土壤侵蚀与非点源污染预测控制

土壤侵蚀与非点源污染百两大重要的环境问题。讨论了这两个问题的定量化预测与控制措施,并阐述了它们的相互关系。这有望进一步推进中国水土保持学科领域的研究内容。     

基于切换控制的温室温湿度控制系统建模与预测控制

为解决温室环境系统的建模与控制问题,该文提出一种基于切换的温室建模方法与预测控制方法,该方法具有结构简单、模犁有效、控制稳定等优点;并以温室实际运行效果为例,说明了文中提出的建模和控制方法的有效性.     

轻质分散相水力旋流器的分割尺寸

轻质分散相水力旋流器在食用油的提炼、奶品脱脂、果汁浓缩等农副产品加工以及废水回用于农田水利的过程中有着广泛的应用前景。该文根据旋流器的分离效率模型计算并关联了轻质分散相水力旋流器的分割尺寸d₅₀，可作为衡量旋流器分离能力的标志。得到的结果可适用于不同的流体流量、不同的分流比、不同的流体物性参数以及不同尺寸关系的旋流器。根据计算结果，分流比对分割尺寸的影响比较小，半锥角、溢流口尺寸与底流口尺寸对分割尺寸的影响比较大。旋流器大小、流体的流量以及物性参数对旋流器分割尺寸的影响比较直接，当旋流器尺寸R₀、流量以及物性参数变化时，分割尺寸的改变遵循旋流器数不变的规律。由于分割尺寸与R₀的平方根成正比，所以旋流器尺寸越小，分割尺寸也越小，因此旋流器的分离能力也就越大。     

谷物横流干燥数学模型及模型预测控制

粮食干燥过程数学模型是粮食干燥机具设计、干燥作业自动控制以及干燥工艺优化的重要依据。横流干燥是目前应用较为广泛的粮食干燥形式之一,该文详细介绍了美国学者建立的适用于谷物横流干燥的Bakker-Arkema偏微分方程模型、二维动态偏微分方程模型、分布式参数DP过程模型;并简要介绍了模型预测控制方法及其在连续式横流谷物干燥机上的研究与应用,以期为中国的同类研究提供借鉴和参考。     

基于模型预测的重型车辆侧翻主动控制

为解决重型车辆侧翻问题,提出基于模型预测的侧翻主动控制方法。通过车辆侧倾数学模型来预测车辆的侧翻趋势,从而实现对于车辆侧翻主动控制的实时性。以带有空气悬架的大型客车为例,结合空气弹簧的工作特性,设计主动控制策略,实现对车辆侧翻危险状态的主动控制。在车辆行驶速度80 km/h、方向盘转角200°的情况下进行仿真试验,车辆左侧空气悬架的刚度上升了12.9%,右侧空气悬架的刚度下降了13.7%,车辆侧倾角稳定在3.9°。结果表明,基于模型预测的车辆侧翻主动控制系统能够及时调整左右空气悬架的刚度,提高重型车辆的侧翻控制能力,减少重型车辆侧翻事故的发生。     

基于二级RBF神经网络的冷库温度的在线预测优化控制

冷库温度预测优化控制在果蔬冷藏方面的应用尚有许多不足之处。主要问题之一是不能通过简练有效的计算完成制冷系统的在线优化控制计算。ＲＢＦ神经网络有极强的非线性映照能力和良好的插补性能,且训练速度快。该文提出使用二级ＲＢＦ神经网络,并合理地综合利用状态量以往的测量值和预测的未来值来实现库温的在线预测优化控制。将该方法用于某冷库库温控制系统,取得了满意的结果。     

饲料厂配料称重微机控制系统的研究

通过对饲料厂配料系统的分析研究，建立了配料过程的数学模型。采用自适应方法，对配料量进行预测控制，取得良好效果。该系统对环境变化的适应能力较强，配料精度有较大提高     

基于灰色预测控制的果蔬抓取系统设计与试验

为使末端执行器和变形果蔬间的抓持力快速低超调地跟踪设定力,提出基于灰色预测的增量式比例积分（PI）力控制算法。该算法通过采集果蔬受到的抓持力建立灰色预测模型,当预测模型精度较高或较低时,相应地加大或减小预测力偏差在综合力偏差中的权值,使力控制器可以利用过去、当前和未来的果蔬抓持力信息来计算合适的控制校正量对抓持力偏差进行预补偿,可以使控制器获得超调量小和响应快速的特点,对末端执行器和果蔬之间的动态抓持过程具有适应性。果蔬抓持试验证明了灰色预测PI力控制算法的有效性,可减小果蔬抓持损伤。     

基于神经动态优化的人工气候箱温湿度模型预测控制

针对由于人工气候箱温湿度的耦合和滞后特性,使其难于精确控制的问题,该文采用模型预测控制算法进行精确控制。基于人工气候箱温湿度控制模型,推导出了输入滞后对象的模型预测控制方法及其优化模型。为了解决模型预测控制的快速优化问题,采用神经动态优化方法作为模型预测控制的动态优化器,获得了基于神经动态优化的模型预测控制方法,并用来解决人工气候箱的温湿度控制问题。最后采用该方法和PID方法针对人工气候箱温湿度的阶跃响应和周期响应进行了仿真试验。试验表明,与常规PID(proportion integration differentiation)控制方法相比,该控制方法超调小,控制精度高,在线优化速度快。该研究可为模型预测控制在时滞系统中的应用提供参考。     

准备一份详细的水侵蚀预测图并利用它对侵蚀进行控制

为了准备一份详细的水侵蚀预测图,对水侵蚀起作用的主要因素进行了调查.为了进行土壤侵蚀的研究,研制了一种喷管状降雨模拟器,由于它的使用,找到了确定土壤侵蚀的最合适的土壤性质,命名为粘土率、分解率和渗透率.斜坡的临界角度估算为10～15°的范围.在种植树、柠檬和草的地方,连续七年使用斜坡测渗计测量土壤损失.在这七年当中裸露地区的土壤损失最大(353公斤/英亩),草地的土壤损失最小,这表明了草对土壤保护的重要性.从这些调查当中,建立了一种预测水侵蚀的方法.为一块新开垦的耕地(大约100公顷),准备了一份详细的土壤地图(比例尺1:10000).这是一块包括果园、庄稼地和厨房花园等在内的典型山坡地,位于日本国的四岛地区.使用详细的土壤地图,准备了一份水侵蚀预测地图和一些解释地图,大约有60%的可耕地处于水侵蚀的危害之中.资料地图例如详细的土壤地图和侵蚀预测地图对于设计水侵蚀控制措施、土壤修整和维持土壤肥力来说是非常有利的.     

雨滴粒径的测量方法及其改进研究

18世纪以来 ,人们探索出了许多观测雨滴粒径的方法 ,其中滤纸色斑法操作简便、成本低廉 ,至今仍被广泛应用 ,但传统的数据处理方式不仅工作冗繁 ,而且存在较大误差。实践表明 ,运用AutoCAD软件描绘雨滴色斑图案并计算色斑面积 ,进而运用Excel软件换算出雨滴粒径 ,可大大减少工作量并提高雨滴测量精度。推荐了一种由作者自行设计的雨滴取样器。     

辽东山地冰缘地貌上覆土壤粒度及元素地球化学

对辽东山地典型冰缘地貌上覆土壤的粒度、常微量化学元素进行测试分析,结果表明:土壤颗粒组成包括黏粒20.79%、粉粒69.54%和砂粒9.67%,平均粒径整体偏细,约为6.45Ф,不同土壤类型、地貌类型及坡向的粒度分布存在一定差异。土壤元素化学组成以SiO₂（45.60%）,Al₂ O₃（12.90%）,Fe₂O₃（3.90%）,K₂O （2.17%）为主,最大比例可达73.36%。元素Ca,Na,P,Sr显著淋溶,而Mn,Ti,Cu,Zn则相对富集,其他元素迁移不甚明显。少数元素还表现出与粒度分布存在显著关联,其中K,Na,Sr,Ba多存在于砂质土壤中,而元素Ti则容易在粒度更细致的黏土颗粒中留存。化学风化指数CIA均值约为65.50,Rb/Sr约为0.70,反映风化程度较低,且长期经历干冷气候,A—CN—K三角模型表明,研究区土壤风化以脱钙钠、富铝为主,风化水平尚处于低等风化阶段中后期。     

采石废弃地弃渣与农田土混合土壤粒径特征及水文效应

探究弃渣与农田土不同混合比例下重构土体粒径特征和水文效应的差异,对于提高采石废弃地重构土体的结构稳定、水资源高效利用以及资源利用化具有重要意义。以采石场弃渣和农田土为重构基质,以0∶10(C₁),3∶7(C₂),5∶5(C₃),7∶3(C₄),10∶0(C₅)体积比例混合,采用野外土柱模拟方法,探究不同配比下土壤粒径特征和水文效应的差异。结果表明:(1)不同配比下弃渣含量越高,砂粒比重越大、黏粒和粉粒比重越小,砂粒比重最大为61.50%,分散度、偏度、峰态等群体特征参数变化分别为降低、升高、升高,不均匀系数显著降低,曲率系数在1~3波动,分形维数呈不显著降低趋势,土体结构朝不稳定方向变化。(2)混合土壤弃渣含量增大会引起容重变大、毛管孔隙和总孔隙数量减少、非毛管孔隙数量增加等土壤孔隙方面以及田间持水、毛管持水、饱和持水三者下降等土壤持水性能方面的变化,同时,初始入渗、稳定入渗、平均入渗等速率变化以及累计入渗量基本呈增加趋势,稳渗用时呈波动式变化。不同配比下土壤入渗模型拟合R²≥0.856,RRMSE≤0.153,整体上模型拟合效果较好,灰色关联分析结果表明,C₅入渗性能最好。(3)弃渣∶农田土以3∶7体积比例混合后的土壤在粒径结构和水文效应2个方面评价结果中表现最佳。[JP]     

2种沙障内积砂粒径特征及其空间格局观测研究

土壤粒径分布是研究其沙化的重要物理指标之一,通过研究沙障方格内不同方位砂粒粒径特征对其微地貌蚀积状况进行分析,确定粒度特征对地貌形态的指示作用,为选取适宜沙障类型提供技术保障.在腾格里沙漠西缘流动沙丘布设的植物纤维网和土工编织袋沙障内不同区域取样并利用马尔文激光粒度仪测定砂粒径,对比分析障内与障间不同区域沙物质粒配组成...     

高速公路弃土弃渣防治技术探讨

总结了江西省高速公路建设弃土弃渣产生的原因,分析探讨了由弃土弃渣场地的选择、排水工程、边坡防护工程和植被恢复工程为核心的弃土弃渣防治技术,并对高速公路弃土弃渣的预防监督工作提出了建议,以资同行商榷。     

土壤凝结剂沙障固沙机理及流沙控制的研究

对不同浓度和规格的土壤凝结剂沙障进行了风洞模拟实验和野外固结实验,实验结果表明抗风蚀强度以40%浓度处理的固沙模型最强,20%最弱,但30%浓度防风蚀效果较为实用.不同规格沙障以1 m×1 m规格的沙障积沙和抗蚀力最大,2 m×2 m最差.沙丘不同部位沙障的抗蚀力不同,迎风坡受损程度和风蚀率最高.沙障受风蚀率可能还与喷洒时的压力、风速等因素有关.     

不同除草处理对经济林果园地水土保持作用的初步研究

丘陵、中低山区(海拔<1 500 m)是经济林果木发展的主要适生区域,亦是人类活动最频繁的区域,生态系统脆弱,一旦土壤地被物遭破坏,极易引起严重的水土流失.通过在四川盆地紫色土桃园地和盆边山地黄壤茶园地设置16个径流场,进行4种除草处理,应用不同除草方式调控水土流失试验1年,结果表明(1)除草试验处理的土壤侵蚀量和养分(N,P,K,OM)流失量排序是耕作除草＞草甘膦除草＞克无踪除草＞割草覆盖(CK).(2)除草试验处理的土壤侵蚀量与传统耕作除草相比较,坡度25°和坡度10°的桃园地应用草甘膦除草、克无踪除草和割草覆盖(CK)土壤侵蚀量分别减少61.7%,67.6%,85.7%和 12.6%,24.2%,50.4%;坡度18°和坡度8°的茶园地土壤侵蚀量分别减少71.2%,84.3%,89.3%和16.2%,52.3%,82.8%.(3)桃园地应用草甘膦除草,土壤养分N,P,K,OM流失量比克无踪除草分别高19.9%,9.2%,23.3%,15.4%(坡度25°)和16.2%,15.3%,17.0%,20.6%(坡度10°);茶园地应用草甘膦除草土壤养分N,P,K,OM流失量比克无踪除草分别高89.6%,90.7%,80.0%,106.6%(坡度18°)和85.1%,81.4%,76.2%,83.9%(坡度8°).(4)除草试验处理的杂草生物量和盖度 桃园地和茶园地应用草甘膦、克无踪和耕作除草的杂草生物量绝对干重分别是割草覆盖(CK)的16.0%,60.0%,75.0%和5.9%,43.9%,79.5%;桃园地应用草甘膦除草、克无踪除草、耕作除草和割草覆盖(CK)的杂草总盖度分别为40%,80%,65%和95%,茶园地应用草甘膦除草、克无踪除草、耕作除草和割草覆盖(CK)的杂草总盖度分别为25%,80%,95%和95%.     

高寒地区荒漠化现状与防治途径探讨

中国高寒地区占我国国土总面积的1/4还强,荒漠化是制约该区经济发展的障碍因素 之一.荒漠化的成因既有自然因素又有人为因素.自然因素是一个缓慢的、渐进的过程,人 类剧烈的活动加剧了自然荒漠化过程,使该区荒漠化发展趋势十分强烈.最后对荒漠化土地主要分布各区因地制宜地提出了荒漠化防治的基本思路和措施.     

中国农业污染防控的制度约束研究

中国作为世界上最大的发展中国家,正经历着越发严重的农业污染问题;对农业污染防控的制度性约束因素进行深入分析,是实现有效污染防控的前提,具有积极的理论和现实意义。对中国农业污染防控的制度约束分析研究表明:农业污染及其防控涉及的利益主体关系及相关制度设计,对各利益主体形成了污染防控负激励,加重了农业污染;城乡"二元"结构及其衍生的一系列体制问题,导致"三农"在农业环境治理、农村公共物品提供等方面被严重边缘化,进而直接制约了农业污染防控;此外,高度分散的小规模农户经营模式也不利于农业污染防控。最后,针对中国农业污染防控的制度性约束因素,提出了有针对性的农业污染防控政策建议。     

“农业血防”管理技术经济指标体系研究

农业血吸虫病防治(简称“农业血防”)是近年来出现的一个综合性概念,提高农业血防的管理水平,需要采用相应的技术经济指标来进行衡量。据管理科研实践,设计出五类:1)血吸虫病流行与防治情况的技术效果指标;2)动物血吸虫病防治情况的技术效果指标;3)改变钉螺(血吸虫病源中间寄主)生存环境或阻断疫源传播渠道而兴建农业工程项目的投资效果指标;4)有螺地带资源利用的经济效果指标;5)农业血防科技费用支出的经济效果指标;共70余项具体指标组成。应用表明,既可度量管理效果与防治技术经济效果,又可揭示取得效果原因,且有助于进行宏观管理分析及技术经济评价。