当今农业水管理所面临的问题和挑战与50年前有着显著差别。当前发展农业水管理的目的是在水资源稀缺状况下,在满足全球不断增长的食物需求的同时,达到增加农民收入、发展农村经济、减少贫困、应对气候变化、保护生态环境等。为此,应从跨学科、跨部门的角度出发,审视和改善与农业水管理发展相关的策略与对策,其中包括加快发展节水农业、维系生态...
根据作物蒸散、热交换、水气凝结、集水仿生学和节水灌溉的原理,系统提出一项农业节水新途径——作物蒸散凝结灌溉。通过创造低温凝结条件,聚集、冷凝作物蒸散发的湿热水气并高效收集,最后回灌到土壤中供根系吸收,如此循环往复,形成闭合的土壤-植物-大气连续体（SPAC）水分微循环。蒸散水气凝结和收集效率,水气回收率、能耗效率是衡量该项技术的...
为实现土壤水分的自动检测与无线传输,采用电场法检测土壤质量含水率,利用Zigbee技术构建无线传感网络实现数据传送。利用太阳能电池收集太阳能并存储于锂电池中,实现对系统供电。通过合理的充放电管理,能有效地延长锂电池寿命。试验结果表明,该传感器能够实现0～30%间的土壤质量含水率的测量,相对误差小于10%。利用Zigbee模块及MiWi（TM）协议...
为了评估时域反射仪测定水分非均匀分布土壤的含水率的性能,该研究在室内试验中将土柱纵向分为上下2层,设置土壤水分差为0.05、0.10和0.15cm3/cm33种情况,进行不同含水率梯度下水分非均匀分布对该仪器测定土壤含水率的影响试验,并在田间试验中进行了实地测试。结果表明,在室内新型时域反射仪随着上下2层土壤含水率梯度差的增加,测定土壤含水率的...
该文阐述了中纬度地区春季裸露耕地土壤水分监测的重要性,对比分析了目前几种主要的土壤水分反演方法。为提高裸露耕地土壤水分的监测精度,在分析AIEM土壤发射率模拟数据库的基础上,提出了一种基于L波段单角度双极化被动微波遥感数据的土壤湿度和土壤粗糙度的反演算法,并对新反演算法的创新性和可行性进行了基于仿真数据的论证。该反演算法以地...
为研究畦面结构变化对地面灌溉效果的影响,在4种不同畦面结构的大田灌溉试验基础上,用WinSRFR3.1模型对平作畦灌、细沟灌、畦作浅沟灌和微垄沟灌的田面土壤特性参数和灌水效果进行估算和模拟,比较了不同灌溉方式由于畦面结构改变引起的田面土壤特性和灌水效果差异,并提出不同畦面结构的适宜畦田规格。研究认为,不同畦面结构的田面糙率系数和土壤...
针对畦灌系统运行管理水平和灌水质量较低的问题,该文应用稳健设计的基本理论,结合地面灌溉SRFR模拟模型,评价了畦田的灌水质量,模拟了单宽流量和入渗参数对灌水质量的影响,分析了灌水质量对各因素的敏感性。结果表明,对某一固定的畦田,单宽流量并非越大越好,单宽流量在4～7L/（s·m）时,畦灌可以获得较高的灌水效率和灌水均匀度。灌水均匀度对入...
为了探讨喷灌和液膜覆盖对玉米生产的调控作用,在大田喷灌条件下,分析了3个土壤水分灌溉下限对液膜覆盖玉米生长发育过程的影响。通过对比试验,研究了液体地膜盖对玉米产量结构和水分利用效率（WUE）的影响。结果表明,高、中、低水分处理（灌水量分别为51.8、35.0、31.4mm）生物累积量分别达到16699.99、14216.38和13239.14kg/hm2,液膜覆盖高水...
为确定塔里木灌区棉田合理的灌溉量提供依据,通过田间小区试验,定量研究了不同灌溉量（8100、6600、5100、3600m3/hm2）与棉花产量、渗漏水量及总氮淋失量之间的关系,应用费用-效益法分析,得出经济效益和环境效益最优的棉花灌溉量。结果表明：该试验条件下,总氮淋失量为3.3～28.4kg/hm2;渗漏量与灌水量成线性正相关,渗漏量为670～2201m3/hm2。棉...
为了建立小流域次暴雨产流预报模型,在岔巴沟流域选取大小不同的4个小流域10a水文资料,分析降雨、地貌等因素对流域产流的影响,选取主要因素最大30min雨量、最大30min雨强、流域沟道比降、流域面积和流域狭长度。用无量纲参数和逐步回归分析的方法估计模型参数,得到了岔巴沟流域次暴雨产流无量纲模型,用模型预报结果与实测结果对比,模型预报精度...
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...
参考作物蒸发蒸腾量（ET0）的计算公式很多,各公式所需参数各异,为寻找一种所需资料少而又精度较高的替代方法,选用1998年FAO-56分册推荐的Penman-Monteith（PM）、Hargreaves、Irmark-Allen等6种方法分别计算海河流域10个典型气象站30a的参考作物蒸发蒸腾量,并以PM公式为标准,对其他方法进行评价。结果表明,10个站点中除了五台山地区,Hargreave...
为探讨珠江流域蒸发皿蒸发量的时空变化特征,该文利用1960-2001年65个气象站的小型蒸发皿观测资料,采用Mann-Kendall趋势检验方法、完全相关系数法以及GIS空间分析技术分析了蒸发皿蒸发量的变化趋势及其可能原因。结果表明：近42a来整个珠江流域年蒸发皿蒸发量呈显著的减少趋势,减少速率为2.79mm/a。四季中,夏季（6-8月）与秋季（9-11月）蒸发皿...
土壤饱和导水率是表征土壤入渗能力的重要参数,对不同土地利用类型反应敏感。为了揭示植被演替对土壤剖面上饱和导水率的影响规律,采用恒定水头法测定了天童林区155a植物群落演替序列60cm深土壤剖面上的饱和导水率。结果表明,不同演替阶段饱和导水率均随土壤深度增加迅速降低,在0～20cm土层内,各演替阶段饱和导水率均存在极显著差异,0～60cm土层...
针对华北平原长期少免耕可能导致的耕层变浅、变紧的问题,通过人为设置不同耕层厚度试验,采用等质量土壤有机碳库储量和层化比的研究方法,研究了4种耕层厚度（10、20、30、40cm）水平下0～50cm土壤有机碳的变化。2a的田间试验结果表明,不同耕层厚度对土壤有机碳含量有显著差异,与2007年试验开始时相比,土壤有机碳质量分数都不同程度下降,下降幅...
为揭示滨海滩涂地区土壤盐分三维空间分布特点并提供相关技术方法与思路,以苏北海涂围垦区典型地块为例,综合采用三维克里格和随机模拟方法对土体盐分含量的三维空间分布进行估值、模拟与对比分析,并对土体盐分三维分布的空间不确定性进行评价。结果显示,由克里格法得到的土壤盐分空间分布具有明显平滑效应,减小了数据间的空间差异并改变了数据...
为解决轻小型喷灌机组喷洒运行、效果检测和能耗分析中涉及到的技术指标综合评价问题,提出采用主成分分析法对喷灌机组进行综合评价的数学模型。总结了喷灌机组喷灌面积、喷灌强度、组合均匀度和能耗等多种单技术评价指标,增加了综合评价的过程。选取评价其技术特性的5个单重要指标,应用所建的评价模型对4套喷灌机组进行综合评价。结果表明：前2...
Sliver单元的存在严重影响着离心泵网格的质量。针对这一问题研究了离心泵网格划分中可能出现Sliver单元的位置。介绍了目前两种主要Sliver单元消除方法并总结了这两种方法的优缺点,重点分析了通过加密消除Sliver单元算法的原理,指出现有算法并不能完全消除Sliver单元。对一种现有较优的消除算法进行了改进,优化了其判断Sliver单元的准则,从而使...
为了研究低比转速离心泵内部流动特性,对10种不同设计方案的低比转速离心泵进行了数值模拟和性能预测,讨论了叶轮和蜗壳的关键几何参数对内部流场和外特性的影响,分析了不同设计方案下泵内的静压、流线、速度和湍动能等分布,并针对复合式叶轮短叶片的分布位置和蜗壳喉部面积进行了对比试验。试验结果表明,该文优选的方案D,通过增加偏置短叶片后,...
为解决变量喷雾过程中实时混药时农药微小流量的控制问题,采用小型针阀、直流电动机及减速器设计了机电流量控制阀。构建了机电流量控制阀传递函数的数学模型,并为之设计了变论域自适应模糊PID控制算法。对该流量控制阀进行了变论域自适应模糊PID控制和PID控制的MATLAB仿真,比较结果表明：PID控制的响应时间为3.5s,最大超调量约为39.0%,变论域自...
为实现对单活塞液压自由活塞发动机工作频率的精确控制,掌握液压自由活塞下止点运动规律是基础,基于系统基本原理,研究了活塞下止点运动规律的数学模型。通过建立数学仿真模型和试验系统,研究了液压自由活塞在下止点的运动规律及其影响因素。结果表明,活塞下止点运动过程包括反向加速和正向减速过程,活塞到达下止点后的反弹距离主要由该过程决定...
为了消除氢燃料发动机的异常燃烧,并且为解决异常燃烧与提高氢发动机功率的矛盾提供参考,本文阐述了氢燃料发动机异常燃烧的发生机理。分析了氢发动机压力升高率与早燃的关系,研究了早燃的诊断方法,试验指出：运用小波分析方法可以诊断氢发动机在不同压力升高率下发生早燃的时间和严重程度。通过试验得出了影响氢发动机压力升高率的最主要运转因...
为了提高发动机的故障识别率,设计了一种将B＆B算法与广义辨别分析（GDA）相结合的多类特征融合方法。从发动机转子的振动信号中提取出频谱特征集和纹理特征集,用B＆B算法删去2类特征集中信息量少的特征,并用GDA和支持向量机（SVM）分类器进行特征融合和分类识别。发动机的转子故障试验结果表明,该方法获得的融合特征包含有更多的类别信息,用于...
为解决南方冬油菜产区田间前茬作物留茬高及杂草丛生对油菜苗期生长的影响,有必要在播种同时对土壤进行浅耕除草、灭茬。2BYD-6型油菜浅耕直播施肥联合播种机,将浅耕工作部件和旋转开沟部件安装在同一根刀轴上,采用地轮传动提供排种、排肥系统动力。设计了用于改变排种、排肥轴转速从而达到调节和控制播种量和排肥量的变速机构。可以实现浅耕、...
为了实现超级稻工厂化育秧,保证作业质量,研制了窝眼窄缝式气吸滚筒排种试验装置。以超级稻＂培杂泰丰＂为研究对象,采用4因素3水平正交试验设计方法,研究了窝眼半径、窄缝宽度、真空度和滚筒转速对播种空穴率、重播率和合格率的影响规律。通过对试验结果的分析,得出了影响空穴率和合格率的主次顺序为窝眼半径〉真空度〉滚筒转速〉窄缝宽度;影响...
针对常用溶氧装置增氧能力试验操作随意性和试验误差较大的缺点,通过试验研究,提出了一种基于间歇非稳态法的试验方法。从所需设施、设备,试验过程和计算方法几个方面进行了具体的说明。使用该方法对DP18-Y型多腔喷淋式溶氧装置进行了验证试验：在气液比（G/L）1︰100和1.5︰100两种条件下,系统稳定运行约130和220min,池内的平均溶解氧质量浓度...
针对中国阴山北麓旱作农田风蚀比较严重的现实,将旱作农田地表铺设不同覆盖度和粒径的砾石后进行风洞试验,旨在探索砾石覆盖度和粒径在抑制旱作农田土壤风蚀效果方面的作用,为采取合理的防风蚀措施提供技术依据。利用野外风洞原位测试方法,完成了6种风速下对应净风和挟沙风时的不同砾石粒径和覆盖度下的旱作农田土壤风蚀测试。结果表明：无论净...
以耐密抗倒性不同的品种（稀植大穗品种JK518和JK519、耐密抗倒品种XY335和CS1;中等耐密品种ND108）为材料,设5个密度处理,研究玉米茎秆的穿刺强度（RPS）的变化特点及其对群体种植密度的响应。结果表明玉米茎秆穿刺强度随生育期递进而增强,不同耐密性品种间随种植密度变化有较大差异。茎秆基部节间的穿刺强度随群体密度增加呈线性递减。茎秆节...
以公主岭市长期（10a）保护性耕作定位试验为研究对象,分析与传统耕作模式相比的几种保护性耕作模式对黑土固碳效应的影响。共设4种耕作模式,即秋翻秋耙匀垄、秋灭茬匀垄、全面旋耕深松和宽窄行交替休闲（又叫松带、苗带交替休闲）（后3种视为保护性耕作）。结果表明,经过10a的耕作试验,不同的耕作模式对土壤有机碳有显著的影响。表层0～20cm秋...
在精细农业相关应用和理论研究基础上,自行设计用于监测农田水分含量和水层高度的无线传感器,构建农田水分无线传感器网络体系结构,设计基于水分无线传感器网络的智能节水灌溉控制系统,通过实时农田水分数据和农作物水分需求专家数据形成灌溉决策,由灌溉控制系统实施定量灌溉。实际应用表明,该系统体现出可行性和高效性,有利于精细农业的发展和...
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