超表面的矢量光场调控

矢量光场由于其独特的光场分布特性,在许多领域都得到了广泛且深入的研究与应用。传统光场调控手段受限于材料的光学特性及物理尺寸,难以实现灵活高效的动态操控功能。超表面凭借其亚波长结构设计所带来的额外自由度,突破了上述局限,使得对矢量光场的振幅、相位、偏振态乃至传播方向等的独立调控成为可能。本文结合国内外矢量光场领域的基础理论及最新进展,系统地阐述了矢量光场的基本原理及其数学模型,重点介绍了目前超表面生成矢量光场的方法,以及这种矢量光场在聚焦、轨道角动量检测、高精度定位等方面应用的具体案例与创新成果。

辐射制冷技术的物理基础与研究进展

随着现代社会能源与极端气候问题日益严峻,零能耗的辐射制冷技术越来越受到人们的关注与重视。从2014年日间辐射制冷首次被实验实现以来,辐射制冷技术已从结构设计、材料选择、制备工艺、集成应用等多个角度被广泛研究,产生了包括镀膜、涂层、柔性薄膜、织物等多种类型的器件。新的研究也越来越重视辐射制冷在场景兼容性以及环境、气候自适应性等方面的需求。开发多场景兼容、自适应环境变化且具有动态热调控能力的新型辐射制冷器件,对辐射制冷技术的实用化以及能源、医疗、工业生产等领域都有着重要意义。本文围绕辐射制冷技术所运用的基础物理原理与光子学结构设计,综述了辐射制冷器件的基本技术与其在场景兼容、温度自适应热调控等方面的进展。首先介绍了辐射制冷技术的原理与基本设计方法,随后重点介绍了一些典型的辐射制冷结构以及实现多场景兼容与自适应动态调控辐射制冷器件的主要进展,最后对辐射制冷器件的发展进行了总结与展望。

泾河下游可降解污染物的自净特征

泾河近30年来污染日趋严重。通过分析泾河下游枯水期可降解污染物的自净特征,建立了河流点源排污和侧向污染物均匀补排条件下的水质衰减模型,并提供了一种简便的求自净特征参数的方法。

灌溉条件下黄土层的水盐效应研究

通过灌溉试验配合施尿素,钻探采取土样并对岩土浸提液电导率进行测定,研究了灌溉和施肥条件下非饱和黄土层的水流入渗规律和盐分变化特征。结果表明,黄土层中非饱和水入渗具有明显的含水量峰值带,其运移速度在0～6m的埋深带约为15～17cm/d,同时存在快速的超渗导管流;含盐量为615.82和815.07mg/L的灌溉水配合施尿素454.6和378.8kg/hm2的宽畦漫灌,可使上部6m黄土层电导率显著增加,最大点电导率增幅在黄土原区为2.12倍,在阶地区达4倍以上,表明灌溉水中的盐分、化肥的离解和灌溉入渗水流对黄土层的溶滤与淋洗作用,会显著影响黄土超根层盐分分布、运移和氮沉降。

黄土层中灌溉对尿素淋失特征的影响

通过灌溉施肥实验和N素淋失通量法,研究黄土塬区和黄土台面阶地区超根层黄土中NH4-N和NO3-N的分布和运移规律,结果表明,在根层土壤贫N时,3m以下尿素N淋失率为13.2%～41.3%,在根层土壤富N时,淋失率为56.6%～83.5%,即黄土灌区在灌水定额较大时,仍然会产生强烈的N淋溶损失,因此,在黄土灌区科学施肥和节水灌溉对提高肥效和保护地区水质至关重要。

灌溉对黄土易溶阳离子淋溶的试验研究

用矿化度０．９２ｇ／１的ＨＣＯ３－一Ｎａ＋Ｍｇ２＋型地下水对黄土地区无作物农田进行定额灌溉，观测分析灌溉水入渗作用对黄土相关易溶阳离子的影响。结果表明，土壤表层的Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｎａ２＋和Ｋ＋均产生明显的淋溶解析作用，点淋溶率最大值分别为４９．３％、７３％、１８．８％和５４．９％；Ｋ＋在０．２ｍ以下趋于稳定；Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋和Ｎａ＋在１．５～２．０ｍ以下转变为吸附作用渐强，总淋溶率不足０．６３％；全剖面淋溶率为１３．０３％。

中国北方干旱半干旱地区宏观地貌的发育特征

分析了中国北方地区宏观地貌的基本特征、地质构造背景和地貌发育的主要影响因素,以期形成对北方干旱半干旱地区的自然地理条件、生态环境特征及农业发展基础条件的深刻认识,为生态环境的保护和区域农业规划提供参考。

黄土原灌区地下水的离子演变规律

利用 2 2年地下水代表井动态观测资料 ,分析了黄土原灌区地下水质的形成和动态变化的主要作用机制 ;建立了矿化度与主要构成离子间的二次相关模型 ;揭示了灌区地下水质演变的基本规律 ;

不同地下水埋深条件下再生水灌溉对冬小麦生长的影响

为给地下水浅埋区再生水作物安全灌溉提供科学指导,该文利用地中渗透仪控制地下水位,研究不同地下水埋深条件下再生水灌溉对冬小麦生长的影响。结果表明:灌水量相同时,地下水埋深对作物生长影响顺序为:埋深2 m>埋深3 m>埋深4 m;灌水量不同时,地下水埋深为2 m的处理,低水处理较高水处理更能促进冬小麦干物质量和产量的增长;地下水埋深为3 m和4 m时,高水处理较低水处理更能促进冬小麦干物质量和产量的增长。再生水灌溉对冬小麦生长有一定的促进作用。

山楂黄酮的薄层色谱分离鉴定研究

研究了山楂(山里红CrataeguspinnatifidaBge.var.majorN.E.Br)黄酮类化合物新的薄层色谱分离鉴定方法。以十二烷基硫酸钠 正丁醇 正庚烷 水微乳液为展开剂,利用聚酰胺薄层色谱法能使山楂黄酮完全分离。从山楂叶中分离得到7个黄酮斑点,山楂果中得到7个黄酮斑点,但二者的斑点不完全相同。与用正丁醇∶乙酸∶水4∶1∶5为展开剂的聚酰胺薄层色谱法比较发现,微乳薄层色谱法检测灵敏度高、分离效果理想。

地下水埋深对再生水灌溉的夏玉米生长影响

为探讨地下水埋藏较浅地区再生水灌溉对夏玉米生长的影响,利用地中蒸渗仪控制不同地下水埋深(2、3和4 m),对夏玉米进行再生水灌溉试验,灌水量设900 m3/hm2和1200 m3/hm2二个处理,并与清水灌溉进行对比。试验表明,与对照相比,再生水灌溉叶面积指数和株高最大值出现时间要提前近10 d左右;不同地下水埋深的低水和高水处理叶面积指数变化趋势相同,都为埋深2 m>埋深3 m>埋深4 m;地下水埋深2 m3、m处理,低水和高水的株高非常接近,且都大于相应灌水量4 m地下水埋深处理;地下水埋深2 m、3 m处理再生水灌溉理论产量明显大于对照。

冯家山水库供水调度及调洪计算分析

利用千河千阳水文站 195 7～ 1993年的水沙资料 ,依据冯家山水库的运用模式 ,建立了冯家山水库淤积数学模型。在数学模型计算得到水位 -库容关系的基础上 ,对不同频率的洪水进行了不同淤积年限库容的调洪计算 ,得到了 2 0 30年各需水部门的供水调度结果。结果表明 ,每年向宝鸡市供水 6 0 0 0万 m3,向宝鸡第二发电厂供水 4 0 0 0万 m3,供水保证率为 97.3% ,满足设计标准 97%的要求 ;多年平均供农业灌溉用水 14 910万 m3,供水保证率为 5 9.5 % ,超过设计要求的 5 0 % ;向羊毛湾水库供水 30 0 0万 m3,供水保证率为 6 2 .2 %。

黄土高原水蚀沟谷发育阶段研究

进行沟谷发育阶段研究,可以掌握沟谷侵蚀规律,从而可以认清沟壑进一步发展的规律、更好地治理水土流失。选取黄土塬区和沟壑区典型沟谷,通过对地形图的分析处理,勾勒出流域分界线,运用面积—高程曲线积分法对沟谷进行了侵蚀阶段划分,结果发现:黄土塬区沟谷发育普遍处于未均衡的幼年期,沟壑区沟谷发育普遍处于均衡的壮年期。在沟谷治理时,黄土塬区应注重治理沟头、坡面和沟底;而沟壑区则应注重对沟头的防治,同时不能放松对边坡侵蚀和沟底下切的防治。

千河冯家山水库淤积数学模型的研究

利用千河千阳水文站1957～1993年的水沙资料及冯家山水库的运用方式,建立了冯家山水库淤积数学模型。在数学模型验证的基础上,得到了冯家山水库未来50年内的淤积过程、淤积总量及分布。其中水库将淤积1.71亿m3,推移质淤积占0.259亿m3,悬移质淤积占1.45亿m3;有效库容由2.86亿m3损失到1.43亿m3,死库容由0.91亿m3损失到0.33亿m3,从而导致冯家山水库调节系数降低,大大减小调节能力。

中国西北干旱区水资源特征及保护利用

水资源是西北干旱区生态环境中最活跃的因素之一，也是国民经济发展的基本依靠。西北干旱区水资源地区分布不均，山区是水资源的主要来源，山前平原区地表水和地下水相互转化，关系十分密切；其它地区水源奇缺，生态环境十分脆弱，对此提出了保护水资源的建议。

灌溉条件下包气带黄土层中NO_3^--N的深部运移

通过渭北黄土塬地区NO3--N的原位运移试验,测定了10 m范围内黄土超根层中NO3--N浓度随时间的变化,对NO3--N和土壤含水量的运移通量及运移速率进行了定量分析。结果表明:微孔隙渗流的水分运移速率为44~65 mm/d,优先流的运移速率可达450 mm/d以上;NO3--N在施肥灌溉及作物吸收等因素的综合影响下形成积累峰值带,并向下运移,其平均运移速率为56.3 mm/d;在作物生长缓慢的冬季大定额灌溉条件下,施入农田的尿素并不能被作物完全吸收,上层土壤吸附的NO3--N会被大量淋洗,50%以上的NO3--N随入渗水流运移到作物根层以下,成为深层土壤和地下水的NO3--N污染来源。

组合灰色预测模型在入库流量预测中的应用

本文将灰色GM(1,1)模型、BP人工神经网络和马尔柯夫链相结合,利用历年入库流量及千河径流量建立组合模型对入库流量进行预测。GM(1,1)模型主要预测趋势,其前半部分与实测值拟合较好,BP神经网络模型后半部有波动部分与实测值拟合较好,二者结合使相对误差最小建立组合模型,同时运用马尔柯夫链预测入库流量的变化范围。预测2001和2002年的入库流量对模型进行检验:GM(1,1)模型预测的相对误差分别为0.359和-0.017;BP神经网络预测的相对误差分别为0.032和-0.251,组合模型相对误差分别为0.164和0.117,组合预测值在预测区间之内,该组合模型预测结果合理有效,能更精确预测冯家山水库入库流量。

灌溉条件下超根层黄土中水盐运移试验研究

黄土原灌区灌溉条件下超根层黄土中水盐运移试验成果分析表明:水分分布在埋深1.8 m和7.8 m附近具有2个明显的峰值带;盐分在土壤表层、3.2 m和7.8 m附近有3个峰值带。其原因是黄土的岩性、表层土的蒸发和灌溉水入渗的微孔隙渗流形成峰值带的综合作用的结果。灌溉入渗水运移具有微孔隙渗流和优先流的双重特征,优先流运移迅速,微孔隙渗流集中湿润峰运移缓慢;在盐分随水运移的过程中,表现出明显的低值带盐分产生吸附和高值带盐分被淋洗的现象。

渭河中下游铬(Ⅵ)的分布及迁移规律

【目的】研究渭河中下游铬(Ⅵ)的分布及迁移转化规律。【方法】以铬(Ⅵ)含量为测定指标,采用三点三线法,于2011-03采集渭河中下游陕西段13个水文监测站附近的水样,研究渭河河水中铬(Ⅵ)含量的分布规律;此外,采集了陕西段主要城市排污口污水及代表性断面的底泥,研究污染源及泥沙吸附作用对渭河中下游河水中铬(Ⅵ)含量的影响,并采用一维稳态水质模型模拟了渭河中下游铬(Ⅵ)的沿程迁移规律,对水流自净能力进行了分析。【结果】从上游至下游,渭河中下游陕西段河水中铬(Ⅵ)含量呈先增加后减少的趋势,其中西安段代表断面河水中铬(Ⅵ)含量达到最大,为0.113mg/L;对渭河中下游陕西段各主要城市排污口污水中铬(Ⅵ)含量进行了测定,结果表明,各排污口污水对河水中铬(Ⅵ)含量有明显影响,其污染明显超过了河流的纳污能力;对虢镇桥-兴平西吴、天江人渡-新丰桥、树园-潼关吊桥3个河段水样和底泥中铬(Ⅵ)含量的测定结果表明,泥沙对降低河水中的铬(Ⅵ)有积极的净化作用。【结论】渭河中下游陕西段大部分河段铬(Ⅵ)含量已超出《地表水环境质量标准》中对Ⅴ类水质的要求,应加强对铬(Ⅵ)污染的治理。

不同灌水和施氮对黄土性土壤中NO_3^--N迁移和淋失的影响

通过室内土柱渗透试验,研究了不同灌水和施氮对黄土性土壤中NO3--N迁移和淋失的影响。结果表明:土壤含水量随灌水量增大而增大,大灌水定额时,在近饱和土壤水分条件下,氮素淋失严重;在小灌水定额条件下,0-35 cm土层含水量显著减小,NO3--N未发生淋失;施氮量一定时,土壤剖面NO3--N含量随灌水量增大而减小,随土层深度增加呈显著增加趋势;土壤剖面NO3--N含量随施氮水平的增加有递增趋势、与土壤含水量成消长关系。土壤NO3--N累积量与施氮量、土层深度、渗透时间成正比,与灌水量成反比,符合多元非线性模型。因此,为减小NO3--N淋溶损失,从经济和环境效益方面考虑,黄土性土壤适宜灌水量应小于121 mm,次施氮量不宜高于2.40 mg/cm2。