昕水河流域“水文法”基准期降水输沙相关关系统计方法研究

  目的  基于昕水河流域日尺度降雨和输沙数据，分析1958—2015年昕水河流域降水与输沙变化趋势及相关关系，比较年降雨量、汛期降雨量、侵蚀性降雨量、轻度产沙降雨量、中度产沙降雨量、强度产沙降雨量等6种统计标准和降水空间分布对“水文法”基准期分析降水输沙相关关系的影响，筛选最佳的降水输沙相关关系统计方法，提高“水文法”的计算精度。  方法  利用Mann-Kendall非参数检验方法分析降水量与输沙量变化趋势，双累积曲线法判定“水文法”基准期，Pearson相关分析法比较水沙关系相关性结果。  结果  昕水河流域年降水量无显著变化趋势，年输沙量呈显著下降趋势；6种统计标准下的水沙关系相关性由高至低依次为:强度产沙降雨量、年降雨量、侵蚀性降雨量、中度产沙降雨量、轻度产沙降雨量、汛期降雨量；低降雨强度但高降雨量降雨事件对研究区产沙贡献小，剔除产沙无效降雨能提高水沙关系相关性；午城、黄土、蒲县雨量站水沙关系相关性较好，大宁、桑峨雨量站水沙关系相关性较差。  结论  昕水河流域年输沙量变化与三北防护林及淤地坝建设等地表人类活动变化直接相关；研究区的产沙主要发生在夏秋季的强降雨事件中，强度产沙降雨量用于降水输沙相关关系研究结果最优，汛期降雨量不适用于降水输沙相关关系研究，产沙无效降雨会增加水沙关系研究的偏差，在缺乏降雨强度准确数据时，应选择降雨历时短、降雨量大的产沙有效降雨进行水沙关系分析；在流域尺度，降水空间分布对降水输沙相关关系有影响，距流域出口站距离较近雨量站降水数据的水沙相关关系较好。      

晋西黄土区长期封禁小流域植被群落动态变化

【目的】探索晋西黄土高原封山育林小流域植被群落多样性及种间关联性的动态变化规律,为黄土高原地区仿拟自然植被的恢复与构建提供理论依据和技术支撑。【方法】2016年7、8月,以山西吉县蔡家川流域内实施封山育林35年的柳沟小流域为调查对象,采用样线与样方相结合的方法,对阳坡、半阳坡、阴坡、半阴坡、梁峁顶和沟底6种不同生境的植被状况进行调查,并与1996年(封禁15年)、2007年(封禁26年)、2016年(封禁35年)在柳沟小流域相同生境调查的数据进行对比,将1996—2007年划分为第1时段,2007—2016年划分为第2时段,研究封山育林小流域群落生物多样性及种间关联性的动态变化规律。【结果】在时间尺度上,表示相似性程度的Jaccard指数在第2时段各生境均较第1时段同生境明显增加,半阳坡、阳坡、半阴坡、阴坡、梁峁顶和沟底的增长率分别为69.6%、27.3%、18.1%、48.5%、5.2%和1.0%;表示物种更替程度的Cody指数在第2时段除梁峁顶与第1时段相同外,其余生境均有所减小,半阳坡、阳坡、半阴坡、阴坡和沟底的减小率分别为41.2%、29.4%、28.6%、50.0%和22.7%;2016年生境梯度Jaccard指数表现为阴坡-半阴坡﹥阳坡-半阳坡﹥沟底-阴坡,生境梯度Cody指数表现为阴坡-半阴坡=阳坡-半阳坡﹤梁峁顶-阳坡;2007年半阳坡与1996年同生境群落的种间关联性不显著(P﹥0.05),阳坡、沟底也存在相同情况,其余同生境不同时段的群落种间关联性呈显著正关联(0.01﹤P﹤0.05);2016与2007年沟底群落种间关联性为显著正关联(0.01﹤P﹤0.05),其余生境群落种间关联性均为极显著正关联(P﹤0.01);表示群落间联结强度的联结系数(AC)除梁峁顶第2时段较第1时段下降外,其余生境的联结系数均较之前增加。【结论】在晋西黄土高原封山育林小流域,植被多度指标的改善速率在封山育林后2007—2016年阶段慢于封山育林后1996—2007年的前期阶段;阴坡与半阴坡、阳坡与半阳坡群落的相似度提高,物种更替速率减慢;随时间延长,同一生境其群落间具有一定的相关性,群落结构渐趋稳定,仍处于进展演替阶段。     

冷却液温度对柴油机热功转换效率的影响

以热力学第一定律为基础,分析了柴油机热功转换的机制,在此基础上建立了基于GT-Suite软件的仿真模型,实现了冷却系统与发动机的耦合仿真。设计并进行了DEUTZ TCD8V2015型柴油机的热平衡试验,对仿真模型进行了校核。利用所建立的分析手段,研究了冷却液温度变化对柴油机热功转换过程的影响,得出了发动机性能及缸内传热随冷却液温度的变化趋势。结果表明柴油机中小负荷时冷却液温度变化对热功转换效率影响较大,冷却液温度每升高20℃,热功转换效率增加2%～3%。     

晋西黄土区退耕还林后土壤入渗特征及土壤质量评价

为研究晋西黄土区退耕还林后不同植被覆盖下土壤的入渗特征及土壤质量评价,采用野外双环入渗法测定土壤的入渗特征,并测定不同地类土壤的容重、孔隙度、有机质、全氮等指标,使用相关性分析研究不同类型植被覆盖下土壤的入渗性能及其与土壤理化性质的相关关系,并将各地类的土壤理化性质进行主成分分析。结果表明:(1)植被类型对于土壤渗透速率影响较大,表现为天然次生林刺槐×油松混交林刺槐纯林油松纯林灌木林地苹果园地荒草地农田(玉米地)。(2)退耕还林后,不同植被类型的土壤理化性质差异显著(P0.05),随着森林逐渐恢复,土壤容重下降,孔隙度及有机质等含量增加,土壤理化性质得以改善,入渗性能也有明显提高。土壤入渗特征与总孔隙度、非毛管孔隙度、有机质和全氮含量呈极显著正相关(P0.01),与容重呈极显著负相关(P0.01),与速效磷呈显著负相关(P0.05)。(3)综合土壤入渗性能和土壤理化性质作为土壤评价指标,晋西黄土区退耕还林后不同植被类型土壤质量从高到低依次为次生林刺槐×油松混交林刺槐纯林油松纯林灌木林地苹果园地荒草地农田。