基于CFD模型的大跨度温室自然通风热环境模拟   总被引：3，自引：0，他引：3  

张芳  方慧  杨其长  程瑞锋  张义  柯行林  卢威  刘焕 《中国农业气象》2017,(4):221-229

大跨度温室作为一种新型南北走向的钢骨架覆膜温室,解决了传统日光温室土地利用率低、空间狭小的问题。为了研究在自然通风条件下大跨度温室的温度和气流场的分布规律,以及不同室外风速条件下通风口开度对大跨度温室温度和气流场的影响,利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件构建三维稳态大跨度温室模型,模拟自然通风条件下大跨度温室内的温度场和气流场,并采集典型晴天下通风口开启50%时大跨度温室内13个测点的温度,将各测点的测量值与模拟值进行比较,最后利用已验证模型模拟分析通风口开度(25%、50%、75%、100%)在不同室外风速(1、2、3、4 m·s~(-1))条件下的大跨度温室温度和气流场。验证结果表明:模型模拟值与实测值的绝对误差在0.2~2.8℃,均方根误差为1.6℃,最大相对误差为9.9%,平均相对误差为4.1%,表明模拟值与实测值吻合良好。模拟结果显示,温室顶部温度高,底部温度低;室外冷空气从西侧通风口进入,温室内西侧温度低于东侧;温室内平均风速从南到北逐渐减小;温室中部风速明显小于东西两侧。大跨度温室上通风口及侧通风口全开时,温室内温度分布较均匀。温室通风口开度一定时,温室内通风率与室外风速呈显著线性正相关。考虑温室内温度及风速对作物的影响,以降温为主要目的时,建议通风口开度取75%~100%,若室外风速大于3m·s-1且室内温度能满足作物生长,则建议通风口开度75%。  相似文献   

Distribution and Speciation of Chromium and Cadmium in an Organic and Inorganic Fertilized Chernozem     

LIU Borui  HUANG Qing  CAI Huajie  GUO Xiang  WANG Tingting  GUI Mingying 《土壤圈》2017,27(6):1125-1134

Fertilizers are widely applied in agricultural practice to improve crop yield and quality. However, they can also alter the behavior of soil pollutants. A field experiment was conducted on a chernozem in Heilongjiang Province, China. Various proportions of inorganic nitrogen (N), phosphorus (P), and organic (manure) fertilizers were applied. Soil samples were collected four times over 2 years, and the total concentrations and speciation of chromium (Cr) and cadmium (Cd) were analyzed. Inorganic fertilizer addition had little effect on the total concentration of Cr and Cd, while organic fertilizer addition reduced the total concentrations of both Cr and Cd. Inorganic fertilizers increased the concentration of Cr in the exchangeable form, but decreased that of the residual form (P < 0.05). Addition of inorganic or organic fertilizer alone decreased concentrations of exchangeable Cd (P < 0.05), but the combination of inorganic and organic fertilizers had the opposite effect. High concentration of total Cd exceeding the upper limits of the Environmental Quality Standard for Soils proposed by the Ministry of Environmental Protection of China could result in an environmental risk, and fertilizer application could lower that risk. Results of risk assessment code calculated as the percentage of the sum of metal concentrations in the exchangeable and carbonate-associated form in total metal concentration showed that Cr and Cd risks were lowered when organic fertilizer was applied alone or in combination with inorganic fertilizers. Our study highlighted that organic fertilizer should be applied alone or in combination with inorganic fertilizers to lower the environmental risks of Cr and Cd pollution in the chernozem.  相似文献   

高集约化农区投入减量化与环境风险降低潜势的时空分异特征   总被引：3，自引：2，他引：1  

付永虎  刘黎明  王加升  叶津炜  郭赟 《农业工程学报》2017,33(2):266-275

该文应用氮足迹(nitrogen footprint,N footprint)、灰水足迹(grey water footprint,GWF)理论,以上海市青浦区为案例区,对集约农业土地利用系统的活性氮排放和非点源污染进行分析,运用非期望产出的SBM-Undesirable窗式分析模型,系统解析农业土地利用环境效率时空分异特征,综合评估农业土地利用系统投入减量化趋势与环境风险降低潜势。结果表明:1)在考虑活性氮排放和非点源污染约束下,2006-2013年青浦区农业土地利用环境效率相对较低,2006-2013年均值仅为0.669;2)2006-2013年青浦区年均劳动力、肥料和机械动力的潜在减量比例较高,8 a间潜在年均缩减总量分别为8 10~4人,4 501.59 t,27 928.44 k W;非点源污染灰水足迹的潜在减排比例高于污染氮足迹,潜在减排总量年均分别为52 046.88万m~3和381.04 t。花香桥街道具有最大的潜在投入减量化与环境风险降低比例。白鹤镇、练塘镇等具有较大的潜在缩减规模,应成为青浦区农业投入减量化和污染物减排总量控制的重点区域。该文评价结果可为制定农业可持续发展规划及农业产业政策提供参考。  相似文献   

土壤紧实度对伴矿景天生长及镉锌吸收性的影响研究   总被引：2，自引：2，他引：0  

王丽丽  周通  李柱  周嘉文  吴胜春  吴龙华 《土壤》2017,49(5):951-957

采集黏土、壤黏土和砂质壤土,分别设置无压实、低紧实度及高紧实度3种处理,通过盆栽试验研究了土壤紧实度对Cd、Zn超积累植物伴矿景天生长和Cd、Zn吸收性的影响。结果表明,与无压实处理比较,砂质壤土、壤黏土和黏土中伴矿景天地上部生物量在低紧实度下显著下降66.8%~83.5%、59.9%~60.4%和57.9%~71.4%;高紧实度处理却显著提高了伴矿景天的根系活力(142%~241%)。高紧实度处理显著降低了壤黏土上伴矿景天地上部Cd和Zn含量,但低紧实度对砂质壤土和黏土上伴矿景天地上部Cd和Zn含量无显著影响。与无压实处理比较,低紧实度显著降低了砂质壤土、壤黏土和黏土上伴矿景天的Cd吸取量,分别下降50.4%~73.8%、61.4%~74.9%和43.4%~63.3%,Zn吸取量下降48.7%~79.5%、73.6%~79.0%和46.1%~63.5%;土壤紧实度对壤黏土上伴矿景天的镉锌吸取效率影响最明显。  相似文献   

龙游硫铁矿区农田土壤重金属污染的空间 变异及在水稻中的积累   总被引：3，自引：0，他引：3  

张奥博  褚先尧  殷汉琴  徐明星  黄春雷  宋明义 《土壤》2017,49(4):760-769

为了解浙江龙游硫铁矿区农田重金属污染状况,采集矿区265件农田土壤样品,分析8种重金属Cu、As、Hg、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr元素全量,利用地统计学软件GS+9.0对研究区土壤各元素指标进行半变异函数拟合,并利用普通克里格法进行插值并绘制空间分布图。采集30件水稻籽粒样品,分析重金属在研究区中水稻籽粒的累积特征,并进行了健康风险评价。结果表明:矿区土壤中8种重金属元素的变异系数从0.72到1.76,离散程度较高。8种重金属的土壤空间半变异函数Cu、As、Hg元素符合指数模型,Zn、Cd、Ni、Pb符合球状模型,Cr符合高斯模型。元素Cu、Pb、Zn、Cr、Ni的块金值与基台值的比值C0/C0+C都小于0.25,说明空间变化主要受地质背景等因素影响;元素Cd、Hg和As的块金值与基台值的比值C0/C0+C在0.25~0.75之间,说明除了地质背景因素,人为活动等随机因素也有影响。矿区水稻籽粒中重金属Ni和Cd的变异系数最高,分别为0.95和0.87,说明Ni和Cd元素可能存在异常积累。矿区水稻籽粒对重金属的富集能力由大到小依次为Cd、Zn、Cu、Ni、As、Hg、Cr、Pb。健康风险评价结果表明矿区农田水稻籽粒中元素As、Cd的风险商大于1,存在潜在健康风险;而其他6种重金属Cu、Hg、Zn、Ni、Pb和Cr基本属于安全范围。  相似文献   

流域面源污染负荷差异性及不确定性的尺度特性分析     

王康  冉宁  张仁铎  林忠兵 《农业工程学报》2017,33(11):211-218

针对流域面源污染负荷差异性及其不确定性的尺度特性问题,于2013-2015年在釜溪河流域测定了不同尺度汇流区的面源污染负荷和污染物转化动力学参数。分别采用动态时间弯曲距离DTW(dynamic time warping distance)和信息测度度量了不同尺度汇流区面源污染的负荷差异性和不确定性。结果表明:不同的汇流区尺度上,降雨量小于临界值(40 mm)的情况下,氨氮(NH_3)、总氮(TN)、总磷(TP),和高锰酸盐指数(I_(Mn))负荷均随降雨量的增加而非线性增大,降雨量超过临界值后,流域面源污染出现最大负荷。降雨量超过临界值后,由于尺度增加后下垫面对径流过程调蓄能力的增大,相比子流域尺度,流域尺度上NH3、TN、TP和I_(Mn)负荷的变异系数分别增加了69.1%、47.0%、14.2%和85.8%。枯水期和汛期面源污染负荷主要受到污染源流域分布特性和下垫面径流条件的影响,不同尺度汇流区的NH3、TN、TP和I_(Mn)负荷在枯水期的差异性均显著小于汛期的差异性,子流域之间、以及子流域与流域之间4种污染负荷的差异性平均增大了3.18倍和2.44倍。相比子流域尺度,在流域尺度上单位面积流量、TN、TP和I_(Mn)负荷基质熵分别减小了4.8%、9.3%、31.9%和10.7%,而NH3增加了15.3%;有效测定复杂度分别增加了4.6%、15.4%、17.4%、49.5%和19.8%。不同尺度汇流区的面源污染负荷过程与流量过程不具有完全同步性。随着汇流区尺度的增大,面源污染负荷不确定性减小;有效测量复杂度随尺度增大表明在更大的尺度上对于面源污染负荷有效预测的参数数量显著增加;涨落复杂度和平均信息增量关系表明随着尺度的增加,面源污染负荷对降雨量的敏感性降低,而对下垫面条件的敏感性增加。不同尺度条件下,面源污染对降雨和下垫面的敏感性变化规律、以及面源污染负荷变异性机理等方面的研究将有助于提升分布式水文及面源污染模型理论。  相似文献   

基于养分平衡的北京市人口-土地-环境问题探讨     

谢臻  张凤荣  张天柱  郑亚楠  周建  高阳 《农业工程学报》2017,33(23):1-7

人口集聚于城市,大量食物输入的同时,代谢物也不断产生,消纳不充分或不及时就会累积并产生环境污染的隐患。该文以北京市平原区为例,利用遥感技术分析2004—2014年间研究区土地利用结构变化;基于养分平衡原理,估算、比较人口与耕地变化对城市养分排放和吸纳能力的影响;使用景观形状指数度量城市建设用地与外界环境的接触面变化情况。结果表明:1)研究期内因人口增加、食物输入导致人类排泄物及其氮(N)、磷(P)、钾(K)养分增加约0.34×10~5 t,经污水处理后所得污泥中氮磷钾养分增加约282.17 t;2)耕地数量的减少使城市对养分吸纳能力下降约1.17×10~5 t;3)建设用地形状指数由1.48下降至1.37,接触界面的减小使城市代谢物疏散效率下降。研究认为:人口增长-食物消费提高-人类粪尿增加与耕地减少-建设用地界面减小-养分消纳能力降低的"此消彼长"态势无形中造成城市养分富集,增加了对区域水环境污染的风险,而城市结构无法重构,应积极谋求养分的内部消纳。基于北京市农田化肥依赖性强、林地增加的现状,该文建议北京市积极推广粪便处理残渣还田、再生水城市绿化灌溉利用,通过耕地与林地植被消纳新增的养分。  相似文献   

河流生态系统服务功能退化的生态恢复     

许玉凤  董杰  段艺芳 《安徽农业科学》2010,38(1):320-323

基于河流污染严重、河流河岸生态系统损毁严重、河流生态景观单调且缺乏持续管理以及河流底泥污染现象日益凸显的现状,提出对受损河岸和河流污染底泥生态恢复的原则和方法,使河流生态系统恢复其生态服务功能,并能得到可持续发展。  相似文献   

气候因素对金龟子发生的影响   总被引：1，自引：0，他引：1  

李兴权  陈川  文耀东  郭小侠  石勇强 《安徽农业科学》2010,38(27):15012-15013

金龟子是一类重要的有害昆虫,研究了气候因素对金龟子发生的影响,结果表明,华北大黑鳃金龟发生虫量与降水量的关联度要大于与气温的关联度,特别是4月份的累计降水量与虫量的多少有很大的关联度。  相似文献   

城市特殊性环境问题——南京市恶臭污染浓度分布的数值模拟研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

董卓瑶  欧阳琰  安树青  张予燕 《安徽农业科学》2010,38(34):19449-19453,19467

采用数值模拟手段对南京地区近年来关于恶臭污染较为集中的居民投诉问题进行了探索性研究。模拟得到了主要恶臭物种硫化氢的时空分布特征,并与实际监测结果进行了对比。结果表明,在南京地区,当主导风向为偏北或东北风且地面风速不太大时,排放源易对主城区空气质量产生影响。模拟日当日,排放源主要影响主城区中北部地区,南部地区受影响较小。各地区硫化氢浓度与排放源相对位置远近有关,其中化纤新村处日均浓度为6.94μg/m3,玄武湖处日均浓度为3.96μg/m3。玄武湖以北地区作为硫化氢浓度高值地区恰好对应着居民投诉高发地区。大气化学反应对硫化氢环境浓度具有一定的削减作用。  相似文献