基于NTRIP绿植墒情测控站在山区生态绿化中的应用

针对某县城东西两山生态绿化区域进行的水利设施配套工程中,在种植的绿植区域进行作物的墒情监测中,具有分布地域广、环境制约性大等特点,这就对绿植种植的土壤特性、周围环境数据的监测以及日常打理造成很多的制约性,面对这样特殊环境下存在的问题,本文结合相关基础理论和实际经验,从实际出发,设计并开发了一款适用于山区生态绿化中的墒情测控站,墒情测控站是集新一代NTRIP通信协议、风光互补发电、智能编程和传感器技术于一体的信息采集器;由于山区可能存在动植物入侵的可能,针对这一问题系统还设计了远程监控数据转发的功能,山区的日常化管理依靠远程监控实现了无人值守。本产品在该项目中经过反复的技术验证,结果表明测控站完全可以胜任在山区生态绿化种植中的测控工作且其还可以在其他相关领域推广使用。

澜沧江黄登水电站库周土壤的崩解特性

[目的]研究澜沧江黄登水电站库周土壤崩解特性,为库周土壤侵蚀防控,减少入库泥沙提供依据,也为三江并流区水土保持和生态修复提供科学参考。[方法]采用野外调查取样与室内试验相结合的方法,测定库周5种典型土壤的崩解速率和理化性质,分析土壤崩解速率与土壤性质的相关性。[结果]土壤崩解性由强到弱依次为:红壤、黄棕壤、淤积土(上)、淤积土(下)、紫色土,饱和状态下,土壤平均崩解速率之比依次为8.76∶5.65∶5.24∶4.29∶1;土壤崩解性与土壤液塑限、机械组成、孔隙度等性质密切相关;土壤平均崩解速率与土壤粉粒、液塑限之间存在显著负相关,与土壤粗砂粒含量、孔隙度显著正相关,在初始含水量(ω0)较高时与土壤有机质、水解性氮、有效磷、全氮存在显著负相关;5种土壤在ω0饱和时土壤崩解速率与全氮、粉粒和液限的线性方程拟合度高(R 2>0.9)。[结论]对ω0饱和的红壤、黄棕壤、淤积土、紫色土,可用土壤全氮含量、粉粒含量和液限来预测土壤的崩解性。对黄登电站库周的红壤和黄棕壤采取必要的林草或工程措施进行综合治理;对淤积土应种植适生的消落带植物,对紫色土在加强保护的前提下宜农则农、宜林则林,为库区乡村振兴提供更多农林用地资源。

水土流失治理措施对小流域土壤有机碳和全氮的影响

明确综合治理条件下小流域土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)和全氮(Total nitrogen,TN)的空间分布特征及其影响因素,对科学评价水土流失区土壤固碳潜力具有重要意义。以黄土高原丘陵沟壑区典型小流域(砖窑沟流域)为对象,基于流域内3种典型地貌类型(梁峁坡、沟坡、沟谷)和3种典型水土流失治理措施(水平梯田、林地和草地措施,坡耕地为对照),采集土壤样品737个,研究地貌类型和水土流失治理措施对小流域SOC和TN变化的影响。结果表明,同一地貌类型上,水平梯田、林地和草地措施的SOC和TN(0—10 cm土层)含量均显著高于坡耕地(P<0.1)。梁峁坡上,水平梯田、林地和草地措施条件下的SOC和TN含量较坡耕地依次提高了18%和24%、70%和59%、25%和21%;沟坡上,林地和草地措施的SOC和TN较坡耕地依次提高了76%和54%、25%和27%。同一治理措施在不同地貌类型间对0—10 cm土层SOC和TN的影响存在显著差异(P<0.1)。水平梯田条件下,沟谷的SOC和TN含量比峁坡提高了46%和43%;林地措施条件下,沟坡的SOC和TN含量比峁坡提高了18%和6%;草地措施条件下,沟坡的SOC和TN含量比峁坡提高了14%和18%。0—100 cm土层的SOC或TN在不同地貌类型或不同治理措施间的差异与土壤水分含量(Soil moisture,SM)的变化趋势基本一致,并且SOC或TN与SM呈指数关系y=aebx(y为SOC或TN,x为SM)。

安徽省自动观测土壤水分质量控制方法

概述了安徽省自动土壤水分站的运行现状,对全省自动站数据质量进行了较为详细的分析,对人工和自动站数据两者间绝对误差及相关性进行分析,并探讨了导致自动站数据误差的主要原因,初步确定了安徽省自动土壤水分数据业务质量控制的方法。结果表明:对比观测期间部分站点人工和自动站数据存在较明显误差,个别站点数据误差甚至高达20%以上,但有近60%的站点各土层人工和自动站数据线性相关系数在0.7以上,为仪器的订正提供了重要依据;同时分析了自动站在干旱和降水前后数据运行的稳定性情况,进而为特殊土壤水分条件下自动站提出了更高的数据质量要求;结合安徽省实际情况建立了两种比较合理的自动土壤水分质量控制方法,为业务上数据质量控制及仪器运行状态监控提供了支持。

中国自动土壤水分观测资料质量控制方法设计与效果检验

土壤湿度资料对气候变化、农业干旱监测、农业气象预报与服务等研究具有重要意义,为剔除土壤湿度观测资料中的异常数据,本文提出了一套适用于全国自动土壤水分观测资料的质量控制方法。首先,以2014年全国自动土壤水分观测资料为基础,根据资料中异常数据的特征将异常数据分为四类。其次,从界限值检查、内部一致性检查、时间一致性检查等方面提出:异常极值检查、异常增大检查、异常减小检查、异常恒定检查四类方法。最后,利用2014—2015年全国观测资料以及中国气象局陆面数据同化系统(CLDAS)土壤体积含水量数据集产品(V2.0)对各检查方法应用效果进行检验,结果表明:(1)四类检查方法均可判断出自动土壤水分观测资料中的疑误数据;(2)四类检查方法的判定结果在时间连续性及空间分布上具有一定的一致性;(3)该质量控制方法可减小观测数据与CLDAS数据之间的均方根误差(RMSE)。目前,该方法已应用于我国气象资料处理业务系统。

土壤水分检测的模糊控制技术与试验

为了提高多因素制约下非线性系统测试土壤湿度的精度,构建了基于神经网络模糊控制技术的控制器以及DSP（TMS320VC5402）信号采集模块,提出了基于神经网络模糊控制原理的土壤水分信号处理优化方法,确定了模糊控制规则和修正规则的BP学习算法,建立了基于神经网络模糊优化器,并对系统进行了验证。结果表明,应用神经网络模糊控制原理采集和处理测试数据使土壤湿度的测试精度提高0.13%~2.12%。

辽西北旱农区的气候特点与土壤墒情调控

辽宁省西北部地区多年降雨量与蒸发量频率分析结果表明,春季抗旱保苗是这一地区发展旱地农业的技术关键。该区湿润系数的经验频率以夏季最高,秋季为85.71%。由于这一地区水资源短缺,发展灌溉困难,这不仅使春季保墒成为必需。也使跨季节调控土壤墒情成为可能。采取的夏深松—蓄集雨水,秋整地—施肥与覆膜保墒,翌年春季适时播种措施,改革栽培与耕作方式,春季保苗效果十分明显,减少了土壤水分的无效蒸发,有效地利用雨水资源,为该区作物高产和农业高效奠定了基础。

用于土壤湿度测量的传感器网络动态采样策略

土壤湿度是科研及生产生活等众多领域的测量要求。传感器连续采样方式能耗大、维护困难,不适用于无线传感器网络领域。本文提出一种适用于无线传感器网络土壤湿度测量的新型动态采样控制策略,将土壤湿度量化为马尔可夫过程,利用部分可观察马尔可夫决策问题,通过动态远程控制传感器节点的采样周期,以较少的采样点满足测量需求,达到节省能量的目标。实验结果表明,动态采样控制的采样时间及总体成本分别只有传统连续采样模式的13%和62%。本策略可以广泛应用于其他环境量测量领域,如气温,水质,环境湿度等量的测量。

四川攀西山区光伏电站建设期水土流失特点及防治措施简析

分析会东县小龙潭30MWp光伏电站工程的建设特点和建设期主要水土流失特点,据此介绍了工程建设过程中和施工结束后水土流失防治措施的设计和布置,期望以此能为类似地区光伏电站工程水土保持工作提供一定的参考和借鉴。

基于驻波原理的无接触土壤含水率测量方法的研究

我国是一个缺水的农业大国,实现精细灌溉是节约水资源的有效途径,而精确地测量土壤体积含水率是实现精细灌溉的重要保障之一。为此,提出了一种基于驻波率原理的土壤含水率测量的新方法—无接触式测量方法,介绍了其工作原理,研究出了无接触式土壤水分传感器的结构。用烘干法进行对比试验,从而得出SWR无接触式土壤含水率测量方法是一种高性能的测量方法。

日光温室土壤水分控制系统的设计

土壤水分是作物生长必需的要素,而根据作物的生长要求调整土壤的水分是日光温室环境控制的重要内容,是实施农业高产高效的关键技术。通过研究设计了可用于温室土壤水分的测量系统,介绍了其方案设计、电路设计和传感器的选择等问题。该项研究为实现温室环境参数的自动控制奠定了基础。

油房沟水电站建设工程中水土流失因素分析及防治措施

水电站工程的实施在带来经济效益的同时,不可避免地会对项目区内的生态产生负面影响。文章对昭通市油房沟水电站工程建设过程中新增水土流失的影响因素进行分析,藉此,除提出应采取的工程措施外,还分区域提出了相应的植树、种草恢复植被以减少水土流失的措施。

桐子营水电站工程的水土流失及防治措施

分析了桐子营水电站建设过程中道路、大坝、引水隧洞、厂房及土石料场等主要施工环节对水土流失的影响 ,阐述了水土流失的诸多危害 ,采用通用土壤流失方程对工程建设期造成的水土流失量预测分析 ,提出了水电站建设过程中防治水土流失应采取措施。

呼玛河干流梯级水电站开发项目的水土流失影响与防治

就呼玛河干流梯级水电站开发规划,针对工程兴建带来的水土流失影响和相应的水土保持对策,进行了分析和探讨。

云南省自动气象站土壤湿度数据质量控制

土壤湿度是控制陆地和大气间水分和能量交换过程的重要变量,而自动气象站观测是获取地表土壤湿度的主要手段。地表自动气象站观测的准确性能够直接影响其应用效果,因此,开展自动气象站土壤湿度质量控制分析具有重要意义。基于2010—2014年云南省37个自动气象站土壤湿度数据,采用谱分析方法,以观测值及其Savitzky-Golay二次导数的平均值、均方差、变化率等统计量为判据,筛选剔除了观测数据中的随机噪声、异常峰值和异常平稳值。结果表明:云南省自动气象站观测数据均有缺测,两种异常值中,异常平稳值占绝大部分。与降水时间序列对比发现,不同降水强度下各层土壤湿度变化存在一定差异,砂质土站点对降水的响应最为明显,黏质土站点雨后土壤湿度变化幅度最小。

毛乌素沙地光伏电站3种植物措施生长发育状况及其生态功能比较

以毛乌素沙地光伏电站为研究对象,通过观测项目区外围及光伏电板下3种人工植被的生长状况、土壤水分变化及土壤蚀积深度变化指标,分析了在光伏电站不同区位3种植被的生长发育状况及其生态功能。结果表明:(1)景天三七适合在项目区外围生长,狼尾草适合在光伏电板下生长;(2)3月和10月,光伏电板下各小区土壤含水率均低于项目区外围,6月光伏电板下除了狼尾草种植区外均高于项目区外围;(3)项目区外围景天三七的风蚀防治效果最好,年土壤蚀积深度显著低于其他两个小区(p<0.05);光伏电板下,植被休眠期景天三七的风蚀防治效果最好,而植被生长期狼尾草的防治效果最好,但各小区的年土壤蚀积深度差异不显著(p>0.05)。由此可知,光伏电板下应栽植狼尾草,项目区外围应栽植景天三七。

蔬菜大棚自动测控仪的设计与研究

介绍了以新型单片机ＡＴ８９Ｃ５２为控制核心的蔬菜大棚自动测控仪的硬件与软件设计。该测控仪将其要检测的信号——空气温湿度、地温与土壤水分的测量，都采用了Ｖ／Ｆ转换器，使该仪表对环境适应能力强，接口简单，抗干扰性能好，便于远距离传输，测量精度高，控制可靠。并选用了性能可靠、满足精度要求、价格低廉的传感器，以便农业推广。

砂土场地排桩围护挡墙渗漏水对基坑变形规律的影响

针对富水砂层排桩挡墙渗漏水及基坑变形问题,以某地铁车站基坑工程为背景,采用数值模拟和现场实测方法对比研究砂土场地止水帷幕局部渗漏水前后基坑挡墙侧向位移、墙后地表沉降及围护桩墙内力变化规律。研究结果表明:止水帷幕局部渗漏加剧了渗流作用对基坑变形的影响,围护桩侧向位移曲线随基坑开挖深度的增大由"斜线"形向"鼓肚"形分布演变,墙后深层土体侧向位移曲线随水平距离Lp增大由非线性"鼓肚"形转变为线性分布;止水帷幕局部渗漏引起地表沉降量及影响范围增大,漏水后地表沉降显著影响区扩展为漏水前的2~3倍;围护桩身内力随基坑开挖深度增加而逐渐增大,漏水后桩身最大剪力和弯矩较漏水前减小;抑制渗漏通道扩展和阻止水土流失加剧是控制基坑渗漏灾害恶化的有效途径。研究成果可为砂土地区深基坑渗漏灾害防治与施工控制提供参考。

四川地区自动土壤水分站数据质量控制方法研究

本文利用各类人工、自动土壤水分资料,统计得到不同层次土壤水分各观测要素的气候极值和时变阈值,研发了适用于四川地区自动土壤水分资料的质量控制方法,具体包括站点参数信息检查、数据缺测检查、体积含水量界限值检查、气候极值检查、时间一致性检查(时变检查和持续性检查)。并对2014年21个自动土壤水分站218个S文件进行了检查测试,检查数据约500万个,质控结果显示,数据缺测约占总数据量的1.6%,超过气候极值数据约占总数据量9%,未通过时间一致性检查的数据约占0.5%,超出体积含水量界限值的数据约占0.3%。在所有疑误信息中,超过气候极值所占比例最大,土壤水分各要素历史气候极值有待进一步完善。

粗粒土地基道面冻胀原因及防治措施

为了防止粗粒土地基上道面出现不均匀冻胀,开展了粗粒土冻胀率的室内试验,分析了粗粒土地基上出现道面和道肩冻胀的原因。针对机场的特点,提出了道肩半刚性基层拉应变的计算模型。结合果洛机场,计算了多个土基含泥量时的总冻胀量,验算了道面和道肩基层拉应变,并提出了含泥量控制标准。针对窄道肩出现的冻胀错台问题,提出了结构设计和施工的措施。