外加O_(2)和H_(2)O对脉冲DBD降解SF_(6)的影响

SF_(6)因其优良的绝缘性能被广泛应用于各种高压电气设备中,但SF_(6)是一种强温室效应气体,对SF_(6)进行降解可极大地减少SF_(6)对大气的危害。为此基于脉冲介质阻挡放电等离子体技术协同外加气体O_(2)和H_(2)O对SF_(6)进行降解处理。研究表明:O_(2)的加入对放电电流有促进作用,适量O_(2)的加入可有效促进SF_(6)的降解;随着外加O_(2)含量的增加,SF_(6)降解率和能量效率先上升后下降;2%的SF_(6)在输入功率为45 W、气体体积流量为50 mL/min的条件下,O_(2)体积分数为1%时反应体系获得最高降解率和能量效率,分别为58.40%、5.24 g/kWh。在SF_(6)/Ar/O_(2)/H_(2)O体系,H_(2)O的加入可提高SF_(6)的降解率,当加入1%H_(2)O时,SF_(6)具有最优的降解效果,而随着H_(2)O含量的继续增加,SF_(6)降解率逐渐降低;在1%H_(2)O和1%O_(2)加入时,SF_(6)具有最优降解率,此时SF_(6)降解率和能量效率分别为89.7%和8.05 g/kWh。此外,O_(2)的加入会抑制SO_(2)的生成,而H_(2)O的加入会促进SO_(2)的产生,同时随着H_(2)O含量的增加,SO_(2)F_(2)的产物选择性逐渐降低;在SF_(6)/Ar/O_(2)体系中,SO_(2)F_(2)与SOF_(4)为降解产物中的主要组成部分,还存在SOF_(2)、SO_(2)、SiF_(4)、SF_(4)等分解产物。该研究根据红外光谱图和分解产物详细分析了O_(2)参与下SF_(6)的分解路径。

数字孪生吴岭灌区建设方案研究

为加快吴岭灌区信息化建设,进一步提升灌区建设管理水平、实现灌区高质量发展及保障粮食安全,基于吴岭灌区现状,对标数字孪生灌区技术要求,对数字孪生流域建设进行了初步探讨。数字孪生吴岭灌区的整体框架分为信息化基础设施、数字孪生平台、智慧灌区应用、网络安全体系和运行保障体系等五大部分,通过构建工程BIM数字模型、智能化灌溉决策支持系统、水资源优化调度系统、灾害预警与应急响应系统,实现精准灌溉、高效供水和优化配水,提高灌区经济、社会效益。

长江经济带农业用水量与农业经济发展脱钩关系

阐明长江经济带农业用水量和农业经济发展之间的脱钩关系,对提高水资源利用效率,落实节水优先具有重要意义。基于2003~2021年长江经济带相关统计数据,运用Tapio脱钩模型,在揭示2003~2021年长江经济带水资源量时空演变特征的基础上,对长江经济带11个省(市)的农业用水量与农业经济发展的脱钩关系进行了实证分析。研究结果表明:总体上来看,长江经济带农业用水量供应充足,但受水资源空间分布不均的影响,农业用水供需存在空间上的不均衡现象;长江经济带11个省(市)农业用水效益存在明显差异,总体农业用水量与农业经济发展之间一直处于脱钩状态,并且长期处于比较理想的弱脱钩状态或强脱钩状态;在大多数时段内,各省份农业用水量与农业经济发展之间也处于比较理想的弱脱钩状态或强脱钩状态。研究成果可为长江经济带农业水资源高效利用及其相关政策制定提供参考。

土壤矿物驱动的反硝化研究进展

氮肥的大量施用虽然极大地推动了粮食的增产,但也引发了一系列生态环境问题。氮素在农田土壤中的转化规律长期受到研究人员的关注。本文介绍了农田土壤中除有机质以外的多种可以为反硝化提供电子的土壤矿物,如亚铁[Fe(Ⅱ)]和亚锰[Mn(Ⅱ)]的反硝化过程研究进展,探讨了可能影响土壤矿物驱动反硝化反应规律的因素。通过梳理发现,传统研究主要是在纯相条件下对Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)驱动反硝化过程进行研究。近年来愈来愈多的证据表明,在农田土壤这种复杂的介质中,Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)也可以为反硝化提供电子。然而,土壤矿物驱动的反硝化在农田土壤反硝化过程中的作用存在不确定性,其内在机理以及对农田土壤氮循环和温室气体排放的作用机制尚不明确。本文指出土壤矿物驱动的反硝化在农田土壤中的影响因素、作用机制以及该过程与有机质驱动的异养反硝化的相互关系是未来的研究方向。

南方灌区沟渠塘库系统水平衡模拟模型研究

定量描述南方多水源灌区灌溉水转化机制是实现灌区水资源高效利用的基础。本文以湖北省漳河灌区内部的杨树垱流域为例,考虑其内部的空间异质性,对流域划分灌溉子区并对灌排系统进行水平和垂向概化,根据水量平衡原理研发多个水平衡子模块,构建沟渠塘库系统水平衡模拟模型。根据2021-2022年典型塘堰和内部水库的实测逐日水位资料,利用拉丁超立方抽样法和偏相关分析法对模型参数进行敏感性分析,并在不同流域尺度上对模型进行率定和验证。模拟结果的Nash-Sutcliffe系数(0.72~0.99)、均方根误差(0.09~0.20 m)和平均绝对误差(0.08~0.14 m)表明模型模拟效果较好,与传统灌区分布式水平衡模拟模型相比,该模型可以在满足较高精度的同时,更为全面地描述灌区水转化过程,为定量描述流域内灌溉系统的水转化过程提供新途径。

基于DFT+U理论的SF_(6)分子与TiO_(2)(001)表面吸附研究

SF_(6)气体具有极强的温室效应,针对SF_(6)废气降解和转化的研究对环境保护具有重要意义。为此基于DFT+U理论,研究了SF_(6)分子在TiO_(2)(001)缺陷表面的吸附分解过程。结果表明,SF_(6)分子与TiO_(2)表面之间存在着很强的相互作用,吸附能达到-5.280 eV,推测这是一个化学吸附过程。根据Mulliken电荷分析,电子从Ti O2表面转移到SF_(6)气体分子,在此过程中,SF_(6)表现为电子受体,TiO_(2)表现为电子供体。根据态密度结果分析,SF_(6)分子的S原子和F原子与TiO_(2)表面的Ti原子和O原子之间存在明显的电子轨道重叠。除此之外,差分电荷密度结果也证实了这一电荷转移过程。吸附前后,SF_(6)的分子结构发生了显著变化,S—F键的拉长使得SF_(6)分子更易发生分解。研究表明,Ti O2具有催化降解SF_(6)绝缘气体的潜力,该研究为高效无害化处理SF_(6)气体的实验研究提供了理论支撑。

基于ORYZA 2000模型的旱稻生长模拟及氮肥管理研究

以旱稻田间试验资料为基础,对水稻生长模拟模型ORY ZA 2000模拟旱稻生长进行参数校正和验证,图解和回归分析结果显示ORY ZA 2000模拟旱稻生物量、产量、作物吸氮量的模拟值与观测值基本呈线性关系,模拟效果良好,但对土壤水分的模拟效果欠佳,需做进一步研究。应用校正和验证的结果,结合肥料效应函数原理,对旱稻不同灌溉方式和密度管理下的氮肥经济最佳施肥量做了探讨,初步得出了该地区旱稻栽培氮肥经济最佳施肥量,丰富了作物模拟和节水农业的理论和实践,对以后旱稻发展及栽培管理有一定的参考价值。

以土水势为灌溉指标的水稻节水灌溉研究

2002年5月～10月在河南省惠北试验站进行大田试验,以土水势为灌水下限控制指标,研究了不同水分胁迫条件下的中稻生物效应和水分生产率。结果表明:水分胁迫通过对不同生长阶段根、茎、叶等器官生长发育的影响和降低有效分蘖数而最终影响水稻产量。与传统灌溉相比,以土水势-30kPa为灌水下限控制指标,对产量无显著影响,且可以大大节约灌水量,提高水分生产率,是该地区中稻较为适宜的灌水制度。

环保绝缘介质C_(5)F_(10)O混合气体体积分数比定量检测

C_(5)F_(10)O混合气体在中低压电压等级电气设备中替代SF_(6)气体作为绝缘介质具有很好的应用前景。因C_(5)F_(10)O的体积分数比对其混合气体的电气性能起到决定性作用,而已有的研究中,C_(5)F_(10)O混合气体大多是采用道尔顿分压法配制,存在配气误差无法确定的问题。该文基于紫外差分光谱法提出快速准确的定量检测C_(5)F_(10)O混合气体体积分数比的方法,实验发现,C_(5)F_(10)O气体在237~350nm波段有紫外吸收峰,峰值位于299nm处,通过对C_(5)F_(10)O气体的吸收峰进行检测,标准气体的体积分数比反演曲线线性确定系数高达0.99998,检测绝对误差小于0.05%,理论检测下限低至200×10^(-6)。该文的研究成果可用于指导配制体积分数比更加精确的C_(5)F_(10)O混合气体以及在工程应用中实时在线监测C_(5)F_(10)O混合气体的体积分数比变化和监测环境中C_(5)F_(10)O的泄漏,为运维人员制定运维计划提供参考。

水-氮联合限制条件下对水稻生产模型ORYZA2000的验证与评价

介绍了水稻生长模拟模型ORYZA2000,并应用2002年水肥耦合试验资料,在水氮联合限制条件下对水稻生产模型ORYZA2000进行了参数校正,对模拟效果进行了图解分析和回归分析,结果表明,在水分平衡和氮素平衡条件下,ORYZA2000模拟水稻生物量、产量、氮素平衡以及田间水分平衡是可行的。该模型在水稻节水灌溉领域有很大的应用价值,为我国水稻节水灌溉向数字化发展提供了有利工具。

鄂尔多斯盆地东南部山2段物源与曲流河三角洲沉积体系

鄂尔多斯盆地东南部山2段是该盆地重要的天然气富集层位。通过重矿物分布、岩屑组分、砂岩岩屑类型及阴极发光特征分析山2段沉积物源体系,经研究认为盆地东南部山2段沉积同时受南、北部物源供源。山2段为曲流河三角洲前缘沉积亚相,碎屑颗粒分选中等偏好、磨圆较好、颗粒之间接触紧密,沉积构造主要为板、槽状交错层理、平行层理及浪成交错层理。本区山2段沉积物以跳跃组分和悬浮组分为主,水下分流河道微相粒度概率曲线呈现三段式和四段式;河口坝微相分选较好、粒度概率曲线形态为两段式和三段式。研究区北部、南部及中部志丹、甘泉等地区砂体发育较厚,剖面上河道砂体呈不对称式相互叠置,水动力条件中等—较强。通过物源体系重建、沉积特征分析与薄片特征鉴定,建立了鄂尔多斯盆地东南部山2段双物源曲流河三角洲沉积模式。该研究明确了盆地东南部山2段物源方向,明晰了山2段沉积特征,创建了典型曲流河三角洲沉积模式,为进一步勘探开发提供了理论支持。

鄂尔多斯盆地东南部下石盒子组盒8段物源特征与沉积相

二叠系下石盒子组盒8段为鄂尔多斯盆地东南部天然气主力产层。根据研究区盒8段砂岩组分、岩屑和重矿物分布等物源分析特征,结合粒度分析、岩石薄片和岩心沉积等资料,研究下石盒子组盒8段物源体系及沉积相展布规律。结果表明:盒8段物源主要来自北北东、北北西及南部方向,岩屑等组分的变化趋势指示物源在中心区域形成交汇区;砂岩组分以石英为主,岩屑次之,长石极少,岩屑以变质岩岩屑为主;沉积相主要为辫状河三角洲相,可进一步划分为三角洲平原和三角洲前缘亚相,其中三角洲平原亚相以水下分流河道为主要微相,三角洲前缘亚相以河口坝为主要微相;砂体形态以厚层宽浅型为主,粒度概率曲线主要为两段式、三段式、两段夹过渡式及多段式。该研究结果为研究区天然气进一步勘探开发提供指导。

不同水分条件下旱稻磷效应及水分生产率

研究了4种灌溉水平的旱稻磷素效应和水分生产率,结果表明:水分胁迫并未降低旱稻根系含磷量,而且在严重水分胁迫下有所增加,但根系磷素累积量在营养生长阶段-30 kPa水分胁迫处理显著低于-10 kPa处理,中后期随水分胁迫程度加深而降低。在营养和生殖生长阶段旱稻茎含磷量和磷素累积量随水分胁迫程度加深而降低。分蘖期-10 kPa处理叶片含磷量最高,分蘖期、幼穗分化期和乳熟期-10 kPa处理叶片磷素累积量最大。穗含磷量以-10 kPa处理最高。与其他处理相比,-30 kPa处理产量虽然稍低,但可以提高水分生产率和磷素效率。

基于纵–横向误差匹配的联合降损基线计算方法

电网降损节能效果的量化评估需在统计期内将降损措施实施前后的电网损耗水平相比较。降损措施实施后,实施前的电网损耗水平即基线便难以确定,提高基线计算精度成为降损量化评估中亟待解决的问题。根据国际节能规程对降损基线定义,首先提出基于马尔科夫链的纵向降损基线改进计算方法和基于指数平滑法的横向降损基线改进计算方法,以降低计算误差;然后进行两种改进方法之间的参数匹配,并将匹配后的计算结果加权结合,得到纵–横向联合降损基线,互补纵向和横向网损数据规律性差异,进一步提高计算精度。算例分析验证了该方法能够有效降低统计期内降损基线的计算误差。

坡改梯对水源区坡面产汇流过程的影响研究综述

概括了坡耕地水土流失现状、危害,提出坡耕地水土流失治理是保护生态环境和维系水土资源可持续利用的迫切要求,通过综合分析坡耕地水土流失治理各项措施及实施效果,指出坡改梯是25°以下坡耕地水土流失治理的主要水土保持措施。针对坡改梯蓄水保土和减少坡面径流并影响水源区水量这一现实问题,从坡面尺度总结分析了前人在坡耕地改梯田对土壤水分特征、产汇流过程及水量平衡的影响方面所做的研究工作,指出应加强坡改梯土壤水分特征曲线、产流特征及水资源量的影响方面的研究,以期为水源区水土资源综合利用提供技术支撑。

作物水氮生产函数研究进展

本文概括了水氮生产函数几种类型,分析了不同水氮生产函数的特点和存在的问题,根据水分生产函数与氮素效应函数定义和增产效应曲线的相似性指出,未来作物氮素效应函数和作物水氮生产函数研究的发展方向应该是建立基于Jensen模型的生育阶段氮素效应函数和水氮生产函数。并以水稻为例,应用团林1999年中稻实验资料,对生育阶段氮素效应函数进行了验证,结果表明该模型能较好地反映水稻在不同生育阶段对氮素的需求。

基于格网法表土剥离时空顺序确定

地下煤炭开采对地面造成了严重的破坏,尤其是高潜水位矿区,采煤塌陷后,地表极易形成积水,若不及时对其采取措施,将会失去大量宝贵的表土资源。对积水区域预先进行表土剥离,是抢救宝贵表土资源的有效措施。本文基于格网法,首先对研究区进行格网化,以模拟的5个工作面为预计单元对研究区进行沉陷预计,得到涉及积水的格网单元;将各积水格网单元以煤层影响范围角θ向下进行投影,得到其煤层影响范围;以相邻积水格网单元G(5,7)与G(5,8)为例,依据煤层影响范围确定起始预计单元,从起始预计单元开始对其进行分阶段沉陷预计,得到两格网单元达到临界积水时,工作面的开采进度,以此得到它们的积水先后顺序,从而可以科学合理的指导复垦工程的机械施工,提高工作效率。

水肥交互作用对稻田氮素利用率和氮素平衡的影响

采用蒸渗仪方法和同位素示踪技术研究了稻田常规灌溉和节水灌溉条件下不同施肥水平和施肥方式的氮素利用率和氮素平衡，结果表明：稻谷氮素累积量占植株氮索累积量一半左右，间歇灌溉模式和传统淹灌模式氮素累积量的差异反应在茎和绿叶和实粒，而在黄叶和秕粒中差别不大；差值法测得氮肥利用率比同位素法偏高，但二者均表现为间歇灌溉氮肥利用率高于淹灌模式，且间歇灌溉模式下低氮水平氮肥利用率高于高氮处理；根据同位素示踪法计算氮素平衡，氮素在稻田系统中的分配为氨挥发和反硝化占37．4％～51．7％，土壤残留占20．4％～37．7％，作物吸收占9．2％～36．4％，淋失占0．3％～16．4％。

浅谈灌溉试验站建设与运行管理

灌溉试验是发展高效节水灌溉、促进灌区现代化建设的重要依据。根据多年从事灌溉试验和灌溉试验站管理经验,结合灌区现代化建设需求,对灌溉试验站建设与运行管理进行了深入探讨,认为:灌溉试验站应具备试验研究、资料收集、技术推广、技术培训、学术交流和节水科普等功能;建设内容包括大田试区、测坑试区、大型蒸渗器试区、气象观测站、实验室、水源工程及灌排系统、办公生活区等;应加强选址、设计、施工和验收等环节的建设管理。最后,从机构队伍建设、财政支持、科研合作、评价考核等方面提出了灌溉试验站运行管理的建议。研究成果可为新建试验站建设与规划和已有灌溉试验站的升级改造提供参考。

基于ORYZA2000的稻田水量平衡及地下水埋深对水稻灌溉的影响

应用水稻生长模拟模型ORYZA2000分析了淹灌、间歇灌溉、雨养3种稻田水分管理模式下田间水量平衡和水分生产率,以及不同地下水埋深对相关指标的影响。结果表明,淹灌模式巨大耗水量主要是满足稻田深层渗漏损失,间歇灌溉可以减少田间渗漏量,从而达到节水的效果,雨养栽培不仅可以减少深层渗漏,并可以利用地下水,以维持水稻蒸发蒸腾需要;3种灌溉方式以雨养模式水分生产率最高,其次为间歇灌溉,淹灌最低;地下水埋深对雨养模式的产量、水分生产率和水量平衡影响最大,对间歇灌溉相关指标影响较小,而对淹灌模式则无影响。