日光温室微气候的模拟与实验研究

运用热力学、传热学和建筑采光的基本理论,建立了日光温室微气候数学模型,编制了计算程序。该程序可以用于模拟分析日光温室室内环境参数的动态过程和分布规律,以及不同太阳辐射,不同围护结构和不同保温覆盖对其参数的影响。为日光温室的广泛应用提供理论依据。     

用CFD方法模拟日光温室温度环境初探

日光温室温度环境为一动态变化过程，该文建立了求解晴天室内温度环境的计算模型。将室外的水平面太阳辐照度、天空辐射温度、室外空气相对湿度、空气温度、风速及室内1.0m深土壤温度作为边界条件，采用计算流体动力学技术（CFD）中的非稳态方法求解控制方程，模拟了晴天室内温度随外界气候条件的变化，结果显示模拟得到的室内空气温度及土壤温度变化规律与实测值变化规律相同，盖帘后室内空气温度及土壤0.2 m深土层的温度模拟值与实测值相差约在1℃以内；探讨了边界条件中冷风渗透、土壤表面太阳能转换显热份额及1.0 m深土壤温度的取值变化对室内温度的影响。日光温室内温度动态变化模拟模型的建立对优化温室设计参数和预测不同天气情况下室内的温度环境变化具有参考意义。     

北方地区日光温室气象灾害风险评价

利用北方典型日光温室室内以及相应台站气象数据,建立基于BP神经网络的室内气温预报模型,以此预报北方243个台站1990-2009年室内气温,利用预报的室内气温数据及室外降水、日照、风速等气象数据和主要气象灾害指标,构建基于实数编码的加速遗传算法(Real-code accelerating genetic algorithm,RAGA)和投影寻踪(Projection pursuit evaluate,PPE)的日光温室气象灾害风险评价模型,并对北方地区日光温室主要生产月气象灾害风险进行逐月评价.结果表明,北方日光温室室内气温预报值与实际观测值的标准误差在0.89～1.54℃,方程决定系数在0.87 ～0.94.北方地区日光温室1-3月的气象灾害风险等级较高,分布在天山以北、大兴安岭以北的地区和西藏地区,主要是低温和大风沙尘天气.9月气象灾害风险等级最低,分布在长城以南,黄河以北地区,主要是低温.本研究构建的北方地区日光温室气象灾害风险评价模型可为日光温室气象灾害风险区划和防御提供决策支持.     

日光温室内反光膜补光的实践与理论探析

试验结果表明 ,温室后墙悬挂反光膜进行补光后 ,对温室内测定点处最大光照度值无影响 ,但平均提高测定点处水平光照度值 15 4 8% ;温室内凌晨时气温、地温、墙温和被反光膜遮掩处墙温分别比对照温室低 1 1℃、1 5℃、0 9℃和 1 8℃ ,但正午时分别比对照温室高 1 6℃、1 4℃、0 3℃和低 11 4℃。温室经济产量增加 7 4 % ,当期经济效益增加 2 1元 /m2 。     

分频北墙结构对日光温室内光热环境的影响

日光温室为中国特有的一种栽培设施结构,非对称的结构形式造成温室内南北光环境分布不均匀,一般墙体结构冬季夜间保温不能满足多数作物的生长需求。为构建具有保温蓄热能力、反射补光能力的多功能墙体结构,该研究设计了一种直接吸收太阳能的红外分频补光板（infrared frequency divided and supplementary light panel,IFDSLP）,可对室内光热环境进行调节。合成了基于氧化锡锑（antimony tin oxide,ATO）-三氧化钨（ tungsten trioxide,WO₃）的水基纳米流体,将该纳米流体补充进IFDSLP内腔,作为传热分光工质。当IFDSLP集热面积为7.2 m²,光程为10 mm、体积分数为0.005% 时,该流体工质在300～800 nm的植物光合有效波段中的平均反射率为79.6%,在近红外光波段中的平均吸收率为85.4%。该结构在增加温室北侧作物光照的同时,兼具温室夜间升温能力。IFDSLP系统的太阳能总利用率为71.9%,光热转换效率为36.4%,相比传统砖墙光辐射增加25%～28%,夜间空气温度平均提高1.5～2.0 ℃。该系统依托于现有日光温室结构,进一步改善了温室内的光热环境,是提高温室北墙全光谱利用率的有效途径。     

日光温室番茄植株与环境传热研究

为了解植物体温度变化的原因,用热电偶测温仪和Li-cor的自动气象站测定日光温室番茄茎内和果实内部瞬态传导传热量的日变化规律,分析了茎内部传导传热量的趋势。测定了茎气温差,并根据生物传热学理论,估算了番茄植株与空气间的对流热交换量。结果表明,果实表面与中心存在温差,且有明显的日变化。果实瞬态传导传热量最大值为1.29 W,相当于晴天中午温室内太阳辐射的0.2%。不同天气条件下植株与环境对流传热有相同的日变化趋势,但白天与夜间不同。夜间失热,揭苫后失热增大,并持续到整个上午,10∶30失热量最大,达到-18.9 W/m²。下午至傍晚对流传热为得到热量,13∶30时最高,达到34.9 W/m²,这时正是一天中最高气温发生的时间。阴天对流传热日变化幅度明显减少。多云天气介于晴天与阴天的变幅之间,波动较明显。植株与环境间对流传热量比植株内部传导传热量大。     

日光温室番茄植株体温与气温差异研究

植物群体间隙的空气温度不能准确地反映植物体实际的温度。该文用热电偶测定了日光温室内番茄茎、叶、果实的温度与同高度空气温度的差异。结果表明,日光温室番茄植株体温与同高度空气温度有明显的差异。不同部位二者差异不同。果实与空气温度差异最大,其次是茎、叶。这样环境温度测定后,结合植物体温与气温差异便可知植物体温。对番茄叶片测定了热时间常数,其均值为174 s,绝对偏差为73.1 s。热时间常数的测定,间接测定了综合热阻项,这为较难测定的植物表面传热热阻找到了一种易于得到的方式。     

中国节能型日光温室建筑与环境研究进展

综述了近几年来中国节能型日光温室的产生与演化发展概况,详述了该类温室在建筑结构、光热环境和气候适应性等方面的研究进展与取得的一系列成果,提出了今后进一步加强研究的方向。     

日光温室固定保温被遮阴对光热环境及产量影响分析

为了避免日光温室中卷式卷帘机械在工作时损坏前屋面覆盖层薄膜,通常会在卷帘机下方铺垫一条固定保温被。日间,这条保温被会遮挡进入日光温室的太阳光线并在室内形成阴影。针对固定保温被对室内光热环境分布和作物产量的影响,该研究对固定保温被下方的光照、温度和作物的产量进行测试,同时利用太阳直射辐射理论提出固定保温被阴影宽度的计算方法。结果表明,在试验期间固定保温被正下方的光照强度平均值为198 μmol/(m²·s),距离固定保温被4.0～5.0 m位置处的光照强度是固定保温被正下方的2.0倍以上。日间,固定保温被正下方的空气温度、墙面温度和土壤温度相比于固定保温被两侧最大降低2.2、5.8和2.3 ℃。夜间,墙面温度和土壤温度最大降低1.2和1.3 ℃。固定保温被正下方单垄番茄相比于其他垄平均减产36.2%,植株茎粗平均减小2.0～4.0 mm。不同地理位置和不同方位角的日光温室受到固定保温被遮阴在室内形成的阴影宽度范围为11.0～14.0 m。该研究定量分析了使用中卷式卷帘机械的日光温室中固定保温被对室内光热环境和作物产量的影响。     

国外土地环境评价方法及其在杭州市土地环境评价中的应用

土地环境性评价在中国研究较少,该文通过总结国外评价经验,以杭州市为例进行了土地环境初步的探索,以期待为中国开展土地环境性评价提供参考。该研究选取了生物多样性、地下水、土壤有机质、地形、大气环境质量等指标,通过专家咨询法确定指标权重,建立评价模型,对杭州市进行了土地环境性评价,并应用GIS技术划分了杭州市土地环境性敏感区。研究结果将杭州市划分为土地环境敏感区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,对各敏感区的土地利用以及中国开展土地环境性评价时在评价因子的选取、管理政策、事前评价与复原管理等方面提出了建议。     

蔬菜日光温室问题调查与水肥一体化技术探讨

山西蔬菜日光温室近几年发展迅速,但由于盲目灌水、施肥、施药,造成水资源浪费、肥料利用率降低、土壤盐分积累、农产品污染及投资效益降低。本文通过对问题的调查,提出了水肥一体化技术设计方案,并进行了试验,节水量3482~4737m3/hm2,节肥率19.4%~39.0%,节药率48.3%,增加效益18000~25000元/hm2,并有显著生态、社会效益。     

日光温室PE发泡自防水保温被的研制与性能测试

研制、开发具有性能良好、使用寿命长的保温被是设施园艺市场的迫切需求。草苫虽然保温性好、价格低廉,但它具有笨重、吸水、污损薄膜、易腐烂等缺点。该文介绍了一种采用以PE闭孔发泡自防水材料为芯、涤纶布为面的保温材料和双面整体粘合技术研制的具有良好的防水性、保温性、使用寿命长的保温被。通过实验和仪器检测表明：该保温被具有良好的防水性、保温性且强度高。与传统保温被相比,除具有保温、质轻、耐腐蚀等特性外,性价比高,防水性和抗老化性能尤为突出。     

三峡库区消落区土壤重金属污染调查与评价

通过对三峡重庆库区16个区县，183个土壤样品的分析，表明三峡库区消落区土壤重金属含虽均达到国家土壤环境标准3级以上。其中Cu含量范围为10.7～80.2mg／kg，均值为37.0mg／kg；Pb含量范围为14.6～51.8mg／kg，均值为29.3mg／kg；Zn含量范围为47.5～93.3mg／kg，均值为72.7mg／kg；Cd含量范围为0.081～0.864mg／kg，均值为0.321mg／kg；Hg含量范围为0.032～0.204mg／kg，均值为0.059mg／kg；As含量范围为4.63～12.7mg／kg，均值为8.65mg／kg。Cu、Cd之间存在极显著正相关关系，其余各重金属之间相关性不明显，pH值对重金属含量的影响不大。三峡库区消落区土壤主要受Cd、Cu污染。通过系统聚类分析，土壤重金属有明显的地域分布，即水库上游区、中游区和下游区。     

日光温室内传热筒与空气间的换热量及对气温的影响

为探讨热风炉加热期间日光温室内的热量分布规律,根据传热学原理,分析了日光温室加温期间热风炉传热筒与空气间的热量交换量。结果表明,距离炉体越远,日光温室传热筒外壁温度越低,并对筒外壁的递减趋势进行模拟。筒外壁与温室空气间的自然对流换热量和塑料筒放热孔与室内空气的换热量相当。塑料筒上放热孔的数量越多,其与温室空气的换热量也越大。热风炉的位置对室内气温的影响较大,热风炉所在一侧的气温要明显高于远离热风炉一侧的气温,在同一剖面内,夜间加温时气温的分布规律呈现出上部气温高于下部气温,1 m以下南侧气温高于北侧气温的趋势,1 m以上有相反的趋势。通过研究,为日光温室热风炉科学合理地安装与配置提供一定参考。     

关于耕地土壤污染调查与评价的若干问题探讨

土壤污染调查与评价是土壤环境研究和管理的重要内容,一直受到各国政府及相关部门的关注。尽管如此,至今有关土壤污染调查与评价的基本认识还相当欠缺。本文基于近20年来作者对相关方面的研究体会与思考,分别从耕地土壤污染调查的全面性、污染评价指标、污染超标率以及土壤环境质量等级划分等几个问题加以探讨,以期为今后更好地开展我国耕地土壤污染调查与评价工作提供参考。     

固原上黄试区土壤侵蚀环境与综合治理效益评价

本文通过对上黄试区所处的宁南六盘山区的地质构造背景和地貌特征的分析，论述了其土壤侵蚀环境，并利用遥感制图对土壤侵蚀类型与强度进行了研究，在此基础上对试区“八五”水土保持综合治理的生态经济效益进行了评价，经分析比较认为，试区年治理速度比面上高出２．７个百分点，总治理度达７６％，减少输沙量６３．３％。     

土壤质量与持续环境——Ⅲ.土壤质量评价的生物学指标

土壤生物是维持土壤质量的重要组分，土壤生物不指标能敏感地反映土壤质量的变化，是土壤质量评价指标体系中不可缺少的组成部分，但目前仍十分缺乏这方面的指标。本文对《土壤质量与持续环境》一书中土壤质量评价的生物学指标进行了评述。     

关于喀斯特地区石漠化现状评价的几点思考

本文在石漠化研究和实践的基础上,参考了目前各省相关石漠化治理及评价的经验,结合贵州省实际情况对石漠化现状评价的指标体系、评价方法、评价模型等方面进行探讨,以期为贵州省石漠化治理、石漠化现状评价等提供参考.     

装配式日光温室柔性复合墙体性能测试与分析

为解决装配式日光温室柔性墙体蓄热能力不足的问题,该研究通过在墙体内侧附加蓄热层的方式,设计了一种集蓄热、保温和防水多功能于一体的装配式柔性复合墙体。首先,通过对多种材料进行综合性能评估,筛选出优质的表层材料和保温材料,将其复合制成柔性保温墙体;其次,将水、沙子、相变水凝胶（phase change hydrogel,PCH）作为蓄热层固定在柔性保温墙体内侧,从而形成柔性复合墙体;最后,在4个模型温室中分别对墙体进行性能测试,以未附加蓄热层的柔性保温墙体为对照（CK）,分析试验墙体的蓄热和保温性能。单一墙体材料的性能测试结果表明,表层材料中镀铝编织布、黑色淋膜毡抗拉性能好且不透水,断裂强度分别为1.06、0.56 kN,断裂伸长率分别为30.99 %、65.91 %;保温材料中再生棉、太空棉和空气柱保温效果较好且使用成本低,热阻值分别为0.30、0.50、0.76 (m²·℃)/W。柔性复合墙体的性能测试结果表明,所有处理中5 kg/m² PCH柔性复合墙体的蓄热和保温性能最佳,热阻值为2.50 (m²·℃)/W,单位面积累计吸热量与放热量分别为1.48、1.13 MJ/m²;在典型晴天和阴天条件下,该处理的夜间室内平均温度分别比CK提高了3.08、1.87 ℃。上述分析结果表明,通过在柔性保温墙体内侧附加相变蓄热层的方式,能够增强墙体的蓄热和保温性能。研究结果可为今后装配式日光温室柔性复合墙体设计及材料选择提供理论依据。