生物炭与有机肥对水稻土中呋虫胺吸附及消散特征的影响

呋虫胺(dinotefuran,DIN)是防治稻田病虫害的主要杀虫剂,其施用后会对生态环境造成潜在风险。生物炭与有机肥的配施是一种兼顾肥力的土壤修复技术,但DIN在该类修复土壤中的环境归趋仍不清晰。该研究制备了400℃和900℃热解温度下的花生壳生物炭(PS400和PS900)作为典型生物炭材料,采用鸡粪堆肥(composted chicken manure,CM)作为典型外源有机肥,揭示了生物炭与有机肥对水稻土中DIN吸附、消散及形态转换机制的影响。结果表明,生物炭和有机肥均能提高水稻土对DIN的吸附能力,且效果排序从大到小为:PS400、PS900、CM;其Freundlich吸附系数(K_(f))从未修复水稻土的0.31增至2.80(PS400-CM配施的水稻土)。同时,生物炭与有机肥均能加快水稻土中DIN的消散速率,PS400-CM配施可将水稻土中DIN的半衰期(T_(1/2))从100.3 d缩短至38.1 d。在DIN赋存的3种土壤吸附形态(即:弱吸附态、稳定吸附态和强吸附态)中,添加生物炭会使DIN的主要赋存形态从弱吸附态向稳定吸附态转化;未修复水稻土中稳定吸附态占比为13%±3%,而添加生物炭后稳定吸附态占比增至46%±7%。研究结果表明生物炭和有机肥配施是一种既可降低DIN流动性又可促进其降解的农田土壤修复方法。

基于遗传算法和神经网络的泵站经济运行研究

以泵站总耗能最小为目标,建立了叶片可调节泵站站间和站内经济运行优化数学模型,采用遗传算法应用Matlab语言实现优化计算。对江都第4站1999年实际运行资料进行优化计算,总消耗功率比经验操作可减小3.39%左右。针对泵站的流量和扬程变化频繁而一般的优化计算方法速度较慢的问题,以仿真优化结果为样本,利用人工神经网络对相似工况进行预测,预测结果平均误差为1.99%。遗传算法和神经网络联合应用,求解精度和可靠性较高,是解决泵站优化运行问题的有效方法。

基于W eb的科研项目管理系统的设计与开发

研制了基于互联网的科研项目申报评审系统,采用C/S与B/S相结合的模式设计网上申报系统,W eb方案设计专家评审系统实现了科研项目的网上申报、评审及管理等功能,较好地解决了W ord文本和数据库的衔接问题,系统经有关管理部门和单位试用,效果良好,提高了科研管理水平和效率.

供水泵站优化运行的混沌算法

以机组开机状态为变量,抽水流量和调速泵调速范围为约束条件,泵站总耗能最小为目标,采取直接优化的方法,建立了供水泵站优化运行的数学模型.利用混沌优化技术,通过对定速泵的变量取整以及判断调速泵转速是否在调速范围,形成泵站开机状态变量,对等式约束采取增加惩罚函数、不等式约束通过变量尺度变换和平移办法解决.应用Matlab语言编制优化计算程序,对泵站一天实际运行数据进行优化计算,总消耗功率比经验操作可减少3.67%左右.该方法简单易行,求解精度和可靠性较高,是解决既有定速泵又有调速泵泵站优化运行的有效方法.

混沌优化算法在泵站经济运行中的应用

将混沌优化算法应用在调速泵站经济运行中,获得了与动态规划法相同的结果,提高了运行速度。该方法简单易行,求解精度和可靠性较高,是解决泵站优化运行问题的有效方法。

调水工程水权计算方法研究

根据水权的基本理论,结合调水工程的特点,提出分时段水权的概念。在分析影响水权分配的主要因素后,把调水水权分成用户投资获取的水权和国家水权再分配两部分,概念清晰,易被接受,在此基础上建立了调水水权再分配计算的数学模型,利用混沌优化方法进行优化计算,求解精度和可靠性较高,最后给出了计算方法的应用示例,获得了较为合理的结果。

渐缩式比例施肥器的设计与试验

【目的】解决压差施肥罐施肥质量浓度随时间衰减的问题。【方法】采用在压力罐中设置可变形的肥袋,压力罐、肥袋与主管连接点中间设置减压阀的方法,研制了一种通过压力罐向管道注肥的渐缩式比例施肥器,实现了比例施肥。理论分析了其并联特性,在此基础上试制了样机,开展了性能试验,测试了4种管道工况下施肥质量浓度变化。【结果】可变形肥袋起到了水肥分隔、水肥等量置换作用,其水力系统为并联管道系统,当结构形式一定时,施肥比例是常数,其仅与2个支路管径以及局部损失系数有关,不受来水管道压力、流量变化影响,同一工况、不同时刻出水管道肥液质量浓度最大偏差为4.7%,来水管道工况变化时平均质量浓度最大偏差为3.5%,属于均匀施肥,施肥器的最大水头损失为0.47 m,施肥比例可在0~10%范围内调节。【结论】研制的渐缩式比例施肥具有施肥质量浓度稳定、水头损失小,适合各种管道压力的特点,可应用于设施农业喷灌、滴灌系统加药、施肥。

原模型泵装置效率换算方法研究

基于泵段模型试验和泵装置模型试验数据,分析了泵性能变化对流道损失的影响,发现泵性能变化对进水流道损失影响很小而对出水流道损失影响较大。建立了模型泵装置性能向原型换算的新方法,并对不同的性能换算公式进行比较分析。实例研究表明,新的换算方法准确可靠,其精度能满足生产实际的需要。

模糊判断在低扬程泵装置选型上的应用

在分析总结各种水泵装置结构型式特点的基础上,选择泵站流量、最优效率、总投资、空化特性、运行费用、安装维护等6个能够反映装置性能的因素作为评价指标,建立6因素5个等级的评价因素集,应用模糊数学理论,提出一种多因素综合模糊判断选型方法,应用实例表明该方法可行.

基于环境流体动力学模型的蠡湖补水方案数值模拟

为提高蠡湖水体透明度,无锡市拟将太湖水处理后对蠡湖进行生态补水。利用环境流体动力学(EFDC)模型,通过建立悬浮物浓度和透明度的关系,模拟不同补水工况下蠡湖悬浮物浓度随时间变化规律,预测生态补水对蠡湖透明度的改善效果。分别对不同进水流量(7.5、15.0、22.5 m^(3)/s)、出水点(梅梁湖泵站与曹王泾泵站)流量分配比例(1.0∶1.0、1.5∶1.0、2.0∶1.0)下的补水效果进行了模拟。结果表明,在同一进水流量下,分配比例为1.5∶1.0时效果最佳,此时全湖悬浮物平均浓度下降较快,在此分配比例下若达到相同透明度0.71 m,进水流量7.5、15.0、22.5 m^(3)/s工况下分别需要补水27、13、9 d;如果在蠡湖A区(退渔还湖区)建设挡水墙,可以大幅提升补水效果,缩短补水时长,平均透明度可提高至1 m左右,研究结果为确定补水工程建设规模和运行方式提供了依据。

水泵站开敞进水池三维紊流数值模拟

针对典型的水泵开敞式进水池 ,应用紊流模型对进水池及水泵吸水管内的流动进行三维数值计算 ,计算结果与实验流态、实测数据一致。水泵进口流速呈不对称分布 ,表面漩涡和水下漩涡均有可能存在 ,必须采取适当的消、防涡措施保证水泵正常运行。同时揭示了进水池内流动规律 。

大型泵站箱涵式双向进水流道试验研究

通过模型试验研究了箱涵式双向进水流道内的涡带发生规律及有效的消涡防涡措施，并对影响工程投资及装置性能的主要尺寸如悬空高、流道宽度及吸水喇叭管进行了试验研究． 结果表明：流道尺寸在常规取值范围内对装置效率的影响较小，而这类流道的主要问题是其内部的涡带．

水泵选型专家系统研究与开发

在对水泵选型方法、判别准则、评价模型等分析研究的基础上 ,建立了泵产品样本和水力模型数据库 ,研制开发了水泵选型专家系统。该系统具有水泵选型、综合评价、装置推荐等功能 ,是一个稳定、开放的系统 。

环境教育———高等学校的“必修课”

环境问题———人类面临的新挑战长期以来，在人类社会的历史进程中，大自然一直被视为是被统治的对象，因而不断地遭到人类的改造甚至破坏。随着人口的增加和工业、技术的进步，这种改造和破坏正以前所未有的规模和强度进行着，使全球生命支持系统受到严重的威胁。人类一...

新型机械絮凝斜管沉淀池沉淀区数值模拟与优化

以扬州市第一水厂的新型机械絮凝斜管沉淀池为原型,采用标准k-ε湍流模型和Mixture模型,对其沉淀区进行三维数值模拟;同时分析了改变进水颗粒密度、进水口高度等因素对沉淀池沉淀区流态和沉淀效果的影响。模拟结果表明,当颗粒密度为1 050kg/m3时沉淀效果最好;增加进水口高度对池内水流流态的影响不明显,当进水口高度为1.2m时,出水速度最低,处理效果也较好;在沉淀区前增设配水槽,进水沿池宽方向分布更均匀,提高了水流稳定性,使沉淀池沉淀效果得到显著改善。

流动影响铜绿微囊藻生长的实验研究

研制了稳定运行的环形旋转水槽,模拟天然河道流动。通过该实验装置研究了不同流速条件对铜绿微囊藻生长的影响。结果表明：在温度为25℃、照度为3 000 lx、光暗比为14 h∶10 h的条件下,流速在0~0.50 m/s范围内,适合藻类生长的最佳流速条件为0.30m/s,流速过大或过小都不同程度的影响藻类的生长。对于实验室的铜绿微囊藻而言,较为优势的流速范围为0.25~0.30 m/s;而太湖藻的相对优势流速范围为0.30~0.35 m/s。

一种基于骨架的水泵性能曲线复原方法

考虑到编制水泵装置选型及优化方面软件须将大量复杂的水泵综合性能曲线图片数字化后输入计算机,提出了"扫描—细化—取样—拟合"的复原方法,较好地解决了扫描图片线条较粗影响精度、人工取样费时费力的问题.该方法在"水泵优化与选型"软件中得到成功应用.

差压隔膜式加药装置

通过在密闭式加药罐中设置柔性防水薄膜,设计了一种与现有产品工作原理不同的差压隔膜式加药装置,新装置利用输水管道中设置的减压阀产生压差,作用在密闭式加药罐上完成加药.加药罐中柔性薄膜起分隔水和药剂的作用,保持加药罐中药剂浓度不变.研究分析了输水管道压力、流量与加药流量之间的关系,发现装置加药流量与管道压力无关而与管道中流量成正比,加药装置具有加药流量自我调节功能,能够适应输水管流量变化,保证加药均匀度.加药装置性能试验表明,该装置的管道水头损失小于0.5 m,同一流量下不同时刻加药浓度偏差小于4%,不同流量下加药浓度偏差小于2%,通过调节减压阀的设置,可以调整加药比例,适应不同用户需求.该装置不会大幅度降低管道压力且加药浓度稳定,可广泛应用于设施农业喷灌、滴灌系统中的加药、施肥.

“S”翼型叶片双向轴流泵设计

为提高轴流泵叶轮反转反向性能,研究了几种“S”翼型,并采用简化三元流动模型和升力法进行双向轴流泵叶轮设计。对比模型试验表明,“S”翼型叶片双向轴流泵与常规轴流泵的正向性能相比,最高效率点效率低2％～4％,汽蚀性能相当。研究显示正反向性能相近的双向轴流泵非常适用于低扬程双向泵站。

水泵选型方法的研究

泵与泵装置特性关系的研究表明:传统的等流量加大扬程选泵,装置达不到最高效率,水泵选型必须同时考虑装置对水泵扬程和流量损失的影响.提出了加大流量变扬程选泵的新方法。