南水北调西线工程水源区可调水量“十问”

南水北调西线工程是我国“四横三纵”国家水网主骨架尚待建设的最后一环,而水源区可调水量是西线工程规划论证面临的焦点和难点问题。本文从水资源本底条件与演变趋势,生态环境与经济社会发展需水,调蓄水库与输水工程规模,调水对水源区及其下游水资源开发利用、水生态环境、水力发电、航运等方面影响的角度,提出了与水源区可调水量相关的10个问题;以长江上游分布式水文模型为基础,建立了南水北调西线工程水源区可调水量模拟分析模型,力图系统、定量地回答所提问题。本文的主要研究结论有:在仅考虑满足水源区河道内外生态环境和经济社会需水的前提下,“上线+下线”组合方案多年平均可调水量为1.59×10^(10)m^(3),“完全下线”方案在建设岗托水库进行联调时,多年平均可调水量将达到1.74×10^(10)m^(3);在综合考虑调水对水源区水平衡、水力发电和航运影响及其可接受程度后,南水北调西线水源区可调水量为1.22×10^(10)~1.26×10^(10)m^(3)。长远来看,应谋划西南片区水网与国家水网主骨架、“大动脉”的连接与融合,在减小南水北调西线工程调水影响的同时,提高南水北调西线工程的整体供水能力以及对气候变化等外部条件的适应性。

确定生态流量的准则与方法

基于反映河流生态系统自然属性的生态水文季节概念,构建了多参数生态流量体系并分析了其内涵;提出了生态水文危机管理模式下的生态流量确定准则,以临界水文条件定义生态流量,形成“生态标准河流”;研发了具有明确物理意义、规范、客观的分季节生态流量计算方法,并以黄河流域、松辽流域为典型案例进行了分析说明;确定了我国非季节性河流的生态流量管控指标,提出生态流量与河流安全管理建议。

高油高产夏大豆冀豆26的选育

冀豆26是河北省农林科学院粮油作物研究所以冀豆17为母本,冀豆12为父本经有性杂交混合法选育而成的夏大豆新品种。2020—2021年参加河北省夏大豆区域试验,2年平均产量为3619.7 kg/hm^(2),较对照品种冀豆12平均增产8.5%。2021年参加河北省夏大豆生产试验,平均产量为3534.0 kg/hm^(2),较对照品种冀豆12平均增产10.7%。该品种籽粒粗脂肪含量为22.56%,属高油品种,适宜河北省中南部夏播区种植。2022年通过河北省农作物品种审定委员会审定,审定编号为冀审豆20220005。

大豆巢式关联作图(NAM)群体构建及花色和种皮色遗传分析

巢式关联作图(Nested Association Mapping,NAM)群体在作物学遗传与育种研究中具有广泛的应用。本研究在前期大豆种质资源评价基础上,利用35份不同地区来源的代表性种质与中豆41(公共母本)杂交,构建了一套大豆NAM群体。PCA和聚类分析发现,不同亲本组合的RIL群体基本聚在一起,显示出清晰的遗传结构。利用该NAM群体亲本间花色和种皮色具有显著差异的RIL群体进行全基因组关联分析,定位到1个主要位点qFC13-1与花色显著关联,该位点与W1位点重合;定位到12个位点与种皮色显著相关,其中9个位点为3种以上方法共定位,3个位点为2种方法共定位,包括4个已知位点和8个新位点。研究结果表明,构建的NAM群体适于进行大豆相关性状遗传分析,为大豆复杂性状的遗传解析和育种实践提供了良好的基础材料。

长江上游梯级水电开发的水温累积影响及生态效应

梯级大坝建设阻隔了自然河流水温的连续性,导致明显的水温累积效应,产生系列的生态效应。本文通过分析金沙江下游及三峡库区沿程水温的时空变化特征,揭示了建坝前后不同尺度水温的变化特征及累积效应,并分析了水温变化对鱼类产卵的影响。研究结果表明,金沙江下游在溪洛渡和向家坝建成后沿程年均水温差变小,沿程水文站年最大水温呈下降趋势,而年最小水温显著抬升,其中1月和12月最为明显。建坝后年水温变幅缩小且水温分布天数有“聚拢”趋势,水温分布天数由M型转为V型。累积效应指标发现建坝后时间拥挤效应显著,极值水温出现时间滞后,水温推迟达1~2个月,统计了攀枝花段27种和向家坝下游段46种鱼类产卵习性,发现水温变化导致受高度影响的鱼类分别占比48%和44%。本文丰富了梯级大坝建设的水温累积效应及对鱼类产卵的影响研究,对加强管理大型梯级运行引起的温度变化与保障下游生态恢复具有一定的科学意义。

南水北调西线工程上线水源区大型底栖动物群落结构及环境驱动因子

为评估南水北调西线工程上线水源区大型底栖动物群落结构及环境驱动因子,于2022年7月(汛期)和11月(非汛期)开展监测采样工作。采用生物多样性指数和丰度-生物量比较曲线(ABC曲线)作为大型底栖动物群落特征参数,分析大型底栖动物群落在水源区的结构,并对其进行多元排序和Pearson相关性分析。结果表明:共采集45种大型底栖动物,隶属于4门5纲10目32科44属,其中优势种8种,所有优势物种出现频率均大于50%,水源区大型底栖动物群落结构一致性较高;水源区Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均值分别为4.01、1.68、0.61;多数采样区域大型底栖动物的ABC曲线呈纠缠态势,其丰度和生物量累积百分比的差值面积在0附近波动,群落以小个头物种为主;优势种以耐污值低的敏感种类为主,说明河流几乎不受污染,水体清洁;pH值是影响水源区大型底栖动物群落结构的主要环境驱动因子。

冀北坝上大豆结瘤相关性状全基因组关联分析

【目的】挖掘适应坝上生态条件的高效结瘤大豆种质,鉴定调控大豆-根瘤菌共生结瘤的遗传位点和候选基因,提高大豆共生固氮效率。【方法】以包含260份大豆种质的自然群体为研究对象,在河北坝上室外盆栽条件下接种根瘤菌菌株USDA110。以单株根瘤数量、单株根瘤干重数值作为表型数据,结合大豆260份种质基因型数据,对其进行全基因组关联分析,挖掘大豆共生结瘤相关基因。【结果】共检测到18个与大豆根瘤数量显著关联的SNP,分别位于第2、7、8、13、18和19染色体上。其中,位于第2染色体上的显著关联位点BARC_2.01_Chr02_43161654_A_G是控制大豆根瘤数量的主效位点(LOD=3.89),对该位点上下游共200 kb区间进行连锁不平衡分析,在包含BARC_2.01_Chr02_43161654_A_G的连锁区间内,共获得10个调控大豆根瘤数量候选基因,通过单倍型分析发现,Glyma.02G243200不同单倍型所对应的材料之间的根瘤数量具有显著差异(P<0.05),在SoyBase数据库中查询该基因的表达模式发现,Glyma.02G243200在根毛中表达。该基因可能是影响大豆根瘤数量的关键基因。共检测到6个与大豆根瘤干重显著关联的SNP,分别位于第6、18和20染色体上。其中,位于第6染色体上的显著关联位点BARC_2.01_Chr06_6069381_G_A和BARC_2.01_Chr06_6192925_T_C是控制大豆根瘤干重的主效位点(LOD=3.49和LOD=3.35),对BARC_2.01_Chr06_6069381_G_A上游100 kb和BARC_2.01_Chr06_6192925_T_C下游100 kb区间进行连锁不平衡分析,获得14个调控大豆根瘤干重候选基因,并进行单倍型分析。其中,Glyma.06G079600和Glyma.06G079900不同单倍型所对应的材料之间的根瘤干重具有显著差异(P<0.01,P<0.001),在SoyBase数据库中查询这两个基因的表达模式发现,Glyma.06G079600和Glyma.06G079900在根中表达。这两个基因可能是影响大豆根瘤干重的关键基因。【结论】在第2染色体上发现一个与根瘤数量显著相关的候选基因,在第6染色体上发现2个与根瘤干重显著相关的候选基因。

基于多方法综合比较的南水北调西线工程水源区生态需水研究

针对南水北调西线工程调水需求,以方法比选、目标修正、可行性验证为主线,提出了一套多方法综合确定水源区生态需水过程的思路,并制定了10个坝址断面枯水期和非枯水期的生态基流、敏感生态需水及年生态水量目标。结果表明:水源区坝址断面枯水期生态基流在多年平均流量中的占比约为20%,非枯水期占比约为40%;3—6月为鱼类集中产卵敏感期,需要每月发生一次脉冲流量过程,每次至少持续10 d,脉冲流量在多年平均流量中的占比为48%~73%;各坝址断面年均生态水量在多年平均径流量中的占比约为70%,其中丰水年、一般偏枯年、枯水年生态水量占比分别为68%~78%、66%~75%和61%~70%;研究结果符合长江流域现有管控要求,具备较好的现实可达性。

煤气化细渣脱灰提碳技术研究进展

分析了煤气化渣的组成和形貌,针对气化细渣中碳资源的特点综述了其用作燃料、吸附材料、工业材料、催化剂材料的现状。讨论了气化细渣脱灰提碳技术的分类和原理,总结了近些年相关技术的研究现状及进展。目前物理法脱灰提碳主要采用浮选法和重力分选法,两种方法各有特点,但都存在脱灰效率不高的问题;化学法采用酸碱洗的方式处理气化细渣,炭灰分离效果较好,但此过程会消耗大量的酸碱试剂。未来,应进一步探究气化细渣炭灰分离的机理及特点,开发合理且经济的脱灰提碳分离技术;同时,应加强耦合物理法和化学法的组合工艺的开发。

气化渣残炭粒子电极的制备及电催化性能研究

煤化工产业是我国的经济支柱之一,煤气化渣和气化废水是煤气化过程中产生的废弃物,目前处理方式过于简单,对环境造成很大污染。以微乳液作为捕收剂对煤气化细渣进行浮选,采用工业分析仪、FTIR(傅里叶红外光谱仪)、BET(比表面积测试)、SEM(扫描电子显微镜)、XRD(X射线衍射分析)、Raman(拉曼光谱)、XPS(X射线光电子能谱)等表征手段对残炭进行了理化性质分析,采用CV(循环伏安法)、EIS(电化学交流阻抗谱)测试分析残炭电化学性质,并考察残炭作为粒子电极在三维电化学体系的电化学性能和稳定性,研究了其作为粒子电极的可行性,提出残炭粒子电极去除氨氮机理分析。结果表明:浮选残炭具有较高的比表面积,孔结构以介孔为主,此外,残炭中部分碳因石墨化而展现出一定的导电性,为其在电化学应用方面提供了基础。另外,残炭粒子电催化体系电阻较小,有利于加快电荷转移速率。在相同条件下降解氨氮废水,残炭粒子三维电催化体系比二维电催化体系氨氮去除率高19.82%,其具有一定的催化能力。在残炭粒子电极循环试验中,残炭粒子重复使用5次,氨氮的去除率仅下降了5.3%,这一结果表明残炭粒子电极具有良好的稳定性。开发出一种新型的三维电催化体系中的粒子电极材料,通过系统的表征和性能评估,证明了气化渣残炭粒子电极在提高废水处理效率方面有巨大潜力。残炭粒子电极的开发为气化渣的资源化利用提供了新思路,同时也为废水降解处理技术提供了新方法。

改性黄蒿型煤型焦的性状研究

采用2.5%NaOH改性的黄蒿为粘结剂,对六组不同粒级神木粉煤原料进行干法冷压制备改性黄蒿型煤,再经热解制备改性黄蒿型焦。借助扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FT-IR)对型煤和型焦进行表征,并测定其性能强度。结果表明,与型煤相比,型焦的红外特征峰强度明显减弱,谱峰数量减少,热解过程中主要发生脱水、裂解、缩聚反应,小分子及活性官能团被大量破坏,烃链结构缩合,型焦芳香度增加,其芳香度指数为4.34。型煤的性能强度随着神木煤粉粒度减小而减小。粒度较小的粉煤在成型压力作用下煤粒间隙越小,型煤脱模后受膨胀压力影响导致性能强度降低。粉煤粒度越大,煤粒间隙较大,可容纳较多粘结剂,并与煤粒产生一定的啮合力,保证了型煤的性能强度。型焦整体性能强度优于型煤。热解过程部分含氧官能团被C-C取代,并伴随挥发性物质逸出,产生的气孔分布均匀、壁厚较大,进而保证型焦性能强度。型焦强度随着神木煤粉粒度增大而增大,当神木粉煤粒级在(3~1.5)mm时,型焦抗压强度为3338.9 N/个,跌落强度为98.96%,抗碎强度为83.16%。

南水北调西线水源区大型底栖动物的适宜水文条件

为探索南水北调西线工程水源区大型底栖动物群落结构及其适宜的水文条件,于2022年7月(汛期)及11月(非汛期)在南水北调西线工程水源区开展了2次大型底栖动物采样调查,共记录大型底栖动物50个分类单元。结果表明:西线水源区底栖动物群落组成以节肢动物昆虫纲(Insecta)为绝对优势,占总分类单元数的90.20%。其中,汛期以扁蜉(Heptageniidae sp.,优势度Y=19.9%)为第一优势种,非汛期以襀(Perlidae sp.,优势度Y=13.8%)为第一优势种。时间上,汛期生物密度更高,但非汛期生物多样性及物种均匀度更高;空间上,西线工程上线方案调水河段的生物多样性及生物密度明显高于下线方案。在0~1.0 m/s的流速范围内,不同流速区间的物种数及Margalef多样性指数具有显著差异;且无论是汛期还是非汛期,流速在0.5~1.0 m/s的底栖动物物种数及各项生物多样性指数均处于最高水平。在0~0.6 m的水深范围内,不同水深区间的生物量在汛期或非汛期均具有显著差异,且底栖动物密度整体在0~0.2 m区间内的平均值最高。针对水源区8个优势物种,利用栖境使用模拟法,得到西线工程水源区河流大型底栖动物优势物种的适宜水文条件为水深0.2~0.4 m、流速0.3~0.6 m/s。

高坝大库滑坡涌浪对水工建筑物作用力研究综述

库坝区滑坡体入水激起的涌浪灾害链对水工建筑物构成安全威胁.本文对高坝大库滑坡涌浪对水工建筑物作用力相关研究成果和发展趋势进行综述,概述了国内外典型滑坡涌浪实例及其危害,基于规范推荐公式、物理模型试验和数值模拟方法对库区滑坡涌浪对大坝坝体冲击压力相关研究成果进行总结归纳,提出应关注涌浪二次冲击阶段对水工结构的影响、开展坝前涌浪回落对坝面构筑物结构产生拖曳力的相关研究.总结了涌浪对通航建筑物作用力的相关研究,分析表明,现有关于涌浪对通航建筑物作用力的研究并不完全适用于库区滑坡涌浪对高坝水工结构作用,需开展专题研究.在现状分析的基础上,对高坝大库滑坡涌·浪对水工建筑结构作用的进一步研究提出了建议与展望.

大豆粗蛋白、粗脂肪含量近红外检测模型建立及可靠性分析

大豆是重要的植物蛋白和食用油来源,目前常用的蛋白质和脂肪化学分析方法不仅操作步骤繁琐,而且籽粒粉碎而不能延续后代,在大豆品质改良的后代选育过程中的应用受到限制。为明确快速、简便、非破坏籽粒的近红外检测方法利用的可行性。利用4个建模样品集,采用偏最小二乘法建立了3个近红外大豆粗蛋白、粗脂肪籽粒检测模型和1个粉末检测模型。通过重新采集8个不同蛋白质和油份含量的大豆样品检测分析,并送检权威检测部门进行化学分析比较,分析近红外检测的可靠性。通过稳定性、一致性等分析表明,合适的建模样品集是正确建模的前提,在所建3个籽粒模型中,以含415个大豆材料的样品集所建模型(M6)可靠性最好;分析结果还表明,近红外检测结果与化学分析结果一致,在需要保存籽粒完好的大豆杂交分离世代或大量样品检测时,用近红外检测代替化学分析是可行的。

基于CCD的立体视觉测量系统精度分析与结构设计研究

本文通过研究摄影测量理论和基于CCD的双目立体视觉测量系统,对轴线汇聚型结构的测量精度进行了分析,结合CCD感应器件的数字量化效应得出系统的测量误差估计公式。在工程中可以根据摄像机参数、基线长度、测量距离等参数估计测量误差;也可根据测量精度要求,指导立体视觉测量系统的结构设计。本文还结合实验证明了理论的正确性,研究结果在工程应用中有一定的指导意义。

木豆种质资源AFLP标记遗传多样性分析

利用AFLP分子标记技术,以木豆野生种(Cajanus scarabaeiodes)为对照,对来自印度、中国、非洲和美洲的139份栽培木豆(Cajanus cajan)种质遗传多样性进行研究。17对引物共扩增出502条清晰可辨的带,其中多态性带494条。遗传相似性系数UPGMA聚类图,揭示木豆种内存在足够的遗传多样性,可用于种质资源的准确鉴别与分类。借助遗传距离的ME进化树又将参试种质分成8个组群。分析结果表明,印度地方资源遗传多样性广泛,育成品种遗传基础广阔;非洲、美洲资源遗传多样性较丰富,且与印度资源的亲缘关系较密切。中国地方资源遗传多样性独特,且与印度、非洲、美洲栽培木豆资源亲缘关系不明显。研究结果基本支持印度木豆起源和多样性中心、非洲次生多样性中心的观点,并提出中国次生起源中心和遗传多样性中心假说。研究还发现,木豆核质互作雄性不育系(A)和保持系(B)间存在独特的AFLP谱带差异,可能有助于分子标记辅助的木豆杂种优势利用和杂交种培育。

基于网络编码的无线体域网多中继协作节能策略

针对无线体域网中传输链路存在中断情况从而消耗额外能量的问题,在多源多中继系统模型中引入网络编码,提出一种基于网络编码多中继协作算法,并分析了该算法下系统的网络能耗,推导出系统的每比特网络整体能耗公式。仿真结果表明:该算法与传统的多路径多中继转发算法相比,可以较大程度的减少网络的整体能耗,适当地增加信源节点或者减少中继节点的数目对降低网络的整体能耗也有一定的作用。该算法能减少多源多中继网络的整体能耗,延长网络的生命周期。

冀豆12遗传背景导入系蛋白、脂肪含量分布特征

以高蛋白品种冀豆12为受体亲本,不同来源、不同蛋白脂肪含量的大豆种质资源为供体亲本,构建了28个组合BC2F1后代群体,分析冀豆12遗传背景导入系后代蛋白、脂肪含量分布特征。结果表明,28个后代群体均有蛋白含量超高亲个体,超高亲个体比例介于4.0%～68.2%之间,超高亲比例≥40%的组合有18个,占64.3%,BC2F1后代群体蛋白含量以超高亲和偏高亲类型组合为主。而脂肪含量分布特征恰相反,BC2F1后代群体脂肪含量以超低亲和偏低亲类型组合为主,超高亲个体比例介于0～67.4%,超高亲个体比例≥40%的组合有7个,占25.0%,9个组合无超高亲后代。表明以冀豆12为遗传背景通过有限回交易选育高蛋白含量品种,而不易选育高脂肪含量品种。本研究结果为利用冀豆12培育高蛋白品种提供了依据。

木豆种质资源遗传多样性研究中的AFLP技术优化及引物筛选

以来自国际半干旱热带作物研究所 (ICRISAT)的 2份栽培木豆 (Cajanuscajan)和 1份野生木豆 (Cajanusscarabaeoides)资源为试材 ,将AFLP技术体系在木豆资源研究上进行优化 ,并筛选出 2 0对多态性高的AFLP引物组合 ,推荐用于将来的木豆种质遗传多样性分析。

图像质量对Harris角点检测的影响研究

Harris角点检测计算的依据是图像像素点的梯度,并且受约于像素之间的相关性.而图像质量直接影响像素之间的相关性,从而对Harris角点检测产生作用.本文根据图像质量的几个标准分别对图像进行评价,并阐述图像质量和Harris角点检测之间的关系,把图像质量作为Harris角点检测选择参数的一个依据,并建议通过量表对不同质量的图像选择不同的参数进行角点检测.