考虑雷诺数和形状影响的坝岸根石水平水流拖曳力系数修正

对于水利工程坝岸散抛根石冲揭失稳,水流作用下根石的拖曳力是重要的力学分析参数。该文基于黄河坝岸散抛根石的形状参数特征,利用水槽试验量测球体及不同形状块体受水流作用的水平拖曳力,研究雷诺数、物体形状指标与拖曳力相关关系及变化规律,明确影响因素,率定双因素影响下块体的拖曳力系数函数。结果表明,水下球体或近似球状物体的拖曳力系数,基本不受水流及物体形态影响,拖曳力系数趋于0.40～0.56;有棱角块体的水流拖曳力系数,块体雷诺数小于3×104的影响区域,系数函数呈双曲线趋势变化;块体雷诺数大于3×104的影响区域,迎水面宽高比不大于侧立面长高比,拖曳力系数趋于0.80～0.90,迎水面宽高比大于侧立面长高比,拖曳力系数趋于1.00～1.10。进一步通过试验修正了水流作用下不同形态物体的水平拖曳力系数,提出了块体雷诺数、形状参数双因素影响下物体水平拖曳力系数函数,得到了以不同物体来流方向投影响面积为基准的水平拖曳计算公式,经拟合公式的合理性分析与验证,拖曳力系数拟合优度达到0.90以上,平均相对误差为8.7%;修正后拖曳力平均相对误差仅为7.5%,公式计算效果良好,更准确地反映散抛根石的水下受力特征,为分析水下抛石受水流冲击离散形态提供理论依据。     

Penman-Monteith模型模拟Venlo型温室黄瓜植株蒸腾

准确模拟温室作物蒸腾对于制定科学合理的灌溉制度及温室环境调控具有重要意义,该研究基于2017年秋冬季和2018年春夏季Venlo型温室黄瓜生育期内微气象数据、黄瓜生长发育指标和植株蒸腾,对Penman-Monteith(PM)模型中关键参数—冠层阻力和空气动力学阻力进行研究。通过分析黄瓜叶片孔阻力与温室内气象因子的响应关系,构建了由黄瓜有效叶面积指数及叶片孔阻力模拟冠层阻力的子模型;采用基于风速的Perrier对数法和基于温室对流类型的热传输系数法计算温室内低风速环境下的空气动力学阻力,并评价不同方法的适用性。结果表明:叶片孔阻力与太阳辐射呈指数关系(R~2=0.89),可通过观测温室内太阳辐射计算黄瓜叶片孔阻力;应用热传输系数法确定空气动力学阻力时,温室内对流类型绝大多数时间为混合对流;2种方法计算的温室内空气动力学阻力变化幅度均较小,Perrier对数法计算的春夏季和秋冬季空气动力学阻力平均值分别为388和383 s/m,热传输系数法计算的空气动力学阻力平均值分别为141和158 s/m;基于2种空气动力学阻力计算方法,PM模型模拟的植株蒸腾与实测值均具有较好的一致性,但采用Perrier对数法计算空气动力学阻力时,PM模型低估了植株蒸腾,春夏季和秋冬季拟合线斜率分别为0.87和0.91;而采用热传输系数法计算空气动力学阻力时,PM模型可更准确的模拟该地区温室黄瓜植株蒸腾,春夏季和秋冬季拟合线斜率分别为1.00和0.94,R~2分别为0.91和0.95,均方根误差分别为46.15和12.45 W/m~2。该研究结果为实现PM模型在Venlo型温室环境的准确应用提供了参考。     

行道树国槐不同形态重金属富集效能研究

[目的]揭示不同形态重金属在行道树国槐各器官的富集特征。[方法]采用改进BCR连续提取法对北京市蓝靛厂北路旁的土壤和国槐的叶片、树枝、树皮、树干与树根中Cr、Ni、Mn、Cu、Zn、Cd和Pb等7种重金属元素进行提取,并用ICP-MS测定各形态重金属浓度。[结果]结果表明:树皮中7种重金属元素浓度最高,重金属元素在树根向树干、树干向树枝和树枝向树叶的迁移均以酸溶态为主。树皮和树干为重金属元素的主要贮存器官;重金属元素在叶片中以相对活跃的酸溶态存在。国槐对不同形态重金属的富集效能大小依次为:可氧化态可还原态酸溶态残渣态;国槐对7种重金属的平面富集效能和空间富集效能分别达到372.90 mg·m~(-2)和45.48 mg·m~(-3)。[结论]国槐各器官的重金属浓度存在显著差异;重金属元素在国槐体内的运输以酸溶态为主;重金属元素以相对稳定形态贮存在树皮和树干;国槐对可氧化态重金属的有效净化效率高于其他形态。     

泄洪闸胸墙压坡段的数值模拟

采用RNG k-ε紊流数值模型对具有不同坡度的胸墙压坡段的泄洪闸出口水流进行了三维数值模拟.通过数值模拟计算得到了具有4种不同坡度的泄洪闸胸墙压坡段的流线、流速和压力,并对比分析了胸墙压坡段坡度变化对泄洪闸泄流能力、水流脱壁情况、负压分布区域的影响情况.研究结果表明:随着胸墙压坡段坡度的增大,虽然闸口的泄流能力减弱,但是出口水流的脱空长度和脱空高度变小,也即增大胸墙压坡段的坡度使得出口水流的脱壁现象减弱直至消失;胸墙压坡段内的负压最值及负压的分布区域均随着坡度的增大而变小.在泄洪闸胸墙底缘压坡段的设计过程中要避免平坡式链接,可通过合理的方式比选出适用于自身工程的压坡坡度,有利于提高消力池的消能效率,避免压坡段的空化空蚀,从而增强了工程的安全性.研究方法和结果对类似工程的优化设计及安全运行具有一定的指导意义.     

内镶贴片式滴灌带局部水头损失试验研究

通过试验研究了标准管径16 mm的5种内镶贴片式滴灌带的局部水头损失,分析了滴灌带局部水头损失占沿程水头损失的比值hjt/hf和局部水头损失系数α的变化规律.结果表明:相同工作压力下,滴灌带当量直径随壁厚的增大而减小,造成沿程水头损失和局部水头损失的增大,局部水头损失与壁厚、滴头断面面积和雷诺数有关.随着雷诺数的增大,滴灌带局部水头损失占沿程水头损失的比值hjt/hf减小,最小值可达到0. 67,但仍超过中国制定的微灌工程技术规范设计标准(0. 1~0. 2).通过对试验数据进行多元回归分析,提出了滴灌带局部水头损失系数与过水断面收缩比和雷诺数的关系式,相关系数为0. 96.     

青藏高原青稞育成品种的亲缘系数分析

【目的】分析青藏高原青稞育成品种的遗传多样性,评估其遗传基础,探索拓宽其遗传基础的对策,推动青稞新品种选育工作。【方法】以1950s后,影响力高、推广面积大的105个藏区青稞育成品种和3个引进品种为研究对象,采用亲缘系数分析法分析参试品种的遗传基础,进而以亲缘系数为基础,采用兰氏距离、类平均法对参试品种进行聚类分析;采用累积直系亲缘系数,筛选藏区主要骨干亲本。【结果】18.01%的品种组合间存在亲缘关系,各组合亲缘系数的变异范围为0.000—0.750,组合平均亲缘系数为0.053,显著高于中国大麦主栽品种以及北美大麦品种。根据参试品种的育成时间,以十年为期,将参试品种划分为7个时期,1970s和1980s 2个时期,参试育成品种的组合平均亲缘系数较高,分别达到0.115和0.107;1990s和最近十年,参试育成品种的组合平均亲缘系数较低,分别为0.040和0.032。西藏自治区、青海省、四川省、甘肃省的参试育成品种数分别为48、27、17和12个;甘肃省的参试育成品种组合平均亲缘系数最高,达到0.220,西藏自治区、青海省、四川省的参试育成品种组合平均亲缘系数较为接近,分别为0.094、0.122和0.138。聚类分析的结果显示,参试品种聚为7类,Ⅱ、Ⅲ类群共包含25个参试品种,各类群的组合平均亲缘系数较低;其他5个类群共包含83个参试品种,各类群的组合平均亲缘系数较高。40个参试品种的累积直系亲缘系数大于0,其中9个育成品种是藏区青稞的重要骨干亲本,其衍生了67个参试品种。9个骨干亲本及其67个衍生种占参试育成品种总量的72.38%。1960s,骨干亲本及其衍生种的数量占该时期参试品种总量的41.76%,之后的4个时期,骨干亲本及其衍生种的数量占各时期参试育成品种总量的比例分别达到80.00%、80.77%、76.47%和72.22%;最近十年,该指标虽有所下降,但仍然高达68.75%。对于西藏自治区、青海省、四川省和甘肃省,骨干亲本及其衍生品种数占各地区参试育成品种总量的比例分别达到79.17%、62.96%、70.59%和75.00%。参试育成品种所使用的亲本合计118个,其中本地亲本97个,占比82.20%,外引亲本15个,占比12.71%;剩余6个亲本的来源信息缺失。【结论】藏区青稞的9个骨干亲本及其67个衍生品种构成了育成品种的主体,外引大麦种质利用率低,从而导致青藏高原青稞育成品种的遗传多样性较低,遗传基础相对狭窄、脆弱。     

水分管理对水稻镉吸收的影响

以晚稻品种玉针香和湘晚籼12号为供试材料,研究了3种水分灌溉方式(W1,长期淹水灌溉;W2,湿润灌溉;W3,阶段性湿润灌溉)对水稻糙米镉含量的影响。结果表明,在水稻生长的3个关键时期(分蘖期、灌浆期、成熟期),各部位镉含量、富集系数均以W3处理最高,W1处理最低;玉针香糙米镉含量W1处理分别比W2、W3处理低56.52%和66.67%,且W1处理与W3处理间存在显著差异;湘晚籼12号糙米镉含量W1处理分别比W2、W3处理低65.22%和52.94%,但各处理间差异不显著。可见,长期淹水灌溉是一项能够有效降低糙米镉含量的农艺措施。     

甘蓝型油菜苗期抗旱性鉴定及综合抗旱指标筛选

为系统评价甘蓝型油菜（Brassica napus L.）苗期的抗旱性,筛选出合理的油菜抗旱指标,为区域栽培提供材料和理论依据,对10种甘蓝型油菜品种和材料采取持续干旱（控水15d）和正常浇水两种处理,针对温室控水试验结果,分析干旱胁迫对油菜生理生化、生长发育、根系形态等34个指标的影响,结合综合抗旱系数、因子分析和隶属函数进行综合评价;在此基础上,运用聚类分析和灰色关联度分析筛选抗旱性评价指标和划分抗旱类型。结果表明,CDC值（综合抗旱系数）和加权抗旱系数均与相对产量呈显著正相关。根据CDC值,材料抗旱性由强到弱为：145027 > 绵油11 >万油27 > 渝油28 > 汉油8号>中双11号>德杂油5号>万油25 >GH06 > GH04/GH02。对CDC值聚类分析,可将10种参试材料抗旱性聚为3级,其中145027为Ⅰ级,绵油11、万油27、渝油28、汉油8号、中双11号 为Ⅱ级,德杂油5号、万油25、GH06、GH04/GH02为Ⅲ级。关联度分析结果表明,光合参数指标、含水量指标、植株 形态和根系性状指标与油菜苗期的抗旱性关系密切。      

退化高寒草甸优势植物根际与非根际土壤养分及微生物量的分布特征

根际是一类特殊的微生态系统,对研究土壤与植物群落间的相互作用具有重要意义。本研究旨在探讨高寒草甸退化过程中根际与非根际土壤的养分和微生物量分布特征,以及优势植物根际养分富集的相关性和差异性。结果表明：不同退化程度条件下,根际土壤中微生物量碳、氮、磷和养分含量显著高于非根际土壤（P<0.05）,且随退化程度加剧呈逐渐下降趋势;随高寒草甸退化程度的加剧,根际微生物量的碳、氮、磷和养分均出现富集效应,其富集率表现为重度退化草地 > 中度退化草地 > 轻度退化草地 > 未退化草地;由相关分析可知,根际与非根际土壤中微生物量碳和微生物量氮与全磷、全氮和有机碳之间均呈极显著正相关关系（P<0.01）。综上所述,草地退化过程中土壤的有效养分和微生物量在植物根际存在富集和活化现象,这对于人们进一步认识和调控根际的养分循环具有重要意义。     

衡阳盆地土地利用/覆盖变化及模拟

以2003年、2013年两期森林资源二类调查小班数据以及2009年森林资源年度更新数据为基础,提取出衡阳盆地2003、2009、2013年三期土地利用/覆盖数据,在IDRISI17.0软件支持下,利用提取出的矢量数据进行空间叠加运算,得出土地利用/覆盖类型空间转移矩阵,分析了2003—2013年间衡阳盆地土地利用/覆盖类型的面积变化和结构变化情况。现状结果显示:2003—2013年,衡阳盆地内草地、林地和未利用地面积均有下降,耕地、建设用地、园地和水域面积均有所增加。基于CA-Markov模型模拟出2023年土地利用/覆盖情景。模拟出2023年衡阳盆地的土地利用/覆盖情景,并依据数量Kappa系数、位置Kappa系数和标准Kappa系数检验模拟精度。模拟结果显示:2013—2023年间,衡阳盆地内的林地将向草地、耕地和水域转化,耕地则更多的转化为园地和未利用地,部分林地、耕地和水域将继续向建设用地转换。