降雨侵蚀力新算法在豫西山区应用的初步研究

降雨侵蚀力是定量监测评价一个地区土壤侵蚀状况的重要因子之一,找到适宜简便的计算方法十分重要.卜兆宏提出的降雨侵蚀力新算法具有简便易用的优点.本文利用位于豫西山区鲁山县的3个水文雨量站10年185次的自记降雨过程资料,以经典算法年R值为基准,对新算法在该区的适用性进行了分析评价.结果表明:新算法结果与经典值存在高度的一致性,一致性高达90.2%,模型有效系数为96.4%,相对误差为7.7%,说明新算法能够在该区应用,可以采取此法对该区的降雨侵蚀力进行深入的分析研究;并同时对资料摘读时应该注意的问题进行了讨论.     

水稻CSC11介导干热风/干旱诱导的钙信号调控雄蕊发育

【目的】水稻花期偶遇干热风/干旱,导致脆弱的生殖细胞快速失水,极大地降低产量,这一过程中钙离子作为通用的第二信使传导了干旱或其他逆境信号,但背后的分子机制尚不清楚。分析钙离子透过性胁迫反应阳离子通道家族（calcium-permeable stress-responsive cation channels,CSCs）基因的生理和分子功能,为研究作物干热风的感应机制提供新的理论基础和思路。【方法】采用电生理学和遗传学方法,利用双电极电压钳技术在水稻中鉴定得到一个具有典型特征的受体类-钙通道蛋白,名为OsCSC11,对其蛋白序列进行生物信息学和进化关系分析。运用qRT-PCR和GUS报告基因活性分析确认OsCSC11的表达模式,在拟南芥原生质体细胞和洋葱表皮细胞中瞬时表达OsCSC11-GFP融合蛋白,验证OsCSC11的亚细胞定位;同时利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得OsCSC11的突变体,并通过细胞学等手段分析突变体表型和相关生理功能。【结果】蛋白序列比对发现,OsCSC11具有CSCs家族成员典型的保守结构域DUF221,但与其他成员序列差异大,存在不同于其他成员的特异结构域（motif）属于独立的亚家族。OsCSC11主要在水稻的花药和叶片中表达,进一步分析发现全长OsCSC11处于静息状态,可被高渗透溶液激活;但是删除N端156氨基酸（TM1-3）之后的OsCSC11^ΔTM1-3具有组成型的通道活性,特异选择钙、镁二价阳离子;推测TM1-3是这类通道的受体结构域,感应干热风胁迫,而OsCSC11^ΔTM1-3区域负责钙信号产生。OsCSC11和OsCSC11^ΔTM1-3均定位在细胞质膜上,与其干热风的受体功能相适应。与野生型相比,功能缺失突变体oscsc11-1和oscsc11-2的雄蕊较小、花药表面蹙皱,整体多呈弯曲状态,花粉含水量较低,败育率高达60%—70%。【结论】OsCSC11是水稻感应短期干热风/干旱刺激、介导钙离子内流,调控花药水分状态和花粉发育的受体类钙通道,可能参与了水稻雄蕊应对干热风的原初感应过程。     

虾塘养殖对红树林沉积物和间隙水理化性质的影响

红树林湿地在近海水体营养控制和营养盐循环过程中扮演着重要的角色。沉积物、水体和植被相互作用共同维持其生态功能的运转,了解虾塘养殖对林下沉积物和间隙水养分特征影响对评价红树林生态功能具有重要指导意义。本研究以受虾塘养殖废水排放不同影响程度的红树林（无排放区、直排区、修复区）为研究样地,通过不同生境下沉积物与间隙水养分特征的分析,探讨虾塘养殖对他们的影响。结果如下：1）受虾塘养殖废水排放影响区中（直排区、修复区）红树林下沉积物TN与OM、TP呈正相关关系,虾塘养殖废水直排对林下沉积物具有明显酸化作用;2)NH4+-N是红树林下间隙水可溶性无机氮（DIN）的主要组成形式,无排放区沉积物还原性较强,更利于NH4+-N累积在间隙水中;NO3--N与DIN呈极显著相关,虾塘养殖废水排放增强了NO3--N、NO2--N和DIN的累积效应。研究结果表明沉积物和间隙水的理化性质可作为评价虾塘养殖区边邻红树林生境变化规律的定量指标之一。     

直接模拟蒙特卡罗方法在CFD冲蚀预测中的应用

为研究气固两相流中固体颗粒间碰撞对冲蚀的影响,提出一种利用直接模拟蒙特卡罗(Direct Simulation Monte Carlo,DSMC)方法和计算流体力学(CFD)计算颗粒间碰撞的冲蚀预测方法。使用Eulerian-Lagrangian方法,将气相作为连续相,通过Navier-Stokes方程求解,颗粒平移运动由离散相模型(DPM)求解。颗粒平移运动由Eulerian-Lagrangian框架下的DPM求解,计算颗粒间碰撞运动时采用DSMC方法以少量采样颗粒代替真实颗粒,碰撞的发生条件通过修正的Nanbu方法判定。分析气固两相流中颗粒间碰撞对弯管冲蚀速率和颗粒分布的影响,结果表明:使用DSMC方法计算颗粒间碰撞,Oka模型的平均百分误差从39.2%降低至27.4%;计算颗粒间碰撞时弯管内拱侧的无颗粒区变小,最大冲蚀位置沿外拱轴线后移5°,同时V形冲蚀痕迹的两翼向外侧扩大。使用DSMC方法计算颗粒间碰撞可以明显降低模型误差,考虑颗粒间碰撞的Oka模型与实验结果偏差最小,是冲蚀预测的最佳模型。     

浑善达克沙地沙粒特征及其沉积环境

对浑善达克沙地进行野外考察和采集表层沙样,通过激光粒度仪测量其沙粒粒径,分析其内部不同区域沉积物粒度特征、空间分异规律和沉积环境,为治理该沙地提供理论依据。结果表明,浑善达克沙地内部不同区域表层沉积物粒度组成上有较大的差异,总体以细沙和中沙为主,平均含量分别为43.9%和34.72%;粉沙、极细沙、粗砂含量较少。中值粒径从西到东逐渐变细;分选系数为0.94Φ,分选性整体较差,沿盛行风向有变好的趋势;偏度和峰度均值分别为0.16和1.23。粒度频率曲线指示该沙地沉积环境多样,沉积过程复杂。中西部沙物质以河流及湖泊沉积为主;东部则主要分布风成沉积,其部分物质可能来源于沙地内部的河流碎屑物或更西部的河湖相沉积。     

Analysis of static structural mechanics of vertical axis wind turbine with lift-drag combined starting structures

In this paper the finite element analysis was carried out for a composite vertical axis wind turbine with lift-drag combined starting structures to ensure the structure safety of a vertical axis wind turbine(VAWT). The static and modal analysis of rotor of a composite vertical axis wind turbine was conducted by using ANSYS software. The relevant contour sketch of stress and deformation was obtained. The analysis was made for static structural mechanics, modal analysis of rotor and the total deformation and vibration profile to evaluate the influence on the working capability of the rotor. The analysis results showed that the various structure parameters lie in the safety range of structural mechanics as given in the relative standards. The analysis showed the design safe to operate the rotor of a vertical axis wind turbine. The methods used in this study can be used as a good reference for the structural mechanics′ analysis of VAWTs.     

江苏沿江地区一次雷暴大风天气的中尺度特征分析

利用常规气象资料、雷达及NCEP 1°×1°再分析资料,对江苏沿江地区一次雷雨大风过程的天气形势、热动力因子及中尺度特征进行分析,研究此次雷暴大风天气的成因。结果表明:此次雷暴大风天气发生在副热带高压边缘,前倾槽、中低层切变线和地面辐合线是主要影响系统,冷暖空气交汇导致不稳定能量触发;大的CAPE值提供了充足的水汽与能量条件;高空辐散与低空辐合的配置为雷暴大风的形成和维持提供有利的动力条件;VIL值达到最大后快速减小对雷暴大风灾害的预警具有指示意义。     

养殖池塘污染底泥生物修复的室内比较实验

在实验室模拟生态条件下,运用投放复合微生物、微生物合酶菌液、添加营养促生剂、水底界面曝气等不同方法对养殖池塘污染底泥进行生物-生态修复;检测底泥及上覆水在不同生物修复技术作用下溶氧、氨氮、硝态氮、CODcr、TOC、底泥生物降解能力(G值)、异养细菌数量和反硫化细菌数量等指标的动态变化,据此评价不同修复技术的生态效应。结果表明,4种不同的生物生态方法均对污染底泥产生了一定的修复作用,其中以VB997底泥营养促生剂组的综合修复效果最为理想,在为期60 d的实验中,底表水CODcr消除率达70.00%,底泥生物降解能力(G值)从12.00 kg/(kg.h)提高至45.60 kg/(kg.h),底泥表面形成1.80~2.20 cm灰白色氧化层。曝气组溶氧充足,底层DO一直保持在7.00mg/L以上,底表水CODcr消除率达69.25%,G值从14.30 kg/(kg.h)升高到34.20 kg/(kg.h)。实验同时表明,几种生物制剂和营养促生剂的添加能导致上覆水硝态氮和氨态氮含量的升高,促进浮游藻类的阶段性滋生。[中国水产科学,2006,13(1):140-145]     

孔雀石绿在养殖水和底泥中的残留消除规律

【目的】掌握养殖水体和底泥中孔雀石绿残留的消除规律,为其环境污染治理提供参考依据。【方法】通过人工模拟养殖生态系统,采用正交试验设计探讨不同光照强度（1025、5320、12000 lx）、扰动强度（50、100、200 r/min）和p H（6.0、8.0、10.0）对孔雀石绿在养殖水体和底泥中残留与消除规律的影响。【结果】随着时间的推移,养殖水体中孔雀石绿残留量呈逐渐减少的变化趋势,而底泥吸附的孔雀石绿残留量呈降低—回升—降低的变化趋势。孔雀石绿在养殖水体和底泥中的残留量均是在光照强度12000 lx、扰动强度200 r/min、pH 8.0的条件下消除最快。方差分析结果显示,光照强度是影响孔雀石绿在养殖水体中残留消除的主效环境因子,光照强度与扰动强度是影响孔雀石绿在底泥中残留量消除的主效环境因子,p H变化对孔雀石绿在养殖水体和底泥中的残留量均无显著影响（P〉0.05）。【结论】不同环境因子对养殖水体和底泥中孔雀石绿残留消除的影响作用表现为：光照强度〉扰动强度〉p H,因此清除水产养殖环境中的孔雀石绿残留应从底泥入手,通过暴晒和翻耕等方法制造高光照强度、高扰动强度条件以加速底泥中孔雀石绿的降解。     

风光互补发电系统在农村水环境污染治理中的应用

综述了我国农村水环境污染现状,分析了造成农村水污染的主要原因,提出了以风光互补离线发电系统来治理农村水环境污染的方法。