水库消落带消浪植生型生态护坡技术应用

以消浪固土为生态护坡目标,通过设计一种自锁定消浪植生型生态护坡构件,最大限度地降低波浪冲刷力,保护消落带表层土壤,并在构件植物栽植孔中种植牛鞭草、狗牙根、野地瓜等水土保持植物,在水陆交界面形成一个连续的波浪缓冲带,同时有效发挥植物根系的固土护坡作用,从而实现生物—工程相结合的消落带坡面防护。该技术具有稳定性高、适应性强、消浪作用好以及环境友好的特点,可显著减轻波浪对消落带坡面的侵蚀作用,提高植被保存率。     

改进型深筒式消力井消能效果及影响因素分析

为优化深筒式消力井装置的结构,使其在增加消能率的同时而不影响水流平顺流入下一级管道,并能降低水流对消力井井底的冲刷破坏作用,通过理论分析和模型试验研究,测量了消力井的相关水力参数,计算了不同结构体型消力井的水头损失系数和消能率,从消能率的角度探讨了多喷孔出水口的结构参数、溢流板高度与水头损失系数之间的关系,结合井底压强分布情况寻找较优的结构体型。结果表明:采用多喷孔出水口并增设溢流板的改进Ⅱ型消力井消能率比传统型的要高30%且井底压强分布均匀,在结构上具有明显优势。改进Ⅱ型消力井在小流量情况下过堰水流为自由出流,此时消力井水头损失系数会随流量的增加而降低,当流量增加至淹没出流后消力井水头损失系数随流量变化不明显。相对开孔面积为100%时,消力井主井水头损失系数随喷孔孔径的增加会有小幅度的减小;在距径比不大于2.5时水头损失系数随距径比的增大而减小,距径比大于2.5之后对水头损失系数影响不大;喷孔错列布置的水头损失系数明显比并列布置的大;溢流板高度对消力井水头损失系数的影响不明显,在淹没出流时堰板高度小的消力井水头损失系数略微有所降低。此研究可为深筒式消力井的结构设计提供参考,亦可为解决长距离管道输水过程中的消能问题提供科学依据。     

紫花苜蓿对黄土边坡浅层破坏防护时间效应的数值分析

为探究紫花苜蓿对黄土边坡浅层破坏防护的时间效应,该研究考虑降雨入渗条件并以含不同生长期紫花苜蓿的黄土边坡为例,基于室内土工试验获取参数,分别采用含植物根系的无限边坡模型和数值模拟两种方法进行稳定性分析。结果表明：降雨作用使得边坡潜在滑动面位置由坡体内部转移到降雨最大入渗深度处;随着坡面植被的生长,边坡浅层土体的强度逐渐提高,潜在滑动面又逐渐转移到边坡内部。根据数值模拟强度折减法,边坡稳定系数随着植被生长不断增大。对比无限边坡模型与数值模拟方法计算的边坡稳定系数,植物根系生长到1.0 m且不论在天然状态或降雨条件下黄土边坡均处于稳定状态,植物根系在0～0.8 m且在降雨条件下时处于不稳定状态,随着边坡植物生长期的延长,边坡稳定系数总体变化趋势一致,即先降低再逐渐增大。草本植物随着生长期的延长,对降雨条件下黄土边坡坡面侵蚀有明显的抑制作用,从而草本植物根系生长能够提高黄土边坡稳定性。当草本植物生长时间达到150 d时,能够有效防治黄土坡面侵蚀,并提高黄土边坡稳定性,因此草本植物生长的前5个月为关键期。研究成果对于黄土边坡浅层破坏防护以及实现黄土地区可持续发展具有重要的理论意义和应用价值。     

水泥泥炭与纤维基干喷生态护坡基材配方优化及现场试验

为修复各种工程建设形成的边坡生态系统,获得干喷生态护坡基材的配制规律,该文以一种新型干喷生态护坡基材为研究对象,以生态基材组分中的泥炭、纤维、水泥、土壤改良剂和保水剂为5个因素,各取4个水平,开展了多指标多因素正交试验探索各因素和水平对狗牙根的发芽和生长状况的影响规律。结果表明:影响植物生长和出芽的因素的重要性从大到小依次为水泥、保水剂、聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)、纤维、泥炭。纤维和泥炭含量对植物出芽率影响不显著,植物出芽率与水泥含量呈线性关系,基材水泥含量越高植物生长越差;为确保植物较好生长,水泥体积百分比不宜超过10%。对于湖北三峡翻坝公路区域,适合狗牙根生长的最优基材配比:除当地泥土外,泥炭20%,水泥5%,PAM0.05%,保水剂0.15%,纤维40%。基材p H值与时间呈较好线性关系,植物本身具有调节p H值的能力,随着时间的增长,基材p H值逐渐降低,逐渐接近中性。该文结果对三峡翻坝公路所处长江中游及鄂西南地区生态护坡基材配比具有指导意义;研究所得规律,同样适用于土壤气候条件相似的其他中部地区;试验、分析方法亦可适用于其他区域生态护坡基材配比研究。     

青藏高原东北部黄土区灌木幼林根系护坡的时间效应

为研究青藏高原东北部黄土地区植物护坡效应的可持续性,选取种植在自建试验区的四翅滨藜、柠条锦鸡儿、白刺、霸王4种灌木植物,分别对生长时间为1～4a的上述灌木进行了野外现场拉拔试验。试验结果表明,4种灌木植物在其1～4a的生长时间里,四翅滨藜的抗拔力和侧根数在4种灌木中表现最大,霸王的根径是4种灌木中最大的;生长时间为1a的4种灌木中霸王地径最大,其后的2～4a生长时间中,四翅滨藜的地径则在4种灌木植物中表现最大。霸王和白刺的平均根径与生长时间之间呈显著幂函数关系,四翅滨藜和柠条锦鸡儿两者之间均呈指数函数关系;四翅滨藜和白刺的平均侧根数与生长时间之间呈显著的幂函数关系,霸王和柠条锦鸡儿的平均侧根数与生长时间之间呈线性函数关系;四翅滨藜和白刺的平均地径与生长时间之间呈幂函数关系,霸王和柠条锦鸡儿的平均地径与生长时间之间呈指数函数关系;四翅滨藜和柠条锦鸡儿的平均抗拔力与生长时间之间呈显著幂函数关系,霸王的平均抗拔力与生长时间之间呈线性函数关系,白刺的平均抗拔力与生长时间之间为指数函数关系。这种现象反映了4种灌木植物在试验区边坡防护中均表现出了较强的护坡可持续能力。     

稻秸秆泥皮护坡材料对路基水分迁移影响的初步研究

为研究晴雨天气下,稻秸秆泥皮护坡材料对路基水分迁移的影响,在测定该材料渗透系数和干湿循环抗渗性能基础上,进行室内路堤边坡模拟试验,分别在连续的自然照射和坡面冲刷条件下,测定路基内部含水量变化,以此分析稻秸秆泥皮护坡材料在极端干旱和连续降雨条件下,对路基内部水分迁移特征的影响.结果表明:稻秸秆泥皮材料渗透系数较小,干湿循环不会导致其抗渗性能明显降低;该材料能有效避免坡面泥皮结构失水干裂,减少干旱天气下,路基内部水分向外过度蒸发迁移,保证路基含水量稳定,坡面植被发育后,保水防裂作用更加明显;该材料具备较强的水分隔阻能力,有效减少强降雨期间的坡面雨水人渗及水分进一步向路基内部扩散迁移,同时有效促进植被生长,泥皮+稻秸秆+草根复合泥皮结构,能进一步提高坡面抗雨水冲蚀性能,形成可靠的边坡生态防护系统.该研究对公路路基设计与施工具有重要的指导意义.     

Technical experiences made with the litter bag test as required for the risk assessment of plant protection products in soil

Background, aim, and scope  The aim of this review was to assess the degree to which recent litter bag studies performed between 2002 and 2004 have followed the recommendations laid down in the ‘Effects of plant protection products on functional endpoints in soil (EPFES)’ guidance document and the Organisation for Economic Co-Operation and Development (OECD) Guidance Document on the Breakdown of Organic Matter in Litter bags (OECD, Guidance document on the breakdown of organic matter in litter bags, OECD series on testing and assessment, no 56, 36 pp, 2006), which can be required under European Union (EU) Directive 91/414/EEC (EU, Off J Eur Union, L230:1–32, 1991) for assessing the effect of plant protection products on non-target soil macro-organisms which contribute to the breakdown of organic matter. Materials and methods  The current review covers the analysis of key parameters of the litter bag method of a total of 29 litter bag studies conducted by six European Crop Protection Association companies. Results  The two validity criteria [i.e. 60% mass loss at the end of the study in the control and a maximum coefficient of variation of 40% for mass loss in the control plots (n = 6) during the first 6 months of the test] were met in all of the studies reviewed. In over half of the studies, more than 60% mass loss was reached in the control litter bags after about 6 months. Statistically significant effects on organic matter breakdown due to plant protection products were repeatedly observed during the first few months of the study conduct, including effects >10% up to >25% compared to the control. Discussion  The survey of 29 study reports—performed from May 2002 to May 2004—showed that litter bag studies are generally being performed following the ‘EPFES’ guidance document and the OECD guidance document no. 56. Transient, statistically significant effects >10% up to >25% compared to the control were determined repeatedly during the first few months of the study conduct, thus clearly indicating the sensitivity of the litter bag test system. Conclusions and perspectives  The litter bag study design is a valuable test system for the risk assessment of plant protection products on non-target soil macro-organisms which contribute to the breakdown of organic matter under EU Directive 91/414/EEC (EU, Off J Eur Union, L230:1–32, 1991). In general, it can be concluded that the litter bag test, as proposed by EPFES and the OECD guidance document, provides an integrative answer on the potential effects of plant protection products on organic matter breakdown in soil and can be continued to be used if the studies follow the recommendations as presented in the guidance documents closely.     

小水电代燃料生态保护区农村用电量预测研究

小水电代燃料生态保护工程是以生态效益为主的公益性工程,论文结合小水电代燃料生态保护工程的特点,利用灰色系统理论建立了项目区未实施小水电代燃料情况的农村年用电量预测模型,将实施小水电代燃料工程后的农村用电量分为代燃料生活用电量和常规用电量两部分,应用弹性系数法建立了常规用电量预测模型。实例应用表明,灰色预测模型和弹性系数预测模型对于小水电代燃料农村用电量和常规用电量预测是十分有效的;小水电代燃料工程实施后,不仅会极大地增加代燃料用电量,也会带动项目区常规用电量的增长。研究成果为小水电代燃料工程的生态环境效益评估、确定代燃料电价、制定多能互补方案奠定了科学基础。     

果树LAI快速检测的随机分布模型构建

目前对精确喷施机具本身研究较多,而对喷施对象—果树叶面积指数（LAI）的快速检测方面达不到与机具对接的要求。其中,LAI快速检测样机构建中,光学模型的构建是关键。针对果树具有单一、独立、冠层不规则、不均匀的特点,进行了计算机随机分布模型的仿真和LAI计算。基于从简单到复杂、一般到个别的原则,用VC语言构建了平面随机分布矩形叶子及其LAI测试界面。根据真实番石榴果树的具体参数如投影区域面积和叶宽度等进行匹配,构建随机分布计算分析模型,并应用在基于真树和人造树的虚拟番石榴树LAI计算中,得到虚拟果树阴影率的变