A Simulation Study on Effect of Surface Film-Forming Material on Water Evaporation

A greenhouse experiment was conducted to investigate the effect of surface film-forming material(SFFM),a mixture of 16-18-octadecanols by emulsification,on water evaporation,Air-dired soil with distilled water was incubated firstly for 7days to reestablish soil biological activity and then for another 7 days atfer treated with SFFM at rates of 0,1,2,4,6,8 and 8 g m^-2，respectively,Everyday during the 7-day incubation after addition of SFFM,water losses due to evaporation were measured by an electronic balance.The rate of water evaporation with the addition of SFFM was reduced significantly compared with the control treatment and the effectiveness of SFFM on water evaporation reduced with time.According to the equation expressions of the effect of SFFM on water evaporation ,the half-life of effectiveness of SFFM on water evaporation was introduced and calculated to analyze quantitative relationship between the effectiveness of SFFM on water evaporation and the addition rate of SFFM.The calculaed half-life increased with the addition rate of SFFM and the confidence of the calculated values of the half-life was high,suggesting that the half-life of effectiveness of SFFM on water evaporation could be described quantitaively and may be helpful for ameliorating application method of SFFM and screening surface-film forming materials in order to improve nitrogen fetilizer use efficiency in floodey rice fields.

CO_(2)封存中盖层突破压力计算与分析

盖层是CO_(2)封存中最重要的地质构造组成,其封闭能力的表征方法是目前研究的热点。针对盖层封闭能力评价的问题,在耦合平行毛管束与DLVO(带电表面通过液体介质的微观作用力)理论的基础上,考虑滑移效应和水膜效应,建立了盖层突破压力的理论计算方法,并与实验数据进行准确度验证。通过影响因素分析研究了突破压力随滑移长度、有效毛管半径的变化规律。结果表明:6块岩心样品的突破压力计算结果与实验数据相对误差介于0.317%~10.800%;滑移长度越小、有效毛管半径越大,突破压力越小。

应力作用下含水煤岩渗透率及水膜动态演化机制

为探究应力−吸附−水与滑脱效应多因素综合作用下煤岩渗透率演化机制,考虑应力−吸附诱导煤岩变形的影响,修正水膜厚度表达式,并分析煤岩孔隙的动态变化。基于此,进一步量化含水煤岩气体滑脱效应的强度,建立考虑应力−吸附−水与滑脱效应多因素综合作用的煤岩渗透率模型。此外,结合煤岩渗透率试验研究,通过试验数据验证渗透率模型的可靠性,以揭示应力−吸附−水多因素综合作用下煤岩渗透率、动态水膜及滑脱因子的演化机制。研究结果表明:同一含水饱和度条件下,煤岩渗透率随有效应力增大先急剧减小后趋于平缓;同一有效应力条件下,煤岩渗透率随含水饱和度增大逐渐减小。水膜厚度在应力−吸附−水作用下动态变化,水膜厚度与应力、吸附呈负相关趋势,而与含水饱和度呈正相关趋势;随含水饱和度增大,滑脱因子逐渐增大,但在低应力条件下,增大趋势平缓,高应力条件下增大趋势急剧。此外,基于气−液−固表面分离压,推导应力−吸附作用下正方形、正三角形内动态水膜表达式,并分析不同几何形态孔隙的煤岩渗透率、动态水膜及滑脱因子演化机制的差异。其中,因角孔存在,不同几何形态孔隙内水膜厚度从大至小排序为圆形、正方形、正三角形,煤岩渗透率排序与其相反;圆形孔隙内滑脱因子较含角孔隙更大,而正方形与正三角形孔隙内滑脱因子差异较小。

岩溶区诱发性土洞塌陷的水膜效应作用机理研究

岩溶区土洞塌陷是典型的诱发性地质灾害,其致灾过程具有强隐蔽性、难预测性、过程复杂性、群发性的特点。为研究其致塌作用过程与机理,以重庆典型岩溶区的诱发性土洞塌陷为研究对象,自制试验装置,现场采集盖层土样,开展地下工程诱发土洞塌陷物理模拟试验,采集了负压与盖层土体微应变信息,揭示了水膜效应在土洞塌陷过程中的作用机理。结果表明:在水位下降与降雨条件下,覆盖层土体在土洞正上方变形最大,并向边缘逐渐减小,且土体变形与土洞空腔内的负压值正相关,与厚度负相关。水膜效应是由水-土-气耦合作用导致,其加剧了土洞塌陷的风险,是岩溶区土洞成群成片致塌的内因,为该地区土洞塌陷的监测预警和治理对策提供了理论支撑。

透水混凝土抗压强度预测的灰色系统模型

通过研究骨料表面浆体层厚度分别在0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50 mm的情况下透水混凝土的抗压强度、有效孔隙率、透水系数等性能,建立了浆体层厚度与抗压强度之间的非线性关系方程,实现对透水混凝土抗压强度的预测。结果表明:随着浆体层厚度的增大,混凝土有效孔隙率和透水系数呈现逐渐降低的趋势,而抗压强度随着浆体层厚度的增大而提高。通过灰色预测系统理论计算出来的抗压强度模拟值与实际值有较好的吻合度,在设定接受的误差内,是满足实际要求的,说明在一定程度上验证了灰色预测模型对透水混凝土抗压强度具有较好的适应性,为工程实际运用提供了一种新思路。

不同覆膜方式对冷凉山区土壤水热效应及烤烟农艺性状的影响

用田间试验方法研究不同覆膜方式对高原冷凉山区植烟土壤的水热效应、烤烟农艺性状及产质量的影响。在昭通市高原冷凉山区设置常规黑膜(RC)、反光膜(RF)、双层膜(BF)和全膜覆盖(FF) 4种方式。结果表明:烤烟大田生育前期,全膜和双层膜较常规黑膜覆盖土壤温度增幅分别为0.47~0.80℃和0.23~0.34℃,反光膜较常规黑膜覆盖土壤温度降幅为0.49~0.73℃。全膜和双层膜较常规黑膜覆盖土壤湿度增幅分别为2.46%~4.76%和0.63%~2.45%,反光膜较常规黑膜覆盖土壤湿度降幅为0.01%~0.19%。还苗期土壤湿度与时间的动态模拟关系呈幂函数递减,全膜和双层膜覆盖的土壤湿度递减率小于常规黑膜覆盖。打顶期烤烟农艺性状调查结果显示,双层膜覆盖烟株的根、茎、叶生物量,株高、茎围、叶片数和叶面积系数均高于常规黑膜覆盖。双层膜较常规黑膜覆盖的产量和产值增幅分别为1.14%和17.77%。地膜覆盖显著提高土壤温度和湿度,双层膜覆盖具有较好的烤烟产质提升效果,适宜在高寒冷凉山区烤烟种植中推广应用。

页岩无机质孔隙含水饱和度分布量化模型

目前对于页岩储层含水饱和度的评价多侧重于宏观尺度,而对页岩纳米孔隙内含水饱和度分布特征缺乏深入研究。在考虑页岩储层"超低含水饱和度"特征基础上,分析了储层液态水与气态水热力学平衡关系,结合水膜理论,建立了页岩无机质孔隙水膜厚度量化模型。研究表明:孔隙尺度、孔隙形状及天然气相对湿度是影响水膜厚度的主要因素;在原始含水条件下,部分微小孔隙可以被毛细管水充填,以研究样品为例,当储层含水饱和度为50%,天然气相对湿度为0.98时,孔隙直径为5.35nm以内的孔隙将被毛细管水阻塞,此类孔隙对页岩气的吸附及流动不起作用。在微观尺度下,研究孔隙类型、孔隙半径、孔隙形状等对含水饱和度的影响规律对进一步认识页岩储层流体赋存方式、吸附特征及产气机理具有重要意义。

不同孔隙结构下风化壳淋积型稀土的渗透特性

风化壳淋积型稀土开采过程中,颗粒级配一直是影响矿体渗透性和浸矿效果的关键因素。为探究不同颗粒级配条件下风化壳淋积型稀土渗透特性规律,选取6组不同配比的稀土矿样,通过自制的变水头渗透装置开展室内实验,有效模拟整个浸矿过程中矿体的孔隙结构,分析不同粒径配比下矿样的渗透特性与浸矿效果。结果表明:不同颗粒级配的稀土矿对应着不同的渗透效果,基于试验数据得到孔隙率与渗透系数呈"类指数"的变化,参照拟合结果得到修订的渗透系数模型,并将修订模型进行了推广。机制分析认为:孔隙比较小时稀土矿颗粒的结合水膜占据了有效孔隙,对溶浸液流动具有极大的黏滞性。随着孔隙比的增大,结合水膜效应逐渐弱化,渗流效果显著增强。

液体地膜覆盖保水效应研究

采取室内与大田试验相结合的方法,研究了液体地膜覆盖保水效应。结果表明:液体地膜覆盖显著降低水分蒸发。用于土壤保水目的的产品为E,使用浓度20～25倍,适宜用量为112.5～150.0kg/hm2;而用于抑制水面蒸发目的的产品为D,适宜用量为75kg/hm2。

考虑水分影响的煤岩渗透率模型及演化规律

在开采环境的不断变化过程中,煤岩通常处于气-水共存的状态。为了探究水分与煤岩渗透率之间的反应机制,利用等温吸附装置和含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流装置,分别进行不同含水条件下的等温吸附试验和孔隙压力升高的渗流试验。基于水膜与孔裂隙表面的相互作用及水膜之间分离压的影响,并且考虑压缩变形及滑脱效应对煤岩渗流的贡献率,构建考虑水分影响的渗透率模型,进而分析不同含水条件下煤岩吸附与渗流变化规律。研究结果表明:①在不同含水条件下,煤岩瓦斯吸附量随孔隙压力增大而增大,而随含水率增大,瓦斯吸附量呈减小趋势。同时,吸附变形随着煤岩的吸附作用而变化。②煤岩中的水分易在孔裂隙表面形成吸附性水膜占据气体渗流的通道,并且气态和液态水分子会制约瓦斯流动,因而瓦斯流量随含水率增大而减小。当煤岩含水率恒定时,渗透率随孔隙压先增大后减小趋于平缓;恒定孔隙压力条件下,渗透率随含水率增大显著减小。③考虑压缩变形、吸附变形、水分和孔裂隙间水膜对裂隙宽度的影响,构建了考虑瓦斯和水分耦合作用的渗透率模型,而且煤岩渗透率计算值与实测数据基本保持一致,可以较好的表征含水煤岩的渗透率变化规律。

旱地玉米农田地膜覆盖的水分调控效应研究

通过 1997～ 1998年旱地玉米农田地膜覆盖试验 ,结果表明 ,该项技术具有明显的抑蒸保墒作用 ,有效地提高降水在土壤中的保蓄率 ,土壤储水量、水分利用率明显增加。由于地膜覆盖的水分调控作用 ,促进了农田水分的良性循环 ,有利于作物生长和产量形成 ,玉米产量增加 1488.0 kg/hm2 ,降水利用效率和土壤水分利用效率分别提高 3.4 5和 4 .65kg/ ( mm·hm2 )。

膜下滴灌盐碱地水盐运移特征研究

覆膜种植是一种新型的农业种植技术 ,而滴灌是一种农业节水灌溉技术 ,将覆膜种植技术与滴灌技术有机结合起来形成一种开发利用盐碱地的新方法。该文通过室内模拟实验 ,研究了滴头流量、灌水历时、土壤含盐率对滴灌过程中水盐运移特征的影响 。

不同生物降解地膜对花生光合特性和产量的影响

为探讨生物降解地膜的控温控水效应及对花生生长发育和产量的影响,进行了4种全生物降解地膜、普通地膜与不覆盖地膜的对比试验。结果表明:地膜覆盖均优于不覆膜处理。生物降解地膜Q2降解速度过快,其他生物降解地膜降解期适宜。生物降解地膜Q3更利于花生的光合特性和产量的形成,效果优于普通地膜;Q4与普通地膜相近,效果略差于普通地膜;Q1、Q2 2种地膜效果差于普通地膜。生物降解地膜降解期适中,能达到与普通地膜相似的保温保墒效果,在提高叶绿素含量,叶片净光合速率,延缓叶片衰老方面优于普通地膜处理。Q3、Q4 2种生物降解地膜能满足花生不同生育期对土壤温度、水分的需要,前期增温保水,后期降温增渗,促进光合作用,并且可以减少白色污染,减轻对土壤性质的破坏,生态效益和经济效益良好,具有广阔的应用前景。

复方黄芩“水膜”湿敷治疗急性湿疹的疗效及机制

目的:探析复方黄芩“水膜”湿敷治疗急性湿疹的疗效及其机制。方法:选取2014年9月至2016年9月武汉市中医医院皮肤科收治的急性湿疹患者60例,按照随机数字表法分为对照组和观察组,每组30例,2组均口服氯苯那敏作为基础治疗;对照组为基础治疗加曲咪新乳膏治疗;观察组为基础治疗加复方黄芩“水膜”湿敷。评估急性湿疹皮损严重程度和瘙痒程度,同时采用流式细胞仪检测自然杀伤细胞(NK),酶联免疫吸附试验(ELISA)检测白细胞介素-2(IL-2)、可溶性白细胞介素2受体(sIL-2R)和5-羟色胺(5-HT)的表达情况。结果:治疗后2组皮损积分和皮损面积均降低,差异有统计学意义(P<0.05),且观察组皮损积分和皮损面积低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后2组瘙痒积分均有明显降低,差异有统计学意义(P<0.05),且观察组瘙痒积分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后2组NK、IL-2均有明显上升,差异有统计学意义(P<0.05),且观察组NK、IL-2高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后2组5-羟色胺和sIL-2R均有明显下调,差异有统计学意义(P<0.05),且观察组5-羟色胺和sIL-2R均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:复方黄芩“水膜”能有效改善急性湿疹患者临床皮损和瘙痒等症状,其机制可能与改善患者细胞免疫功能和降低致痒因子5-羟色胺有关。

基于轮组效应湿滑跑道飞机轮胎-水膜相互作用研究

湿滑跑道严重影响着飞机的起降安全,其根本原因就是水膜与轮胎相对运动产生的流体动力会使飞机的行驶姿态发生改变。基于弹性流体动力润滑理论,参考多种机型,并以波音737的主起落架为研究对象,运用流体分析软件Fluent建立带有纵向花纹的轮胎接地断面二维有限元模型,模拟轮胎受水流冲击的过程。提出了轮组效应,确定了适用于不同机型轮胎的流场分析计算域;并对飞机轮胎滑水现象进行参数影响分析。研究结果表明有沟槽轮胎所受压强值比无沟槽轮胎相同部位压强降低80%左右;轮胎受到的流体压力随着水流速度的增大而增大;在一定范围内沟槽宽度的增加在增大排水通道面积的同时显著降低轮胎受到的冲击压力;轮组轮胎前后轮所受的压强值差异性很大,前轮起到主要的"抗水"作用。

沙区降解膜覆盖下滴灌农田水氮交互效应与模型研究

为探索干旱沙区可降解地膜覆盖下滴灌农田水氮交互效应及优化组合方案,提高其水氮利用效率,在内蒙古乌兰布和沙区进行2年可降解膜覆盖下的滴灌田间试验,设置了低水(2016年165 mm、2017年195 mm)、中水(2016年247.5 mm、2017年292.5 mm)和高水(2016年330 mm、2017年390 mm)3个灌溉定额水平及低氮(140 kg/hm^2)、中氮(210 kg/hm^2)和高氮(280 kg/hm^2)3个施氮量水平,并以普通塑料地膜覆盖的3个水分处理作为对照,采用随机完全组合设计,共计12个处理。研究了可降解地膜覆盖下不同水氮供应对干旱沙区玉米产量及水氮利用效率的影响,建立了可降解地膜覆盖下滴灌农田玉米水氮耦合模型,并对组合方案进行了优化。结果表明:与普通塑料地膜覆盖相比,可降解地膜覆盖下水分利用效率(WUE)明显较低,而在水分充足条件下(高水)玉米产量及其构成因素、氮肥偏生产力(PFPN)无显著差异。可降解地膜覆盖下灌水量和施氮量均对玉米的产量及其构成因素、WUE和PFPN有显著影响。灌水量与施氮量存在明显的交互效应,较低的灌溉定额限制了氮素利用,从低水到中水处理2年玉米PFPN和产量平均增长36.87%和37.18%,而从中水到高水其增长仅为5.93%和6.22%;同样较低的施氮量也限制了水分的利用,从低氮到中氮处理2年玉米WUE和产量平均分别增长了7.99%和18.81%,而从中氮到高氮WUE增长为-3.66%,产量仅增长3.35%,而2年最大产量均出现在高水中氮处理,分别为13 875.16、13 805.02 kg/hm^2。在沙区可降解地膜覆盖下滴灌农田中,灌溉定额、施氮量与玉米产量之间符合二元二次回归模型,该模型预测玉米产量与实际产量呈高度相关(2016、2017年R2分别为0.978、0.988),通过主因素分析水氮增产效应的因素,由大到小依次为:灌水量、施氮量,产量随水氮量的增加均呈先增加后减小的趋势。经模型寻优,得出不同目标产量下的水、氮最佳组合方案,本试验高水中氮处理的水氮配比下的产量在13 000~14 000 kg/hm^2目标范围内,且WUE、PFPN较高,可作为干旱沙区可降解地膜覆盖下较为合理的水肥管理模式和技术参考。

黄土高原沟谷地春玉米不同耕作覆膜方式水温效应的研究

试验研究黄土高原沟谷地春玉米不同耕作覆膜的水温效应结果表明，秋耕起垄顶凌覆膜（秋垄顶盖）比对照（秋耕播盖）播前0～200cm土层土壤多贮水56．35mm，生育前期（出苗～抽雄吐丝期）多贮水64．63～104．42mm，0～10cm土温提高1．1～1．5℃，旱年玉米产量达5652．0kg／hm^2，增产37．12％，水分利用效率达19．57kg／m^3，提高1．93kg／m^3。

低渗透油藏有效渗透率计算新模型——以珠江口盆地海相低渗透砂岩为例

有效渗透率是影响低渗透油藏开发决策的关键参数之一,其获取方法通常会受到连续生产或测试精度等因素的制约。针对上述问题,基于等效渗流阻力原理,将达西公式和泊稷叶公式相结合,考虑低渗透储层岩石孔喉壁面水膜的影响,并引入有效孔喉半径的概念,建立了低渗透储层岩石有效渗透率计算新模型。经敏感性分析可知,在低渗透油藏中,孔喉半径与水膜厚度处于同一数量级,水膜对低渗透储层岩石的有效渗透率具有较大影响。利用新模型计算了南海珠江口盆地文昌13-1油田A4H1井主力油组的有效渗透率,与试井解释结果基本一致,说明考虑水膜影响的有效渗透率计算新模型能够为低渗透油藏产能评价和动态分析提供可靠的依据,具有良好的应用前景。

旱地谷子集水保水技术的生理生态效应

将地膜覆盖与保水剂两种集水保水技术集成应用,观测了抽穗期不同处理谷子光合作用日变化,分析了不同集水保水技术对产量和水分状况的影响。结果表明,各处理光合速率日变化存在“午休现象”,两种覆膜方式结合使用保水剂的处理使这种趋势有所减轻;蒸腾速率日变化为“单峰曲线”,气孔导度以上午8:00最高。地膜覆盖与保水剂处理表现出一定的增产和提高水分利用效率的效果,平膜方式与垄沟方式分别较露地栽培增产78.98%和60.12%,保水剂使用较不使用平均增产7.66%,季末垄膜沟植有较好的水分效应,收获后2 m土层贮水量平均较对照增加59.9 mm。