干旱荒漠区排矸场不同覆盖类型对土壤水分蒸发的影响

[目的] 在水分匮乏的干旱荒漠区煤矿废弃地植被恢复过程中,研究不同边坡覆盖模式对土壤水分蒸发的影响,为干旱荒漠区矿区废弃地生态恢复模式优化与完善植被恢复技术提供科学依据。[方法] 以中国西北干旱荒漠区煤炭基地废弃地——排矸场为研究对象,研究不同覆盖类型排矸场边坡土壤水分蒸发和表层土壤水分的变化。试验设置了草帘、生态毯和液态地膜3种覆盖类型,以无覆盖为对照。[结果] 干旱荒漠区煤矿排矸场边坡表层土壤含水量基本呈随着坡位降低而增加的变化规律;蒸发试验进行初期各覆盖处理的土壤日蒸发量较大,随着时间推移日蒸发量逐渐降低,草帘覆盖下的平均土壤日蒸发量最低,与无覆盖处理之间的变化差异达到显著水平（p<0.05）;3种覆盖与无覆盖处理下的土壤水分累积蒸发量在排矸场边坡的不同坡位均表现出逐步上升的规律,无覆盖措施的土壤累积蒸发量增加较明显,草帘覆盖、液膜覆盖和生态毯覆盖措施下的土壤累积蒸发量分别比无覆盖措施减少了38.4%,24.2%和20.6%,坡面覆盖处理的土壤累积蒸发过程符合线性函数关系。[结论] 在草帘、生态毯和液态地膜3种覆盖类型中,草帘覆盖下的土壤含水量较高,草帘是减少边坡表层土壤水分蒸发量最为适合的覆盖措施。     

稻秸秆编织机自动摊铺分束装置设计与试验

针对平面式草帘编织机人工摊铺秸秆上料用工量大等问题,该文通过模拟稻秸秆人工摊薄、铺放的作业过程,研制了一种与现有草帘编织机配套使用的自动摊铺分束装置。该装置采用多连杆对切机构和耙分机构,可对稻秸秆进行"对搓"摊薄、"耙分"成束铺匀,并利用ADAMS软件对关键部件进行运动分析和参数确定。样机摊铺分束及编织试验结果表明:自动摊铺分束装置铺放秸秆厚度均值小于40 mm,满足后续编织要求;与平面式草帘编织机配套使用时,当机针针织频率fz=0.8 Hz,编织速度vb=90 m/h,设定摊铺装置对切机构的工作频率ft=0.8 Hz,分束装置耙分机构的工作频率fp=1.13 Hz,测得摊铺分束过程中秸秆的分束率Fs为92.12%,漏编率Lb小于5.44‰。编织的草帘质量满足使用要求;在同一编织速度条件下,该装置的使用较传统的人工上料方式减少用工2人,可提高单机作业年均收入近8 640元。     

公路边坡绿化覆盖物水土保持效果试验研究

公路施工过程中产生大面积裸坡,植物无法迅速生长,土壤流失量也特别大,铺设覆盖物是一种有效而廉价的保持水土的方法。为了研究不同覆盖物在坡面的水土保持效果,该文基于自制的室内人工模拟降雨器,在对其进行标定后,对已覆盖无纺布、遮阳网或草帘子的正在进行绿化喷播施工的模拟公路边坡进行人工模拟降雨试验,对3种覆盖物在公路边坡的水土保持效果进行了详细描述。3种覆盖物下坡面的径流量、径流系数、泥沙浓度以及产沙量均明显(P=0)小于裸坡的,说明无纺布、遮阳网和草帘子均可以有效的减少公路边坡喷播绿化过程中的水土流失。其中,草帘子覆盖下坡面的径流量(1.9mL/s)比裸坡减小69.9%,径流系数(6.4%)比裸坡减小14.9%,坡面产沙量(1.5g/m2)仅为裸坡的3.4%,且远小于无纺布和遮阳网覆盖下的,说明草帘子对公路边坡的水土保持效果较好。该文为公路边坡绿化施工中覆盖物的水土保持效果提供理论依据,为覆盖物的选择提供科学参考。     

地面覆盖对苏打草甸碱土盐分及牧草生物量的影响

试验区设在黑龙江省肇州县火车头村,土壤类型苏打草甸碱土。本试验随机选取碱斑,直接在碱斑上进行地膜覆盖、草帘覆盖及稻壳覆盖。结果表明,草帘覆盖控盐效果及对于植被的恢复能力明显优于稻壳覆盖与地膜覆盖。     

相变蓄热墙体对日光温室热环境的改善

该文以北京市郊区某蔬菜种植基地日光温室为研究对象,将所研制的新型相变蓄热墙体材料应用于日光温室北墙内表面,通过提高温室墙体太阳能集热与蓄热能力,达到提高太阳能热利用效率和改善日光温室热环境的目的。采用40mm厚相变蓄热墙体材料板的试验温室与同尺寸的普通砖墙的对照温室比较,2010年12月21日至2011年1月18日的比较试验结果表明:草帘开启时段(白天),前者后墙表面温度平均提高1～2.7℃,耕作层(0～20cm)土壤平均温度提升0.5℃,室内环境平均温度提升0.2～2.1℃;草帘关闭时段(夜间),试验温室后墙表面温度平均提高2.1～4.3℃,耕作层土壤平均温度提升0.5～1.4℃,室内环境平均温度提升1.6～2.1℃。所研制的相变蓄热墙体材料较好地改善了温室作物生长热环境,提高了日光温室的太阳能热利用率。     

塔里木沙漠腹地日光温室温度效益

塔克拉玛干沙漠地日光温室在冬季未加热时，温室内气温比高１４℃，地温高１５℃以上，可确保抗寒力较强的蔬菜正常生产；苇草草帘增温０．９℃，中棚增温３．７℃，当与温室被，中棚联合使用时，可确保绝大部分蔬菜正常生产。     

塔里木沙漠腹地日光温室温度效益

塔克拉玛干沙漠腹地日光温室在冬季未加热时,温室内气温比室外高14℃,地温高15℃以上,可确保抗寒力较强的蔬菜正常生产;苇草草帘增温0.9℃,中棚增温3.7℃;当与温室被、中棚联合使用时,可确保绝大部分蔬菜正常生产。加热可使内外温差达30℃,可提供如西红柿、黄瓜、辣椒等对温度要求较高的蔬菜品种获得高产所需的最佳温度环境。沙漠地区直射光可使温室内温度迅速上升达3.5℃/h,散射光也可确保温度不迅速下降。通风效率：温度上升减慢为0.33℃/h·m²～2.44℃/h·m²,温度下降增快3.7℃/h·m²。温室内温度不均,其规律为两端高、中间低;北面高、南面低。加热炉间距离应在25m左右,以使温室内温度分布更均匀。     

新春话韮

新春佳节期间,北方居民把韭菜鲜肉水饺视为别具风味的佳肴。寒冬腊月新鲜韭菜来之不易,就越显得其珍贵了.为了满足人们对韭菜的这种特殊需要,太原市郊区许多社队,在露地栽培韭菜的基础上,采用塑料薄膜和草帘覆盖保温的韭菜阳畦(题图),使韭菜能在春节期间应市,不但满足了市场需要,又获得了较高的收益(见表1) 。他们的具体做法是:     

四湖地区节能日光温室结构和原理

四湖地区冬春季气候特点是:冬季太阳高度较北方高,日照时数较北方少;春季降雨较多。发展日光温室的主要障碍因子是日照时数偏少。根据这些特点,进行了适宜四湖地区的节能日光温室的设计和研制:(1)光环境设计:屋面角>14°,后坡仰角>40°,方位角为正南向;矢高2.8m,后墙高1.8～2.0m,高跨比为1∶2.0～2.4。(2)温度环境设计:温室的跨度6～7m,前后坡比5～6∶1,保温比为1,遮荫比为1∶1.73。(3)后墙结构为内砖墙+空心层+砖墙+草泥;透光材料选用聚氯乙烯耐老化膜;前屋面保温材料为草帘。(4)设置碘钨灯补光和后墙“><”形火道增温措施。     

大棚黄瓜的深冬管理技术

1．增加光照。除使用优质无滴膜扣棚外，注意合理密度和植株调整。晴天要早揭晚盖草帘子，经常清扫薄膜表面上的碎草和尘土，增强透光率，连阴天时要开启目光灯。有条件的还可在目光温室内张挂反光幕，方法是将镀铝反光幕垂直张挂在目光温室届立柱南侧，高2m左右，上端用细铁丝拉线，使反光幕固定其上，下端卷上细竹竿拉直。     

复合聚苯板新材料组装式拱形鸡舍

新型鸡舍采用轻钢龙骨拱架顶棚式结构,选用聚苯板及无纺布为基本材料,经防水强化处理后的保温复合板材,作为屋面与侧墙的材料;窗为双面夹层保温复合材料上悬式窗,通过窗的启闭,形成开放封闭兼用型鸡舍。鸡舍保温效果强于其它类型,节省能源,舍内热空气分布均匀。鸡舍建筑造价为120～150元/m~2,比一般鸡场建设节约投资,降低肉鸡生产成本,提高了市场竞争力。     

十水硫酸钠相变蓄冷保温箱保冷特性的试验研究

针对果蔬保鲜冷链物流中2~8℃的运输温区要求,为了保证运输中果蔬等农产品的品质,研发一种经济性较高,相变温度为6.4℃,相变潜热为141 J/g的硫酸钠水合盐体系,其成分为(75.5%Na2SO4·10H2O+3%硼砂+1.25%聚丙烯酸钠+16%NH4Cl+4%KCl+0.25%去离子水).相变材料封装于聚乙烯蓄冷板中,应用于发泡聚丙烯(expanded polypropylene)保温箱和真空绝热板(vacuum insulation panel)保温箱中,组成蓄冷式冷链运输装备.利用产品供应规范(good supply practice GSP)验证设备建立保温箱温度测试系统,得到箱内各点的升温曲线,通过平均保冷时间来评价保温箱的保冷效果,对比了保温箱载货与空载情况下箱内各点的温度变化.综合考虑保温箱内侧面布置、顶层布置等不同的摆放方式,聚丙烯发泡与真空绝热板不同保温箱体材质对保冷性能的影响.研究表明真空绝热板的保温效果优于发泡聚丙烯,可提高保冷时间13.31%;蓄冷剂在侧布形式下的保冷时间较侧布加顶布方式延长4.7%;在真空绝热板保温箱中分析了载货情况下的保冷性能较空载保冷时间减少0.77 h.研究结果为蓄冷保温箱在冷链物流中的进一步设计和优化提供支持,以及蓄冷技术在果蔬冷链物流中的应用提供参考.     

介电式种子分选机电极线径对分选效果的影响

该文针对国内的介电分选机因无专用分选电极而无法应用于生产的问题,通过对分选电极材料和型式的研究,研制了以铝作为芯材并具有双绝缘层的电极。该电极的内绝缘层为聚乙烯,主要起绝缘作用;外绝缘层为聚氯乙烯,主要起保护聚乙烯的作用,兼顾绝缘作用。设计了3种不同尺寸的电极,并利用由它们绕制的滚筒对谷子和小麦种子进行了分选试验,得出了“无论是分选大粒种子还是分选小粒种子,都以小直径的电极绝缘线缠绕的滚筒为佳”的结论,为分选电极的设计与选用提供了理论依据。     

长沙地区低温粮仓双层通风屋顶最佳保温隔热层厚度分析

粮仓围护结构保温隔热性能对储粮安全和粮仓能耗有重要影响。粮仓屋顶面积大,是粮仓围护结构接受太阳辐射最强的部位,外界热量主要通过屋顶传入粮仓,因此屋顶是粮仓围护结构保温隔热设计的最重要部位。双层通风屋顶、高反射率的屋面隔热涂料和保温隔热材料等节能技术近年来在粮仓屋顶设计中得到迅速发展和应用。考虑屋顶不同外表面太阳辐射反射率和自然通风对双层通风屋顶传热的影响,该文给出并试验验证了多层屋顶非稳态传热模型和双层通风屋顶传热模型,利用经过验证的屋顶传热模型进行屋顶能耗计算,采用经济性模型和全生命周期理论对长沙地区低温粮仓普通屋顶和双层通风屋顶最佳保温隔热层厚度进行分析,并对采用最佳保温隔热层厚度时的生命周期总投资、净收益及回收周期进行计算和比较分析。研究结果表明:屋顶外表面太阳辐射反射率对长沙地区低温粮仓屋顶最佳保温隔热层厚度和经济性有较大影响,双层通风屋顶可以减小屋顶最佳保温隔热层厚度,长沙地区低温粮仓可采用双层通风屋顶和高反射率的屋面隔热涂料降低粮仓能耗,减少因能源消耗而引起的环境污染问题。长沙地区低温粮仓普通屋顶挤塑聚苯乙烯和膨胀聚苯乙烯最佳保温隔热层厚度为0.106~0.183 m,生命周期内最大净现值为417~633.38元/m2,投资回收年限为2.39~2.96 a。低温粮仓屋顶最佳保温隔热层厚度随屋顶外表面太阳辐射反射率的增大而减小,双层通风屋顶可以减少屋顶保温隔热层投资回收年限。该屋顶最佳保温隔热层厚度确定方法对于指导低温粮仓屋顶保温隔热设计具有一定指导意义。     

原竹骨架喷涂复合材料多功能组合构件力学性能试验研究

为研究原竹骨架喷涂复合材料组合构件的力学性能,该文通过立柱轴压性能和抗弯性能足尺试验,研究其传力过程、承载能力、破坏模式及复合材料对原竹骨架的增强作用。结果表明:组合构件立柱轴压试验的破坏模式为整体失稳破坏;在有限元参数分析中,立柱数目少于6根时,立柱数目越多,平均每根立柱的轴压承载力越大,但立柱数目超过6根时,平均每根立柱的极限承载力随立柱数目的增多反而有降低的风险;立柱间距在200~500 mm范围内,间距越大,其立柱平均承载力越高;对多根立柱统一均匀加载时,构件会发生整体失稳破坏,而对中间立柱单根加载时,其顶部出现局部压溃现象。抗弯性能试验的破坏模式为纵向原竹与复合材料产生滑移,构件在集中荷载处发生弯折破坏。复合材料对构件立柱提供了较好的约束作用,使其轴压承载力提高3.7倍,但与立柱达到抗压强度破坏时的极限承载能力相比低16.7%;当达到组合构件的弯曲容许挠度和峰值挠度时,构件所承担荷载分别约为原竹骨架构件的7倍与4倍,说明复合材料对原竹骨架的增强作用显著。研究成果可为喷涂复合材料-原竹骨架组合结构体系的工程应用提供参考。     

日光温室土墙传热特性及轻简化路径的理论分析

为减小日光温室土墙厚度,该研究在分析土墙温度变化的基础上提出了土墙轻简化路径并进行了理论分析。根据测试分析,土墙可划分为用于储蓄热量的蓄热层和防止热量从蓄热层向室外方向流失的保温层。土墙86.9%的部分为保温层。模拟结果表明使用由47 cm厚夯土和7 cm厚聚苯板(热阻等于3.13 m厚夯土保温层)构成的复合墙在夜间的放热量与3.6 m厚土墙相近。使用保温材料替代夯土保温层来减薄土墙在理论上可行。另外,根据模拟,当土壤20 cm深处温度提高至23℃后,土壤供热量可超过测试条件下土壤和土墙放热量总和。为此,土墙在理论上可通过以下2条途径实现轻简化:1)使用保温材料建造墙体保温层;2)使用土壤蓄热替代墙体蓄热。     

日光温室装配式土质夹心墙体热湿迁移及蓄放热性能研究

为研究日光温室装配式土质夹心墙体的热湿迁移及蓄放热性能,通过可控式墙体热湿耦合试验台控制墙体两侧温度、相对湿度的不同,实测墙内温度、相对湿度的稳态分布及瞬态变化,并对墙体的蓄放热性能进行定量计算与分析。结果表明：该层状异质结构复合墙体,热湿迁移存在耦合但并不明显;墙内填土始终保持高湿状态,有利于墙体蓄放热,是该墙体的主要蓄放热体;外侧墙板保温隔热效能明显,室外环境变化对墙体保温蓄热性能影响较小,且能使墙内热量主要向室内单向释放;墙内热量释放存在滞后效应,最长可持续6 d+6.5 h,但以快速放热期（4 d+8 h内）所释放热量为主,约占总放热量的85.64%～91.21%;所建立的数值分析方法可为不同厚度的同类墙体设计与建造提供参考,具有指导生产意义。该新型墙体设计理念先进,蓄放热性能优越,且能够快速装配、重复利用、就地还田,适于在中国大面积推广应用。     

稻草和地膜覆盖对冬季茶园保温增温作用的研究

通过对稻草秸秆覆盖、地膜覆盖等不同覆盖物表层及其对应的地表最低、最高温度23d连续测定与对比分析,研究了覆盖物对地表的保温、增温作用。各测点最低温度相关系数最小为0.889,最高温度相关系数最小为0.813,均在0.01水平显著相关,表明温度场高度相关。与对照相比,稻草覆盖使地表最低温度平均提高1.2℃以上,地膜覆盖则提高0.2℃以上。天气晴好状态下,稻草覆盖的保温作用强于地膜覆盖,且与覆草厚度无关;阴雨雪天气,稻草与地膜的保温作用均显著下降,稻草覆盖的降幅小于地膜覆盖,且覆盖厚度大降幅较小。天气晴好条件下地膜覆盖可以提高地表温度,无光环境中地膜无显著增温作用;将茶园覆盖的稻草分为晴天干草、晴天湿草、阴天干草、阴天湿草4种类型,其增温效果与稻草类型有关,且强于地膜覆盖。总之,与地膜相比,稻草覆盖保温效果好,并具有一定的增温效果,无污染,材料来源丰富,更适宜于作为冬季防寒材料。     

蓄冷保温箱真空隔热蓄冷控温传热模型与验证

为掌握不同参数对蓄冷控温特性的影响,建立了真空隔热蓄冷控温试验平台,以脐橙为试验对象,根据热平衡理论,建立蓄冷控温传热数学模型,并进行试验验证,进一步分析了不同参数对蓄冷控温特性的影响。数学模型计算结果表明,随着真空隔热板厚度的增加,在0~8℃温度的控温时间越长;当外界恒温30℃、真空隔热板厚度为25 mm时,0~8℃温区控温时长为106.14 h。试验结果表明,模型计算结果与试验结果吻合,控温时长平均误差为2.60%;当外界平均温度为33.5℃、真空隔热板厚度为20 mm、有太阳辐射时,在30 min内试验平台内温度由29.5℃降至7.2℃,降温速度较快。应用数学模型分析不同参数影响,结果表明:不同车速对传热速率的影响不显著;传热速率随着真空绝热板厚度的增加而下降,下降趋势呈指数变化;相同控温时长时,所需蓄冷剂质量与真空绝热板厚度呈指数变化;真空绝热板越厚,温度下降速率越快;太阳辐射会使控温时长缩短13.79%。该研究结果为蓄冷控温型运输装备的结构优化设计及蓄冷剂的选型、用量提供一定的参考价值。     

日光温室的热环境理论模型

该文考察了日光温室各部件的湿热平衡，建立、求解并验证数学模型，证明了模型的准确性。分析表明，室内气温主要受室外太阳辐射的影响，而室外气温只具有次要的作用；温室后墙对保证温室热环境具有重要作用，而且其夜间的作用大于白天；随着保温性能的提高，温室的热环境得到稳定改善，特别是当使用透光保温合一型材料时，温室的热环境得到更大的改善。