷、吴堡、龙门、洽川、港口、汾河入黄口和渭河入黄口7个段面22项水质指标,并用综合污染指数法进行评价。结果显示:黄河陕西段处于4级中度污染水平,5级较重污染段面汾河入黄口(P=9.26)1个,其余6个段面处于4级中度污染水平(2.04≤P≤4.67)。主要污染物为总氮、总磷和有机物,部分段面还受到重金属汞、砷、铜、锌的影响,所有段面未受有机氯和有机磷的污染。同期断面比较,上游污染轻于下游,污染逐年下降。     

南水北调中线工程水质监测站点布设研究

科学合理布设水质监测站点是加强南水北调中线工程对突发水污染事件监控,保障水质安全的重要手段。制定水质监测站点的布设方案受到监测效率与布设成本的约束,同时,监测仪器精度、污染物衰减特性的不确定性等问题也对布设方案产生影响。以中线工程京石段为研究对象,基于一维水质模型,以突发水污染事件漏报率最低、发现时间最短以及监测站点布设成本最小为目标函数,构建水质监测站点布设多目标优化模型对布设方案进行优化,同时结合监测仪器精度对目标函数的影响确定了最优布设方案,在此基础上,分析了污染物衰减特性对最优布设方案的影响。研究结果可为中线工程合理布设水质监测站点提供建议。