基于风洞试验的风沙区光伏阵列近地表形态变化规律研究

[目的] 研究库布齐沙漠中段沙区光伏阵列扰动下地表形态变化规律及其与风环境的关系,为科学制定沙区光伏电站次生风沙危害防治技术方案提供理论依据。[方法] 运用风洞试验方法,分析光伏阵列与风向之间夹角为0°,45°,90°,135°和180°时光伏阵列地表蚀积空间分布规律和地表形态剖面特征。[结果] 夹角为±90°时,迎风侧前两排电板区域地表蚀积变化表现为风蚀以中度和重度为主,堆积以轻度为主。第3—5排电板区域在前两排电板的遮蔽作用下风沙活动强度大幅降低。夹角为±45°时所有电板区域蚀积变化规律较为相似;45°时蚀积变化表现为风蚀以中度和重度为主,堆积以中度和轻度为主,小范围出现重度堆积现象;-45°时风蚀和堆积均表现为以轻度和中度为主。以8 m/s风速条件为例,不同夹角条件光伏阵列地表蚀积强度表现为：45°>90°>-45°>-90°>0°。夹角为0°时最小,蚀积变化极差仅为1.265 cm。夹角为45°时最大,蚀积变化极差可达5.429 cm。夹角绝对值相等符号相反风况条件下,夹角为正值相较负值时光伏阵列地表风沙活动更为强烈。夹角为45°时蚀积强度是夹角为-45°时的1.566倍,夹角为90°时则是夹角为-90°时的1.269倍。[结论] 沙区光伏阵列次生风沙危害的防治技术方案设计应充分考虑区域主害风向条件。     

喀斯特槽谷区岩石与坡面夹角对产流产沙过程的影响

为明确喀斯特槽谷区岩石与坡面夹角对坡面产流产沙过程的影响,在6个岩石与坡面夹角(30°,60°,90°,120°,150°,180°)、3个坡度(10°,15°,20°)和3个流量(5,7.5,10 L/min)组合条件下,开展室内放水冲刷试验。结果表明:(1)地表产流率随冲刷历时呈先增加后稳定的趋势,而含沙量和地表产沙率随冲刷历时均呈波动性减小趋势;(2)各岩石与坡面夹角下,地表产流率无显著差异(P＞0.05);但含沙量与地表产沙率均差异显著(P＜0.05),表现为含沙量和地表产沙率在60°夹角下与30°和120°夹角下差异不显著(P＞0.05),但显著高于90°,150°和180°条件下的含沙量和地表产沙率(P＜0.05);(3)地表产流率与含沙量在60°,90°,120°夹角下均呈显著幂函数正相关(R²=0.32~0.56,P＜0.05),而在其他夹角下二者关系不显著(P>0.05)。地表产流率与地表产沙率在60°,90°,120°,150°,180°夹角下呈显著线性正相关(R²=0.35~0.86,P＜0.05)。研究表明喀[JP]斯特槽谷区岩石与坡面呈一定夹角时,可加剧坡面产沙,并改变产流与产沙关系。     

黄土丘陵沟壑区小流域侵蚀沟数量及形态特征

为分析黄土高原不同类型侵蚀沟形态特征及其区域差异,以黄土高原第一副区和第五副区小流域为例,基于无人机影像(0.15 m)及DEM(1 m),分析沟谷网络特征和各类型侵蚀沟的数量特征,并对比冲沟和切沟的二维、三维形态参数。结果表明：丘一区小流域主沟支沟比为1∶35.6,远小于丘五区小流域主沟支沟比(1∶22.0),且各级沟谷密度多高于丘五区,表明丘一区支沟数量多,发育程度较高,地表更破碎,沟谷系统形态更复杂。丘一区和丘五区侵蚀沟类型都以切沟为主,密度分别为9.72,14.22 km/km²,冲沟密度分别为4.27,4.23 km/km²,冲沟数量虽少,但沟谷面积较大。切沟在沟谷网络分级中主要集中在1级,冲沟主要分布于1～3级,干沟多为3～5级。丘一区切沟除纵比降较大外,其他形态参数均明显小于丘五区,说明丘五区切沟规模更大,但两区冲沟形态差异较小。切沟、冲沟的体积和面积之间都具有显著的幂函数关系,但丘一区冲沟和切沟的判定系数更高,表明其同类侵蚀沟在形态上更具有相似性。研究结果为黄土高原侵蚀沟准确统计和小流域水土保持综合治理提供参考。     

黑土坡面细沟形态及剖面特征试验研究

[目的] 对比分析不同坡度条件下黑土坡面细沟宽度、深度、宽深比、细沟剖面形态及沟壁坡度特征,为东北黑土区坡耕地细沟侵蚀防治提供科学参考。[方法] 在野外径流小区不同坡度（5°和10°）下开展汇流冲刷试验〔1 L/（min·m²）,历时60 min〕。[结果] ①试验条件下,黑土坡面细沟剖面形态主要为“U”型,细沟平均宽深比介于2.3~4.9之间;②随着坡度的增大,细沟下切侵蚀作用增强幅度明显超过细沟沟壁崩塌侵蚀作用,导致细沟宽深比减小,细沟剖面形态由“宽浅型”向“窄深型”转化;③对于坡面不同位置,细沟平均宽深比在坡上,坡中,坡下位置分别为2.7,1.6,5.4,即自坡面上部到下部依次表现为“宽浅型”—“窄深型”—“宽浅型”的细沟剖面变化特征;④黑土坡面细沟沟壁坡度主要为37.7°~85.2°,其值随着地面坡度的增加而增大,且不同坡位之间细沟沟壁坡度表现为坡中位置大于坡上和坡下位置。[结论] 防治东北黑土区陡坡耕地中段位置的细沟发育尤为重要,对缓解该区水土流失问题有重要作用。     

重庆饱和紫色土坡面片流与细沟流水力学特性及临界条件试验研究

为比较饱和紫色土坡面片流与细沟流水力学特征并明确其临界水力学特性,进行5个坡度(2°,5°,10°,15°,20°)和3个雨强(30,60,90 mm/h)组合 条件下的室内人工模拟降雨试验,在测得坡面片流、细沟流及其转变的临界流速的基础上,计算得到片流、细沟流及其转变的临界水力学参数,包括水深、雷诺数、弗劳德数和达西阻力系数。结果表明:在不同侵蚀阶段,片流流速为0.064~0.151 m/s,细沟流流速为0.175~0.350 m/s,雨强和坡度在不同侵蚀阶段对流速和水深的影响程度存在差异。片流均为层流,＜10°坡时,片流为缓流,片流多居缓层流流态;中、大雨强条件下,细沟流均为过渡流,＞5°坡时细沟流均为急流,细沟流多为急过渡流流态。片流达西阻力系数与坡度和雨强呈负相关关系,细沟流达西阻力系数与坡度和雨强呈正相关关系。坡面径流由片流转为细沟流的临界流速为0.100~0.165 m/s。流速改变坡面形态,导致细沟侵蚀发生的临界水流流态和水流阻力随坡度和雨强变化的规律不同。研究结果对于认识饱和土壤条件下坡面不同侵蚀阶段径流水力学特性,进一步明确由片流转为细沟流的临界水力条件具有一定参考价值。     

黄绵土细沟水流输沙能力对地表冲刷流量的响应

为明确黄绵土在径流冲刷下的细沟侵蚀特征和产流产沙规律,通过细沟模拟,设计3个流量(2,4,8 L/min)和4个坡度(5°,10°,15°,20°),在变坡土槽中进行室内冲刷试验,实测不同坡度和流量下黄绵土在坡面细沟发育过程中产生的最大径流含沙量,并得到其相应的输沙能力(A)。结果表明,当坡度一定时,输沙能力随流量增大呈线性增大,且坡度越大增幅越明显;当流量较小时,输沙能力随坡度增加而缓慢增加,当流量达到8 L/min时,输沙能力随坡度增加的幅度更为明显,但坡度上升到15°以后几乎不再变化,说明流量对输沙能力的影响更为显著。含沙量(c)随沟长(x)的变化规律符合数学模型c=A(1-e-Bx),控制所有流量坡度组合在不同沟长(1,2 m)条件下进行冲刷试验,将冲刷测量得到的径流含沙量与各组合下的输沙能力(A)代入关系式,利用待定系数法计算出不同试验条件下含沙量随沟长变化的衰减系数(B)。研究结果可为黄绵土水土保持研究与实践提供理论基础与科学依据。     

洛川塬区晚中更新世以来沟谷发育与土壤侵蚀量变化初探

洛川塬区土壤侵蚀变化表现出不同的侵蚀期,土壤侵蚀过程就是沟谷的发育过程。通过分析洛川塬区晚中更新世以来洛河阶地和沟谷黄土、古土壤记录的古地貌形态得出,560～460kaB.P.的第一侵蚀期洛河一级支流开始广泛形成;洛河较大的二级支流形成于250～200kaB.P.的第二侵蚀期;140～95kaB.P.的第三侵蚀期洛河形成了三级支流;洛川塬区众多的冲沟主要是全新世(10～0kaB.P.)以来形成的。分析了洛川塬区不同侵蚀期形成的沟谷地貌形态。以黑木沟为例,具体分析了黑木沟的发育过程和土壤侵蚀量变化。     

中国东北漫川漫岗典型黑土区沟道侵蚀特征

[目的] 通过对450 km²黑土区进行实测调查,旨在评估研究区沟道侵蚀现状。[方法] 选取沟道侵蚀严重的450 km²的漫川漫岗黑土区为调查区域,首先在谷歌卫星影像上进行侵蚀沟识别和定位,再对侵蚀沟立体形态进行实地测量。[结果] ①研究区土地利用以耕地为主,耕地、建设用地、林地、草地分别占研究区总面积的85%,8%,6%,1%。②研究区坡耕地占86%,坡度0.25°~3.0°占64%,大于5°的占12%。③共有侵蚀沟1 049条,其中耕地中侵蚀沟577条,占总侵蚀沟条数的55%;沟壑密度1.2 km/km²,按沟壑密度衡量沟蚀强度为中度;沟壑面积比例为2.89%,以此界定沟蚀强度为剧烈。④研究区侵蚀沟平均长度、宽度、深度和面积分别为996,13.1,2.7 m和2.4 hm²。[结论] 漫川漫岗黑土区沟道侵蚀严重,主要危害坡耕地,但侵蚀沟相对较小,易于治理。     

黄土高原典型区沟谷分布谐波分析

为了研究黄土高原地形起伏的周期性,从而探索支沟沟谷分布规律,为黄土高原的土壤侵蚀评估提出新的思路。该文以甘肃西峰、山西吉县、陕西安塞、宁夏固原为研究区尝试利用谐波分析和周期图分析的方法研究黄土高原不同类型区沟谷分布规律。结果表明,黄土高原不同类型区主沟沟谷的周期大小有明显不同,总体来看,高原沟壑区>过度地区>丘陵沟壑区;黄土高原支沟周期主要分布在400～800m,其周期个数占总周期数的97.5%。对4个研究区的支沟沟谷周期数据进行t检验,结果表明甘肃西峰、陕西安塞、山西吉县相互之间周期均值差异均无显著性(P>0.05);宁夏固原与陕西安塞、山西吉县、甘肃西峰侵蚀支沟分布周期均值双尾检验概率P值均小于0.01,故可认为均值差异极显著。提取不同类型区大于5°坡度的平均坡度分析发现,研究区平均坡度的大小关系为:甘肃西峰>山西吉县>陕西安塞>宁夏固原,支沟沟谷的平均分布周期随平均坡度的增加而不断减小,说明区域平均坡度的大小直接影响着黄土高原支沟的形成。     

福建省花岗岩坡地沟谷侵蚀试验研究初报

 根据野外考察和定点径流泥沙资料,对花岗岩坡地沟谷侵蚀动力机制、径流泥沙运行规律、发育过程、侵蚀模数等进行定量分析。指出浅沟在坡地折坡处是引发切沟发育的主要地段,是浅沟治理的重点部位。崩岗沟发育地区土壤侵蚀模数大,是花岗岩坡地水土流失防治的重点。     

2000—2020年华北平原耕地综合价值及其时空变化

[目的] 测算华北平原耕地的综合价值,分析价值差异和变化趋势,为中国耕地保护提供科学依据,促进形成耕地“多位一体”的保护新格局。[方法] 基于耕地的现实功能与人为耕作的影响,将耕地的价值分为正向价值(经济价值、社会价值、生态价值)和负向价值(农药、化肥),利用收益还原法、价值替代法和当量因子法对华北平原2000,2010,2020年耕地的综合价值进行核算。[结果] 2000,2010,2020年华北平原耕地价值分别为5.01×10¹²,8.45×10¹²,6.43×10¹²元;耕地的经济价值比例呈下降趋势,且正向价值在研究时段均大于负向价值。此外,各省间耕地价值分布不均衡,受耕地面积、耕作方式和农产品价格影响较大;其中,山东省耕地价值一直较为突出,河南省变化幅度较大;各省单位面积耕地的负向价值均呈上升趋势。[结论] 2000,2010,2020年,华北平原的正向价值中,经济价值比例呈下降趋势,耕地的社会价值和生态价值的重要性逐渐凸显。各省单位耕地负向价值的区域差异较大,且负向价值均呈上升趋势,河南省最为明显,农膜、化肥等对耕地的负向影响一直没有得到有效治理,且呈逐年加重的趋势。     

不同坡度黄土微地形条件下SCS-CN模型参数研究

基于自然降雨数据研究径流曲线数（SCS-CN）模型参数难以排除坡度的干扰,从而影响模型计算径流量的精度。为了准确探究黄土微地形条件下不同坡度（5°,15°,25°）对模型的初损率（λ）和径流曲线系数（CN）的影响及其变化规律,从而为后续SCS-CN模型参数研究提供科学依据和优化径流预测模型。通过开展人工降雨试验（90 mm/h雨强、人工掏挖耕作）,探究黄土微地形不同坡度下SCS-CN模型的λ值和CN值。结果表明5°坡度下,λ=0.2,CN=75.58时模拟效果最佳;15°坡度下,λ=0.15,CN=77.28时模拟效果最佳;25°坡度下,λ=0.1,CN=72.91时模型的模拟效果最佳。λ=0.2这一标准参数值不能满足不同坡度条件下的径流模拟,且随着坡度增加呈现显著的递减趋势。     

黄土丘陵沟壑脆弱生态区耕地资源价值动态变化研究--以上黄试区为例

深化对耕地资源价值的认识,有助于实现耕地资源价值重建和耕地保护。本文以黄土丘陵沟壑区为研究对象,以宁夏回族自治区固原市原州区上黄试区为例,分析了耕地资源的价值体系,提出耕地资源经济产出价值、社会保障功能价值以及生态服务功能价值的估算方法,并对上黄试区1982年、2000年和2010年耕地资源价值进行了测算。结果表明:治理前(1982年),上黄试区耕地资源的价值较低,仅为4.37万元·hm-2 ,治理期(1982—2000年)和退耕期间(2001—2010年),上黄试区耕地资源价值有较快增长,两时期末的2000年和2010年分别达到24.13万元·hm-2 和56.47万元·hm-2 。其中耕地资源的经济产出价值增长最快,1982年仅为0.87万元·hm-2 ,2000年和2010年分别达到10.96万元·hm-2 和21.86万元·hm-2 ,耕地资源经济产出价值占耕地资源价值比重也由1982年的19.91%提升到2000年和2010年的45.41%和38.71%;其次是耕地资源社会保障价值,1982年耕地资源社会保障价值为2.11万元·hm-2 ,2000年和2010年分别达到8.37万元·hm-2 和25.00万元·hm-2 ;整个研究期间,耕地资源生态服务功能价值不断提升,1982年为1.39万元·hm-2 ,2000年和2010年分别达到4.81万元·hm-2 和9.62万元·hm-2 。不同时期耕地资源价值变化的影响因素不同,上黄试区综合生态经济治理期间(1982―2000年),科技因素对耕地资源价值提升起主导作用;而退耕期间(2001―2010年),政策因素对耕地资源价值提升起主导作用。为促进上黄试区耕地资源价值进一步提升,需要进一步对现有部分坡耕地实施退耕,提高耕地质量和集约化水平,实施农业节水工程建设等措施,提高耕地资源化配置水平。     

~(60)Co-γ辐照对红烧鸡块货架期及其感官品质的影响

为探讨辐照保鲜技术应用于红烧鸡块的最适条件,利用60Co-γ射线对红烧鸡块进行辐照灭菌,分析辐照剂量与红烧鸡块感官品质、微生物生长、过氧化值、酸价、TVB-N值及货架期之间的关系。结果表明,使用辐照剂量为8k Gy的60Co-γ射线对红烧鸡块进行处理,在贮藏120d后,红烧鸡块中的微生物数量可以得到有效控制,过氧化值、酸价、TVB-N值均在合理标准内,最大限度地保持产品新鲜度和感官品质,有效延长了产品的货架期。本研究为我国传统地方菜系的工业化生产提供了技术支持。     

条件极值的充分条件和必要条件

在国内已出版发行的高等数学各类论著、教材中，对条件极值问题只给出必要条件而未见讨论充分条件。本文对这一问题进行了一般性的讨论。     

场地土壤环境承载力估算及其在土壤污染修复目标值确定中的应用

土壤环境承载力研究是“土十条”中加强土壤污染防治研究的重要内容,在场地土壤污染修复目标值确定方法中耦合土壤环境承载力的估算模型能够极大地提升修复目标值制定的科学性。以江苏省某市废弃化工场地为研究对象,针对场地土壤中的三种主要污染物汞、六氯苯和氯苯,通过场地土壤布点采样分析,进行了污染物浓度空间分布特征分析和健康风险评价,并基于土壤环境承载力计算公式进行了三类目标污染物的土壤环境承载力和修复目标值的估算。研究结果表明,目标场地土壤中汞和六氯苯浓度超过筛选值的样点占到总样点的50%以上,而氯苯浓度超过筛选值的样点占到了总样点的17%,其空间分布主要受生产过程中的污染源的分布及生产工艺影响;土壤汞和氯苯存在较为严重的非致癌风险,而六氯苯存在严重的致癌风险;以风险筛选值作为环境质量标准的一般情景下的三种污染物的土壤环境承载力均有样点出现了小于0,即超过承载力的现象;以风险管控值为环境质量标准的乐观情景下,该三种污染物的环境承载力均大于0,即该区域还具备继续吸纳污染物的能力;基于土壤环境承载力估算模型的修复目标值较对应的风险筛选值和管控值均高出1.8倍～1.9倍,这是由于在承载力估算模型中对风险...     

重庆市农田生态服务价值时空变化特征及其驱动因素分析

农田对保障区域物质供给、生态系统服务供给有着不可替代的作用,为探究区域农田生态服务价值的时空变化和驱动因素,本文基于重庆市2007—2016年统计年鉴及相关年份区县年鉴数据信息,构建农田生态服务价值指标体系,引入物价指数,通过列表清单法对重庆市农田生态服务价值进行评估,利用STIRPAT模型分析各区县间人均农田生态服务价值差异的社会驱动因素。研究表明:(1)2007年、2012年和2016年重庆市农田生态服务价值分别为898.06亿元、938.97亿元和1 038.45亿元,呈明显上升趋势,增幅为15.63%;年均农田正向服务价值(1 024.49亿元)远高于其负向价值(59.02亿元)。(2)就农田生态服务价值空间变化而言,渝西片区的总量和人均变化幅度最大,为30.32%和16.80%,其中农业较为发达的永川区、江津区农田负向价值相对突出;人均年农田生态服务价值排序为:渝东南片区(5 855元·人-1)渝东北片区(4 027元·人-1)渝西片区(3 846元·人-1)主城片区(840元·人-1)。(3)农业人口、城市化率、万元GDP能耗是重庆市各区县人均农田生态服务价值空间差异的社会驱动因素,主城片区的发展对其农田生态系统造成较大的压力,该区域应合理调整产业结构,以提升农田生态服务价值。研究结果为重庆市农田生态环境保护、恢复以及耕地补偿等提供科学依据。     

复杂景观区土壤有机质预测模型的尺度效应

为研究复杂景观区土壤有机质预测模型的尺度效应,探讨不同空间尺度数据综合利用的问题,本文运用回归Kriging方法对河南省登封市土壤有机质进行预测,分析了不同空间尺度数据在建模过程中的作用和影响.结果表明:土壤有机质关于高程因子的趋势属于宏观趋势,以大尺度数据拟合该趋势值效果最优;小尺度数据不适合用于拟合土壤有机质的趋势值,但揭示了小尺度残差值的空间变异细节,增强了大尺度残差值的空间结构性,能够有效提高土壤有机质预测精度.因此,景观复杂区土壤有机质预测中,应基于大尺度数据模拟趋势值,大尺度数据和小尺度数据相结合拟合残差值的空间变异函数以预测残差值,最后趋势值加上残差值得到土壤有机质预测值.     

江苏省农地非农化过程中农地社会生态价值损失及区域差异研究

由于残缺的资源价值体系以及由此造成的农地资源价格扭曲,造成人们决策过程没有或极少考虑具有社会生态价值的农地资源在非农化过程中的隐性消耗。以江苏省为例,深入分析了农地非农化过程中农地社会生态价值的损失及其空间格局。研究表明,2000—2007年期间,江苏省因农地非农化导致的农地资源社会生态总价值的损失达到9.93×106万元。从单位农地社会生态价值来看,该价值较大的地区大部分集中在长江以北的江苏北部,而长江以南的苏南大多数地区的农地非市场价值较小。     

现代化温室环境参数的模糊控制

该文在分析了传统控制算法不足的基础上,提出了将模糊控制算法应用于现代化温室环境参数的检测和控制。首先确定输入输出变量的模糊语言值及隶属度值,然后给出了实现该模拟算法的硬件和软件设计。通过模拟的模糊运算,得出总控制表,采用软件查询的方法进行控制。实验表明,模糊控制技术应用于现代温室环境参数的检测和控制具有优良的性能