面向灌区调水工程的远程自动计量闸门研究

设计了一种基于远程无线通信技术的灌区动态调水系统,由安装于各级渠道上的自动计量闸门集群和运行于调度中心的远程调水控制系统组成。利用明渠测流理论和传感测量技术,实现了闸门的计量功能;对称双轮双向卷拉驱动机构和中空蜂窝闸板结构设计,提高了闸门启闭运动的可靠性和闸门运行能效;开发了基于ARM的闸门终端控制器,实现了闸门终端的智能控制和无线远程通讯,多种闸门工作模式可满足不同的应用需求;设计了太阳能供电与电源管理系统,解决了闸门野外工作的供电问题;开发了远程动态调水控制的应用软件包,实现了对闸门的远程监控与联动调水。实验表明,闸门终端环境适应性强,性能稳定,动态水位误差小于5 mm,闸门定位误差小于1 mm,自由流的测流误差小于4.6%,淹没流测流误差小于8.3%,可满足各类自动调水工程应用。     

淡腌青鱼中木糖葡萄球菌碳源代谢能力研究

为探究淡腌青鱼的腐败与其微生物代谢能力的关系,利用Biolog GENⅢ微孔板对淡腌青鱼货架期终点的特定腐败菌(木糖葡萄球菌)在5、15、25、33℃4种温度下的碳源利用情况进行研究,采用修正的Gompertz模型对代谢曲线进行拟合,并以平均颜色变化率(AWCD)为指标研究其代谢速率,分析木糖葡萄球菌利用碳源能力的动力学特征。结果表明:木糖葡萄球菌能利用糖、氨基酸和羧酸类等碳源;相同温度下木糖葡萄球菌对碳源的代谢能力由大到小依次为糖、羧酸、氨基酸,其中单糖(葡萄糖、甘露糖)、双糖(蔗糖、海藻糖)、多糖及其糖类衍生物(N-乙酰-β-D-甘露糖胺、β-甲酰-D-葡糖)、氨基酸(谷氨酸、丝氨酸)和羧酸(L-乳酸)的代谢较强。木糖葡萄球菌在25℃下的延滞期最短,进入指数期最快。通过对木糖葡萄球菌在不同温度下各种碳源代谢能力的分析,为优化产品配方有效抑制微生物的活动、延长产品货架期提供理论依据。     

微咸水灌溉对土壤水盐及春玉米产量的影响

以2007年和2008年宁夏银北灌区春玉米微咸水灌溉的田间试验为基础,采用微咸水(井灌)、渠水(渠灌)和混合水(体积比1∶1,混灌)灌溉,研究了其对土壤水盐及春玉米产量的影响。结果表明,与渠灌处理相比,作物收获时井灌和混灌处理的根区土壤盐分分别增加18.1%~45.3%和10.7%~38.2%,作物耗水量下降5.2%~8.9%和1.1%~6.2%。土壤盐分状况对微咸水的应用存在较大影响。在轻度盐渍化和非盐渍化土壤条件下,井灌和混灌处理下春玉米产量较渠灌处理下降28%、14%和10.5%、7.4%。考虑到轻度盐渍化土壤中渠灌处理的春玉米产量仅为非盐渍化土壤的68.6%,为保障作物产量和农民收入,在盐渍化土壤中不宜采用渠水进行灌溉。在非盐渍化土壤条件下,采用3 g/L微咸水或将其与渠水混合后进行灌溉,可同时满足保障作物生产和节约淡水资源要求。     

动态气体载荷下磁力辅助式压电俘能器设计与实验

为了实现气动系统低功耗传感器的自供能需求,提出了一种新型磁力辅助式压电俘能器,以此提高俘能器俘获动态气体载荷能的效率。将磁铁间的非接触力作为磁力诱导的预应力施加在压电片中心,当动态气体载荷作用在压电片上时,磁力诱导的预应力可以通过改变压电片的位移来调节压电片表面正负电荷的分布,进而提高俘能器的机电转化效率。仿真研究表明,斥力诱导的预应力可增加俘能器的输出电压,而吸引力诱导的预应力则降低了俘能器的输出电压。采用外径22 mm、厚度0.23 mm的压电单晶片及缸径63 mm、行程150 mm的气缸制作实验样机,利用气动组件搭建测试系统。分别调节压力、周期、流量以及磁力等参数进行实验测试。实验结果表明,当俘能器的最佳匹配负载为0.87 MΩ时,最大的瞬时功率为1.39 m W,俘能器的最大瞬时功率提升12.6%,而引入磁力诱导的预应力仅为气体载荷的0.6%,磁力诱导预应力可有效提高俘能器俘获气动系统动态气体载荷能的效率。     

基于槽型凸轮传动的蓝莓采摘机设计与试验

为改善机械采摘蓝莓的果品质量,设计了基于槽型凸轮传动的蓝莓采摘机。样机关键零部件设计包括驱动元件计算与选择、传动系统减速比分配、凸轮运动曲线计算等,采用"反转法"推导凸轮廓形曲线,利用"角分线法"设计采摘系统末端执行装置。在ADAMS中建立采摘机模型,搭建仿真环境对采摘机进行动力学分析,研究凸轮设计参数、各杆件长度、驱动元件转速对采摘传动装置的影响。在种植园进行蓝莓采摘试验,得到槽型凸轮采摘机采摘效率4.6 kg/min、未成熟果实脱落率3.2%、成熟果实采净率83%、果实损坏率3.1%,对比分析得出:槽型凸轮采摘机的采果质量优于牵引式采摘机,采摘效率是人工采摘效率的13倍。     

人工草地土壤水系统动力学模型与过耗恢复预测

针对黄土丘陵沟壑区人工草地深层土壤水分严重亏缺问题,首次利用系统生态原理及计算机仿真手段,初步建立休闲草地土壤水分系统动力学模型,提出长历时（多年）,大厚度（5m）土壤水分动态仿真和模型参数获取有效方法,预测特定地区（宁夏固原上黄试区）休闲草地不同水文年型深层土壤水分恢复年限.     

半固定管道式喷灌系统移管机的运动学与动力学分析

为了更加深入研究半固定管道式喷灌系统移管机，对其运动的确定性进行了论证，并对其运动性质和动力特性进行了分析计算。通过分析移管机的运动情况，得出了加速、匀速、减速过程中的运动方程；通过受力分析，得出了加速、匀速、减速过程中作用于行走轮的外加牵引力。     

垦利县冬小麦面积的卫星遥感与分布动态监测技术

应用陆地卫星TM资料和遥感图像处理ENVI3.2软件，以监督分类波谱角法、人机交互等方法提取冬小麦面积及分布信息。采用图像复合分类监测、比值（差值）图像监测、分类结果叠加监测和信息复合人机交互目视提取等方法研究了垦利县1987～1998年冬小麦播种面积及其空间分布的动态变化。结果显示，垦利县冬小麦播种面积呈不断增加的趋势，11年间共增加了11 264.5 hm²，其中从1992～1996年增加幅度较大。麦田面积的增加主要在垦利县中部和靠近黄河口的两侧地区，其减少则主要分布于西南和东北两个原小麦集中分布区。研究结果为该县冬小麦生产的管理及决策提供了科学依据。     

森林凋落物分解研究进展

 森林凋落物分解是森林生态系统养分生物循环的重要环节,而分解过程中所释放的CO2是全球碳素收支的重要组分,开展森林凋落物分解研究是充分认识森林生态系统结构和功能的基础。研究认为:凋落物分解的预测指标可分为3类,即环境指标(如实际蒸散量)、凋落物物理质量(如叶抗张强度)和化学质量指标(如C/N比、木质素/N比和C/P比等);凋落物分解过程中养分释放机制极其复杂,养分动态模式主要有淋溶—释放、淋溶—富集—释放和富集—释放3种,并因凋落物种类、分解阶段和元素本身性质的不同而异;凋落物混合分解并非单一树种分解的简单叠加,因树种组成和比例不同,基质的化学组成会发生变化,从而影响分解者的多样性、丰富度和生理活性,进而直接和间接地影响其分解速率;凋落物混合分解中可能存在无效应、促进效应和抑制效应;现有的研究结果显示,凋落物混合分解的适宜比例应与群落中不同树种的种群比例相一致;CO2浓度升高不仅影响凋落物的化学性质,而且与分解环境中土壤的生物活性密切相关,但CO2浓度升高并不改变凋落物质量与分解速率之间的关系;越来越多的研究显示,CO2浓度升高的环境下,植物群落的物种组成会产生变化,这种变化对养分循环速率的影响远大于单纯大气CO2浓度变化的影响。     

流域侵蚀强度空间分异及动态变化模拟研究

流域侵蚀强度空间分异是小流域泥沙来源研究的重要内容之一。该文以小流域模型模拟试验为基础，利用人工模拟降雨、近景摄影测量和GIS技术，对流域模型不同空间部位的侵蚀强度及其随流域所处发育阶段的动态变化进行了研究。研究结果表明：依据次降雨相对侵蚀模数REM将历经25场模拟降雨的小流域模型发育过程划分为初期时段、活跃时段和稳定时段。沟谷侵蚀强度在整个流域模型发育过程中一直大于坡面；在流域发育初期时段至活跃时段前期，主沟侵蚀强度大于支沟，流域下部侵蚀强度大于中部和上部；在流域发育活跃时段后期，主沟侵蚀强度低于支沟，流域中部和下部侵蚀强度快速增长并达到峰值；在稳定期时段，主沟和支沟侵蚀强度变化趋于同步，流域上部的侵蚀强度高于中部和下部。流域侵蚀强度的时空分布特征对于小流域水土流失综合治理具有科学指导意义。