纳米SiO2粉煤灰混凝土抗压强度影响及灰熵分析

为探究纳米SiO₂粉煤灰混凝土孔隙结构对抗压强度的影响,取纳米SiO₂掺量分别为1%,3%,5%和7%,粉煤灰掺量分别为10%,20%和30%,水胶比为0.35,将两者复掺进行试验.测定混凝土3,7和28 d立方体抗压强度.利用核磁共振技术、场发射扫描电镜和差热-热重技术,综合分析研究孔隙结构及微观形貌特征,通过灰关联熵分析法找出影响混凝土抗压强度的主、次因素,并建立GM(1,4)灰色预测模型.结果表明：两者复掺在混凝土发育阶段起到正耦合作用,宏微观关联分析可知,粉煤灰掺量20%、纳米SiO₂掺量3%为最优;建立了混凝土抗压强度与(0,0.01]μm孔径占比、(0.01,0.10]μm孔径占比和束缚流体饱和度的灰色预测模型.GM(1,4)模型3,7和28 d的预测值与试验值的平均相对误差分别为3.58%,4.37%和2.88%,利用孔隙结构预测混凝土抗压强度有较好的精度.该研究可为纳米SiO₂和粉煤灰在混凝土工程中的应用提供一定参考.     

pH值对猪场养殖废水常温短程硝化特性的影响

为实现高氨氮猪场养殖废水高效脱氮处理,针对猪场废水中尿素(主要源于猪尿液)水解过程伴随着污水pH值的变化现象,采用序列间歇式活性污泥法(SBR)处理某猪场养殖废水,在常温(20℃)、非限制溶解氧的条件下,考察了pH值、曝气时间等因素对氨氮去除效果和短程硝化特性的影响.实验结果表明,pH值在7.0 ～9.5范围内亚硝酸盐积累率在75％～80％之间;长时间曝气并未对短程硝化造成影响;高质量浓度氨氮废水生物处理过程中,亚硝酸盐积累与进水pH值、游离氨(FA)及游离亚硝酸(FNA)有关.     

灌水量、种植密度和行距对河西地区春玉米产量的影响

为确定河西地区膜下滴灌春玉米适宜的灌水量和配套栽培技术,2020年在中国农业大学石羊河流域农业与生态节水试验站开展大田试验,设置2个灌水量(W₁,W₂)、2个种植密度(D₁,D₂)和3种行距(L₁,L₂,L₃),共12个处理,3次重复.通过测定株高、叶面积指数(LAI)、干物质累积及分配等指标,研究灌水量、种植密度与行距对春玉米生长、产量和水肥利用效率的影响.结果表明,在相同灌水量下,处理D₂的株高和LAI显著高于D₁,增加种植密度提高了玉米群体干物质积累量、产量及水分利用效率(WUE).处理W₂D₂L₃的干物质累积量和产量最高,分别为96.45和17.72 t/hm²;处理W₁D₂L₃的水分利用效率最大,为3.57 kg/m³.灌水量与种植密度两者交互作用对产量及其构成因素的影响具有统计学意义(P<0.05);灌水量、种植密度与和行距三者交互作用对收获指数的影响具有统计学意义(P<0.05),对作物耗水量(ET)和WUE的影响具有统计学意义(P<0.01).灌水量、种植密度与行距均对河西地区春玉米群体结构、耗水量、产量及水分利用效率存在一定的调控效应:由大到小为种植密度、行距和灌水量.综合分析,“80%ET_c+10.0万株/hm²+宽窄行”为河西地区膜下滴灌春玉米适宜的灌水和种植模式.     

浆体流量对矿浆泵空化特性的影响

为分析浆体流量对深海采矿矿浆泵空化特性的影响,建立了两级矿浆泵三维流场模型.基于欧拉多相流模型、Schnerr-Sauer空化模型、RNG k-ε湍流模型,利用计算流体力学理论和Fluent软件对矿浆泵进行数值计算.设置矿石颗粒直径d为20 mm,浆体中颗粒体积分数C_V为8%,矿浆泵转速n为1 450 r/min,在该工况下研究矿浆泵输送不同浆体流量时泵的空化特性,比较不同空化特性下矿浆泵内压力分布、气相分布及工作性能的不同,并进行试验对比验证,为矿浆泵空化特性提供理论依据.研究结果表明:深海采矿矿浆泵首级叶轮前端呈现明显的低压区,且该低压区域的面积随着流量的增大而减小;气相体积分数分布区域与低压区呈现类似的规律;空化发生区域出现了速度旋涡现象,增大了流场的不稳定性;随着流量的增加,空化余量增大,空化现象不明显,对矿浆泵扬程的影响也越小.     

人工湿地基质及其去污机理

根据人工湿地基质的来源将其分为天然基质、工业副产品基质和人造基质.对常见的人工湿地基质如沸石、页岩、粉煤灰的去污能力进行了比较,并对基质去除悬浮固体物、有机物、氮、磷、重金属、硫的机理进行了阐述.最后提出了人工湿地基质选择的建议.     

豫西地区一次大气污染过程对参考作物腾发量的影响——以洛阳市为例

综合分析了2016年6月15日20时-6月20日8时豫西地区一次大气污染过程中，洛阳市各气象要素及参考作物腾发量ET₀受气溶胶影响的变化，使用WRF-Chem双向反馈试验量化，并通过气象观测数据验证模拟结果精度，从而进一步分析了气溶胶对ET₀的影响及其机理。研究结果表明：在这次大气污染过程中，洛阳市区的PM_2.5浓度整体偏高，峰值多出现早晨与傍晚时分，洛阳市东北地区PM_2.5浓度整体高于西南地区；气溶胶存在使洛阳市各气象要素发生了变化，进而导致了ET₀的变化，各站点ΔET₀在-0.23～0.33 mm/d之间；受气溶胶的影响，ET_0-d变化幅度在-0.26～0.04 mm/d，较ET_0-n的变化程度(-0.08～0.02 mm/d)更大；各站点空气动力项ET_0-A的变化程度要大于辐射项ET_0-R，这也主导了洛阳市各地区ET₀的变化。     

滴灌施肥生育期比例分配对榆林市马铃薯生长和水分利用的影响

以当地主栽品种“紫花白”为研究材料,按前期(苗期+块茎形成期,ES)少、后期(块茎膨大期+淀粉积累期,LS)多的施肥比例,基于马铃薯苗期、块茎形成期、块茎膨大期、淀粉积累期占全生育期总施肥量的比例设置了8个处理(T1-T8),研究了同一滴灌施肥水平下,生育期内施肥比例分配对马铃薯的生长、产量和水分利用的影响.结果表明:马铃薯LAI和干物质值均表现为苗期和块茎形成期,ES_0.4~0.5处理大于ES_0.2~0.3,在块茎膨大期时,处理ES_0.2大于ES_0.3~0.5;淀粉积累期和成熟期,处理T7的LAI和干物质下降明显.而块茎形成期开始施肥的处理T1,T2在块茎膨大期、淀粉积累期和收获时都获得了较高的LAI和干物质.对于干物质转运而言,开花后块茎积累量表现为ES_0.2>ES_0.3~0.5,块茎干物质累积主要是在花后同化作用下建立的.产量变化规律为ES_0.2>ES_0.5(处理T7除外)>ES_0.4(处理T5除外)>ES_0.3(处理T2除外).各处理马铃薯单株商品薯质量变化规律与产量一致,而平均单薯质量、单个商品薯质量和单株结薯数间没有统一的变化规律.施肥处理水分利用和肥料偏生产力变化趋势与产量类似,各处理耗水量差异不具有统计学意义.综上,从产量和节水角度考虑,试验条件下滴灌施肥马铃薯生育期内比例分配最优方案为苗期和块茎形成期总施肥比例20%(苗期不施肥,形成期20%),块茎膨大期占施肥总量的55%和淀粉积累期占施肥总量25%.     

基于响应曲面法的氟塑料两相流泵优化设计

为提高氟塑料两相流离心泵的效率及降低磨损率,基于离散颗粒模型(DPM)对氟塑料两相流泵内部流场进行模拟仿真,结合FINNIE磨损模型,对泵叶轮的磨损情况进行预测,采用响应曲面法,以叶轮的主要几何参数为变量,构建各优化目标的数学模型,利用Matlab绘制上述6个叶轮外形参数与各优化目标之间的3D响应面图形,并通过Matlab统一各数学模型,对SJB400-250-300型氟塑料离心泵叶轮的外形参数组合进行寻优,得到最优参数组合.研究结果表明,氟塑料离心泵叶轮的各外形参数之间存在交互性影响,当叶轮进口直径D₁、叶片包角φ、叶片进口安放角β₁、出口角安放角β₂、叶片出口宽度b₂取高水平,叶轮出口直径D₂取低水平时,能够获得更好的综合性能,优化获得模型相较于原模型,效率提升8.98%、磨损率下降了6.64%.通过对参数和优化目标间的交互关系进行分析总结,得到了叶轮各几何参数及各性能参数之间交互作用对优化目标的影响,为氟塑料两相流离心泵的性能优化设计提供依据.     

开花坐果期田间小气候调节对枣树光合特性、产量及果实品质的影响

【目的】探究气候干旱和极端高温不利条件下田间小气候调节的作用。【方法】以新疆大田成龄灰枣树为试验试材,在开花坐果期进行微喷灌处理T1(2 mm/d)、T2(4 mm/d)、T3(6 mm/d)和对照CK(0 mm/d),研究枣树开花坐果期田间小气候调节对其光合特性、产量和品质的影响。【结果】枣树开花坐果期开展田间小气候调节,不仅对枣树的光合特性有显著影响,提高了枣树叶片叶绿素量、净光合速率P_n和气孔导度G_s,降低了胞间CO₂摩尔分数C_i和蒸腾速率T_r。而且有利于提高红枣产量和品质。【结论】因此,微喷灌是应对气候干旱和极端高温的有效举措,可有效改善田间作物生长环境。     

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).     

实际气体效应对螺旋槽干气密封性能影响的数值分析

在干气密封的研究和设计过程中,一般将密封气体按理想气体处理.但在高压情况下,某些气体的实际效应明显偏离理想气体.以工业上常见的空气、CO₂(二氧化碳)、H₂(氢气)和N₂(氮气)为例,针对广泛使用的螺旋槽干气密封,利用CFD商业软件的三维数值模拟功能,考虑实际气体效应,并同时考虑了气体流经密封环端面时温度发生变化的情况,得到了实际气体效应对干气密封开启力和泄漏率等密封性能的影响规律.结果表明:在压力不超过4.6 MPa研究范围内,空气、N₂实际气体与理想气体的密封性能基本相同,而CO₂实际气体的开启力和泄漏率大于理想气体结果,H₂实际气体开启力和泄漏率则略微小于理想气体结果.实际气体效应对干气密封的泄漏率影响较大,对开启力的影响不大.     

生物炭对坡耕地土壤肥力和大豆产量的影响与预测

为探究施用生物炭对东北黑土区不同坡度坡耕地土壤肥力和大豆产量影响的持续性,于2016—2018年在3种典型坡度的坡耕地上开展生物炭持续效应试验,分析施加生物炭对土壤团聚体及其稳定性、土壤养分指标、大豆产量及其构成要素影响的持续性,并采用改进的灰色理论预测模型对大豆产量进行预测,进而确定生物炭一次性施入后的增产作用年限。结果表明:施用生物炭使土壤团聚体直径d 0. 25 mm的土壤团聚体含量明显减少、d 0. 25 mm的土壤大团聚体含量显著增加;施用生物炭使大于0. 25 mm的水稳性团聚体含量比例R0. 25、平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)增加,使土壤不稳定团LT粒指数E_(LT)减小,即土壤团聚体稳定性提高,该稳定性增强幅度随坡度增大、施炭后时间延长而减小;施加生物炭使土壤pH值、铵态氮、速效钾、有机质含量这4个指标显著增加(P 0. 05),最大增长率分别为17. 88%、27. 23%、20. 31%、17. 51%,施炭后土壤养分等级有所上升,土壤肥力增强,增强效果与施炭后年限呈负相关,但生物炭对有效磷含量并无明显影响;施加生物炭后,大豆单株荚数、单株粒数、百粒质量、产量均显著提高(P 0. 05),增产率高达26. 29%,并且坡度越大、施炭年限越长,各指标增加幅度越小,各因素对大豆产量影响由大到小依次为施炭与否、坡度、施炭后年限;改进的多变量灰色预测模型精度较高,预测单次施用生物炭后大豆增产有效时间为5～6年。研究结果可为东北黑土区生物炭应用提供理论依据。     

肥液浓度和生物质掺混量对微润灌溉入渗特性的影响

为了探明肥液质量浓度和生物质掺混质量比对微润灌溉土壤水分入渗特性的影响,采用室内土箱模拟试验的方法,设置3个肥液质量浓度水平(清水F₀:0 mg/L,低浓度F_L:200 mg/L,高浓度F_H:400 mg/L)和4个生物质掺混质量比水平(自然风干土B₀:0 g/kg,低掺混量B_L:15 g/kg,中掺混量B_M:30 g/kg,高掺混量B_H:45 g/kg),以发酵腐熟花生壳粉末为掺混生物质,研究微润灌溉的水分入渗速率、累积入渗量、湿润体体积以及湿润体质量含水率的分布特征.试验结果表明:肥液质量浓度和生物质掺混质量比对微润灌溉的初始入渗速率、稳定入渗速率、累积入渗量和湿润体质量含水率均值影响均具有统计学意义.与水平F₀B₀相比,增加肥液质量浓度和生物质掺混质量比可提高初始入渗速率13.02%~44.85%、稳定入渗速率13.50%~48.78%、累积入渗量5.65%~56.62%和湿润体质量含水率均值6.62%~30.09%;不同入渗时间内的累积入渗量符合Kostiakov模型;湿润体体积随肥液质量浓度和生物质掺混质量比增大而增大,且湿润体体积与入渗时间呈二次多项式关系;湿润体剖面面积和灌水均匀系数随肥液质量浓度和生物质掺混质量比增大而增大.     

基于熵权TOPSIS模型评价涝渍条件下冬小麦水位管理方案

为了选取基于资源、环境、效益相统一的水位调控方案,通过调节农田水位,制定了不同的排灌方案模拟冬小麦不同生育期的涝渍胁迫状况.将熵权法和TOPSIS模型有机结合,从冬小麦的高产、水资源的高效利用、减少农业面源污染3个方面选取4个指标构建冬小麦水位管理评价体系.通过熵权法确定各指标权重,运用TOPSIS模型对13种不同的水位管理方案进行计算,得到各处理的理论贴合度S_i,从而评价了各水位管理方案受到涝渍胁迫的影响.根据模型计算结果得出,冬小麦在乳熟期-200 mm(3 d)(5 d-800 mm)受涝渍影响最严重,造成产量下降明显;而在分蘖期-50 mm(1 d)(5 d-200 mm)受到涝渍胁迫时,可实现冬小麦高产、节水和减排的目标.结果符合试验规律,具有一定的实践价值.     

潮河山区人工林树干液流特征及其对气象因子响应

【目的】探究潮河山区人工林树干液流与气象因子间的响应关系。【方法】通过热扩散探针法(TDP)对河北省丰宁县达袋沟控制站内生长季(5—10月)人工林(落叶松、油松和沙棘)树干液流速率进行了监测,并同步监测气象因子,研究人工林液流速率变化特征及其与气象因子的关系。【结果】(1)典型晴天落叶松、油松和沙棘各月份树干液流呈“昼高夜低”的单峰型曲线。各树种雨天树干液流较同期晴天明显降低,沙棘液流速率较其他树种更快且更易受降水影响。(2)小时尺度上落叶松、油松、沙棘液流速率与大气温度(T_a)、饱和水汽压差(VPD)、太阳净辐射(R_n)和风速(W)正相关,而与降水量(P)和空气相对湿度(R_h)负相关。R_n是影响树干液流的最重要因素,VPD、T_a、R_h对其影响次之。(3)日尺度上落叶松、油松、沙棘液流速率日均值分别为2.78、1.44、5.27mL/(cm²·h),其中R_n、VPD、T_a为主要影响因子。(4...     

MARS模型在渭河流域参考作物蒸散量计算中的适应性研究

为有效提高气象资料缺失时渭河流域参考作物蒸散量(ET₀)计算精度,选取流域及附近20个气象站58 a (1960-2017年)逐日气象资料,基于不同气象要素组合,构建16种基于多元自适应回归样条(MARS)的ET₀计算模型,并将计算结果与Hargreaves-Samani、Makkink和Irmark-Allen模型进行对比,评价MARS模型在渭河流域的适应性及可移植性。结果表明：MARS模型能很好地甄别ET₀与各输入因子间的非线性关系,MARS2 (T_max、T_min、R_a)计算精度(平均MAE为0.225 mm/d,平均RMSE为0.327 mm/d,平均R²为0.897)能满足应用要求,模型精度随输入气象要素数量的增加而升高;输入因子中引入地球外辐射R_a,可明显提高MARS模型精度;在输入因子相同时,MARS模型精度高于Hargreaves-Samani、Irmark-Allen和Makkink模型;MAR...     

外包滤料对暗管排水与土壤脱盐效果的影响

为了探究不同外包滤料条件下的暗管排水性能和土壤脱盐效果,基于室内试验研究成果,在田间设置4种暗管排水系统(各系统中暗管埋深均为80 cm,间距均为20 m),所用外包滤料分别为68 g/m²土工布(L)、砂滤料(S)、68 g/m²土工布+砂滤料(LS)和无外包滤料(W),以当地常规明沟排水(CK)作为对照,通过田间试验分析了春灌过程中各暗管系统的排水性能指标及土壤脱盐效率.结果表明:相比处理W,处理L,S和LS平均排水速率提升了7.44%,12.55%和15.75%,平均流量衰减度降低4.07%;处理S和LS累积排水量提高了5.11%和8.31%(P<0.05).各暗管处理春灌后平均土壤脱盐率均达47%以上,较CK提升显著,其中处理LS效果最优,为50.94%.综上,应优先选择处理LS作为河套灌区暗管排水系统外包滤料布设方案.该研究结果可为河套灌区暗管排盐技术的推广应用提供理论支撑和科学指导.     

旱区水肥耦合对枸杞果实糖类和类胡萝卜素的影响

【目的】摸清不同水肥用量对宁夏中部干旱区枸杞果实糖类和类胡萝卜素量的影响。【方法】通过大田试验,以补灌量(X1)、施氮量(X2)、施磷量(X3)和施钾量(X4)为试验因素,采用4因素6水平的均匀设计方法,研究了不同水肥条件对枸杞果实总糖、多糖和类胡萝卜素量的影响。【结果】(1)单因素对枸杞果实总糖量影响显著,各单因素对枸杞果实总糖量的影响顺序为:X1X4X3X2;(2)二因素交互作用对枸杞果实总糖影响规律为X3X4X2X4X1X2X1X3X1X4X2X3,各因素交互作用可提高枸杞果实总糖含量;(3)二因素交互作用对枸杞果实多糖影响规律为X2X4X1X3X1X2X3X4X1X4X2X3;各因素交互作用可提高枸杞果实多糖量;(4)二因素交互作用对枸杞果实类胡萝卜素影响规律为X3X4X1X3X1X2X2X3X1X4X2X4;各因素交互作用可提高枸杞果实类胡萝卜素量。【结论】试验条件下,枸杞滴灌最优的水肥管理方案为补灌量1 700~2 090 m3/hm2、施氮量240~342 kg/hm2、施磷量19~95 kg/hm2、施钾量130~171 kg/hm2。     

新型灌溉模式下测墒补灌对农田水氮及小麦产量的影响

【目的】研究新型灌溉模式对农田水氮及小麦产量的影响。【方法】选用鲁麦21为试验对象进行大田试验,采用二因素裂区设计,灌水量为主区,设拔节期和扬花期均测墒补灌至田间持水率的65%(W₆₅)、75%(W₇₅)、85%(W₈₅)3个水平;灌溉方式为副区,设滴灌(D)、微喷灌(WP)和拔节期微喷灌扬花期滴灌(WP+D)共3种灌溉方式,研究灌水量和灌溉方式对土壤水氮分布、小麦产量、水分利用效率及经济效益的影响。【结果】低于田间持水率的灌溉只对0～40 cm土层产生影响,小麦全生育期内40～100 cm土层土壤含水率没有波动,即0～40 cm土层为主要的供水层及持水层,土壤含水率表现为W₈₅处理>W₇₅处理>W₆₅处理;0～60cm土层土壤硝态氮量在W₆₅、W₇₅灌水量及微喷灌模式下较高,且随着灌水量增多硝态氮淋溶风险增大;成熟期,灌水量、灌溉方式及二者交互作用对40～100 cm土层土壤硝态氮量产生了极显著影响...     

西南湿润区微灌猕猴桃园不同尺度光利用效率与驱动因子

为揭示中国西南湿润区猕猴桃园不同尺度光利用效率(LUE)的变化规律,探明生理、环境和植被因子对猕猴桃园不同尺度LUE的影响机理,以四川省蒲江县猕猴桃果园为研究对象,于2018—2020年采用涡度相关系统(EC)开展了连续3 a的水热碳通量综合观测,研究了猕猴桃叶片尺度瞬时光利用效率(LUE_i)、冠层尺度光利用效率(cLUE)和生态系统尺度光利用效率(eLUE)的变化规律,并采用通径分析方法量化了生理因子［净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)］、气象因子［总辐射(R_g)、光合有效辐射(PAR)、空气温度(T_a)、H₂O浓度(C_H2O)、CO₂浓度(C_CO2)、2 m处风速(U₂)、水汽压差(VPD)］、土壤水分因子(土壤体积含水率(SWC)］和植被因子［叶面积指数(LAI)］对猕猴桃园不同尺度LUE的总影响.结果表明:猕猴桃LUE_i随PAR增大而降低,变化范围为0.006~0.026 μmol/μmol;猕猴桃cLUE和eLUE月平均日内变化均呈先减后增的“U”形,月累积cLUE与eLUE变化幅度分别为0.77~2.67和0.58~1.63 g/MJ, 两者变化趋势基本一致且未呈现明显的季节性变化.叶片尺度LUE_i主要受气象因子(PAR)和生理因子(P_n)影响并具有统计学意义,PAR和P_n对LUE_i分别具有显著的直接影响(量化值为-0.99)和间接影响(量化值为-0.81);冠层尺度cLUE和生态系统尺度eLUE均受气象因子(R_g,T_a和VPD)以及植被因子(LAI)影响并具有统计学意义,其中R_g和VPD主要通过影响光吸收过程以影响eLUE和cLUE,而T_a和LAI则通过碳同化过程以影响eLUE和cLUE.