均匀土壤中矩形接地网的优化方法

地网接地导体非均匀布置可以在保证人员与设备安全的前提下,尽可能地节约金属材料。为了得到均匀土壤中地网的优化设计公式,找出均匀土壤中矩形地网的优化设计方法,基于CDEGS的地网模型,仿真得到了优化后接地导体的位置,通过变量替换研究了导体位置与编号之间的对应关系,并仿真分析了矩形地网优化效果。研究发现接地导体的编号与其位置服从某一确定的函数关系,该函数与导体的数量无关,只有两邻边导体分段数的比值最接近边长的比例时,接触电压与跨步电压才能达到最优效果。最后,给出了地网优化的数学公式及矩形地网的优化方法,该方法可以应用于平行的导体数量>20的地网,优化后跨步电压和接触电压均能满足电力行业标准DL/T 621-1997的要求。

非均匀土壤矩形接地网优化设计

当接地网周围土壤环境一定,使用最优的均压带布置方案可以有效均匀接地网地表表面的电位,进而降低接触电压和跨步电压,并且尽可能的节约材料,降低建设成本。为了得到适用于非均匀土壤环境下,矩形的接地网最优布置方案,基于CDEGS建模,首先移动各个均压带,得到优化后均压带的位置,通过函数拟合得出优化函数。进一步研究了优化函数在不同的土壤反射系数、上层土壤厚度和接地网面积等因素对优化系数的影响,最后,将拟合函数应用到非均匀土壤下矩形接地网的优化中。通过和其他方法的计算对比得出,利用文中计算方法优化的接地网,最大接触电压降低12%左右。采用文中提出的方法,既适用于均匀和非均匀土壤,又可以优化矩形和方形接地网,且优化效果满足电力行业的基本标准。

非均匀土壤中溶质运移的两区模型及其解析解

给出了非均匀土壤中考虑水动力弥散尺度效应的一维溶质运移两区模型。然后在初始浓度为零,半无限一维空间内常数通量边界条件下,推导出了可动区和不动区溶质浓度分布的解析表达式。并用Mathematica软件包作了数值计算。计算结果表明,该模型的模拟结果符合溶质运移的一般规律,因而该模型在土壤溶质运移的研究和应用中有一定的价值。

非均匀土壤中阴极保护电位数值模拟计算

利用土壤电阻率表征土壤的非均匀性,建立非均匀土壤中的阴极保护电位计算模型,边界条件考虑了活化极化和浓差极化的双重作用,通过室内阴极保护模拟装置验证了数值模拟计算结果,证明用该模型计算非均匀介质的阴极保护电位是可行的。

非均匀土壤中溶质运移的数值模拟

给出了非均匀土壤中考虑水动力弥散尺度效应的一维溶质运移两区模型.在初始浓度为零,半无限一维空间内常数浓度边界条件和常数通量边界条件下,采用特征有限元法对模型进行离散,得到了适合非均匀土壤中考虑水动力弥散尺度效应的一维溶质运移数值模型并作了数值计算.计算所产生的误差较小,符合实际工作的要求.

不均匀土壤地网接地电阻的降低及效果分析

高土壤电阻率地区降低地网接地电阻是一项非常艰巨的任务。该文从地网接地电阻的物理本质出发 ,考虑不均匀土壤情况 ,对地网接地电阻降低措施及效果进行了分析和讨论。所得结论可指导选择有效降低接地电阻的方法。

不均匀土壤参数计算

介绍了目前国内外采用的不均匀土壤模型参数计算方法和发展，提供了更合理。

不均匀土壤中接地极接地电阻的测量

在均匀土壤中，将电位极置于零电位区，接地电阻的测量值偏小７％，但在双层土壤中，仍将电位极置于零电位区，接地电阻的测量值可能偏小３０％以上，此时应该采用补偿法进行测量。

非均匀土壤区域SVAT模型中土壤水动力学参数的整合研究

荷兰Cabauw地区一个 10km× 10km区域内的四种主要土壤的水动力学参数用一种实验室直接测定法 (Wind氏蒸发法 )和两种间接方法 (“分段土壤推导函数”、“连续土壤推导函数”)确定 ,而该区域水动力学特性参数的整合则采用两组方案 (聚合土壤参数法和有效土壤参数法 )进行。一个SVAT模型的模拟输出结果———感热通量、潜热通量与实测数据的比较分析表明 :(1)对于用“分段土壤推导函数”确定的土壤水动力学参数的区域整合 ,以“逆模拟法”(有效土壤参数法 )较为可行 ,其模拟感热、潜热的精确性接近参比方案 (“模拟 平均法”) ;(2 )对于实验室直接测定的参数 ,则以几何平均vanGenuchten Mualem经验公式参数的方案 (聚合土壤参数法 )为佳 ;(3)对于“连续土壤推导函数”推导的水动力学参数 ,几何平均土壤组分方案 (聚合土壤参数法 )和“逆模拟法”方案 (有效土壤参数法 )二者均可得到优于参比方案 (“模拟 平均法”)的模拟结果 ,其中以前者最佳 ;(4 )所有区域化参数整合方案中 ,以水平几何平均区域内实验室直接测定的参数的方案最优 ;同时 ,“连续土壤推导函数”

非均匀土壤剖面的Green-Ampt模型

给出了相应条件下的Green-Ampt模型,入渗量、入渗速率、湿润层深度以及入渗时间的具体表达式,并对1次实测灌水入渗过程进行了模拟。结果表明,Green-Ampt模型计算的入渗时土壤水分剖面与水流连续方程的计算结果存在较大差别,但这种差别经过再分布后逐渐消失。在作较长时段的土壤水分动态模拟时利用Green-Ampt模型模拟入渗过程是适用的,特别是在已知入渗总量而未知入渗强度过程的情况下具有优越性。

陆面过程模型中垂直非均匀土壤的水分传输及相变的模拟

土壤湿度在陆气相互作用中的重要性体现在它既能影响陆地和大气之间水循环的速率,又能改变地表的能量分配。本文针对陆面过程模型中描述土壤湿度变化的方程进行了理论分析,指出在非均匀土壤和冻土中采用土壤水势梯度描述垂直非均匀土壤水分流动的合理性。基于描述土壤内部水热传输的统一土壤模型,并利用推广的表征土壤水分特征的Clapp-Hornberger关系式,研究了非冻结和冻结的土壤湿度对于垂直非均匀土壤的敏感性。结果表明,由土壤质地决定的土壤水势和导水率对土壤湿度的模拟有重要的影响。具体地,在决定土壤性质的Clapp-Hornberger关系式中,与土壤质地有关的饱和水势、饱和导水率以及土壤孔隙大小分布指数B,对土壤湿度的模拟起到了关键作用。参数B的重要性尤为突出,它的增加会引起导水率的大大下降,从而对水分在土壤中的垂直分布产生重要影响。饱和水势的绝对值和参数B的增加会使得土壤水势绝对值增加明显,使土壤的结冰(融化)过程延迟,土壤温度因为没有结冰(融化)释放(吸收)的潜热加热(冷却)而持续下降(上升),因此在冻融时期土壤温度会比观测值振幅偏大。上述结果揭示了考虑土壤垂直非均匀性并采用有效的土壤特性参数对于陆面过程模型的重要性。

不均匀土壤中接地极接地电阻测量方法研究

现有的接地电阻测量方法较多,但都建立在均匀土壤的基础上,而对于不均匀土壤中接地电阻值的测量方法研究和应用较少。为了确保防雷检测数据准确性、科学性和权威性,本文引进镜像法,对水平分层不均匀土壤情况下三角形布电极法和三极法布线法建立数学模型,结合半球形接地极的接地电阻值的计算公式,得出当误差值为0时各个参数之间的关系式,进一步对各个参数之间的关系进行分析,总结相关规律,以便日常检测工作中参考。

浅析均匀土壤中的矩形接地网优化方法

在保障设备与人员安全的基础下，地网接地导体非均匀布置能够在一程度上节约金属材料。为了能够获得均匀土壤中的设计公式。进而找出矩形地网的设计方法，通过变量替换来分析编号与导体位置之间的对应关系，进一步分析了矩形地网的优化效果。

覆膜方式和滴灌带布设对春玉米根区土壤水氮均匀度及根冠生长及产量的影响

为探求不同覆膜方式及滴灌带布设对作物产量及收获系数的影响,设置不同滴灌带间距(A1:1 m;A2:0.5 m)与覆膜方式(M1:全覆盖;M2:半膜覆盖),通过2年田间试验研究其对根区土壤水氮分布均匀度(CU_(w),CU_(N))及春玉米根冠生长及产量的影响。结果表明:膜下滴灌条件下,根区土壤含水率与其分布均匀度具有一致性;高频滴灌施肥虽提高根区土壤NO_(3)^(-)含量却降低其分布均匀度,表现出不一致性。提高土壤水、氮分布均匀度未显著影响作物根长密度,但增加地上部叶面积,从而降低作物根冠面积比。相比滴灌带布设,覆膜方式对春玉米产量和收获系数的影响更为显著。低频灌溉条件下,全膜覆盖处理提高春玉米根区土壤水分和NO_(3)^(-)含量及均匀度,其作物产量较部分覆膜处理提高37.4%;而高频灌溉下,部分覆膜处理的作物产量较全膜覆盖处理提高7.7%。当根表面积与叶面积之比(RSA/LA)趋于4时,作物产量和收获系数最高,RSA/LA过高或过低均会降低作物产量和收获系数。综合考虑作物产量、收获系数和滴灌带成本,低频灌溉下建议选择A1M1处理,高频充分灌溉条件下建议选择A1M2处理。

冻融作用下土壤不均匀系数对潜水与土壤水转化的影响

为了揭示冻融过程中土壤不均匀系数对潜水与土壤水转化的影响,在室内进行了-10、-20和-25℃依次降温恒温冻结62 d和自然消融10 d的冻融试验,研究了不均匀系数(Cu)为2.00(土柱A)、3.70(土柱B)、6.36(土柱C)、16.18(土柱D)和20.67(土柱E)的5个土柱在0.5 m地下水位埋深下的土壤温度、潜水蒸发量及潜水回补量变化特征。结果表明:在冻融过程中,土壤颗粒的不均匀系数越大,土壤剖面温度变化幅度越大。随着土壤深度的增加,土柱A和土柱E冻结结束时的温度差减小,不均匀系数对土壤剖面温度的影响减小。冻结0~3 d时,土柱A、B、C、D和E的潜水蒸发速率分别为0.11、0.15、0.23、0.27和0.39 mm/d,潜水蒸发速率相对较小,但不均匀系数越大,潜水蒸发速率越大;冻结结束(第62 d)时土柱A、B、C、D和E的累积潜水蒸发量分别为15.17、21.46、28.23、34.96和38.65 mm,累积潜水蒸发量与土壤不均匀系数较好的符合对数函数的关系,潜水与土壤水的转化量随土壤颗粒不均匀系数增大而增加。

非均匀土壤中变电站接地网优化设计

为了均匀地表面的电位分布 ,进一步降低接触电压和跨步电压 ,更好地保障人身和设备的安全 ,论文提出了接地系统优化设计方法。论文采用数值计算的方法分析了双层土壤结构时土壤反射系数、上层土壤厚度及地网面积大小等因素对地网最优布置的影响规律。分析表明 ,确定最优压缩比应以接触电压达到最小值为目标函数。最优压缩比随反射系数的增大而减小 ,下层土壤电阻率小于上层土壤电阻率时的最优布置的水平导体 ,比下层土壤电阻率大于上层土壤电阻率时的最优布置的水平导体分布得更加均匀。分析得到了双层土壤结构时 ,使地网优化布置的最优压缩比的计算公式 ,便于工程设计人员采用 。

土壤垂向分层和均匀处理下水分差异的数值探讨

在现有众多的陆面过程模型中,对土壤水分的定量描述一般是假设垂向分布均匀,取表层土壤质地来表示整个垂向土壤质地。垂向分层和均匀处理下的土壤水分是存在差异的,这种差异有多大目前少有研究。设置3组不同饱和导水率组合的层状土壤代表不同区域的非均匀土壤,取3组层状土壤的上层土壤代表整个均匀土壤,通过建立一维土壤水分运动模型分析这种差异,同时分析饱和导水率、饱和含水量、残余含水率、孔隙大小分布参数和形状参数对层状土壤和均匀土壤的渗透量和储水量差异的敏感性,探讨垂向层状和均匀处理下土壤水分运动的差异。研究结果表明:1)建立的一维土壤水分运动模型模拟的土壤水分剖面与Yeh解析解和室内五水转化试验的土壤水分剖面一致,表明模型无论是考虑还是不考虑根系吸水都具有可靠性。2)采用垂向均匀方式处理,上下层饱和导水率相差越大的层状土壤,各水文变量的差异越大。当层状土壤上下层饱和导水率相差1.5倍时,层状土壤和均匀土壤的水分分布差别小于0.05 cm^3×cm^(-3);而当层状土壤上下层饱和导水率相差达3.3倍时,层状土壤和均匀土壤的水分分布差别达0.15 cm^3×cm^(-3),渗漏量相差20 cm以上,储水量相差5 cm左右。3)相对于层状土壤下层,均匀土壤下层的持水能力更差,水流速度更快,导致下层水分分布减小,渗漏量增加,储水量减小。4)形状参数n对渗透量的敏感性最强,土壤孔隙大小分布参数对储水量的敏感性最强,形状参数n其次。在实际应用中,如果一个区域的土壤上下层饱和导水率相差较大,那么垂向均匀处理可能会导致很大的误差,和实际土壤的水分分布相差很大,这会严重影响土壤水分的准确估计,在实际处理中需要认真考虑。

线源滴灌土壤湿润均匀性的影响因素试验研究

线源滴灌设计中，滴灌管出流均匀性与土壤湿润均匀性有本质不同，前者仅仅是后者必要的基础，但是要保证线源滴灌土壤湿润均匀性，还需要考虑滴头间距、滴头流量、滴水量和土壤质地的差别。对影响线源滴灌土壤湿润均匀性的主要因素进行了试验研究。试验中所用土壤为沙土和沙壤土；滴头间距为30cm和50cm；滴头流量为0．3～4L／h；滴水量为10～25L不等。试验表明，沿滴灌管方向的土壤湿润均匀度取决于湿润区的交汇程度，而湿润区的交汇程度又取决于土壤湿润区水平运移宽度和滴头间距。沙土沿滴灌管方向的土壤湿润均匀度随滴水量的增大而显著增大，沙壤土的相应指标则随滴头流量的增大而增大。土壤湿润均匀度随滴头间距的增大而减小。线源滴灌设计时，粘粒含量较少的土壤应该有一定的设计湿润深度和较小的滴头间距才能保证其湿润均匀度满足设计要求。研究结论对完善滴灌技术设计理论有帮助。

滴头间距对线源滴灌土壤湿润均匀度的影响

通过室内试验研究了滴头间距对线源滴灌土壤湿润均匀度的影响。试验中滴头间距设为10、30、40、50和70cm5个处理,滴头流量和滴水量恒定,分别观测分析了滴头连线方向的土壤湿润均匀度、垂直该连线方向的湿润均匀度、交汇区的湿润均匀度以及地表湿润带的均匀度。结果表明:在试验范围内壤土沿滴头连线方向、垂直滴头连线方向以及交汇区的湿润均匀度均不受滴头间距的影响;滴头间距大于30cm时,沙土沿滴头连线方向的湿润均匀度减小,而垂直滴头连线方向和交汇区的湿润均匀度基本不随滴头间距而变化,但其交汇区土壤含水量却随滴头间距增大而明显降低;滴头连线方向的土壤湿润均匀度是评价线源滴灌质量的最主要指标。以上结果可以为滴头间距和滴灌带间距设计提供参考。

土壤带状湿润均匀性对膜下滴灌棉花生长及水分利用效率的影响

为探明膜下土壤带状湿润均匀性在膜下滴灌技术应用中的重要性,该文设置滴头流量1.69(W169)、3.46(W346)和6.33 L/h(W633)3种土壤湿润区处理,研究不同膜下土壤带状湿润均匀性对棉花行间土壤基质势、株高、叶面积、根系生长、籽棉产量和水分利用效率的影响。结果表明:随着土壤湿润区由窄深型(W169)向宽浅型(W633)过渡,膜下土壤带状湿润均匀性越好,行间棉花根系分布和植株生长也愈加均匀、产量及水分利用效率也越高。窄深型土壤湿润区的膜下内、边行棉花根长密度、籽棉理论总产和实际总产差值分别为386.3 m/m3、976和509.3 kg/hm2,其水分利用效率分别为7.2和14.8 kg/(mm·hm2)。宽浅型土壤湿润区的膜下内、边行棉花根长密度、籽棉理论总产和实际总产差值分别为142.01 m/m3、171和190.6 kg/hm2,其水分利用效率分别为9.2和11.0 kg/(mm·hm2)。初步证明了宽浅型土壤湿润区能在保持水分利用效率不降低的情况下,显著提高了棉花产量。表明在膜下滴灌技术设计中应关注膜下土壤带状湿润均匀性指标。该指标还是确定滴灌带间距依据。