沙层厚度和粒径组成对覆沙黄土坡面产流产沙的影响

片沙覆盖黄土区是水蚀风蚀交错带内土壤侵蚀最为强烈的区域,研究该区内土壤侵蚀特征可对水蚀风蚀交错带水土流失的预报及防治提供理论依据。采用室内模拟降雨,研究黄土坡面不同覆沙厚度(2 cm、5 cm和10 cm)和沙层粒径组成(100%0.25 mm、75%0.25 mm+25%0.25mm、50%0.25 mm+50%0.25 mm、未处理原沙和100%0.25 mm)对坡面产流产沙的影响。结果表明,覆沙黄土坡面较黄土坡面的初始产流时间明显延长,产流速率和产流量减小,产沙速率和产沙量增大,降雨过程中产流产沙波动性增大,且这些变化随覆沙厚度增加而明显加强;沙层粒径组成在不同覆沙厚度下对坡面产流产沙的影响不同,2 cm覆沙厚度坡面在降雨前期随粒径变粗产流产沙呈增大趋势,降雨后期无明显变化;5 cm覆沙厚度坡面随沙层粒径变粗产流速率呈增加趋势,降雨前期上覆粗粒径沙层坡面的侵蚀速率高于细粒径沙层坡面,降雨后期恰好相反;10 cm覆沙厚度的坡面产流产沙随沙层粒径组成变化不明显。典型覆沙黄土坡面的产流过程为雨水垂直入渗―沙土界面潜流―沙层边缘渗流―地表径流,产沙过程为沙层边缘渗流侵蚀―沙层坍塌重力侵蚀―地表径流输移,明显不同于无覆沙黄土坡面的超渗产流方式及溅蚀―片蚀―细沟侵蚀的侵蚀发展过程。     

小麦幼胚基因枪转化的影响因素研究

为了明确不同因素对小麦基因枪法转化效率的影响。用PDS-1000／He型基因棺将抑制叶片衰老基因Psag12-ipt转入小麦幼胚细胞，通过对报告基因GUS瞬时表达的检测，研究了金粉用量、质粒DNA用量及轰击次数对转化率的影响。结果表明，金粉用量在100-400μg范围内，时幼胚瞬时表达率影响不大，幼胚瞬时表达率在73．7%～85．0％之间，但随金粉用量的增加，细胞瞬时表迭率明显提高；质粒DNA用量以每枪2．0μg为最佳；轰击2枪幼胚和细胞瞬时表达率明显高于轰击1枪。     

双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis Grube)典型自然栖息地的沉积环境特征

在山东沿海选取了双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis Grube)的典型栖息地——河口潮间带,通过测定、分析不同潮区(高潮区、中潮区和低潮区)和同一潮区不同深度(5 cm、15 cm、25 cm和50 cm)沉积物中H2S、有机物、碳、氮、含水率以及粒度等指标,对其沉积环境特征进行了研究.结果显示,高潮区沉积物H2S浓度显著低于其他2个潮区(P＜0.05),25 cm深度处的沉积物H2S浓度显著高于其他深度(P＜0.05).3个不同潮区的间隙水中H2S浓度和含水率无显著性差异(P＞0.05),不同深度沉积物的间隙水中H2S浓度和含水率也无显著性差异(P＞0.05).低潮区有机物含量和氮含量显著低于中潮区和高潮区(P＜0.05),不同潮区之间的碳含量无显著性差异(P＞0.05),不同深度的沉积物中有机物含量、氮含量和碳含量随深度的增加而逐渐升高.粉砂在3个潮区以及各个潮区不同深度的沉积物中所占的比例均为最大,砂所占比例最小.低潮区沉积物的中值粒径显著高于其他2个潮区(P＜0.05),而不同深度沉积物的中值粒径无显著差异(P＞0.05).实验显示,本研究所选取的双齿围沙蚕典型自然栖息地沉积物中的H2S含量较高,并且随沉积物深度的增加而逐渐升高.沉积物中的有机物和碳含量极显著相关,碳氮含量显著相关.沉积物粒度分类属粘土质粉砂,高潮区沉积物的中值粒径显著小于低潮区,可能是造成高潮区沉积物的有机物含量和含水率显著高于低潮区的原因之一.     

土壤磁化率-温度(κ-T)曲线测定中的影响因素研究

土壤磁化率-温度曲线(κ-T)可用于鉴定土壤中磁性矿物类型。以水稻土、红壤、黄壤和砖红壤为对象,采用BaringtonMS2κ-T磁化率/温度系统,测定了不同土壤类型中磁性矿物种类。结果表明:水稻土κ-T曲线在300℃出现矿物相变点,黄壤、红壤和砖红壤在350℃出现相变点;水稻土和黄壤κ-T曲线呈现出磁铁矿的居里点(580℃),表明土壤磁性载体以磁铁矿为主;红壤和砖红壤的κ-T曲线呈现赤铁矿的居里点(680℃)。将水稻土和红壤分别制成2 mm、1 mm、0.30mm和0.15 mm的颗粒大小,称取相同质量土样(1 g)研究不同颗粒大小对土壤κ-T曲线测定的影响;称取过2 mm筛土样0.5 g、1 g、1.5 g和2 g,研究不同称样量对κ-T曲线测定的影响。结果表明:不同土壤类型,颗粒大小和称样量对κ-T曲线的测定有一定影响,但不会改变土壤中磁性矿物的相变点。它们对红壤和砖红壤的κ-T曲线测定影响甚少,对水稻土和黄壤的影响较大。实验证明在颗粒大小上选择过0.30 mm筛的土样,称样量上选择大于1 g的土样可以得到较明显的κ-T曲线,不会掩盖矿物的相变点。     

希拉穆仁荒漠草原风蚀地表颗粒粒度特征

以荒漠草原常见的耕作区、围封区、放牧区及旅游区4种土地利用类型表层土壤为研究对象,利用激光衍射技术分析了0~2 cm表层土壤粒度组成,计算并分析平均粒径、标准偏差、偏度、峰态及分形维数等粒度参数,探讨风蚀颗粒范围。结果表明:1希拉穆仁荒漠草原耕作区、围封区、放牧区及旅游区4种土地利用类型土壤粒度组成均表现为以砂粒和粉粒为主,黏粒含量较低,样地平均粒径数值依次变小,分选性逐渐变好,峰态平缓,分形维数数值逐渐减小,土壤颗粒组成依次粗化;偏度分别为负偏、近于对称、正偏和偏正偏,彼此差异明显,偏度可作为有效的粒度参数指标。2通过分析粒度分布频率曲线和土壤粒度累积频率间平均距离,显示研究区粒径为134μm和454μm附近颗粒为近自然状态下的易风蚀颗粒。各粒度参数及分维值均显示放牧和旅游加剧希拉穆仁草原表层土壤风蚀,土壤粒度分布范围变宽,整体向粗粒化方向发展。     

雨滴物理特性的粒子成像测量技术研究

雨滴形状、直径、降落速度等是表征雨滴特性的重要物理量。为了获取雨滴物理特性参数,基于粒子成像的瞬态测量可视化技术,研制了降雨环境下拍摄雨滴影像的光路系统和成像系统,开发了雨滴影像的识别、提取、量测等软件系统,设计了一种基于面阵电荷耦合元件的自然降雨成像测量系统。钢珠洒落实验发现该技术观测误差小。外场观测实验发现本次降雨主要以中等粒子为主,雨滴直径和降落速度均值分别为2.00 mm和3.52 m/s。雨滴降落速度可由雨滴直径的线性回归方程表达,且该方程的预测准确度和精度较高。可见,该测量技术可以准确地获取雨滴物理特性参数,为降雨特征和土壤侵蚀研究开辟了新途径。     

基于改进粒子群优化模糊控制的农业车辆导航系统

以采用机器视觉导航的农业车辆为研究对象,提出了一种基于改进粒子群优化自适应模糊控制的农机导航控制方法。建立了车辆2自由度转向模型和视觉预瞄模型,对车辆横向控制进行状态描述。对粒子群算法进行了改进,提高了粒子群算法的收敛速度,降低了算法计算时间。构建了自适应模糊控制器,在模糊控制器中引入加权因子,以横向偏差和航向偏差时间误差绝对值积分(ITAE)之和作为系统目标函数,通过粒子群算法计算得到最优加权因子,进而调整控制规则实现导航车辆的自适应控制。仿真和导航试验结果表明,提出的控制方法可以迅速消除横向误差,具有超调量小、响应速度快等特点,既保留了模糊控制算法的优点,又提高了系统控制品质。在相同参数条件下,与常规模糊控制相比,改进模糊控制算法导航精度显著提高。当车速为0.8/s时,直线路径跟踪最大横向偏差不超过4.2 cm,曲线路径跟踪最大横向偏差不超过5.9 cm,能够较好地满足农业车辆导航作业要求。     

基于双目视觉的复合肥颗粒检测系统

提出了一种针对高粉尘强腐蚀环境的复合肥颗粒双目视觉检测系统。首先分析检测系统使用需求,提出实现连续大样本快速检测、实时显示结果、防腐除尘等功能的设计要求;提出3种双目视觉检测方案并进行对比,确定双目线阵CCD检测为可行方案。接着对系统硬件进行配置,并进行防腐除尘设计。为提高检测精度对电磁振动给料机进行自适应伺服控制,采用双相机并行的图像处理程序。对检测系统进行粒度分布实验,结果表明,检测系统误差在±3%范围内,满足实际应用要求。     

基于改进粒子群优化BP网络的发动机故障诊断方法

使用BP神经网络进行故障诊断过程中,随着输入变量的增加会造成维数灾难,导致训练效率不高,而且易陷入局部极小的问题。基于粗糙集的约简是常用的降低维数的方法,但约简是NP问题,随着信息量增多计算量会随之剧增;本文采用基于属性重要度的启发式值约简算法进行属性约简,建立了一种模糊信息知识发现方法结合粒子群优化BP网络的故障诊断方法。通过实验表明此方法不仅能有效获取规则,降低网络的输入维数,还能有效避免陷入局部极小,从而提高故障诊断的效率。     

旋流泵内部盐析颗粒流场PIV试验

为探索旋流泵内盐析颗粒的流动规律,利用PIV粒子图像速度场仪对泵内颗粒流场进行了测量,获得了颗粒准三维速度场分布,初步掌握了泵内不同工况下颗粒的流动特征.结果表明,叶轮各轴截面上速度分布差异显著,无叶腔中速度分布呈现强迫涡旋和自由涡旋的特征;流量增加,颗粒流在叶轮进口处相对速度增大,出口处相对液流角也增大,无叶腔小半径处颗粒径向速度分量随之增大;颗粒流存在纵向涡旋,涡旋中心位于叶轮流道中部,且随流量变化并不明显.