土壤覆盖层氡运迁模拟

文章分析了氡在土壤覆盖层中的迁移机理,以扩散作用和对流作用为基础,建立了稳定条件下氡在土壤层中运移的物理模型和数学模型,推导出氡在土壤层中的二维运迁方程,利用有限差分法对其求解,得出土壤层中氡浓度的分布数值解,进而对土壤层中氡浓度分步进行模拟。     

安徽万佛湖总氮总磷及高锰酸盐指数含量变化的研究

在万佛湖的区域内,选择了6个监测位点,对水体中的总氮、总磷和高锰酸盐指数进行了为期1年的动态监测。通过介绍监测的材料与方法,阐述了万佛湖水体中总氮平均浓度、总磷平均浓度、高锰酸盐指数平均浓度的时空变化,对万佛湖水体中总氮总磷平均浓度超标的初步成因进行了分析。     

单栋塑料温室内多因子综合CFD稳态模拟分析

为分析单栋塑料温室内的综合环境:气流场、温度场、湿度场、CO2浓度场,建立了包括温室内外空间、室内作物和土壤层等的温室环境几何模型。将温室内的湿空气看作水蒸气、CO2和干空气的混合气体,在分析温室中太阳辐射、作物与环境的质热交换,动量及质能传递过程的基础上,对单栋塑料温室内的环境因子进行了稳态模拟。温室内热辐射传递过程采用蒙特卡罗法模拟方法;将室内作物简化为连续固体换热模型,采用剪应力输运模型(SST)表述温室内的空气紊流。结果显示:温室通风对温度、湿度和CO2分布的影响很大,温室内部上风向温度低,湿度小,同时CO2浓度也不高;温室下风向作物冠层的环境未达到优化状态;模型的预测值低于实测值,但变化规律相似,温度、湿度、CO2含量的预测相对误差分别低于8%、6%和7%。     

塑料薄膜覆盖时土壤内水热传输模拟

建立了一个包括土壤层,塑膜覆盖物,植物冠层和大气边界怪的系统,系统中的各层进行了能量平衡计算,并根据Ｐｈｉｌｉｐ和Ｄｅ Ｖｒｉｅｓ提出的土壤水热运移耦合方程,开发了预测塑膜覆盖下土壤水热运移的一维模型。采用该模型进行了十天的模拟计算,模拟结果与实测的土壤温度及负压剖面吻合较好。     

3种吸附剂不同压力下脱除沼气中CO_2对比实验

研究了不同压力下常用几种吸附剂脱除沼气中CO2的效果,以提高混合气体中CH4的浓度,并得出最佳吸附压力,从而为工业生产提供沼气净化的吸附剂。本实验选取工业上常用的ZGA-高强度活性氧化铝、5A分子筛和13X-APG空分专用分子筛3种吸附剂,在不同压力下测定分离后混合气体中的CH4的浓度。实验结果表明:在0.1~0.8MPa压力范围下,5A分子筛吸附后的尾气中CO2和N2的浓度相对ZGA氧化铝和13X-APG分子筛低,且CH4浓度高,说明5A分子筛对混合气中CO2的脱除效果要比ZGA氧化铝和13X-APG分子筛明显;并且在0.7MPa的压力下,尾气中的CH4浓度达到了90.26%。因此,5A分子筛较适合应用于工业化脱除沼气中的CO2。     

再生水灌溉对土壤盐分和重金属累积分布影响的研究

再生水是农业灌溉的重要水资源。为了合理利用城市污水处理后的再生水资源,采用天津市纪庄子污水处理厂二级出水作为再生水,以自来水为对照进行叶类蔬菜小区种植试验,研究了再生水灌溉对菜地土壤次生盐渍化及盐分离子和重金属离子累积分布规律的影响。结果表明:除0~15 cm土层全盐量增加外,15~45 cm土壤层盐分累积现象与自来水灌溉相比无明显差异。与自来水灌溉相比,短期内采用再生水灌溉不会显著增加土壤阳离子含量。重金属在土壤中的累积也不明显,同时,不同再生水灌溉水量条件下,土壤中重金属含量无显著差异,且土壤中的重金属含量都远低于国家标准规定的允许值,表明再生水短期灌溉对土壤环境不会造成污染影响。     

不同土地利用类型对城市水源地的涵养能力分析

城市水源地保护是社会经济发展的关键,目前对水源地保护的研究主要集中于水环境质量和水资源数量两个方面。从水源涵养能力角度出发,以松华坝水源区为研究典型区,对不同土地利用类型土壤层对水源涵养能力的影响进行研究,得出不同土地利用类型条件下土壤容重、自然含水量、饱和含水量、有效涵蓄量、涵蓄降水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、毛管蓄水量、非毛管蓄水量、全磷含量、全钾含量和有机质含量等指标的变化规律。在此基础上,定量分析不同土地利用类型土壤层对水源地的涵养能力,并进行综合评价,以期从水源涵养的角度为水源地水资源数量保护策略的制定提供科学依据。     

模糊免疫PID控制在淀粉浓度控制中的应用

在分析比较传统PID、Smith预估PID和模糊免疫PID原理的基础上,提出了利用模糊免疫PID调节淀粉生产线中的淀粉浓度.通过对淀粉生产线中浓度控制回路进行数学建模,对传统PID、Smith预估PID和模糊免疫PID 3种控制器进行了设计与仿真.仿真结果表明,模糊免疫PID在控制效果上明显优于传统PID并且其鲁棒性高于Smith预估PID.最后,利用Matlab的DDE协议和ActiveX与淀粉生产线的上位机RSView32进行数据交换,将Matlab中模糊免疫PID控制算法传输到上位机上,实现了模糊免疫PID控制在淀粉浓度控制中的应用.     

砷水灌溉对土壤环境和水稻植株的影响研究

通过小区种植试验,研究不同浓度(0.292,0.146,0.102,0.073,0.05,0.029mg/L)砷水灌溉对小区土壤、水稻产量、品质的影响以及砷在水稻植株中的运移规律。结果表明,不同浓度砷水灌溉下,土壤中的砷浓度与灌溉浓度正相关,砷水浓度大时土壤对砷的吸收能力减小,呈现出随砷水浓度的增大,砷含量增长速度先快后慢现象。砷水灌溉对水稻产量、外观品质和碾米品质有一定抑制作用,对水稻的营养品质无明显不利影响。稻米中砷的浓度随着砷水浓度的增大而增大。灌溉水砷浓度小于0.292mg/L时,精米中砷含量小于绿色大米限值。水稻植株中的含量分布规律为根叶茎精米,根系对砷的吸收能力随着砷水浓度的增大而明显增强,根中砷含量大于3倍叶中含量。     

基于保水剂应用的土壤水分运移模型构建方法及源汇项求解

保水剂作为一种重要的非工程节水材料,已在旱地农业生产中得到了广泛应用,但适用于保水剂应用条件下的土壤水分运移模型还不多见。本文对保水剂应用条件下的土壤水力参数进行了重新定义,将非饱和扩散率D(θ)及非饱和导水率K(θ)分别表示为时变函数形式D(θ,t)和K(θ,t),在前人研究的基础上,对保水剂施入土壤中的时间和试验进行时间进行了统一,提出了适用于保水剂应用条件下的土壤水分运移模型构建方法及其源汇项求解方法,同时设置了数值试验对源汇项求解方法进行了检验。结果表明:时间步长、土壤层状性及边界条件对源汇项求解方法稳定性的影响较小,而时间间隔、水力参数、测试误差和仪器精度对稳定性的影响较大。     

MCNP在废石堆退役评估γ剂量率中的应用

废石堆在完成覆土治理后由于其中的放射性核素氡会迁移,因此研究氡迁移后的γ剂量率变化具有重要意义。运用MCNP程序模拟的方法得到单个粒子在探测器里产生的计数与实验测得的γ剂量率的仪器计数进行比较,可以得到MCNP模拟计算出的数值与实验测量获得的数值都随覆盖土壤厚度的增加呈现指数衰减,验证了MCNP模型的正确性以及MCNP运用于废石堆退役γ剂量率评估的可行性。     

不同浓度水Hg灌溉对水稻产量和品质的影响

通过土培桶栽水稻试验,以辽宁中部灌区近几年水质状况为背景,研究了灌溉水中重金属汞(Hg)的浓度对水稻产量和品质的影响.结果表明,当灌溉水Hg浓度在0.056 mg/L以下时,对水稻结实率、每盆产量、穗长的影响不显著,对水稻的碾米品质无明显不利影响,对水稻的营养品质中蛋白质、直链淀粉含量无明显不利影响,对脂肪酸含量有抑制作用;低浓度的水Hg溶液对水稻每穗粒数、千粒重有促进作用;通过SPSS统计分析,稻米中的Hg含量与灌溉水中Hg的浓度呈显著正相关关系,当灌溉水中Hg的浓度超过0.008 3 mg/L时,稻米中的Hg含量超过国家农业行业标准里的指标值(0.01 mg/kg).     

室内模拟水分管理对土壤溶液磷质量浓度影响研究

【目的】探究不同水分管理模式下、不同土层土壤溶液磷的环境行为。【方法】本研究采取土柱试验研究了3种水分管理模式下(模式1—模式3土壤含水率均恒定分别为:50%、75%、100%)84 d剖面土壤(表层0～10 cm、中层10～20 cm、下层20～30 cm)溶液磷质量浓度变化规律及其与土壤溶液中TOC、总铁、总铝、总钙之间关系。【结果】水分管理对土壤溶液磷质量浓度有显著的影响,并与土层有关;表层土壤表现为:模式3(1.27mg/L)模式2(0.82 mg/L);中层土壤表现为:模式3(1.60 mg/L)模式2(1.40 mg/L);下层土壤表现为:模式3(0.31 mg/L)模式2(0.17 mg/L)模式1(0.13 mg/L)。逐步回归分析揭示土壤溶液总磷质量浓度与土壤溶液TOC、总铁、总铝、总钙有关,并受水分管理模式和土壤层深度的影响。室内模拟3种水分管理模式下土壤溶液总磷质量浓度都大于地表水富营养化标准值(0.1mg/L)。【结论】退耕还湿期间土壤磷释放可能会引起上覆水磷质量浓度突然升高,其造成的生态环境问题值得关注。     

施钙条件下微咸水间歇入渗土壤水盐运移特征

施钙条件下微咸水一维间歇积水入渗试验结果显示:入渗量相同时,随着间歇时间和矿化度的增大,同一土层含水量减小;施钙使得入渗水中的钠离子不容易被表层土壤团粒所吸附,间歇时间越长,吸附在表层土壤中的钠离子浓度越低,相对的钙离子浓度增大,但间歇时间对总盐分浓度分布特征并无显著影响;同一土层上,钠离子浓度和钙离子浓度随着入渗水矿化度的增大而增高;土壤表层0~10 cm,施钙后的钠离子浓度明显小于不施钙的钠离子浓度,表层钠离子浓度降低,在实际中有利于作物生长。     

压实对土壤水分影响的试验研究

采用模拟机械压实土壤的方法进行5种载荷的土壤压实试验,测定不同深度处土壤水分的值,并与压前土壤水分进行了对比。结果表明:增大载荷和增加压实次数都会使土壤水分损失,最大可使水分损失23.1%;压实对一定的土壤层(25cm以内)的水分损失影响显著,并且模拟载荷在200kg以内对土壤的水分损失影响比较大。     

氨氮对厌氧发酵脂肪酸浓度的影响研究

厌氧发酵技术在有机垃圾处理中的应用越来越广泛,但在工程运行中氨氮的抑制问题比较突出。试验对餐厨垃圾厌氧发酵中的氨氮毒性抑制特性进行了研究,通过设置不同氨氮梯度探讨了氨氮对发酵过程产气量、脂肪酸和碱度的抑制影响。试验证明氨氮可以引起发酵系统脂肪酸的积累,尤其是丙酸的积累会造成发酵过程受到抑制。氨氮浓度较低时,可以刺激厌氧发酵的进行,使发酵产气量增加,当氨氮浓度增高到抑制浓度时,发酵产气量明显减少。反应器的碱度都随着发酵过程逐渐升高,但在高氨氮浓度下,C和D反应器的碱度含量相对较低,不足以缓冲发酵体系的pH值,因此反应器发酵过程不稳定。同时高氨氮污水的产生对后续污水的处理也带来了难度。试验证明发酵系统发生氨氮抑制后很难恢复,运行中应加大对氨氮的监测,通过调节物料进入和注入清水等措施控制氨氮浓度。     

工业烟气中CO2直接用于增施气肥的流动及扩散特性分析

工业烟气中的CO₂浓度较低,并且含有不同污染物,能否直接用作增施气肥存在一定的不确定性。为研究将工业烟气中CO₂直接用于农业生产中增施气肥的可行性,对工业烟气排放后的烟气特性、CO₂组成、污染特性进行了分析和评估。基于CFD数值模拟技术,对工业烟气在大棚内的CO₂扩散特性进行了模拟分析。研究结果表明,工业烟气中含有不同的污染物成分可能会对大棚内的环境空气质量产生影响,需经过合理评估并采取适当措施后方可满足农业生产的要求。基于燃煤电厂排放的烟气特点,在CO₂吸收速率为5×10?8 m3/s、烟气稀释倍数为100,控制进入大棚内的SO₂、NO₂、Hg、HF和PM等污染物浓度达到15 mg/m3、8 mg/m3、5 μg/m3、0.2 mg/m3和7.5 mg/m3时,可实现大棚内的污染物浓度达到环境空气质量标准的一级标准（GB 3095—2012）,并且CO₂浓度满足植物生长的浓度要求。不同入口布置方式对大棚内的CO₂浓度影响较大,采用两边和中间同时布点的方案可以较好实现CO₂浓度在大棚内的均匀性要求。因此,工业烟气中的CO₂直接用于农业生产具有可行性,但在实际应用中,应结合烟气中的CO₂浓度、植物的吸收速率、CO₂喷入位置、稀释倍数和污染物浓度进行综合评估,并应用于农业生产。      

感潮环境水中氯离子含量及混凝土表面氯离子浓度

钱塘江河口是强潮河口,其水体中的氯离子含量受冲淤和潮差大小的影响,并受上游泄水量的影响而变化较大.根据对钱塘江河口感潮环境表层水体中的氯离子含量及其海塘护坡混凝土表面氯离子浓度的检测,分析了水体中氟离子含量及与距河口距离的关系、护坡混凝土表面氯离子浓度与距河口距离的关系及不同高度表面浓度的关系等.结果表明,钱塘江河口感潮环境下水体中的氯离子含量,离河口距离越小则表层水体中的氯离子含量越高,并和近水面的混凝土表面氯离子浓度之间具有较好的相关性,且同一断面处不同高度的护坡混凝土表面氯离子浓度与近水面处的浓度之间相关性强.     

直插式根灌技术的研究与应用

直插式根灌技术,是一种新型的节水灌溉技术,它结合了地面滴灌与地下渗灌的优点,能够把水直接灌溉到一定深度土壤层,起到对植物根系层,进行直接灌溉的目的;能有效减少表层土壤水分蒸发损失,提高灌水效率、提高灌溉水的有效利用率。过去的地埋式渗灌技术,有较好的灌水效果和抑制表层土壤水分蒸发损失作用,但其易堵塞、检修难的缺点,限制了地下渗灌技术的发展。地表滴灌技术成熟,但其表层土壤水分蒸发损失,影响滴灌水分的利用效率和灌水效率。为了结合滴灌与渗灌的优势,克服滴灌与渗灌的缺点;所以,开展对直插式根灌技术的研究,把地表滴灌的水分,直接引灌到一定深度的土壤层,实现土壤的越层灌溉,起到较好的灌水效果,根灌产品,安装简便,便于维护。     

不同氧浓度下灌溉系统中溶解氧变化规律

为研究不同浓度增氧灌溉水在灌溉系统中的衰变规律,设计4个氧气浓度,CK为常规井水不充气增氧、O_2(21%)为空气充气增氧、O_2(30%)为氧气浓度30%进行充气增氧和O2(50%)为氧气浓度50%进行充气增氧,通过微纳米气泡发生装置对灌溉水进行增氧,制备不同溶解氧浓度的灌溉水,进行加压注入灌溉系统中,研究增氧灌溉水在灌溉系统中的衰变规律.研究表明:随着充氧浓度的增加可以显著提高灌溉水溶解氧浓度,管道水溶解氧浓度随着距离的增加呈递减趋势,并随着灌溉水溶解氧浓度的增加衰减速率增加;滴头流量为1.38 L/h比3.20L/h的灌溉水溶解氧浓度低,并随着溶解氧浓度增加和滴灌带距离的延长这种降低趋势有所增加.综上表明:灌溉水在加压灌溉系统中溶解氧浓度都会降低,并且随着距离和时间的增加灌溉水溶解氧会逐渐降低,高溶解氧浓度的灌溉水溶解氧浓度降低幅度大于低溶解氧浓度的灌溉水,在管道系统和滴灌带中表现出相同的趋势;滴灌带滴头流量不同,对灌溉水溶解氧浓度影响不同,滴头流量为1.38 L/h比3.20 L/h灌溉水溶解氧浓度降低得多.