弯道导流墙对氧化沟水力特性影响的数值模拟

【目的】对两沟道氧化沟内水下推动器、曝气转盘同时运行时,增设弯道导流墙后沟内的流场及流速分布进行研究,以期提高沟内水流混合能力并降低能耗。【方法】在试验模型右侧增设弯道导流墙,并采用数值计算的方法求解气-液两相流时均方程,紊流模型采用RNG模型,自由水面捕捉采用VOF(Volume of fluid)法,速度与压力耦合方程组求解时使用SIMPLE(Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations)算法,对氧化沟内的流场及流速分布进行模拟研究。【结果】数值模拟表明,在水下推动器、曝气转盘同时运行时增设弯道导流墙后,氧化沟内的流场及流速分布更加均匀,整个氧化沟内流速大于0.3m/s的流体体积百分比由不增设弯道导流墙时的40.8%提高至47.6%,显著提高了氧化沟内的流速。【结论】水下推动器、曝气转盘同时运行时,增设弯道导流墙能够明显改善氧化沟内流场及流速的分布,可以提高沟内整体流速,防止或减少沟内污泥沉积。     

水库防渗措施及坝后排水沟距离对周边农田地下水埋深的影响

干旱区平原水库渗漏对下游农田土壤的水盐动态变化影响较大,易造成土壤的次生盐渍化和沼泽化。水库常采用"上防下排"措施来降低坝后农田地下水埋深,但排水沟参数如何选择,与坝基防渗体如何联合使用,治理效果如何等都值得深入研究。该文基于非饱和土体渗流理论,以恰拉水库周边农田为研究对象,针对"上防下排"措施进行数值模拟,分析恰拉水库采用水平铺盖、悬挂式防渗墙或无防渗措施时,坝后农田地下水埋深与坝后排水沟位置及深度的关系,并针对下游坝坡稳定及坝后积水进行分析,并通过田间试验进行验证。研究表明:在不同的渗流控制方案下,农田地下水埋深均以排水沟中轴线为对称轴呈现"漏斗形"降落趋势,排水沟前地下水埋深逐渐增大,排水沟后的地下水位有一小幅度的减小,因此,"上防下排措施"从"源头"处减小渗水进入坝后农田,增大农田地下水埋深。3种方案对比显示,不同"上防下排"渗流控制方案在遏制水库渗漏和减小坝后农田地下水的效果不同。悬挂式防渗墙和无防渗体工况不能有效减小水库的渗漏量,联合排水沟使用效果较差。22倍水头的水平铺盖在渗流控制方面优于悬挂式防渗墙和无防渗体时的工况,联合坝后排水沟及时排水后,可有效的将地下水埋深控制在2.72 m左右,大于当地的地下水临界水位2.45,有效遏制坝后土壤的盐渍化趋势。排水沟设置的位置和深度对大坝稳定存在一定影响,计算实际工况(22倍水平铺盖)时下游坝坡抗滑安全系数为1.358,大于下游坝坡最小抗滑安全系数1.242,下游坝坡处于安全状态。排水沟设置后,坝趾至沟间的积水长度是产生坝后沼泽化的主要原因。计算和实测实际情况下的积水长度为0.27 m,沼泽化面积较小。此外,计算还发现避免农田沼泽化对应的排水沟最小深度为5.18 m,实际工程中排水沟深度为6 m,可见当前的防渗形式以及排水沟至坝趾的距离及深度是合理的。库水位变动、排水沟排水的及时性对坝后地下水埋深也有较大的影响,排水沟作为辅助措施应与农田排水沟(渠)、水库防渗体以及农田灌溉制度配合使用,才能更加有效的发挥作用。     

不同运行期排水沟渠中氮的净化效应实验研究

以模拟排水沟渠静态实验为基础,以典型非点源溶质氨氮和硝氮为例,分析了不同运行期排水沟渠中氨氮和硝氮浓度的变化过程与影响机制。结果表明:不同运行期排水沟渠对水体中氨氮、硝氮均具有较强的净化效应,并表现出"快速净化,波动平衡"的特点,其中氨氮浓度的下降速度快于硝氮,氨氮"波动平衡"的浓度范围(≤2 mg·L-1)低于硝氮(≤3 mg·L-1);实验初始阶段,运行期的不同对沟渠中氨氮和硝氮的净化速率有较大的影响,初始阶段的净化速率表现为:多年沟渠7月龄沟渠1月龄沟渠,除不同运行期非生态沟渠中硝氮的净化速率有显著性差异外,其余阶段均无显著性差异;不同运行期生态沟渠和非生态沟渠中氨氮浓度的变化过程,除7月龄沟渠的"波动平衡"阶段有显著性差异(P=0.030.05)外,其余均无显著性差异;硝氮浓度的变化过程,1月龄和7月龄沟渠在实验初期和"波动平衡"阶段均有显著性差异,多年沟渠的净化趋势相似,无显著性差异。综上所述,本实验初步证明了增长沟渠运行期能够增强沟渠对氮素的净化能力,这对进一步探究排水沟渠的发育过程和生态沟渠的合理化设计与管理具有一定的借鉴意义。     

排水沟渠水-底泥-植物协同作用下非点源溶质氮运移模拟研究

沟渠系统"过程拦截"是现阶段农业非点源污染控制和管理的重要手段。针对当前农田排水沟渠水体-底泥-植物系统内各介质间非点源溶质迁移转化机制不清的现状,在简要分析农田排水沟渠水-底泥-植物复合生态结构及其各组分功能特征的基础上,以沟渠中水体为中心,解析了非点源溶质氮在沟渠系统单一介质以及不同介质间的迁移转化过程;考虑到排水沟渠中水体和污染物均以沿沟渠方向线性迁移为主,应用水流连续方程和非保守性污染物迁移扩散方程,构建了农田排水及其中非点源污染物在排水沟渠中的一维迁移模型,并结合试验沟渠具体情况进行了适度简化;通过内业可控性监测试验,同时提出了沟渠系统水-底泥-植物不同介质对水体中非点源污染物衰减程度影响的量化计算方法;将所建模型与计算参数应用于野外试验沟渠,以氨态氮和硝酸盐氮为例进行模拟,结果表明模拟结果与实测值结合较好,其中氨态氮模拟效率系数为0.87,硝态氮模拟效率系数0.93,表明所建模型及模拟手段符合试验沟渠实际情况,具有较好的适用性。     

基于Maxent模型的美国西海岸树流感暴发风险时空分析

树流感即栎树猝死病（SOD）自从在美国发现以来,已经造成了美国加利福尼亚州树木大量死亡,并且扩散到了俄勒冈州。对树流感未来暴发风险区域的研究能够为树流感防控提供科学依据,同时为中国防治类似森林病虫害提供借鉴。联合国气候变化政府间专门委员会（IPCC）在第5次评估报告中指出,根据温室气体排放模式的不同未来气候变化有4种可能趋势。该研究基于现在的全球植被覆盖数据、过去的气候数据和未来4种不同排放模式下的气候数据,运用Maxent模型预测了北美西海岸地区在2000年、2050年、2070年树流感暴发风险区域。对预测结果的时空对比分析发现,北美西海岸地区未来树流感暴发高风险区域将会往北和西海岸地区扩张,在各种气候模式下扩张的情况不一样,其中相对于2000年,在RCP85排放模式下2070年北美西海岸地区的高风险区域将会增加174%。     

粤西东山森林公园主要造林树种选择与经营模式

以云浮市东山森林公园14种主要造林树种为研究对象,采用套种补植、人工造林2种造林方式和穴状抚育或全面割灌+穴状抚育的抚育方式组合,分析4种经营模式下14种阔叶树种的生长情况.结果表明:采用相同的造林方式时,各树种在全面割灌+穴状抚育的抚育方式下胸径生长较好,但对树高的生长影响不显著;采用相同的抚育方式时,采用套种补植造林的樟树(Cinnamomum camphora)、木荷(Schima superba)、铁冬青(Ilex rotunda)、红苞木(Rhodoleia championii)、秋枫(Bischofia javanica)和米老排(Mytilaria laosensis)胸径和树高生长大于人工造林的,黄槐(Cassia surattensis)、降香黄檀(Dalbergia odorifera)和羊蹄甲(Bauhinia purpurea)人工造林的胸径和树高生长大于套种补植的;云浮市东山森林公园建设的适宜基调树种为米老排、火力楠(Michelia macclurei)、木荷(Schima superba)、樟树、秋枫和降香黄檀,主题树种为铁冬青、黄槐、大叶紫薇(Lagetstroemia speciosa)和美丽异木棉(Ceiba speciosa),以及应用套种补植结合全面割灌+穴状抚育的经营模式.     

不同暗沟间距对垂柳光谱和光合特性的影响

[目的]通过评估不同处理的改良效果,为西北地区利用暗沟处理措施改良盐碱土提供理论依据,从而解决西北地区大面积的盐渍土现象,实现土地的高效利用。[方法]以2年生垂柳为试验材料,对比分析了不同暗沟间距处理措施(CK为对照;T1为暗沟间距3m;T2为暗沟间距6m;T3为暗沟间距9m;T4为暗沟间距15m)对土壤理化性质、垂柳的生长和叶片光谱光合特性的影响。[结果](1)4种处理的土壤含水率、pH值和土壤含盐量与对照相比均有所降低;除T4处理外,其余处理均与对照之间具有显著性差异(p0.05),T3处理的土壤含盐量下降最多。(2)通过处理垂柳的各项生长指标均比对照组有所提高,T1处理效果最好,T4处理效果最差,T1与T2,T3处理之间差异不显著(p0.05)。(3)4种暗沟间距处理都能显著提高垂柳的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和叶绿素含量,T1与T2,T3处理之间差异不显著(p0.05),T4处理效果不及另外3种处理。[结论]在西北地区采用挖设暗沟排盐的方法可以有效排出盐分,综合考虑经济成本等因素,T3处理为最佳方案。     

中国西部发展农村沼气的条件与对策研究

生态脆弱和能源匮乏是中国西部经济与社会发展的限制因素,西部要发展,必须首先解决农村能源和农民收入两大根本问题。从中国西部农村能源供应、农牧民生产生活、社会经济发展、生态环境改善以及自然气候特点等方面分析了西部地区发展农村沼气的必要性、适宜性和可行性,并提出了相应的技术对策和管理对策。     

西芹菜有机生态型无土栽培应用研究初报

随着我国设施农业的不断发展,无土栽培面积越来越大。无土栽培和有土栽培相比,其优越性体现在：能避免土传病害及连作障碍、减少农药的使用量、清洁卫生、提高作物产量、增强品质、节约用肥、省水、减少工程用量,以及不受地区限制等等。传统的无土栽培是营养液栽培,其生产成本较高,而在此基础上发展的有机生态型无土栽培是无土栽培中栽培面积最大的一种心,其优点是基质取材方便,来源广泛,用有机物和无机物进行一定比例混合,不浇营养液,采用清水灌溉。本试验利用炉渣、泥炭土、珍珠岩和木屑作为基质栽培芹菜,并用土壤栽培作为对照,分析利用有机生态型无土栽培芹菜的优势及其发展前景。     

西部特色农业信息资源的开发与利用——《西部大开发与农业的信息引导》研究报告之二

西部农业开发要着力开发西部特色农业。从①调研地区特色资源优势资源;②建设特色农业资源数据库;③筛选项目;④从特色项目着手;⑤提倡开发利用一村一品、一户一策信息资源;⑥做好结构调整与产业化中的信息资源开发利用;⑦实施特色农产品信息化等方面,阐述了如何开发利用好西部特色农业信息资源的问题。