华北平原农灌咸淡水侵入界面渗透性变化机理研究

从研究应用背景、基础理论及模型、实验模拟等方面就微咸水灌溉过程,侵入界面土壤渗透性变化进行分析研究.以衡水典型研究区微咸水分布及水质矿化度分析数据为基础,应用地球化学模式PHREEQC,结合水敏性机理分析矿物迁移的存在形式及各种形式之间的转化关系.结果表明:含高价离子农灌微咸水加快粘土胶体颗粒絮凝沉降能力强于低价离子,...     

平原区浅层水水位预报模型应用成果与讨论

本文从一个水文地质实体模型概念化入手，建立了描述地下水运动的数学模型。计算模型及参数反演模型。介绍了模型应用成果，就地下水水位变化对降雨入渗补给量、潜水蒸发量等潜水垂向水量交替强度的影响进行了探讨，并对地下水数值模型参数确定中校验函数的灵敏度问题作了讨论。     

一类逆特征值问题的拓广

本文利用广义奇异值分解给出了一类极小化问题的通解，同时给出了相关矩阵方程组有解的充要条件及相应解集合的表达式。     

1952—2017年出山店水库上游降水时空变化

为了探究出山店水库上游流域近65 a来降水的时空变化特征,基于出山店水库上游流域13个雨量站1952—2017年的逐日降水资料,运用气候倾向率法、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析和反距离权重IDW插值法等多种方法,研究了降水的年际变化、周期性与空间分布特征。结果表明:(1)流域1952—2017年多年平均降水量为1 028.3 mm,年降水量的气候倾向率为-20 mm/10 a(p<0.05),呈显著下降趋势,从季节上看,春、夏、冬降水随时间变化呈现减少趋势,秋季的降水呈现增加趋势;(2)年降水量呈现南高北低的空间分布,而年降水量的气候倾向率的变化趋势则与之相反;(3)流域降水量变化呈现20 a左右的第一主周期,同时流域的周期性变化也存在一定的空间分布特征。近65 a来,出山店水库上游年降水量变化趋势为先增加后减少,在整个时间域上有显著的下降趋势,并呈现20 a左右的周期性变化。     

Model calculations of water dynamics in lysimeters filled with granular industrial wastes

A three‐year long lysimeter experiment with a fine‐grained aluminum (Al) recycling by‐product and a mixture of this by‐product and a coal combustion waste was conducted. The wastes were proposed as possible soil substitutes in an engineered surface barrier covering a potash mining residue mount. To evaluate the suitability of the wastes as surface barrier material, their hydrological behavior under field conditions must be known. Lysimeter experiments provide one means to study the hydrological behavior of soils or soil‐like materials. However, it is difficult to estimate the long‐term hydrological behavior from short‐term lysimeter studies. The present study was conducted therefore to derive from short‐term lysimeter observations the long‐term hydrological behavior of the two waste materials. The lysimeter data were used to calibrate the one‐dimensional soil water flow model HYDRUS‐1D. With the calibrated model, hydrological simulations for the site of the residue mount were carried out for a period of 31 yr. Calculated long‐term annual seepage from the lysimeters was 237 mm for the pure Al waste and 186 mm for the mixture, or 39% and 24% of the average annual precipitation (764 mm). The average discharge of the bare mount is 482 mm or 63%. We conclude that a soil cover could considerably reduce the discharge and that the mixture is better suited as surface barrier than the pure Al waste.     

基于自适应逆控制的干燥窑温度控制方法研究

针对传统产品干燥温度控制过程中所使用的非自适应反馈控制器参数不易调整的不足,提出了基于反馈误差学习(Feedback-Error-Learning, FEL)的自适应逆控制方法,并将其应用于JBGZ-2.0型干燥试验窑的温度控制。该方法使用一个传统的反馈控制器和一个可自适应调整的神经网络控制器共同作用,其中神经网络的自适应参考信号采用反馈误差,使算法简单并易于实现。由于采用了PID控制器,神经网络的学习无需事先训练即可使系统保证稳定。试验证明：与只用PID控制器方法相比,该方法不但能保证系统稳定性要求,又能满足控制系统的自适应性和未确定性要求,具有更好的动态响应特性,系统响应快,超调小,稳态精度高,在系统参数变化时温度控制稳态误差由只用PID时的3℃提高到0.5℃。     

运行参数对倒伞曝气机曝气性能影响试验

转速、浸没深度和液位高度对倒伞曝气机曝气性能的影响较大,为了研究各影响参数协同作用下倒伞曝气机曝气性能的变化情况,该文通过试验研究了不同转速、浸没深度和液位高度对曝气性能的影响。研究表明:在相同转速时随着运行时间的增加曝气池溶解氧浓度随之增大,但增幅逐渐降低;随着转速的增加,叶轮对水的做功能力增强,提高了水面的湍动强度及水面下的复氧强度,进而缩短了曝气池达到氧饱和的时间,转速为300 r/min达到氧饱和的时间比150 r/min缩短了约57%。转速、浸没深度和液位高度的改变均会极大地影响倒伞曝气机的性能:转速的增加能够提升倒伞曝气机的标准氧总转移系数和标准充氧能力,但对于标准动力效率的提升有一个上限值,该上限值与浸没深度有关;倒伞曝气机低速运行时,浸没深度和液位高度对标准氧总转移系数和标准充氧能力的影响较小。液位高度的增加会加大倒伞曝气机的标准充氧能力和标准动力效率,但是相同液位高度下,随着转速的增加标准动力效率增幅明显小于标准充氧能力增幅,当液位高度为250 mm时,转速从150增加到300 r/min,标准充氧能力值提高2.91倍而标准动力效率提高1.22倍。该研究可为倒伞曝气机的经济运行提供参考。     

玉米生育期空间插值方法比较

采用合适的空间插值方法可以估计全国主产区玉米生育期的空间分布情况,从而指导不同地区的种植生产。该文通过比较反距离加权法、径向基函数法、克里格法等插值方法的异同,以调查县夏播玉米5个阶段的生育期为数据源,对黄淮海夏播玉米区生育期的数据进行空间插值处理,并使用交叉验证对表面精度进行分析。结果表明：播种期、出苗期和成熟期的最适合插值方法为径向基函数法,其均方根预测误差分别为5.077、5.320、5.243 d,拔节期和抽雄期的最佳插值方法为反距离加权法,其均方根预测误差分别为7.826、6.403 d;播种期和出苗期由西南至东北逐渐延后,其余阶段生育期以东南至西北为中轴线向两侧逐渐延后。     

西北灌区地下水矿化度变化及其对作物的影响

地下水矿化度的时空变化是影响地下水资源质量和作物生长的重要因素,尤其是对主要依靠抽取地下水用于灌溉的农业地区。该文以石羊河流域为例搜集了武威、昌宁、民勤共21个灌区1981－2003年间观测站点的地下水矿化度数据,选用反距离加权法（IDW）进行空间插值处理。并结合自然因素和人类活动的影响,分析其时空变化趋势,结果显示：流域内年平均矿化度（TDS）整体呈增加趋势,且从上游向下游逐渐增高,矿化度的年际波动也从上游向下游逐渐增大。该文还分析了矿化度变化对当地主要作物的安全生长影响,研究了当地两种典型作物春小麦和棉花的适合种植范围,得出：适合两种作物的种植面积略有缩小趋势。该研究表明在一些需要采用地下水进行灌溉的西北干旱灌区,应加强对地下水矿化度的监测与控制。     

虚拟花卉植物在可变风场中的运动行为仿真

花卉植物茎、枝、叶和花瓣结构复杂,运动行为仿真成为目前虚拟植物的研究热点之一。该文基于花卉植株的高精度的建模,将动力学理论和弹簧-质点模型应用到虚拟花卉植物跟风力的交互运动仿真中,提出一种实时模拟花卉植物与风场交互的方法。运用多层次反向动力学原理和布料模拟系统原理分别实现了单株花卉植物在风场中自身运动和群落花卉在风场中的整体运动的模拟。可以模拟在球形风场和平面风场中,随风力和风速实时变化的单株或群落花卉植物的运动行为特征,模拟效果逼真自然,具有较强的真实感。该研究可为虚拟植物运动仿真提供参考。