不同挺水植物对水体净化效果及生长特性研究

通过室内模拟自然水体的方法,选择了千屈菜和黄花鸢尾2种常见的挺水植物,对比研究了不同配置下TN、NO3--N、TP、PO34--P的去除效果和植物在受污染水体中的生长状况。结果表明,千屈菜对水体中TN、TP和PO34--P去除效果最好,去除率依次为40.8%、52.7%、35.1%,而黄花鸢尾对NO3--N的去除效果最好,去除率为32.5%;千屈菜植株高度增量最大;千屈菜-黄花鸢尾组合2种植物的叶片长度增长率最大,在2种配置中黄花鸢尾叶片宽度增长率均高于千屈菜。     

挺水植被影响下滞水区滞留时间预测模型

对于河道修复工程,为了增加河流地貌多样性,常会沿岸布置一些丁坝形成回流区（也称作滞水区）。滞水区的低速环流特点有利于泥沙落淤、营养质积累,为水生植物提供了适宜的生长环境,同时影响着河道内的物质输移扩散过程,对河流生态系统有着重要意义。采用量纲分析与遗传算法研究了挺水植被影响下滞水区滞留时间特性。对于植被化滞水区,影响水体滞留时间的因素可以归纳为三类,包括混合层流动特性、滞水区形貌特征以及植被拖曳作用。首先在前人工作基础上,应用π定理引入了能够反映植被阻滞效应的参数1+C_Dad_c,对于无植被情形1+C_Dad_c=1,表明物质交换不受该因素影响,而对于有植被情形1+C_Dad_c>1,表明交换活动会受到影响。其次通过分析比较,筛选了其他影响滞留时间的主控因素,包括体现来流强度的主流傅汝德数Fr,以及体现滞水区形貌特征的三维形状因子（Wd_c）^0.5/L和宽长比W/L。然后以上述四种因素为自变量,构建了植被化滞水区滞留时间的一般性预测模型（即幂函数乘积模型）。最后基于收集的85组试验数据,采用遗传程序Eureqa对该幂函数乘积模型进行训练,拟合了植被化滞水区的滞留时间预测公式。对判定系数R²与平均绝对误差MAE的评价表明该公式具有较好的预测能力;对各因素变化区间的分析表明该公式具有较宽广的适用范围。此外,通过比较这4种因素对模型结果的作用程度,发现宽长比W/L是影响滞水区水体滞留特性的关键参数,在开展相关工程设计时应予以重点考虑。     

挺水植物修复技术在处理受污染开放水体中的实验研究

对水体生态治理和修复技术的原理进行了概述,并对开放水体受污染生态技术处理方法进行了分析和探讨,提出应用挺水植物修复技术来处理受污染开放水体的方法,并对该方法进行了试验研究,实验结果表明该方法处理效果较好,从而提出了适合受污染开放水体治理方法。     

局部灌水方式下玉米根系对干旱及复水的生理生化响应

采用分根装置,在均匀灌溉、固定灌溉和交替灌溉3种方式下,分区测定轻、中、重度3种胁迫条件下以及复水后玉米根系的丙二醛MDA含量、过氧化物酶POD和超氧化物歧化酶SOD活性。不同于以往的分根交替灌溉研究的内容,重点研究在局部灌水条件下玉米根系对干旱及复水的生理生化响应。研究结果表明,无论干旱还是复水后,固定灌水条件下,作物根系受活性氧伤害较之均匀灌水增大,而交替灌水使作物受活性氧的危害减小,这对交替灌溉的节水效应的进一步研究具有重要的意义。     

不同湿地植物系统对农田排水氮磷净化效果试验研究

为分析不同湿地植物对农田排水中氮磷的去除效果,以杂草和空白为对照,选取莲藕、白莲、藜蒿、茭白、水芹菜、菖蒲、水蕹等7种常见水生植物进行原位试验研究。结果表明,种植植物的湿地对TN、TP去除效果均好于无植物湿地,水力停留时间为9d时,与空白对照相比,种植植物的湿地的TN和TP去除率分别提高10.0%～34.9%和8.7%～18.4%,其中,莲藕、白莲、菖蒲、杂草等生物量较大的植物对TN、TP的净化效果优于其他植物。7种植物中,白莲和菖蒲TN去除性能较好,其TN去除率分别比空白对照提高33.4%和34.9%。综合分析,白莲、莲藕、菖蒲可以作为鄱阳湖流域净化农田排水的备选植物。     

含沙水滴灌条件下灌水器抗堵塞试验研究

对4种不同滴灌管(带)在含沙水滴灌条件下灌水器的出流量变化及淤积堵塞情况进行了田间试验研究。经过多次灌水试验,结果表明,4种滴灌管(带)灌水器出流量均随灌水次数的增加和距离毛管进水口长度的增加呈减小趋势,最后完全堵塞的灌水器均发生在毛管的末端;在相同水质和灌水压力下,大流量灌水器抗堵塞性能较好,即大流道灌水器的抗堵塞性能优于小流道灌水器;随着灌水次数的增加在滴灌管(带)的管腔内有细小泥沙淤积,小流量滴灌管(带)在70～80 m处泥沙淤积量骤然增加,大流量滴灌管(带)在80～90 m处骤然增加,管内泥沙的沉积大大增加了灌水器的堵塞几率,因此定期对滴灌带进行冲洗可以有效减小堵塞。     

壅水条件下弯道流速分布规律研究

为研究壅水条件下弯道流速分布规律,对90°弯曲河道开展了不同壅水程度的概化水槽试验.通过ADV对弯道试验段的三维流速进行精细测量并分析后发现:不同壅水程度试验组次的水流动力轴线在弯顶断面以前基本一致,过了弯顶断面,随着壅水程度增大,水流动力轴线向凹岸偏移的位置越靠近下游;对于同一断面,随着壅水程度增大,水深逐渐增大,时...     

缺水条件下植物细胞力学模型研究

为研究单个叶肉细胞在缺水条件下的力学行为,利用有限元方法(FEA)建立了符合生理学特征的叶肉细胞力学模型——内部充满液体的球形细胞力学模型.根据水分代谢方程,计算出由于蒸腾作用而产生叶肉细胞膨压变化量,对单个细胞进行受力分析,得到细胞壁上任一点的膨压随时间变化的动力学方程,通过该模型得到膨压改变与单细胞变形之间的关系.仿真结果表明:在细胞内膨压随时间从200 kPa减小到120 kPa过程中,细胞半径从3.55 ×10-5m减小到2.42×10-5 m;同时可以看出细胞壁的力学性能参数对细胞的变形有明显的影响:穆尼材料常数C1分别取0.7、1.0、1.5 MPa时,细胞在初始膨压200 kPa作用下的细胞半径大小分别为3.58×10-5、3.30×10-5、3.13×10-5 m;穆尼材料常数C2分别取0.10、0.15、0.20 MPa时,细胞在初始膨压200 kPa作用下细胞大小分别为1.41×10-5、1.22×10-5、1.10×10-5m.     

非饱和重塑黏土在不同击实条件下的土水特征曲线试验研究

采用压力板仪对非饱和重塑黏土在2种不同击实条件下的土水特征曲线进行了研究。即对该重塑土样开展标准击实试验,在击实曲线上取同一干密度对应的不同击实含水率的试样和击实曲线上最优含水率处的试样,并通过增加击实次数,得到另外2种击实干密度的试样,对上述试样进行土水特征曲线测试,并采用常用的土水特征曲线模型Van Genuchten模型、Fredlund 3参数模型、Fredlund 4参数模型对实测试样的土水特征曲线进行了拟合,其拟合结果较好。研究发现,击实干密度越大,空气进入值越高,试样持水能力越强。击实含水率越大,试样可塑性越好,持水能力越强,空气进入值也越大。     

两种石斛属植物光合特性对干旱胁迫及复水的响应

石斛属植物因其附生生境的特殊性,水分获取困难。为了弄清石斛属植物对干旱胁迫的适应能力,选用3年生金钗石斛和铁皮石斛苗,通过盆栽控水进行干旱胁迫和复水处理,研究了干旱历时20、40、60 d和复水历时10、15、20 d时两种石斛光合作用的变化情况。结果表明：随着干旱时间的延长,金钗石斛叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)均呈下降趋势,胞间CO₂浓度(C_i)呈先降低再升高的趋势,复水后,除C_i外,P_n、G_s和T_r均未恢复到充分供水时的水平;随干旱时间的延长,铁皮石斛叶片P_n和G_s呈先升高后降低的趋势,C_i和T_r呈先降低再升高的趋势,复水后,P_n、C_i、G_s和T_r均恢复到了充分供水时以上的水平。同时,...     

履带式移动应急排灌车的设计研究

分析了一种新型履带式应急排灌设备设计与开发的关键技术。该车将混流泵与履带式行走机构高度集成,其最显著的特点是排灌泵与履带式行走机构共用一台柴油机作为动力源。主要论述了履带式应急排灌车的动力共用方法、动力机械的选择、应急排灌作业特殊功能要求、行走机构、操纵系统等关键技术,并开发了一辆履带式应急排灌车。履带式应急排灌车具有流量大、机动性能好、复杂道路通过性好等特点,适用于抗洪排涝、抢险救灾等紧急排水工程。     

不同水肥条件下土壤N、P、K分布规律研究

通过田间试验对不同水肥条件下土壤NO3--N、速效磷、速效钾、盐分分布进行研究,结果表明：在滴灌施肥条件下,土壤剖面NO3--N分布主要集中在湿润体边缘,速效磷主要分布在0～30cm范围,速效钾主要分布在0～40cm范围;合理水肥比例可提高红枣对养分的吸收和减少养分在土壤中的积累且影响土壤盐分分布。试验结果为盐渍化土壤水肥一体化管理提供参考。     

不同初始条件下分散性土动强度特性的试验研究

分散性土颗粒较细,透水性较弱,在低含盐量水或纯净水中细颗粒之间的联结力大部分甚至全部消失,在动荷载作用下容易产生超静孔隙水压力,导致强度减小或丧失。通过动扭剪试验,研究分散性土在不同的含水率（10％～22％）、围压（50-150kPa）和干密度（1．35～1．65g／cm。）条件下的动力特性。结果表明：含水率、围压和干密度影响土颗粒间的接触作用,从而影响试样的动强度。试验发现：其他初始条件相同的情况下,试样的含水率越低,其抗剪强度越大;围压越大,其抗剪强度越大;干密度越大,试样的抗剪强度越大;三者中以含水率对试样的动强度的影响最为显著。动强度参数丸和已的值随试样的干密度的增加而增大;在围压相同的情况下,分散性土的动强度随破坏振次的增加而减小。     

安阳膨胀岩重塑样三轴加卸荷试验研究

对取自河南安阳不同深度处的膨胀岩重塑样进行了三轴加载和卸荷试验。结果表明:加载过程中,随着围压的增大,试样的应力应变曲线形态由应变软化型逐渐向应变硬化型转变,峰值强度以及残余强度随围压的增加呈线性增大。不同卸荷量卸荷时,试样的残余强度与卸荷量呈线性正相关,相关系数在0.9左右;峰值强度和弹性模量Eur与卸荷量呈线性负相关,相关系数在0.95左右。循环加卸荷过程中,试样表现出明显的应变软化性质,试样弹性模量Eur随着循环加卸荷次数的增加而增大,且增加幅度越来越小,最终增加幅度趋近于0,稳定弹性模量Eur比初始弹模增加10%左右。因此,在膨胀岩渠道开挖、蓄水及水位降落时,应该考虑其对膨胀岩渠道稳定性的影响。     

北运河流域非点源氮磷污染模拟分析及灌溉模式优化

为了减轻北运河流域农田灌溉引起的非点源污染,探索良性农田管理模式,选取北运河流域武清区为研究对象,采用改进的SWAT模型模拟不同灌溉方案下武清区地表径流非点源氮磷污染。结果表明：同一灌溉定额下,随着污灌次数的增加,流域水体内氮磷负荷总量呈先降后升的趋势;在所制定的灌溉情景中,冬小麦越冬、拔节期和夏玉米抽雄期进行污灌,其...     

丘陵区稻田氮磷面源污染生态治理技术试验研究

针对丘陵区稻田排放的氮磷面源污染,在田间试验基础上,系统地分析了不同水生经济作物(茭白、莲藕、荸荠)、不同湿地配置比例(1∶5、1∶10、1∶20)对其的净化效果。综合2年的试验结果,针对丘陵区稻田氮磷面源污染,研究提出了适宜的生态治理技术模式,即构建1∶20配置比例的茭白湿地系统。     

补充灌溉对玉米生理指标及水分利用效率的影响

为了研究玉米补充灌溉的最佳时间和增产效果,采用田间微区试验方法,研究了不同生育时期补充灌溉对玉米叶片生理特性(叶绿素、SOD、POD、MDA、可溶性蛋白)、根系生长发育及产量的影响。研究结果表明:1试验区最佳灌溉时间为玉米生育后期;2在灌浆期补灌一次即能起到显著的增产效果;3全生育期灌溉可增产6.36%,但灌溉水利用率较低。得出结论,最佳补充灌溉方式为抽雄和灌浆期各补充灌溉一次。     

不同水肥模式的水稻叶面积修正系数试验研究

叶面积修正系数直接决定着长宽修正系数法测量叶面积的精确程度.为探讨水肥模式对水稻叶面积修正系数的影响,基于水稻实测叶面积及叶片长、宽数据计算叶面积修正系数,并分析其变化规律.结果表明,各处理生育前期水稻叶面积修正系数接近或超过经验值0.75,中期较小,抽穗开花期略有上升并稳定至0.7左右.常规灌溉处理上层叶片叶面积修正系数较控制灌溉大,叶片更加细长.不同肥料处理中,控释肥处理叶面积修正系数普遍偏低;常规肥及实地肥处理在生育前期可以采用经验值进行叶面积计算;抽穗开花及以后各生育期,各处理均可采用相同的叶面积修正系数;生育中期各处理叶面积修正系数较低.     

水-氮联合限制条件下对水稻生产模型ORYZA2000的验证与评价

介绍了水稻生长模拟模型ORYZA2000,并应用2002年水肥耦合试验资料,在水氮联合限制条件下对水稻生产模型ORYZA2000进行了参数校正,对模拟效果进行了图解分析和回归分析,结果表明,在水分平衡和氮素平衡条件下,ORYZA2000模拟水稻生物量、产量、氮素平衡以及田间水分平衡是可行的。该模型在水稻节水灌溉领域有很大的应用价值,为我国水稻节水灌溉向数字化发展提供了有利工具。     

河套灌区间作模式下水肥高效利用试验研究

通过2年田间试验,分析河套灌区田间作物常规灌溉施氮处理与优化施氮灌溉处理对产量的影响,得出在常规灌溉施氮基础上节水节氮20%后,小麦在2009年和2010年分别增产19.51%和31.85%,葵花花盘平均总质量在2009年和2010年分别增加16.37%和18.44%。表明河套灌区节水和节氮仍具有一定的空间,优化灌溉施氮技术应大力推广。