一种排水沟清理设备的研制与应用

针对我国高速公路排水沟清理工作都以人工挖铲的方式为主、清理不便、单纯依靠人工、耗时长效率低、经济成本较大等状况,开展了高速公路排水沟清理设备的研究。介绍了该设备的设计原理、系统构成以及在高速公路排水沟的应用情况。应用情况表明,该设备提高了施工工效,节省施工成本,实现了高速公路排水沟清理机械化、规范化作业。     

基于GPR、CatBoost、XGBoost三种模型预测江西地区水面蒸发量

水面蒸发量是水资源规划与管理、农业灌溉设计和水文模拟等方面的基础数据,它是水量平衡计算中的关键要素。为了提高水面蒸发量的预测精度,选用了3种经验模型和3种学习机模型预测江西地区水面蒸发量,3种学习机模型包括GPR模型、XGBoost模型和CatBoost模型。依据江西地区2001-2015年16个气象站的逐日气象资料,如最高(低)气温、全球太阳辐射、地外太阳辐射、相对湿度和风速,构建10种不同的输入参数,通过对4种统计指标（R²、RMSE、MBE、MAE）的大小进行评估来评价模型的模拟精度。结果表明：当气象资料充足时,推荐CatBoost 10模型为江西地区水面蒸发量的预测模型,该模型在验证期的R²、RMSE、MBE、MAE值分别为0.744、0.842、0.006、0.633 mm/d;在输入组合相同的条件下,3种学习机模型的模拟精度均优于相应的经验模型。通过研究对比提高了江西地区水面蒸发量模型预测的精度。     

混凝土坝服役性态监测效应量安全监控指标拟定方法

表征混凝土坝服役性态变化的监测效应量,其变化客观反映了大坝的工作性态变化,为确保大坝的安全运行,需对相应的监测效应量拟定安全监控指标,传统的方法在假定一定失效概率的前提下拟定监控指标,人为因素影响较大。经对传统方法不足的分析,基于典型小概率方法和层次分析法的思想,提出了混凝土坝服役性态评价等级属性不等区间的划分方法,在此基础上,综合运用最大熵原理,构建反映混凝土坝服役性态变化的监测效应量概率密度函数,提出拟定对应大坝服役性态评价不同等级属性的监测效应量安全监控指标的方法,并通过工程实例验证了所提出方法的可行性和有效性。     

内蒙古河套灌区土壤性质空间变异性分析——以解放闸灌域和永济灌域为例

以河套灌区解放闸灌域和永济灌域中的田间土壤粒径、含水率及电导率为研究对象,探究灌域土壤性质的空间变异性。对研究区田间土壤进行采样,运用经典统计学与地统计学方法对土壤性质的空间变异性和分布规律进行研究。结果表明：研究区内土壤粒径、含水率、电导率的变异系数介于10％~100％之间,属于中度变异;研究区内土质以壤土和粉砂壤土为主,占研究区总面积的72％~76%,秋季土质多样性高于春季;不同土壤质地下含水率和电导率的空间变异性不同,其中壤土的土壤含水率空间变化最大,壤土和粉砂壤土的电导率空间变化最大。解放闸灌域和永济灌域土壤性质的空间变异程度为中等变异。     

小型地中式称重蒸渗仪系统的研制

为进一步提高称重蒸渗仪的分辨率和准确度,通过配备高精度称重传感器和用于消除环境因素对称重影响的参考桶,研制了小型地中式称重蒸渗仪系统,并应用于水稻蒸发蒸腾量（ET）和棵间蒸发量（E）的观测中。结果表明：该称重蒸渗仪系统对ET和E的分辨率可达0.005和0.003 mm,对应的高峰ET和E观测时段可以实现1 min以内（ET和E可分别达到10和20 s）的水分消耗的识别,低通量阶段也可达到3~5 min/次;参考桶的配备将蒸渗仪系统的15 min、小时和日尺度的ET观测准确度分别提高了3.51%、2.17%和0.77%,E观测准确度分别提高了18.52%、11.81%和2.95%。研究结果表明该套蒸渗仪系统具有分辨率高、准确度好、数据可靠等优势,可用于农业、水文等领域的研究,特别适用于短时蒸发蒸腾和旱地生态系统空气凝结水等微小水量变化的测定。     

基于公平偏好的排水权交易定价的非对称信息讨价还价模型

为了保障排水权交易定价的公平合理性,促进排水权交易的有效实施,本文基于公平偏好理论构建了排水权交易定价的非对称信息讨价还价模型,运用逆向归纳法求解三阶段讨价还价的博弈均衡解,利用Matlab R2014a进行数值模拟,进一步分析了不同参数对最优定价和博弈效用的影响,结果显示：1）卖方愿意接受的最低补偿或买方愿意支付的最高补偿越高,最优报价越高;且买方愿意支付的最高补偿、卖方愿意接受的最低补偿增加幅度相等的情形下,前者使最优报价增加的幅度大于后者。公平偏好和贴现因子对不同博弈阶段的最优定价不产生直接影响。2）若卖方愿意接受的最低补偿越低且买方愿意支付的最高补偿越高,即谈判区间越大时,买卖双方能取得更高的博弈效用;买方（卖方）谈判贴现因子越大,买方（卖方）所获得的博弈效用越大。此外,若公平偏好维持一定水平,则随着贴现因子的增加,即使买方先行报价且双方保持收益增量相等,买方的整体效用水平也低于卖方博弈效用。     

施用氨基酸水溶肥对于水稻生理生长及产量的影响

通过测定不同施肥处理下水稻茎蘖株高、干物质累积量、叶片叶绿素含量、植株吸氮量及产量对稻田施用氨基酸水溶肥进行评价.结果表明:通过施用氨基酸水溶肥,能够有效减少施肥过程中氮素损失,有力促进水稻生长指标的改善及产量的增长.总的来说,氨基酸水溶肥的使用,能够保证减氮的前提下,实现水稻一定程度增产的目标.本研究旨在为氨基酸水溶肥应用于稻田提供实际效用与推广意义.     

海河流域大清河系暴雨中心移植和地区洪水组成分析

近年来极端天气事件频发,暴雨洪涝灾害的突发性、极端性愈发显著,海河流域大部分区域多年未经特大洪水检验,为分析未来可能发生极端暴雨洪水的致灾情况,开展暴雨中心预测及可能的地区洪水组成分析十分必要。研究以多年未发生极端暴雨洪水的大清河系为对象,基于研究区域103个雨量站降水数据,预测了河系暴雨中心可能位置,以“63·8”暴雨分布为参照,开展暴雨中心移植及地区洪水组成分析。结果表明：大清河系特大暴雨中心位置较为稳定,可能的暴雨中心位置海拔高度主要介于100~600 m之间;在相同雨量条件下,暴雨中心位于水库下游山区附近（“63·8”）时,产生洪水总量相对较大,暴雨中心位于平原地区附近时相对较小,且暴雨中心位置的变化对地区洪水组成的影响显著。     

轴流泵叶片安放角增大过渡过程特性

建立配置虹吸式出水流道的立式轴流泵几何模型, 提出轴流泵在运行中调节叶片安放角过程的三维非定常数值模拟方法, 采用动网格及网格重构技术实现叶片自转与其随叶轮公转的复合运动。选定 3 种调节规律进行数值模拟, 获得相关工作参数变化规律和内部流场变化情况。结果表明: 采用 3 种不同时间增大叶片安放角 2°, 机组流量增加 4.4% ~ 4.9% , 叶轮水力矩增加 5.1% ~ 5.9% , 叶轮进出口平面的测点静压波动范围较大; 在叶片安放角增大的过程中, 叶轮区域流态恶化、有涡核分布, 叶片吸力面出现分布不均匀的低压区域; 调节时间为 1 s 时, 叶轮进 出口平面测点静压及叶轮水力矩的波动范围要大于其他两种规律, 叶轮区域的涡核分布也要多于其他两种规律, 故在较短时间增大叶片安放角会增加叶轮区域的不稳定性。     

基于智能手机可见光成像的水稻叶片氮素状况诊断

稻田氮肥过量施用造成氮肥利用率低下,加剧了农田面源污染。实时实地的氮素亏缺诊断技术将为实地氮肥管理提供决策,可以合理控制施肥量,提高氮肥利用效率。经长期研究,叶绿素相对值(SPAD值)可以作为水稻氮素营养水平的准确反映。通过智能手机拍摄不同生育期各氮素营养水平下的水稻冠层可见光图像,利用Eureqa软件的符号回归算法进行不同颜色特征组合与SPAD值之间的关系拟合,分别建立了水稻返青期、分蘖期、拔节孕穗期基于可见光图像的最优SPAD值拟合模型。结果表明,验证期各模型相关系数(r)均在0. 9以上;均方根误差最低为4. 82,最高为7. 41;平均绝对误差最低为1. 87,最高为2. 06,具备较高预测精度,总体上,拔节孕穗期模型精度最高。本研究旨在为基于智能手机的水稻氮素亏缺诊断与水稻实地氮肥管理提供决策支持。