Infiltration,runoff,and slope stability behaviors of infinite slope with macropores based on an improved Green–Ampt model

Infiltration–runoff–slope instability mechanism of macropore slope under heavy rainfall is unclear.This paper studied its instability mechanism with an improved Green–Ampt(GA)model considering the dual-porosity(i.e.,matrix and macropore)and ponding condition,and proposed the infiltration equations,infiltration–runoff coupled model,and safety factor calculation method.Results show that the infiltration processes of macropore slope can be divided into three stages,and the proposed model is rational by a comparative analysis.The wetting front depth of the traditional unsaturated slope is 17.2%larger than that of the macropore slope in the early rainfall stage and 27%smaller than that of the macropore slope in the late rainfall stage.Then,macropores benefit the slope stability in the early rainfall but not in the latter.Macropore flow does not occur initially but becomes pronounced with increasing rainfall duration.The equal depth of the wetting front in the two domains is regarded as the onset criteria of macropore flow.Parameter analysis shows that macropore flow is delayed by increasing proportion of macropore domain(ω_(f)),whereas promoted by increasing ratio of saturated permeability coefficients between the two domains(μ).The increasing trend of ponding depth is sharp at first and then grows slowly.Finally,when rainfall duration is less than 3 h,ωf andμhave no significant effect on the safety factor,whereas it decreases with increasingωf and increases with increasingμunder longer duration(≥3 h).With the increase ofω_(f),the slope maximum instability time advances by 10.5 h,and with the increase ofμ,the slope maximum instability time delays by 3.1 h.

Filamentous Green Algae Reduce Walleye Fingerling Production in Earthen-Substrate Ponds

Reduced walleye (Sander vitreus) fingerling production possibly related to nuisance filamentous green algae and overly stable water chemistry patterns is a concern in earthen-substrate ponds at Blue Dog State Fish Hatchery, South Dakota, USA. We describe the success of alfalfa (Medicago sativa) meal (AFM, n = 2), alfalfa meal plus soybean (Glycine max) meal (AFM + SBM, n = 1), and alfalfa meal plus liquid 28N:0P:0K (AFM + 28:0:0, n = 1) at achieving walleye production objectives (>104,000 walleye and 32 kilograms/hectare) as well as the occurrence of filamentous green algae and the associated patterns of ammonia-nitrogen, pH, and dissolved oxygen in earthen-substrate ponds. Walleye production objectives were only achieved when filamentous green algae were absent preceding harvest, which occurred in one pond that received AFM and in the pond that received AFM + 28:0:0. The presence of filamentous green algae preceding harvest was associated with higher dissolved oxygen and pH, whereas declines in these variables occurred when filamentous green algae were absent. Organic fertilizer alone exhibited low ammonia-nitrogen (<0.1 mg/L) despite the substitution of higher protein content soybean meal, but supplementation with 28:0:0 increased ammonia-nitrogen to 0.23 mg/L. These findings highlight the reduction in walleye fingerling production that occurred in the presence of filamentous green algae and the unpredictability of results when two earthen-substrate ponds are treated exactly the same with alfalfa meal. Achievement of walleye production objectives, lack of nuisance filamentous green algae, and promotion of favorable patterns in water chemistry warrant future experimentation with alfalfa meal supplemented with 28:0:0 in earthen-substrate ponds at this hatchery.

Green-Ampt模型与Philip入渗模型的对比分析

土壤入渗是田间水循环的重要组成部分 ,国内外学者提出了具有不同特点和用途的入渗模型。该文通过对比分析了具有明确物理意义的 Philip入渗模型和 Green- Am pt入渗模型 ,建立了两模型参数间的内在关系 ,并利用一维垂直入渗实验资料对理论关系进行了比较。发现 Philip入渗模型对参数精度要求较高 ,而 Green-

Green-Ampt入渗模型及其应用

介绍了降雨条件下Green-Ampt模型的改进形式,以及国内外利用实验和理论方法推求模型中湿润锋处吸力的方法,对其在积水入渗、降雨入渗、结皮及侵蚀模型中的应用进行了探讨,对该模型与其他模型进行了对比分析,并展望了模型的应用前景。认为该模型可进一步被应用于植被覆盖条件、坡地降雨过程及坡地浑水入渗过程的分析;在今后坡地水文的研究中,可针对以上不同条件进行Green-Ampt模型应用于黄土坡地水文过程的修正和改进。

3种滤料对池塘圈养尾水处理效果的影响

为了探究过滤材料用于池塘圈养尾水的处理效果,采用火山岩、活性炭及沸石作为过滤材料,以滤料种类、滤料粒径和滤料厚度为试验因素,以总固体悬浮物(total suspended solid,TSS)去除率、氨氮(NH_(4)^(+)-N)去除率和化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除率为试验指标,开展池塘圈养尾水处理试验。结果显示,3种滤料均能去除池塘圈养尾水中的TSS和COD,均能在一定程度上降低池塘圈养尾水中的NH_(4)^(+)-N浓度,活性炭的处理效果优于其他2种滤料,且活性炭粒径越小或厚度越大时对池塘圈养尾水处理效果越好。正交试验结果显示,以活性炭滤料、粒径为0.5~2 mm、滤料厚度为80 cm时,过滤装置对池塘圈养尾水具有最佳的综合处理效果,在该条件下对池塘圈养尾水的TSS、COD、NH_(4)^(+)-N去除率分别为83.86%、49.78%、29.89%。

基于物联网感知应用的绿色水产养殖一体化管理平台设计

当前我国水产养殖业发展迅速,但水产综合生产力、远程管理能力和绿色养殖能力等方面仍存在较大的挑战。本文面向水产养殖业规模化、集约化、精细化和绿色化生产,采用物联网技术、卫星遥感技术、大数据分析技术等新一代信息技术,设计了一套绿色水产养殖一体化管理平台,该平台从水空星三体监测网络、数据服务系统、精细化养殖控制系统和智慧水产养殖系统等子系统入手,将传统水产养殖与物联网应用深度融合,为鱼塘全天候监测与智能化管理提供系统平台化解决方案,可以提升水产养殖的管理效率、减少水体异常导致的翻塘风险和尾水超标排放造成的环境污染。

基于Green-Ampt模型的生物滞留池设计参数影响研究

基于Green-Ampt理论,建立了生物滞留池水分运动数学模型,研究了不同降雨工况下生物滞流池产流过程及设计参数对设施水文效应的影响特性。结果表明:三种设计降雨工况下,生物滞留池产流峰值均显著小于径流峰值,产流延时均大于500 min,得到了较好的径流调控效果,但随着降雨强度增大,设施的产流时刻提前,对径流峰值削减能力有所减弱;在四种设计参数中,内部储水区高度对地下水排放比例影响最大,填料层厚度、填料渗透系数和蓄水层深度的影响微弱;填料渗透系数对表层积水时长影响最大,其次为填料层厚度和蓄水层深度,内部储水区高度几乎没有影响;填料层厚度和内部储水区高度对径流量削减率影响最大,其次为填料渗透系数,蓄水层深度影响最小;蓄水层深度对径流峰值削减率影响最大,其次为填料层厚度及渗透系数,内部储水区高度影响甚微。

青虾高效养殖初探

近年来,因池塘老化和种质退化,徐州地区青虾亩产量下降,青虾养殖经济效益急剧下滑。简述徐州地区青虾养殖池塘状况,概述青虾养殖流程。针对青虾养殖过程中存在的主要问题,提出引进优质苗种、采取套养模式、合理用药、采用轮捕与集中捕捞相结合等对策。

石狩川流域雨洪涝灾害应对经验对中国海绵城市发展的启示

海绵城市中年径流总量控制率这一指标对小雨或者中雨资源的控制是显而有效的,但如果遇到暴雨或极端降雨事件,城市依然存在较高的雨洪涝灾害风险。首先用一个超过百年系列的降雨与受灾统计数据,说明仅仅依靠低影响开发措施无法控制城市雨洪涝灾害;然后整理了石狩川流域在城市雨洪涝应对措施方面先后采取实施的雨水贮留渗透计划与流域综合治水对策;最后,通过借鉴石狩川流域采取的措施,结合我国海绵城市成功经验,提出通过多途径协同控制洪涝径流的海绵城市建设方法,以提升中国特色海绵城市在雨洪涝防灾减灾中潜力。

河蟹、青虾、鱼的池塘高效混养技术

文章介绍了安徽省芜湖市镜湖区利用池塘养殖河蟹、青虾和各类鱼的混养方法,对池塘整理、轮放种苗、饲养管理、水质调控、鱼病防治、适时捕捞等技术手段进行了全面总结,并进行了经济效益和生态效益分析,对水产养殖者可起到借鉴作用。

基于SWMM的北京市典型城区暴雨洪水模拟分析

以SWMM为基础,选取北京市典型小区,计算不同频率设计暴雨下小区排水效果以及积水、道路坡面流等情况,同时进行不同情景下的暴雨洪水模拟并评价其影响,包括改凸式绿地为平式和凹式、设置蓄洪区等。模拟计算的结果显示,以上3种方式对入渗、径流、洪峰流量、坡面流等均有较大影响,作为城市防洪排水的重要辅助措施,可以极大地缓解排水管道压力,同时削减洪峰、增加入渗。

层状夹砂土柱室内积水入渗试验及模拟

为了研究夹砂层对入渗强度、湿润锋行进和沿程土壤含水率变化的影响,进行了室内层状夹砂土柱一维薄层积水入渗试验和相应情况下均质土柱的对照试验。结果表明,当湿润锋到达夹砂层上界面后,层状夹砂土柱的入渗过程与均质土入渗表现出明显不同。在湿润峰穿过夹砂层上界面时入渗率有较大波动,且最终进入稳渗阶段,其稳渗率明显小于同时刻均质土柱入渗率;当湿润锋穿过夹砂层后,夹砂层内的土壤含水率明显小于其饱和含水率。根据试验和分析,建立了针对层状夹砂土入渗的S-Green-Ampt模型,该模型可以较准确地反映层状夹砂土柱积水入渗的机理和更好地模拟其入渗过程。

社区尺度绿色基础设施暴雨径流消减模拟研究

当前快速的城市化进程导致了城市地区内涝事件频繁发生。绿色基础设施是减轻城市洪涝的有效措施之一。SWMM(Storm Water Management Model)等模型的复杂性使得规划管理者对模型的操作和应用存在困难,而且缺乏对绿色基础设施径流消减机制的展现。目前的研究中,比较单个与综合绿色基础设施配置径流消减效果的研究相对较少。基于水量平衡和城市水文过程,开发了社区尺度绿色基础设施消减作用的暴雨径流模型,并以北京市一典型社区为例,模拟研究了一年一遇和五年一遇两种暴雨条件下不同绿色基础设施配置对暴雨径流流量和峰值的消减效率。结果表明:用两场野外监测的降雨和径流数据验证模型得到的决定系数分别为0.68和0.71,纳什效率系数分别达到0.99和0.96,表明模型是可靠的。在一年一遇和五年一遇两种暴雨条件下,将常规绿地改造成5 cm深度的下凹式绿地,径流量分别减少了8.23%和23.30%,径流峰值分别减少了20.31%和29.11%;在建造300 m3调蓄池的情景下,径流量分别减少了84.90%和20.97%,径流峰值分别减少了88.99%和0.10%;在50%的不透水地表铺装透水砖情景下,径流量分别减少了46.51%和38.52%,径流峰值分别减少了39.96%和35.48%。3种绿色基础设施都可以较好的消减社区暴雨径流,但是随着暴雨强度的增强,下凹式绿地的消减效果略增强,调蓄池的消减效果变差,透水砖铺装的消减效果较稳定。综合3种措施对暴雨径流具有显著消减效果,可以100%消减一年一遇暴雨产生的径流,在五年一遇设计暴雨条件下,分别消减75.47%的总径流量和64.52%的径流峰值。

西藏碳酸盐型盐湖卤水锂盐提取盐田工艺研究

据对西藏盐湖锂资源的调查研究结果,将碳酸盐型富锂盐湖划分为扎布耶型(又称高锂低镁型)和班戈湖型 (又称低锂高镁型 )。扎布耶型盐湖卤水Mg/Li比值约为 0,兑卤方式所制卤水在温棚结晶池的混盐中Li2CO3 含量达 56. 43%,比露天式的高出 12倍 ~18倍,据此总结出由碳酸盐型富锂卤水制取富锂混盐的盐田工艺结晶路线为“不蒸发而升温”。在盐田中实现低成本选矿即“盐田工艺—选矿一体化”是可行的,并可在结晶池中加入Li2CO3 粉末促使卤水中Li2CO3 尽快沉淀,以提高结晶效率。班戈湖型Mg/Li比为 1. 28,该类型卤水制取富锂混盐的工艺路线是由卤水制成盐,再进行第二阶段制卤,然后参考扎布耶型卤水制卤路线制取富锂混盐。盐田修建方法为粘土、沙、盐三种物料尽量弄碎并混合均匀、压实,含盐量最高可达 40%。针对西藏高原盐湖区缺乏燃料能源的不足,提出了“多重加热”的利用太阳能的原理,可用温棚结晶池+太阳能热水器方式。在冬季气温和地温均较低的条件下,太阳池卤水水温一直处于 20℃~24℃,比气温高出 7℃~22. 8℃,表明其有较好的贮热和保温效果,故亦可采用“温棚结晶池 +太阳池方式”加热卤水。最后给出了西藏碳酸盐型盐湖卤水锂盐提取盐田工艺路线图解。

基于MODCYCLE分布式水文模型的区域产流规律

为了分析区域产流时空变化规律以及不同下垫面的产流特征,采用了具有物理机制的分布式水文模型——MOD CYCLE模型,并以天津市为例进行深入研究。该模型在综合考虑土壤、下垫面条件、降雨条件等多方面因素的基础上,采用修改后具有地表积水机制的Green-Ampt方程计算产流量。计算结果表明,1)1997-2004年天津市8a平均总产流系数约为16%,其中陆面产流系数不足10%。2)陆面产流主要集中在北部山区、中心城区及东部沿海地区;水面产流主要集中在中部及东南部地区。3)陆面产流中城市区产流系数最大,8a平均为44.1%;农村居民地的产流系数也较大,为24.5%;天然林草和河滩地的产流系数不足10%,农田由于田埂的作用几乎不产流。

分隔池塘养殖系统研究进展与发展趋势

分隔池塘养殖系统是绿色高效池塘养殖设施研究发展的重点方向之一。提出了分隔池塘养殖系统的定义,阐述了系统设计的原理和国内外发展历程,归纳了标准分隔池塘、简易分隔池塘和流水槽池塘3种国外发展的主要系统模式类型,通过文献收集和实地调研对3种系统模式的研究进展和发展趋势进行了系统的梳理,比较了国内外发展模式的养殖品种、水循环方式、研究概况和产业应用情况,通过进一步讨论分级序批养殖池塘、跑道池养殖池塘2种在国内具备良好发展前景系统模式的优缺点,提出了下一步的研究重点和发展方向,为分隔池塘养殖系统的结构优化和技术提升提供参考。

曝气对蓝藻门微囊藻属水华形成过程的影响

为研究曝气是否会促进池塘蓝藻门微囊藻属(Microcystis)水华的发生,于夏季在温室内用玻璃缸进行了实验。实验设1个处理组和1个对照组,均不添加沉积物,各组3个重复。对照组不曝气,处理组进行水产养殖池塘中常见强度的曝气,对照组和处理组均添加2次相同的无机氮(N)、磷(P)营养盐。初始时浮游植物以绿藻为优势,随后对照组和处理组中均逐渐形成微囊藻属优势,其在实验后期成为优势最大的种类(平均湿质量浓度为36.28～75.81 mg·L^(-1))。对照组的溶解氧质量浓度显著高于处理组(P<0.05),叶绿素a、浮游植物总湿质量浓度、蓝藻湿质量浓度、绿藻湿质量浓度、微囊藻占藻类总湿质量的比例以及浮游动物等均无显著差异(P>0.05)。表明曝气对浮游植物由绿藻门优势向微囊藻优势的转变,即微囊藻水华的形成过程无直接影响;曝气是否存在均可以形成微囊藻优势;曝气主要改变了微囊藻在水中的分布。

江苏陆上养殖池塘与南黄海绿潮源头的关系分析

根据2012年12月~2013年5月对江苏沿岸陆上养殖池塘内绿藻的调查,通过分析陆上养殖池塘绿藻成体和显微繁殖体的分布、种类组成,结合养殖池塘的社会调查结果,讨论陆上养殖池塘作为绿潮源头的可能性。结果显示：从区域分布上看,养殖池塘中出现绿藻和绿藻显微繁殖体的区域主要分布在江苏南部的南通地区。从时间上来看,蓄水河道中的绿藻出现在3月、4月以及5月;养殖池和蓄水河道的绿藻显微繁殖体出现在2~5月。在池塘养殖工艺中,进水后养殖户会对池水进行消毒,这一措施将抑制甚至杀灭绿藻显微繁殖体,显微繁殖体不会长成绿藻。养殖活动结束后,排水时养殖户在取排水的闸口处放置筛网,绿藻会被过滤在筛网上,很少被直排入海。本研究结果表明,陆上养殖池塘不可能是绿潮灾害的源头。

池塘圈养模式研究进展

池塘养殖是我国水产养殖最主要的生产方式。针对传统散养池塘养殖废弃物过度积累、养殖水环境劣化等关键瓶颈问题,提出了能时时清除养殖固形废弃物、实现清洁养殖的圈养模式。该模式自成体系,包含圈养桶、圈养平台和尾水分离与处理等养殖装备,以及圈养池塘水体净化能力提升措施等,是一种养殖尾水零排放、节水、节地、节约饲料和人力成本、高产、高效的绿色健康养殖方式。圈养平台集成机械化、信息化、智能化等技术装备后,可构建具有中国特色的工厂化池塘绿色高效养殖模式。本文系统介绍了圈养模式提出的缘由、设施结构组成、实际圈养效果及养殖废弃物收集与处理效率、圈养综合效益等,展望了圈养模式发展趋势,以期为今后圈养模式研究和应用推广提供思路和参考。

中国淡水池塘养殖发展战略研究

淡水池塘养殖作为中国水产养殖的主要生产方式,其产业结构优化升级对于中国水产行业发展具有重要意义。本研究介绍了中国淡水池塘养殖现状和主要养殖品种,并详述了淡水池塘养殖在品种结构、养殖技术以及养殖方式等方面的变化,还概括了目前中国淡水池塘养殖的主要模式。从品种、饲料、病害、环境、养殖设备、水产品质量与安全以及养殖管理8个方面提出现阶段淡水池塘存在的主要问题,最后针对上述问题逐一提出相应发展建议,以期为中国现代化淡水池塘养殖的健康、高产、环保以及标准化发展提供思路。