考虑人类活动用水的土壤含水量神经网络反演

为在利用神经网络对地表土壤含水量的模拟中,实现对降水等天然要素和人类活动用水的综合考虑,以MPDI(modified perpendicular drought index)作为人类活动作用下的地表干湿状况指标,结合传统的天然要素构建土壤含水量神经网络模型,对河北省2018年地表土壤含水量进行了模拟.结果表明:考虑MP...     

利用改进的水云模型反演夏玉米拔节期土壤墒情方法研究

本文提出了一种对玉米拔节期土壤墒情进行反演的改进水云模型;即:在经典水云模型基础上,考虑作物茎秆的散射因素,加入植被高度(h)和单位体积内植被叶和茎的雷达后向散射截面(σ_(pq))两个参数,同时为扩大模型的适用范围,引入植被覆盖度,结合雷达Sentinel-1A多极化数据,通过AIEM模型构建土壤含水量与土壤表面后向散射系数之间的联系,最终建立雷达后向散射系数与植被覆盖下的土壤墒情之间的直接关系。结果表明:改进的水云模型在反演拔节期间玉米的土壤墒情时,反演精度比经典的水云模型有较大程度的提高,其中,VV极化效果更好,R~2由0.532提高到0.645,RMSE从0.052降到0.039。结果验证了采用改进的水云模型能够有效地反演高秆作物覆盖地表的土壤墒情。     

用模拟方法计算灌区灌水和排水过程

目前国内在水利工程的规划设计中,灌区灌溉用水计算,一般是分别计算各种作物在各个生长阶段的净灌溉定额,用净灌溉定额乘作物面积得净灌溉用水量.净灌溉定额是用作物各生长阶段的需水量减有效降水量求得.常规的方法在确定作物各生长阶段的需水量时考虑当时土壤水分条件和蒸散发能力的影响不够,甚至未考虑,因而由此计算出的作物各生长阶段需水量与各年作物的实际蒸散发量有很大差别.作物各生长阶段的需水量是作物散发量和棵间蒸发量的总和(即蒸散发量),而蒸散发量又与作物的供水条件(旱作地可用土壤含水量来代表)及蒸散发能力(受气象条件制约)有密切关系,这两种因素在不同的年份差别很大.根据山东省冶源、石马等灌区的试验资料,冬     

地下柔性圆管的内力分析

本文将管、土体视为弹性体,在考虑了它们之间的变形约束所产生的土壤抗力后,应用弹性理论求解柔性管的位移、内力及其刚度。 一、地下柔性圆环的位移与内力的计算通式 埋置于地下的长圆筒壳体,其横向内力分析属平面应变问题。垂直壳体纵轴,截取单宽管环(图1)。按平面问题极坐标解可导出径向位移u(沿r向为正)和环向位移v(沿θ向为正)。     

鲁北平原养鸡场周边包气带与地下水砷化合物分布规律

洛克沙胂(3-硝基-4-羟基苯胂酸)被广泛用作饲料添加剂,但大部分以原体形式随粪便排出,进入环境的洛克沙胂在微生物和光照作用下最终转化为毒性较大的As(V)和As(III)等,并在雨水或农灌的淋滤冲积下污染周边土壤、地表水和地下水。以鲁北平原某养鸡场为研究区,对鸡粪、饲料、周边表层土壤、鸡粪堆积和背景包气带垂向剖面以及地下水进行洛克沙胂及其代谢物的检测,结果饲料中洛克沙胂浓度为34mg/kg,鸡粪中HAPA(3-氨基-4-羟基苯胂酸)浓度为11 mg/kg,距离鸡场越近的表层土壤砷含量越高。三个包气带垂向剖面均以As(V)为主,As(III)含量较小。鸡粪堆积处垂向剖面上HAPA、As(V)和As(III)在土壤表层含量最高,浓度随深度增加而呈下降趋势,同时受到土壤岩性的影响,砷化合物主要的吸附层位为0~30cm与200cm以下;背景包气带垂向剖面上各砷化合物含量均明显低于鸡粪堆积处包气带垂向剖面的砷化合物含量;在鸡场内旧井中检测到浓度为165μg/kg的As(V)。结果证实鸡粪堆积导致土壤包气带、周边土壤和地下水砷含量增加,且这种污染很难消除。     

植被恢复过程中芒萁对侵蚀红壤碳氮库的影响

选择未治理地、治理10 a与30 a的马尾松林为研究对象,对比林下有芒萁覆盖(MQ)与林下裸露地(CK)土壤碳氮储量的差异.结果表明,未治理地芒萁覆盖度和生物量均很低,治理10 a和30 a的马尾松林下芒萁覆盖度和生物量显著增加.各林地芒萁覆盖下的土壤(1 m)有机碳、氮储量均显著高于林下裸露地(P0.05);治理10 a和30 a马尾松林土壤有机碳、氮储量分别比未治理地增加了153%和296%、24%和101%;治理后芒萁覆盖下的土壤有机碳积累快于氮的积累,总体上芒萁覆盖的土壤C/N均高于林下裸露地.以上结果显示了芒萁对侵蚀红壤区土壤有机碳的恢复和氮素积累具有重要影响.     

长江三峡工程电力系统与机电设备专题机电设备论证报告(节录·中)(1988年6月)

二、电气设计及主要设备 1.电站接入电力系统三峡工程采用交、直流输电混合方式,供电范围以华中、华东为主,兼顾川东。由于电力系统专家组还未论证与三峡工程175米正常蓄水位方案有关的电力网络结构和电站的出线回路数,目前暂按: (1)向华中送电900万千瓦,向华东送电700万千瓦,向川东送电100万千瓦; (2)电站的交流500千伏出线暂按17回考虑(包括备用2回); (3)电站右岸设±500千伏直流换流站,暂以一回高压直流线路送电华东,输电容量为     

空气阻力影响下的分层土壤非稳定降雨入渗产流模型

降雨或灌溉期内,土壤内的空气很难及时全部排出。禁锢在土壤中的空气产生的压力阻碍了土壤水分入渗。针对空气阻力对土壤入渗过程的影响,对Green-Ampt模型进行了改进,提出了非稳定降雨条件下考虑空气阻力作用的分层土壤降雨入渗产流模型(MGAM)。模型中,引入了饱和度系数(Sa)量化入渗水分剖面滞留空气影响下的实际导水系数和实际含水量,引入进水值(hwb)和进气值(hab)量化湿润锋处实际负压水头,并提出由土壤物理性质估算饱和度系数(Sa)、进水值(hwb)和进气值(hab)的参数化方案。为了验证模型适用性,采用MGAM模型模拟分析了室内开展的空气限制条件下的分层土壤非稳定降雨一维入渗产流试验观测成果,包括土壤水分分布特征、土壤累计入渗量和径流强度,并将模型模拟值与试验观测值,以及传统不考虑空气阻力TGAM模型(Traditional Green-Ampt Model)模拟值进行了对比分析,结果表明MGAM模型模拟的土壤累计入渗量、土壤含水量和径流强度均与实测结果吻合良好,而TGAM模型模拟土壤累计入渗量、土壤含水量均大于实测值,而径流强度小于实测值。     

层状土壤条件下地下滴灌水氮运移模型及应用

基于土壤水分运动的动力学方程和溶质运移的对流-弥散方程,考虑地下滴灌灌水器流量随时间的变化,建立了层状土壤地下滴灌施用硝酸铵(NH4NO3)条件下水氮运移的数学模型。利用均质砂土(S)、均质壤土(L)、上砂下壤(SL)和砂土夹层(LSL)四种土壤的试验数据对模型进行了验证。结果指出,考虑土壤中灌水器流量随时间变化可稍改善土壤含水率和硝态氮的模拟精度。利用验证后的数学模型研究了灌水器流量(1.1、1.75和2.6L/h)、灌水器与犁底层相对位置对地下滴灌水氮分布的影响,模拟结果表明灌水器流量对含水率分布的影响不明显,但灌水器流量的增大可明显增加20~40cm土层硝态氮含量;灌水器与犁底层相对位置对水氮分布影响显著,灌水器位于犁底层中(埋深25cm)土壤表层干土层较薄、水氮向下运移深度较小,有利于减小土壤蒸发和避免水氮淋失。     

膨胀性土壤降雨入渗产流模型

膨胀性土壤吸水会发生膨胀变形,这对降雨入渗产流过程有显著影响。本文以Green-Ampt模型为基础,提出了考虑土壤膨胀性的非稳定降雨入渗产流模型(GJGAM)。为量化土壤膨胀性对降雨入渗产流过程的影响,文章引入了考虑土壤膨胀性的土壤饱和导水系数及饱和含水量,并提出了两参数的计算方法。同时,应用GJGAM和传统的不考虑土壤膨胀性模型(TGAM)分别模拟了径流强度和土壤累计入渗量的室内试验过程,并与试验观测值进行了对比分析。结果表明:利用GJGAM模拟得到的土壤累计入渗量和径流强度与其实测结果吻合良好,而TGAM模拟得到的土壤累计入渗量大于实测值,而径流强度小于实测值。     

考虑土壤蒸发、回灌分布规律的产流模式

蒸发和下渗不但取决于土壤含水量的大小，还取决于土层中含水量的垂向分布。在产流方案中，不考虑土壤含水量的垂向分布，是造成预报误差的重要原因之一。这一情况，对于土层较厚的干旱、半干旱地区可能更甚。文章根据径流试验站的土合资料，建立了一个土壤含水量的蒸发、回灌的分布模型。     

土壤铬(VI)污染硫酸盐还原菌修复试验研究

利用培养优化土著硫酸盐还原菌液对人为添加重金属铬(VI)污染的土壤进行修复试验研究,观测对比了添加优势菌液和不加菌液、富营养和寡营养不同条件下土壤铬(VI)含量随时间的变化,结果表明,自然土壤(不加菌液)条件下,土壤铬(VI)污染具有自然还原转化衰减作用.土壤中添加优势修复菌液,可增加铬(VI)还原能力.只添加菌液的寡营养土壤铬 (VI)污染去除率为60%～99.5%.添加营养菌液的富营养土壤铬(VI)去除率为92%～99.6%.因此,采取添加优化微生物、调控添加营养物质等方法可以促进土壤铬的还原转化衰减.     

基于集合卡尔曼滤波法的二维土壤水流状态变量和参数联合估计

集合卡尔曼滤波方法(EnKF)显式地考虑了模型输入、输出以及模型结构等因素的不确定性,近年来被广泛应用于水文模型参数估计研究中。本文基于EnKF方法开展二维土壤水流运动模型状态变量和参数联合估计研究,设计数值实验探究了在线源入渗条件下EnKF方法对粉壤土、壤土和砂壤土的饱和导水率和进气值参数的估计以及压力水头的同化效果,分析了观测点布置方式和观测点数量对同化效果的影响。研究结果表明,粉壤土条件下观测点垂向布置方式更好;壤土和砂壤土条件下,在0～30cm深土壤中水平向布置观测点可以得到较好的参数估计值。观测点水平向布置时应尽量靠近地表,同化系统可以有效地利用观测信息更新状态向量,参数更快地收敛于真值,但压力水头的同化效果仅限于一定深度的土壤。增加观测点数量可以有效地减小参数估计偏差,进而提高土壤剖面压力水头的预测精度。     

考虑迎风性的高精度水击数值模拟

水击问题会对水利枢纽的正常运行造成严重危害,模拟其过程至关重要。考虑TVD格式及水流的迎风性,应用于水击方程组中,模拟简单管道中的水击压力变化。并与Lax-Friedrichs(LF)、Mac Cormark(MC)、未考虑迎风性的TVD格式及解析解进行对比。结果表明:基于迎风性的TVD格式具有高分辨率、高精度、低耗散性等优点,相比于未考虑迎风性的TVD格式,其有更强的压制性,耗散性更弱。     

膜下滴灌灌溉制度对棉花生长和产量的影响

在新疆开展了2a的棉花膜下滴灌试验,研究了滴灌灌水量对土壤含水率、棉花生长状况和产量的影响,主要结论如下:1灌水量增加对表层土壤含水率的影响较小,在20~60cm的根区土壤中,土壤含水率随着灌水量增加明显增大;过高的灌水量会增加主要根系层(60cm)以下土层中水分的淋失;从提高水分利用的角度,中灌水量处理最为适宜。2棉花的株高和叶面积指数随灌水量增加而增加,差异达到显著水平;灌水量增加使棉花皮棉产量显著增加,处理间最大差异达到48.8%;高灌水量会明显增加未开铃数。3综合考虑土壤水分利用状况和棉花生长及产量因素,新疆地区棉花膜下滴灌灌水量取充分灌溉水量的75%较为适宜。     

制革污泥堆存场地典型土壤剖面中污染物的垂向分布特征

为了查明制革污泥对包气带土壤的污染状况,以某制革污泥堆存场地内典型土壤剖面为研究对象,研究污泥渗滤液中特征污染物在包气带土壤埋深0~200cm内的垂向分布特征,探讨不同形态氮及铬的分布规律,并采用高通量测序对土壤中的菌群组成进行了初步分析。结果表明:制革污泥成分复杂、浓度高,高浓度的含盐量(99 000mg/kg)、氮素(30 900mg/kg)及铬(30 970mg/kg)已对埋深20cm以上的浅层土壤造成严重污染,污泥中大量有机质及酸性物质导致浅层土壤pH降低和总有机碳(TOC)增大。随着土壤埋深增加,各污染物浓度呈明显下降趋势,但在埋深200cm处土壤中仍有一定浓度的有机氮(723mg/kg)及含盐量(7 070mg/kg)检出。研究区呈碱性的壤土对铬迁移具有明显的阻滞作用,当土壤埋深大于40cm,Cr(Ⅲ)浓度即下降至200mg/kg,Cr(Ⅵ)浓度下降至小于2mg/kg。高盐度、高铬污染对土壤中部分微生物生长具有抑制作用,变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)及拟杆菌门(Bacteroidetes)成为受污染土壤中的优势种群。     

制革污泥堆存场地典型土壤剖面中污染物的垂向分布特征研究

为了查明制革污泥对包气带土壤的污染状况,以某制革污泥堆存场地内典型土壤剖面为研究对象,研究污泥渗滤液中特征污染物在包气带土壤埋深0~200cm内的垂向分布特征,探讨不同形态氮及铬的分布规律,并采用高通量测序对土壤中的菌群组成进行了初步分析。结果表明:制革污泥成分复杂、浓度高,高浓度的含盐量(99 000mg/kg)、氮素(30 900mg/kg)及铬(30 970mg/kg)已对埋深20cm以上的浅层土壤造成严重污染,污泥中大量有机质及酸性物质导致浅层土壤pH降低和总有机碳(TOC)增大。随着土壤埋深增加,各污染物浓度呈明显下降趋势,但在埋深200cm处土壤中仍有一定浓度的有机氮(723mg/kg)及含盐量(7 070mg/kg)检出。研究区呈碱性的壤土对铬迁移具有明显的阻滞作用,当土壤埋深大于40cm,Cr(Ⅲ)浓度即下降至200mg/kg,Cr(Ⅵ)浓度下降至小于2mg/kg。高盐度、高铬污染对土壤中部分微生物生长具有抑制作用,变形杆菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)及拟杆菌门(Bacteroidetes)成为受污染土壤中的优势种群。     

讨论

畦灌的不恒定流分析徐在庸(铁道科学研究院):原作者提出的一种分析畦灌不恒定流的方法中,有若干尚待商榷之处,特提出来讨论. (一)与一般不恒定流分析方法相比较将原文式(13)与不恒定流运动方程相比较,可以发现式(13)由于考虑土壤吸水而增加一项—vi/gD,但略去一项—(1/g),因为这一项数值很小,略去是允许的.此外,式(13)中—(q/gD)dv/dx所对应的项是一(a/g)(q/D),式中a=1.1是考     

考虑蒸发影响和脱盐要求的田间排水沟(管)间距计算

本文根据地下水蒸发试验资料,利用地下水动力学理论,提出了考虑蒸发影响下按地下水位下降速度标准进行田间排水沟(管)间距的计算方法.并利用室内外排水试验资料,通过对地下水位在纯蒸发、纯排水和两者同时作用条件下的下降速度及其特征值的分析,也得到了与上述理论分析结果完全一致的间距计算方法. 本文还根据排水过程中土壤剖面内的盐量平衡关系,得到了排水地段内地下水位降落全过程中排出水量与蒸发水量比值(简称排蒸比)的计算式,从而提出了按排蒸比标准进行田间排水沟(管)间距的计算方法.这种方法考虑了蒸发影响和脱盐要求,是一种新的探索和尝试。     

毛管埋深和土壤层状质地对地下滴灌番茄根区水氨动态和根系分布的影响

通过2年日光温室滴灌施肥灌溉试验,探讨毛管埋深和土壤层状质地对根区土壤水分、NO3(-)-N和番茄根系分布的影响,为地下滴灌的设计和运行提供依据.毛管埋深取0、15和30cm三个水平,设置0、150和225kgN/hm(2)三个施氮量水平,3种土壤包括均质壤土(L)、上砂下壤土壤(SL)和壤土中有砂土夹层土壤(LSL).研究结果表明,番茄生育期内根区平均土壤含水率和根长密度在0～20cm土层中随毛管埋深的增加而降低,在20～70em土层中随毛管埋深的增加而增大.地下滴灌土壤NO3(-)-N含量在0～20cm土层中较地表滴灌有所增加.毛管埋深对番茄总根长密度影响不显著,而最大根长密度随毛管埋深增加而降低,且出现的土层变深.层状土壤质地对土壤水分、NO3(-)-N和番茄根系在土壤剖面上的分布影响较大,与均质壤土处理相比,LSL处理0～20cm土层土壤含水率降低18%,NO3(-)-N含量降低23%.根长密度增加44%,土壤剖面上总根长密度与均质壤土处理相当;SL处理0～20cm土层土壤含水率降低28%,NO3(-)-N含量降低55%,根长密度降低35%,土壤剖面上总根长密度较均质壤土处理降低37%,因此在上粗下细层状土壤中应慎用地下滴灌.