水产养殖中溶解氧模糊控制系统的研究

溶解氧是水产养殖中重要的水质因子。通过对溶解氧控制系统的分析,建立了系统的数学模型;借助MATLAB软件中模糊逻辑工具箱,对系统的输入和输出进行了模糊化,并建立了控制规则;通过SIMULINK软件设计了溶解氧仿真系统;通过仿真验证模糊控制,能够达到较好的控制效果。上述措施为水产养殖的溶解氧控制探索出一条新途径。     

水质指标组合与河流溶解氧预测精度关系的研究

提出了一种探究水质指标组合与河流溶解氧预测精度关系的方法.首先运用XGBoost模型计算水质指标特征重要性分值,然后基于贪心规则和水质指标特征重要性分值,排列出8种水质指标组合,最后使用BP神经网络对8种水质指标组合进行溶解氧预测.实验结果表明,pH、水温、电导率、氨氮是影响溶解氧预测的4个关键指标;在排列出的8种水质...     

冻融循环作用对不同深度土壤各形态氮磷释放的影响

通过模拟实验研究了在冻融条件下,东北地区旱田、水田土壤中硝酸盐氮、铵氮、总溶解磷、无机磷及有机磷释放量的变化。研究表明,铵氮、硝酸盐氮的释放量主要产生在单次冻融条件下,多次冻融对氮的释放量没有显著的影响。单次冻融后,硝酸盐氮含量旱田和水田分别上升了50.2%~55.3%和27.1%~61.4%;铵氮的含量旱田及水田分别上升了46.6%~52.9%和26.5%~29.0%,不同深度水田土壤铵氮的释放有显著差异。土壤总溶解磷、无机磷及有机磷在5次冻融循环,释放量达到最大。总溶解磷、无机磷上升量旱田及水田分别为51.4%~57.1%及45.3%~50.3%;有机磷上升量旱田及水田为46.8%~47.3%及37.9%~47.8%。氮增加的主要原因是易矿化氮组分的矿化与团聚体破坏后吸附氮的解吸,磷的增加则是由于持续冻融对团聚体的破坏,导致原吸附点位磷暴露,随水分迁移流失。     

物理因素对白洋淀溶解氧的影响

通过对白洋淀水体中溶解氧与其影响因素(温度、光照强度、水深、pH和透明度)的相关关系进行研究分析,可知:溶解氧总体上随着水温的升高而降低,温度小于5℃时,溶解氧受温度影响不明显,当温度大于5℃时,溶解氧明显呈现随着水温的升高而降低的趋势;光照强度的增加使藻类等浮游植物的光合作用增强,进而使水中溶解氧含量升高;水深越深溶解氧含量越低;溶解氧在一定的pH范围内随着pH值的升高而升高;溶解氧随水体的透明度增加而增加.     

鱼塘溶解氧自动监控系统的设计与研究

为了提高水产养殖技术的自动化水平以及鱼类产品饲养的数量和质量,系统地研究了溶解氧的检测与控制,设计出溶解氧自动监控系统.该系统由上下两级单片机、测氧量传感器、无线数传模块等组成,可以实时监测鱼塘的含氧量、控制增氧机工作状态,并能实现故障报警与故障紧急处理等功能,使水产品生产在最适宜的环境下,达到增产、节能、减轻工人劳动强度和减少污染的效果.     

电极生物膜处理渗滤液中硝酸盐氮的实验研究

电极生物膜法是近年来才发展起来的一项新型水处理技术.采用电极生物膜工艺处理含硝酸盐氮的垃圾渗滤液,研究结果表明:温度过低或过高,对反硝化细茵的活性都有一定抑制,30℃是反硝化茵生长的最有利温度,在该温度下反硝化茵具有最大的反硝化活性;C/N比为1时能实现总氮与总碳的同时去除,与理论计算的最经济C/N比1.07相近;电流的刺激作用可以提高异养反硝化茵的脱氮效率,其脱氮率和电流之间有大的关系,同时硝酸盐氮的负荷越大,电流要求越高,在本实验负荷务件下,80mA的电流是最理想的;水力停留时间越长,硝酸盐的去除率越高.     

降雨对河流水质的不确定性影响研究

基于降雨对河流有机污染物稀释和降解的确定性数学模型,运用未确知数学中盲数等工具,对降雨期间的河流水质情况进行了研究。结果表明,由于降雨的影响,河流在丰水年丰水期的水质较枯水年枯水期得到明显的改善,自净能力得到很大的提高。同时,利用盲数运算方法得到了洋河3个断面对应不同可信度的COD浓度区间,其中对应最大可信度的COD浓度区间,可以为制定雨水对河道的清污作用方案提供理论依据。。     

鱼菜共生水体溶解氧时空变化规律及其影响因素研究

为明确鱼菜共生系统中水体溶解氧分布特征,采用室内搭建的鱼菜共生系统,利用多点采样装置以及物联网传感系统对系统中水质参数、气象数据和生物量信息进行提取,通过相关性分析对该鱼菜共生系统中溶解氧时空变化规律以及光照强度与喂食量对其时空变化的影响进行了研究。结果表明,溶解氧在鱼池中随垂直深度增加而减小,相关系数范围为-0.9～-0.7时,鱼池溶解氧空间变化量与喂食量呈显著线性关系,相关系数为0.9294,方差分析中F值为126.94。溶解氧在水培槽中随水平距离增加而减小,相关性范围为-0.9～-0.8时,水培槽溶解氧空间变化量与光照强度呈显著线性关系,相关系数为0.8158,方差分析中F值为39.7954。溶解氧日变化受到各环节空间变化影响,白天波动下降,夜间平缓上升。研究结果为鱼菜共生系统溶解氧研究提供了一定理论依据。     

河流曲度对水体中磷去除影响的试验研究

降低总磷浓度已成为我国河流污染治理的重要部分。为揭示河流曲度对水体中磷去除影响的机制,通过4组不同河流曲度的循环水试验,对比研究磷素在上覆水、河岸孔隙水中随时间变化的迁移转化特性。结果显示:上覆水总磷浓度下降过程可分为快、慢2个阶段,在快下降阶段,高曲度河流上覆水总磷浓度下降速率显著大于低曲度河流,上覆水总磷浓度去除效率随曲度增大而提高;受纵向潜流交换和横向扩散影响,弯曲河流河岸各点孔隙水总磷浓度存在差异(1号>2号;3号>4号;5号>6号);受横向扩散影响,顺直河流孔隙水总磷浓度沿远离河道的方向减小;上覆水磷去除效率受纵向潜流交换影响显著,受横向扩散影响小。     

不同加气方式对微咸水和中水溶解氧的影响

为了探讨不同加气方式对微咸水和中水溶解氧随时间的变化规律以及溶解氧随温度的变化规律,找出最佳的加气方式,采用对比试验,研究了8个不同处理即微纳米发泡器(F₁)、12气石头增氧泵(F₂)、28气石头增氧泵(F₃)、文丘里器(F₄)、文丘里器与12气石头增氧泵组合(F₅)、文丘里器与28气石头增氧泵组合(F₆)、微纳米发泡器与12气石头增氧泵组合(F₇)、微纳米发泡器与28气石头增氧泵组合(F₈)加气,以及7个不同水温(F₉)(15,20,25,30,35,40,45 ℃)对微咸水(W₁)和中水(W₂)的溶解氧影响.结果表明:(1) 与对照CKW₁相比,处理F₃W₁,F₁W₁,F₂W₁,F₄W₁的溶解氧分别增加了59.65%,53.10%,44.43%,39.47%;与对照CKW₂相比,处理F₃W₂,F₁W₂,F₂W₂,F₄W₂的溶解氧分别增加了80.17%,78.04%,60.13%,55.22%.(2) 与对照CKW₁相比,处理F₈W₁和F₇W₁的溶解氧分别增加了73.98%,67.79%;与对照CKW₂相比,处理F₈W₂和F₇W₂的溶解氧分别增加了100.21%,94.67%.(3) 与对照CKW₁相比,处理F₆W₁和F₅W₁的溶解氧分别增加了63.84%,57.44%;与对照CKW₂相比,处理F₆W₂和F₅W₂的溶解氧分别增加了79.45%,73.79%.(4) 与对照CKW₁相比,处理F₉W₁的溶解氧在不同水温下分别降低了0,9.82%,12.86%,14.86%,26.56%,29.43%,34.24%;与对照CKW₂相比,处理F₉W₂在不同水温下分别降低0,15.32%,15.69%,19.24%,23.65%,25.59%,32.55%.以最大溶解氧为参考时,最佳加气方式为微纳米发泡器+28气石头增氧泵(F₈W₁ 9.83 mg/L,F₈W₂ 9.39 mg/L).     

淤沙压力对多泥沙河流水力自控翻板闸门的影响研究

通过对双支点复合运动式水力自控翻板闸门的运转机理和受力平衡的分析,讨论了水力自控翻板闸门在多泥沙河流与清水河流上应用的不同,推导出最高启门水位条件下翻板闸门能正常翻转的闸前临界淤沙高度公式,通过算例得到最高启门水位下闸前临界淤沙高度值,进而得出临界淤沙高度与门顶启门水位的关系,为分析淤沙压力对多泥沙河流水力自控翻板闸门的影响提供依据。     

缓释尿素氮素利用率及肥效试验研究

为验证缓释尿素的肥料利用率和应用效果,采用对比试验的方法,以普通尿素作对照,研究5种缓释尿素对玉米和水稻产量的影响。试验结果表明,在等养分含量处理条件下,缓释尿素对玉米和水稻两种作物均具有增产作用,但差异不显著;5种缓释尿素都能不能程度地提高玉米的肥料利用率,且效果优于水稻。     

不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素和肥料氮素的影响

为了解决东北地区灌溉条件下水氮合理施用问题,以大田试验为基础,采用15N同位素示踪技术,设置3个灌水定额水平(W1:40 mm,W2:60 mm,W3:80 mm)和3个施氮量水平(N1:180 kg/hm~2,N2:240 kg/hm~2,N3:300 kg/hm~2),分析比较了不同水氮管理模式对玉米地土壤氮素的吸收、土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响。结果表明:随着施氮量的增加,0～100 cm土层铵态氮、硝态氮的含量和累积量均呈现增加的趋势;提高灌水量可以提高60～100 cm土层铵态氮累积量、80～100 cm土层硝态氮累积量。对土壤-作物氮平衡的研究表明,增加施氮量可以提高土壤无机氮残留量和氮素盈余,而作物氮素吸收量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,氮素盈余量和表观损失量随灌水量的增加表现为先降低后增加。肥料氮累积量随着施氮量的增加呈先增后减的趋势,施氮量300 kg/hm~2时肥料氮累积量占比21. 27%～31. 23%,肥料氮残留量和损失量所占比例均有所提高。玉米植株氮素中有66. 70%～75. 05%来自于对土壤氮的累积,随着施氮量的增加,玉米植株土壤氮素累积量呈先增后减的趋势。综合不同水氮管理模式对玉米地土壤无机氮残留、土壤-作物氮平衡以及肥料氮去向的影响得出,灌水60 mm、施氮240 kg/hm~2的水氮组合可保证肥料氮的充分利用,减少无机氮的残留和损失。     

哈尔滨市主城区河流污染物入河量初步估算与来源分析

【目的】了解哈尔滨市主城区河流污染物来源结构组成及污染特征。【方法】以典型河流马家沟、何家沟、运粮河及发生渠为研究对象,根据地理位置、水文特征和经济发展状况将其划分为控制单元;利用源强系数法估算目标污染物化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)的年排放量;在考虑空间结构特征对污染物入河过程影响的基础上,利用入河系数初步估算污染物的入河量;并应用Monte Carlo模拟方法,分析了入河量估算的不确定性以及各环境主控因子的敏感性。【结果】研究区域COD、TN和TP的年排放总量分别为5 857.96、2 479.62和340.96 t,其年入河总量分别为2 331.97、624.00和64.50 t;COD、TN和TP年入河量与监测数据均显著相关(p<0.01);污染物的空间分布呈现城郊地区>农村地区>城市地区的特征(p<0.05);农村生活源和农田面源是研究区域河流污染物的主要来源,其贡献率分别为49%和31%。【结论】哈尔滨市主城区河流污染主要集中在城郊地区,污染物主要来自农村生活源和农田面源,该区域河流污染治理的工作重点应主要集中于农村生活及生产的控源减排。     

水氮供应对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响

采用温室小区试验,研究了不同水氮供应条件对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响。结果表明,氮素在植株体各器官中的累积量随生育期的推进不断增大,在盛果期累积量达到最大,且总体增长趋势呈"S"型;在不同生育期,黄瓜各器官中氮累积量均表现为叶茎根,而在盛果期,果实中的氮累积量达到最大,且随灌水量和施肥量的增加而增加;灌水量、施氮量及水氮交互作用对黄瓜氮累积量、UPE及PFP均有显著性影响,在同一灌水条件下,NUE、UPE及PFP均随着施氮量的增加而减少,而对于同一施氮水平,UPE、PFP均随着灌水量的增加显著提高,NUE在不同灌水量条件下变化趋势则有所不同。灌水量及施氮量对土壤硝态氮分布有重要影响,且施氮量是影响土壤硝态氮累积的关键因素,随灌水量的增加表层土壤中硝态氮累积量呈逐渐降低的趋势,而随施氮量的增加则逐渐增大,且施氮量越高,淋洗现象越明显。     

基于临界氮浓度的宁夏玉米氮吸收与亏缺模型研究

以宁夏回族自治区当地玉米主栽品种天赐19为试验材料,设置6个氮素水平(0、90、180、270、360、450 kg/hm~2),研究滴灌玉米地上部生物量和氮累积动态变化,构建玉米临界氮稀释曲线模型,在此基础上构建氮吸收模型和氮累积亏缺模型,实现对滴灌玉米氮素营养状况的快速诊断。结果表明,滴灌玉米地上部干物质量增长和氮吸收累积均受施氮水平的影响,且随生育进程的推进呈上升趋势,氮累积量过高或过低均不利于产量形成,玉米植株存在氮奢侈消费现象;滴灌玉米临界氮浓度、最高和最低氮浓度与地上部干物质量之间均可用幂函数方程表示,其平均决定系数R~2分别为0. 976、0. 903和0. 941,均达到极显著水平;基于临界氮浓度构建的氮吸收模型和氮累积亏缺模型对滴灌玉米生育期内氮素营养诊断结果一致,综合施氮量与产量的拟合曲线,推荐宁夏引黄灌区滴灌玉米施氮量以270～311 kg/hm~2为宜。研究结果可为宁夏引黄灌区滴灌玉米实现精准施肥和优化氮素管理提供理论参考。     

基于氮元素循环利用的鱼粪生化处理工艺研究

为探究鱼菜共生系统中适宜氮元素高效循环利用的鱼粪生化处理工艺,设置厌氧和好氧两种工艺对鱼粪进行生化处理,每种工艺设置三个反应温度,三个鱼粪TS浓度,研究不同工艺处理后鱼粪液中氮元素变化规律以及鱼粪液对生菜生长的影响。结果表明,经厌氧处理后的鱼粪液铵硝比增大,经好氧处理后的鱼粪液铵硝比降至1.0以下,TS浓度3.0-3.5%的鱼粪经35.0℃好氧处理后水培生菜的生长速率最优,说明最适宜生菜生长的鱼粪生化处理工艺为：原鱼粪TS浓度3.0-3.5%,经35.0℃好氧工艺处理10天。     

不同氮源对秸秆堆沤氮素损失的影响

试验以玉米秸秆为研究对象,比较以硫酸铵或尿素为氮源调节碳氮比后对纳米膜覆盖发酵过程中的NH₃排放和堆沤产物氮素留存的影响,为减少秸秆好氧堆沤过程中的氮素损失提供参考依据。结果表明：堆沤7～60 d硫酸铵处理的发酵温度高于尿素处理;尿素处理膜内NH₃最高浓度为0.045%,而硫酸铵处理自始至终膜内侧NH₃未检测出;试验结束后尿素处理0和50 cm处的pH值分别上升至8.34和7.86,硫酸铵处理pH值分别下降至6.04和6.28;硫酸铵处理堆沤产物的干物质损失率、总养分含量、种子发芽指数和胡富比均高于尿素处理;相对于尿素处理,硫酸铵处理的氮素损失率减少了24.59%;除含水率外,尿素处理和硫酸铵处理堆沤产物的理化性质均符合NY/T 525—2021《有机肥料》的限量要求。     

不同灌溉方式水稻植株对氮素的吸收利用研究

研究不同灌溉条件下水稻植株对氮素的吸收和利用。结果表明，在研究条件下，薄浅湿晒和间歇灌两种灌溉方式有利于水稻形成健壮的根系、增强吸氮能力，有利于氮素向生长中心转移，增加生长后期叶面积指数和叶片含氮量，提高水稻产量。