科 技 文 摘

20171001 排水循环灌溉驱动的稻区水循环模型与评价/于颖多（中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室），焦平金…//农业工程学报.-2016，32（11）.-138～143

排水循环灌溉可补充灌溉和减少涝水排放,具有缓解南方稻区旱涝急转和农业面源污染危害的潜力,但仍无有效的模型来模拟排水循环灌溉驱动下的水文过程。为此采用penman-monteith公式和作物系数法并考虑稻田渗漏与降雨有效性条件下应用水量平衡估算水稻灌溉需水量,改进SCS(soil conservation service)模型估算排水量,再以塘堰为对象建立调蓄排水和灌溉需水的水平衡演算模型。在漳河水库灌区应用该模型发现,水稻种植区存在大量的排水可供灌溉利用,而排水循环灌溉利用量受灌排面积比、塘堰容积率和塘堰初始蓄水率的影响;提高灌排面积比和塘堰容积率能明显提高补充灌溉率和排水再利用率,当两者达到一定值时补充灌溉率和排水再利用率便稳定在最高值,补充灌溉率高达20%;补充灌溉率随塘堰初始蓄水率的增加而缓慢增至20%,排水再利用率先随初始蓄水率的增加而稳定不变,随后逐渐降低。排水循环灌溉驱动的水循环模型为合理匹配排水循环灌溉的塘堰或排灌规模提供有效方法。

20171002 三板拼接式小型U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏力学模型/唐少（宁夏大学土木与水利工程学院），王红雨//农业工程学报.-2016，32（11）.-150～158

研究土体冻胀对渠道混凝土衬砌结构的影响,对于保障季节性冻土地区渠道输水效率具有重要意义。以三板拼接式小型U形渠道混凝土衬砌结构为对象,研究其在冻胀作用下的受力状态。依据叠加原理将冻胀视为重力、切向冻结力、法向冻结力及法向冻胀力的共同作用,利用结构整体及局部的平衡关系,根据渠道的结构型式、破坏特征及原型观测结果,建立了衬砌结构的冻胀破坏力学模型,给出了便于设计应用的计算公式。对野外观测中的某渠道各部位内力计算结果表明,三板拼接式小型U形渠道混凝土衬砌结构以压弯为主,与实际破坏特征相吻合。刚性接缝处承受较大的轴力和剪力,是结构受力的薄弱位置。为减轻冻胀破坏程度,进一步建议衬砌板直线段倾角α在[22,26]度间取值,坡板弧段圆心角θ略大于U形渠底圆心半角,法向冻结力的合力作用点为从渠顶沿直线段向下2/3处。研究结果可以为季冻区三拼式小型U形混凝土衬砌渠道的设计提供参考依据。20171003 基于移动无线传感器网络的植株图像监测系统设计与测试/姚仲敏（齐齐哈尔大学通信与电子工程学院），荆宝刚…//农业工程学报.-2016，32（11）.-189～198

针对静态无线传感器网络(static wireless sensor network,SWSN)在图像监测中功耗分布不均、传输不可靠等问题,设计了基于移动无线传感器网络(mobile wireless sensor network,MWSN)的农田植株图像监测系统。选用JN5139模块搭配摄像头采集和编码图像,利用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)搭载协调器收集信息。通过仿真和测试可得,节点在MWSN中的最小功耗为10μW,工作功耗为133 m W,在SWSN中为133 m W,路由节点功耗为普通节点的2倍;在10～35 m范围内,MWSN的信号强度为-68～-86 dbm,SWSN为-83～-85 dbm;在10～80 m范围内,MWSN的误码率范围是0～9.2%,SWSN是0～38.6%。试验时UAV在15 m高空悬停接收地面设备发出的图像数据,测得获取一张图片平均需135 s,图片分包平均为22次,解码后的图像可以较好的反映植株生长状态。上述结果表明,工作时间相同,MWSN中节点的功耗差异性小,呈均匀分布;在一定距离范围内,MWSN的传输能力和抗干扰能力整体上优于SWSN,能保证数据传输的可靠性,因此,基于移动无线传感器网络技术的图像监控系统能够满足大范围农田中植株图像的监测需求。

20171004 装配加温除湿系统的轻简装配式日光温室设计及性能试验/周波（中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所），张义…//农业工程学报.-2016，32（11）.-226～232

针对中国传统日光温室土地利用率低、建设成本高、墙体构造各异及温度和湿度环境难以调控等突出问题,该研究设计出一种轻简装配式日光温室,并配套了基于温室主动蓄放热原理的冬季夜晚加温和除湿系统,其温室骨架可与主动蓄放热系统结合为一体。研究结果表明:相比于传统砖墙日光温室,轻简装配式温室冬季夜晚温度提高4.5℃以上;采用基于主动蓄放热系统热能的除湿系统,可将温室夜间相对湿度降低14%,相对湿度控制在80%以下;该温室可实现整体式装配安装,大大减少了施工时间和安装成本,温室后墙厚度为166 mm,与后墙为600 mm厚的砖墙温室相比,墙体占地面积减少72%,显著提高了土地利用率。

20171005 基于物联网的温室大棚环境监控系统设计方法/廖建尚（广东交通职业技术学院计算机工程学院）//农业工程学报.-2016，32（11）.-233～243

目前农业物联网通信协议尚不统一。为了更好地封装和传输农业信息,提出一种适用于农业物联网的通信协议AGCP(agricultural greenhouses communication protocol)。利用AGCP协议结合物联网架构完成了基于物联网架构的农业大棚监控系统的设计,重点完成了感知层中协调器和节点终端的信息采集以及设备控制的软硬件设计,并详细设计了光照控制模块、温度控制模块和灌溉控制模块,最后进行了系统测试和分析。试验表明,该系统能有效监测温室大棚的空气温度、湿度、二氧化碳以及土壤湿度等农业环境信息,并能进行相应设备的自动控制,验证了AGCP协议在农业物联网的有效性以及构建系统的可行性。

20171006 农用地分等及土地开发整理成果在耕地占补平衡中的应用/王盼盼（东北大学土地管理研究所），宋戈…//农业工程学报.-2016，32（11）.-258～264

解决耕地占补平衡中补充耕地数量和质量不到位等问题,对保障国家的粮食安全具有重要意义。该文借助GIS的空间分析功能,以鄂尔多斯-安平-沧州输气管道工程(盂县段)项目为基础,进行微观案例分析,探索农用地分等及土地开发整理成果在耕地占补平衡中的具体应用。研究结果表明:1)基于农用地分等成果,可以准确定位被占耕地的数量及空间布局,经过计算和分析,确定被占耕地等级。2)基于农用地分等和土地开发整理成果,可以确定补充为耕地的土地利用等别、数量及空间布局,补划为基本农田的一般农田的等别、数量及空间布局;可以保证补充耕地的等级和数量不低于被占耕地的等级和数量;补划为基本农田的等级和数量不低于被占基本农田的等级和数量;补充的耕地与其他耕地集中连片。3)耕地异地占补平衡当中,交易机制不健全,耕地占补平衡指标价格区域间差异甚大,在解决耕地占补平衡指标交易问题的基础上,将补充耕地及基本农田补划的方法推广到耕地异地占补平衡中,为耕地占补平衡提供更科学的方法。

20171007 干雾湿度控制系统的组建及果蔬贮藏保鲜应用试验/孟祥春（广东省农业科学院果树研究所农业部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室），黄泽鹏…//农业工程学报.-2016，32（11）.-271～276

为了实现果蔬贮藏所需环境恒定高湿度的精准自动控制,该文作者以净化水和压缩空气为原料,采用特殊的雾化器、湿度传感器及微电脑控制终端等组件,设计组建了干雾湿度控制系统,可喷发2～10μm的水雾离子均匀扩散到环境空气中,提供90%～98%的精确高湿度。加湿性能及加湿效果测试证明该系统可有效实现果蔬贮藏库内恒定湿度的精准自动控制。果蔬贮藏保鲜应用试验表明,干雾湿度控制系统可有效防止未包装果蔬在贮藏过程中的失水失质量,延长其贮藏保鲜期1倍以上。作为采后果蔬贮运保鲜加湿的技术,干雾湿度控制系统具有低温下高湿度不会凝露滴水,库内呈"干爽"状态,节能环保,节约劳动力等优点,可替代采用聚乙烯薄或袋的保湿保鲜方法。

20171008 玉米果穗在自然通风过程中水分迁移的动力学分析/陈思羽(吉林大学生物与农业工程学院), 吴文福…//农业工程学报.-2016，32（11）.-277～282

为了探索玉米果穗水分迁移规律,针对低温自然通风降水过程中玉米果穗的绝对水势、扩散系数及活化能的变化规律及影响因素进行了分析。结果表明:在低温条件下,玉米果穗通过仓储自然通风干燥至安全水分需要3到4个月的时间;随着环境温度的上升,空气与玉米的绝对水势均逐渐增大,玉米的绝对水势大于空气绝对水势,玉米水分下降,当两者间的绝对水势差值逐渐缩小时,仓内粮食的水分子没有足够能量从表面扩散到周围的空气中,玉米水分逐渐趋于平衡;各仓水势梯度明显,水分从西向东迁移,仓内迎风面水势值小,水分下降快,粮堆厚度对绝对水势有影响;玉米果穗的水分扩散系数范围为2.563×10-12～5.34×10-12m2/s,粮食与空气的绝对水势差及粮堆厚度对水分扩散系数均有影响;Arrhenius方程可以描述玉米果穗水分扩散系数与温度的关系,玉米果穗水分扩散的平均活化能为35.76 k J/mol。研究结果将为粮食储藏与干燥过程的动力学研究提供理论依据。

20171009 夹持输送式残膜捡拾机气力脱膜机理研究/明光（石河子大学机械电气工程学院），毕新胜…//中国农机化学报.-2016，37（7）.-1～5

为防止残膜二次缠绕,以提高脱膜的可靠性,研究并设计一种夹持输送式农田残膜捡拾机构与气力脱膜机构相结合的新型残膜捡拾机。基于气力脱膜机构的气流力场对脱膜效果的影响极大,通过分析影响气力脱膜的因素,确定脱膜所需气流力场的大小和方向,并运用ADAMS软件对脱出残膜在气力作用下的运动轨迹进行仿真,分析不同气流倾角的变化对残膜运动轨迹的影响,确定气流脱膜位置点;然后采用SolidWorks软件对脱膜输送风道和气流出口形状进行几何建模,并利用ANSYS软件对不同气流出口模型进行流场模拟分析,进而确定气流出口形状。结果表明,在气流力场大小至少为1.12N、气流出口倾角为38°、采用圆形气流出口形状、气流速度至少为10.5m/s时,能够很好的满足脱膜所需条件。研究结果可为气力脱膜的残膜回收机械的研制提供参考。

20171010 振动深松机机架的有限元分析/郭金龙（石河子大学机械电气工程学院），王维新…//中国农机化学报.-2016，37（7）.-6～9

为避免深松过程中振动深松机机架的变形损坏,对振动深松机机架进行有限元分析。采用SolidWorks对振动深松机机架进行参数化建模,通过软件接口将模型导入ANSYS Workbench,通过Static Structural模块对机架进行有限元静力分析,得到其在边界条件下的应力、应变和总变形分析云图;利用Modal模块对机架进行有限元模态分析,得到其前6阶固有频率和模态振型。分析结果表明,机架静力分析时的变形和模态分析时低阶模态的振动幅度都较小,机架的结构满足设计要求,为机架的改进设计和样机的制造提供一定的理论依据和参考。