基于改进YOLOv5s和TensorRT部署的鱼道过鱼监测

为实现在复杂水体下对鱼道过鱼进行监测,提出了一种基于YOLOv5s的改进模型,并用TensorRT部署应用于某水电站鱼道现场。首先,针对水下图像模糊、目标检测困难的问题,提出了将Swin Transformer（STR）作为检测层,提升了模型对目标的检测能力;其次,针对鱼群密集、图像信息少的问题,将Efficient channel attention（ECA）注意力机制作为主干特征提取网络C3结构的Bottleneck,减少了计算参数并提升了检测精度;然后,针对检测目标定位差、回归不收敛的问题,将Focal and efficient IOU loss（FIOU）作为模型损失函数,优化了模型整体性能;最后将模型部署在TensorRT框架进行优化,处理速度得到了大幅度提升。基于实际采集的复杂水体数据集进行实验,结果表明,本文算法mAP为91.9%,单幅图像处理时间为10.4ms,在相同条件下,精度比YOLOv5s提升4.8个百分点,处理时间减少0.4ms。模型使用TensorRT部署后单幅图像推理时间达到2.3ms,在不影响检测精度的前提下,推理速度提高4.5倍。综上,本文算法模型在保证快速检测的基础上,具有较高的准确性,更适用于复杂水体下鱼道过鱼监测。     

降水对华北主要粮食作物灌溉需求影响特征

探明华北地区作物灌溉需求规律及主控因素是合理制定水资源规划,缓解该区地下水超采的重要依据。本文基于华北60个气象站近50年(1971—2020年)逐日气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算作物需水量,并分析降水对主要粮食作物(冬小麦和夏玉米)灌溉需求时空特征的影响。结果表明：在降水丰水年(25%),冬小麦作物灌溉需求指数I_RI以0.50～0.75区间的高度灌溉需求分布区为主,夏玉米则以0.25～0.50区间的中度灌溉需求分布区为主,分布面积比率分别为研究区的92%、86%;在平水年(50%),冬小麦I_RI以大于0.75的极高灌溉需求分布区为主,分布面积比率占56%,夏玉米仍以0.25～0.50的中度灌溉需求分布区为主,但分布面积比率扩大至100%;在枯水年(75%),冬小麦极高灌溉需求分布面积比率增大至97%,夏玉米则以0.50～0.75的高度灌溉需求分布区为主。降水量是影响I_RI的主控因素,随降水量的增大,不同区位I_RI均呈直线下降趋势,但对降水量变化的敏感性存在较大差异...     

测定和估算田间作物腾发量方法研究综述

有关测定和估算田间作物腾发量的方法研究在以往３０年中取得较大进展。一些常见的直接或间接测定法虽得到不断简化和完善，但距离在田间尺度范围内推广使用尚有一定差距。利用气象观测数据通过经验公式计算参照作物腾发量的方法似乎具有较好的效果，但估值的时间精度限制和较强的区域局限性，制约了其自身的普遍应用。理论公式中修正的Ｐｅｎｍａｎ－ＦＡＯ公式与Ｐｅｎｍａｎ－ＭｏｎｔｅｉｔｈＦＡＯ公式是目前被广泛采用的较好估算参照作物腾发量的方法，虽然后者的基础理论假设要比前者更趋合理，但实际应用结果表明两者间谁更切合实际还应参照当地具体情况决定。计算作物系数的方法主要分为时间平均Ｋｃ法和基础Ｋｃ法，前者适用于灌溉系统的规划设计和管理工作，后者则可用于以日水量平衡为基础的研究中。     

基于水量平衡的宁夏引黄灌区广义生态耗水量计算

基于区域的水量平衡理论,对宁夏引黄灌区的广义生态耗水量进行计算,同时对灌区生态耗水量与灌区引黄水量的关系也进行了研究。研究结果表明:灌区各年的广义生态耗水总量差别并不大,没有表现出非常强烈的上升或下降趋势,耗水量的小范围变动与灌区引黄水量关系不明显。     

灌溉用水绝对缺水量最小目标函数

现行的灌区水资源优化配置模型中以整个系统水量损失最小（即供水量最大、缺水量最小）为目标函数的不在少数,但是在配水方式、路径等确定,且渠系输配水损失仅考虑沿程损失的条件下,按水量损失最小为目标的配水方法与传统的“水先到先得” 配水方法在本质上并没有多大区别。以经典的水力学公式为基础,从数学角度分析证明了这两种方法是建立在同样的理论基础上的。     

黄土高原半干旱区退耕地沙棘林密度调控

本文以黄土高原半干旱地区吴起县北部沙棘人工成林为研究对象,定位观测了沙棘林地林木蒸腾、土壤蒸发及土壤水分状况等,根据水资源承载能力确定退耕地沙棘林适宜密度及其动态调控。结果表明：沙棘林分生长季节内,丰水年土壤贮水量总体为盈余;平水年的同期降水不能满足林地蒸散消耗;枯水年土壤水分明显亏缺。该地区沙棘林稳定群落密度为1445株（丛）／hm^2,初植密度为2223株（丛）／hm^2。造林密度过大是造成土壤水分亏缺、植被生态效益和经济效益难以发挥的重要因素。     

冬小麦对土壤水分的生理响应研究

在冬小麦主要生育期,测定了6个不同水分处理的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)以及土壤含水率,分析了它们之间的相互关系,探讨了各生理指标在诊断作物水分状况的和可行性和发展潜力。结果表明：冬小麦各生理指标之间有着极显著的相关关系,蒸腾速率、光合速率和气孔导度相互之间的增大或减小是同步的,它们之间有着密切的线性关系,气孔导度直接影响蒸腾速率和光合速率,三者之间呈极显著正相关;土壤水分与蒸腾速率、光合速率、气孔导度呈显著或极显著正相关,当土壤含水量保持在田持的60％左右的时候,Pn/Tr最大,光合利用效率最高。     

城市水资源承载能力评价指标体系构建

以辽宁省朝阳市区为例,从水资源承载能力主体、客体和主客体耦合三个方面,构建水资源承载能力评价指标体系,给出了基于指标体系评价法的水资源承载能力分析结果,包括不同水平年水资源的总可供水量、承载水平和不同情景不同承载水平的临界年份及其可承载GDP总量和人口,为当地水资源的合理利用和社会经济可持续发展提供了科学依据.     

地下滴灌系统施肥灌溉均匀性的田间试验评估

该文对影响地下滴灌系统性能的两个重要因素施肥装置类型和滴灌带埋深进行了田间评估.施肥装置包括国内外常用的压差式施肥罐、文丘里施肥器和比例施肥泵三种类型,滴灌带埋深包括0、15和30 cm 3个水平.结果表明,滴灌带埋深与施肥装置类型对滴头流量和灌水量均匀性的影响均未达到显著性水平(a=0.05),而施肥装置类型对施肥量均匀性的影响达到极显著水平(a=0.01).对给定的毛管埋深而言,压差式施肥罐的施肥量变差系数高于比例施肥泵和文丘里施肥器.对不同施肥装置的施肥量变差系数与灌水量变差系数之间关系的回归分析结果指出,比例施肥泵和文丘里施肥器的施肥量变差系数与灌水量的变差系数相当,但压差式施肥罐的施肥量变差系数比灌水量变差系数大40%左右.因此在进行微灌系统设计时应将施肥装置类型和性能作为一个因素加以考虑,并宜优先选用输出肥液浓度恒定的施肥装置.     

白洋淀湖泊湿地中氮素分布的初步研究

湿地中氮素的空间分布在一定程度上反映了湿地环境变化的进程。对白洋淀3个典型淀区沉积物、孔隙水和上覆水中有机质和氮素进行分析,结果表明,白洋淀湖泊湿地沉积物中的有机质和全氮含量在垂直分布上表现出较好的一致性,均随深度增加而减少;但有机质和全氮分布存在空间差异性,英家淀的有机质和全氮含量均高于小杨家淀和小鸭淀;沉积物在6 cm深处,小杨家淀和小鸭淀沉积物中全氮出现一次低值,而所有采样点孔隙水中NH4 -N浓度都在此处出现一个峰值,表明6 cm深度可能是白洋淀湖泊湿地微生物降解有机氮的一个活跃区;芦苇湿地上覆水中NH4 -N和NO3--N含量都高于宽阔湖面水体,说明植被的生长不仅会促进底质有机氮的降解,其自身分泌的代谢产物及残枝败叶的腐烂也会增加水体中各种形态氮的含量,增加对水体中各种氮素的滞留,在芦苇湿地区对水面漂浮物的打捞和对芦苇的及时收割是减少湖泊湿地氮素输入的一种有效途径。