新疆绿洲农田不同开垦年限土壤有机碳及不同粒径土壤颗粒有机碳变化

研究不同开垦年限新疆绿洲农田土壤有机碳及不同粒径土壤颗粒有机碳的变化规律,评价长期垦殖对新疆绿洲农田土壤有机碳的影响。以相应未开垦地为对照,选取南北疆兰州湾、31团和普惠农场三个典型绿洲不同开垦年限土壤为研究对象,应用物理分组方法研究不同粒径土壤颗粒中有机碳含量及分布。结果表明:(1)开垦有利于新疆绿洲农田土壤总有机碳的积累,开垦初期(0～5a)增加迅速,年均增加0·5gkg-1,10a后增加趋于平缓。(2)垦殖增加了不同粒径土壤颗粒有机碳的含量,砂粒有机碳在垦殖10a间达到最大值后趋于相对稳定的水平;粉砂粒和黏粒有机碳随垦殖年限延长增加。(3)开垦提高了POC/MOC值,表现为开垦初期(0～5a)增加迅速,10a左右达到最大值后开始下降。研究说明,新疆绿洲区域未开垦地开垦增加了土壤总有机碳和不同粒径土壤颗粒有机碳含量,随垦殖年限延长,粉砂粒和黏粒有机碳成为绿洲农田土壤主要碳库,土壤自身生产力存在下降可能,土壤质量存在潜在退化风险。     

天然坝溃坝模拟试验

因滑坡等形成泥石流堵塞河道,称之为天然坝。天然坝溃坝会造成下游区域危险性灾害。从防灾学的观点出发,预测天然坝形成地点,事先设置防范设施或采取应急处置措施,利国利民。2007年日本学者小田晃等通过模拟天然坝的过流试验,得出如下结论:坝顶较宽的天然坝,溃坝时的洪峰流量较小,最大值发生时间迟;坝坡缓的天然坝,洪峰流量较小,最大值发生时间迟。基于上述结果,在防灾减灾对策上,尽量减缓下游边坡比降,尽最大努力选择合理颗粒级配,增加施坝相对密度,在坝背水坡作反滤处理或堆积碎石,有条件的地区,可在坝下游坡面洒胶合剂,抑制坡面的侵蚀等。     

内蒙古沙漠化土地中不同土地类型土壤表面可蚀性颗粒对比研究

土壤粒度分布对土壤风蚀具有直接的影响作用,研究不同土地类型的粒度特征及其可蚀性粒度状况对于了解不同尺度上土壤特性的空间异质性和土壤侵蚀、土壤利用变化对土壤的影响程度和尺度具有重要的参考价值。就内蒙古境内四个沙化地区的典型土地类型的粒度特征进行了比较研究,认为不同土地类型沙化土地间表土的粒度性质存在显著差异,移动沙丘最为粗化且分选较好,峰值较大,其次为各类沙丘,各地以耕地或草地最为细化,分选较差,峰值平缓。表现出风蚀沙化的阶段性。就可蚀性粒径而言,总体上,各地以固定沙丘、耕地的颗粒物可能释放较少,而退化草原、移动沙丘、半固定沙丘等土地类型颗粒物可能释放较多。就起尘粒径而言,各地的起尘颗粒以耕地和地带性草原植被的含量最大,其次为退化草原,而各类沙丘含量较小。说明合理利用草场资源和保护性耕作的重要性。     

基于Mixture多相流模型计算双流道泵全流道内固液两相湍流

采用Mixture多相流模型、扩展的标准k-ε湍流模型与SIMPLEC算法,应用计算流体力学软件Fluent对双流道泵全流道内的固液两相湍流进行了数值模拟,并将计算结果与清水单相流数值模拟及泵外特性性能试验进行了对比,揭示了不同粒径及颗粒体积浓度条件下双流道泵全流道内的固液两相流动规律.研究结果表明:在叶轮流道内,固相体积浓度分布极不均匀,颗粒主要集中于叶轮出口处的工作面和后盖板上,但是随着颗粒浓度和粒径的减小,会出现颗粒向背面迁移的趋势;在蜗壳流道内,颗粒主要集中于靠近蜗壳出口侧的流道区域,颗粒运动轨迹紊乱,少部分颗粒脱离叶轮后能直接从蜗壳出口流出,大部分颗粒撞击蜗壳壁面,留在蜗壳内转动数圈才能流出;颗粒浓度变化对固相的离析作用影响相对较小;粒径变化对固相的离析作用影响较大,粒径越大,颗粒撞击点愈加集中于叶轮工作面,固相的离析作用越明显;相同体积流量下,泵进出口总压差随颗粒浓度和粒径的增加而减小.     

基于粒子系统的土壤可视化仿真研究

土壤结构三维可视化将有助于更好地理解土壤结构及其与功能的关系.本文从描述土壤固体颗粒结构入手,基于土壤结构具有明显分形特征,采用粒子系统来模拟土壤颗粒并进而实现土壤结构的三维可视化.设置9种土壤粒子基本形状,将具有农学意义的土壤容重和比重等转化为粒子数量并进行相应初始化,结合特定的运动学方程和碰撞处理方法描述粒子的运动,待粒子运动进入平衡态后,暂停粒子运动就可获得可视化的土壤.对模型进行验证:输入三种不同土壤的参数,生成了具有真实感的土壤三维结构.可视化计算结果表明,计算结果和趋势都与实际相符.本方法初步实现了土壤结构的三维重建,具有一定研究和应用价值.     

大尺寸固体颗粒对固液两相流输送泵叶轮的磨损

针对大尺寸固体颗粒对输送泵叶轮的磨损问题,借助商用计算流体动力学软件STAR-CCM+开展数值模拟研究.采用变曲率弯管试验结果验证数值模拟模型的物理有效性,进而考虑介质浓度、颗粒粒径对输送泵运行性能和磨损特性的影响.研究结果表明:泵内固体颗粒的分布不均匀,叶片工作面对颗粒做功导致颗粒高速撞击叶片是叶片发生磨损的关键因素.输送泵叶轮的磨损主要发生在叶片的进口边和背面,首级叶轮的磨损量始终大于次级叶轮.介质浓度的增加会导致叶轮磨损量增加.当颗粒粒径由25 mm增加至30 mm时,首级叶轮和次级叶轮的磨损率均出现急剧增长,叶轮的磨损加剧.输送小颗粒时,应着重对叶片的进口角度进行优化,减轻小颗粒对叶片进口边的磨损;输送大颗粒时,应对叶片的型线进行优化,以减少大颗粒对叶片背面的磨损.     

多级泵内固液两相流可视化试验测试

为研究多级泵内固液两相流规律,搭建了泵内固液两相流可视化测试系统,对清水工况下及输送不同物性参数颗粒时泵能量性能及颗粒运动规律进行了测试.测试结果表明:泵输送固液两相流时的扬程和效率相较于清水工况均有所降低,并且随着颗粒粒径和密度的增加,降幅逐渐增加;与输送清水相比,泵送球形颗粒时的扬程和效率最大分别低了0.32 m和2.92%.导叶流道内不同物性的球形颗粒均有向导叶工作面运动的趋势,且颗粒轨迹长度和颗粒进入导叶时的位置有关,颗粒进入导叶的位置越靠近导叶背面其运动轨迹越长;颗粒密度和粒径越小,颗粒在流体中的跟随性越好,其运动轨迹越光滑;在导叶进口区域,颗粒主要从导叶背面位置进入导叶流道,并且从该位置进入导叶内的颗粒比例随着颗粒粒径的增加逐渐降低,随着颗粒密度的增加先增加后降低.颗粒与导叶头部碰撞的概率随着粒径的增加逐渐增加,随着密度的增加逐渐降低.     

西藏色季拉山典型植被类型土壤活性有机碳分布特征

研究土壤活性有机碳含量及分配比例是揭示土壤有机碳库周转及调控机理的重要途径。为探讨不同森林植被类型对土壤活性有机碳库的影响,以西藏色季拉山(西坡)的高山灌丛(AS)、杜鹃林(RF)、急尖长苞冷杉林(AGSF)和林芝云杉林(PLLF)为试验对象,研究了林地土壤总有机碳、总氮含量、各活性有机碳组分及其分配比例。结果表明：高海拔植被类型具有较高的土壤活性有机碳含量和分配比例。在不同植被类型的生态系统中,土壤总有机碳含量、土壤颗粒有机碳和土壤易氧化碳含量均呈现出随土层深度增加而递减的变化趋势。土壤颗粒有机碳含量占土壤总有机碳含量和土壤易氧化有机碳含量占土壤总有机碳含量的比率范围不同,且随土层深度增加比率减小,且颗粒有机碳分配比例表现的更为明显。土壤颗粒有机碳含量和土壤易氧化有机碳含量与土壤总有机碳含量和总氮之间的相关性均达到了极显著水平(p＜0.05),土壤颗粒有机碳含量和土壤易氧化有机碳含量的相关性在在不同土层表现出显著性。     

蛋白水解物及多糖负载姜黄素制备纳米颗粒及其稳定性

为了提供一种姜黄素纳米颗粒的制备载体,该文以玉米醇溶蛋白水解物(zein hydrolyate,ZH)和大豆可溶性多糖(soluble soybean polysaccharides,SSPS)复合物(ZH-SSPS)为原料,通过反溶剂纳米沉淀法制备了一种水溶性姜黄素纳米颗粒(curcumin nanoparticles,Cur-Ps),并考查了SSPS与ZH在制备姜黄素纳米颗粒中的协同作用。研究结果表明,当ZH的质量浓度在2.5 mg/m L以下时,SPSS的存在会使姜黄素的水溶性有所提高。当ZH的质量浓度在2.5 mg/m L以上时,姜黄素在水中的溶解量可高达135μg/m L,SSPS的加入无法使姜黄素的水溶性进一步提升。在中性条件(p H值7.0)或低离子强度(50 mmol/L)下,ZH及ZH-SSPS分别制备的姜黄素纳米颗粒(Cur-Ps)都具有良好的胶体稳定性。但在酸性(p H值为4.5和2.0)或高离子强度(200 mmol/L)下,ZH-SSPS较单独的ZH制备的Cur-Ps具有更好的胶体稳定性。体外释放研究表明,ZH及ZH-SSPS分别制备的Cur-Ps都具有一定的缓释作用,但ZH-SSPS制备的Cur-Ps具有更好的缓释效果,6 h的累积释放率在80%以下。1,1-二苯基-2-苦基肼(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)游离基氧化稳定性试验表明,姜黄素经纳米包埋后其氧化稳定性得到了显著提高(P0.05)。此外,ZH-SSPS制备的Cur-Ps冻干粉呈现多孔的海绵状结构,其复溶率显著提高(P0.05),可达90%以上。因此,SSPS和ZH在制备Cur-Ps的过程中具有明显的协同作用。利用ZH-SSPS制备的Cur-Ps溶液,外观澄清透明,能够为功能性饮料的营养强化提供借鉴。     

铁路边坡不同坡位土壤物理化学性质差异性

针对遂渝铁路遂宁站附近以岩石碎片为基质进行修复的切挖铁路边坡,以临近自然边坡为对照,研究不同坡位的土壤物理化学性质的差异性。结果表明:铁路边坡含水量表现为坡下=坡中>坡上;自然边坡含水量表现为坡中>坡上=坡下。铁路边坡和自然边坡土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量均在坡下达到最大值。铁路边坡不同坡位的土壤颗粒含量在<0.25mm粒径范围内表现为坡下<坡中=坡上,在0.25～1mm为坡下>坡中=坡上,在>5mm为坡中>坡上=坡下;自然边坡土壤颗粒含量在<0.25mm粒径表现为坡上=坡下>坡中,在1～2mm为坡下>坡上=坡中,在>5mm为坡中>坡上>坡下。铁路边坡不同坡位间颗粒有机质含量存在一定差异,具体表现在0.25～0.5mm为坡上>坡中=坡下,在0.5～1mm为坡上=坡下>坡中,在1～2mm为坡下>坡上,坡中与坡上、坡下差异不显著,在3～5mm为坡下>坡中=坡上,在2～3mm,>5mm均为坡下=坡中>坡上;自然边坡除<0.25mm的颗粒有机质含量在各坡位间无差异外,其余粒径的颗粒有机质含量均表现为坡中>坡上=坡下。自然边坡含水量、水稳定团聚体含量和颗粒有机质含量均高于铁路边坡,而平均重量直径(MWD),<0.25mm范围内土壤颗粒含量和坡上、坡中土壤的碱解氮、有效磷、速效钾含量低于铁路边坡。