導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇管理技術研究論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1黃姜形態特征

黃姜，學名盾葉薯蕷，也叫火頭根，是薯蕷科薯蕷屬的一種多年生草質藤本作物[1]。地上莖左旋，光滑無毛，有時分枝或葉柄基部兩側微突起或有刺。單葉互生，盾形、三角狀卵形、心形或箭形，葉片厚紙質，兩側裂片圓耳狀或長圓形，兩面光滑無毛，表面綠色，常有不規則的斑塊，葉柄盾狀著生。花單性，雌雄異株少有同株。雄花無梗，常2~6朵簇生，再排列成重穗狀，花序單一或分枝，1~2個簇生于葉腋，通常每簇花僅1~2朵發育，基部常有膜質，苞片3~4枚，花被片6，長1.2~1.5mm，寬0.8~1.0mm，開放時平展，紫紅色，干后黑色，雄蕊6枚，著生于花托的邊緣，花絲極短，與花藥近等長。雌花序與雄花序相近似，雌花具花絲狀退化雄蕊。蒴果三棱形。每棱翅狀，長1.2~2.0cm，寬1.0~1.5cm，干后紫黑色，表面常有白粉；種子通常每室2枚，著生于中軸中部，四周圍有薄膜狀翅。花期5~8月，果期6~9月。地下根狀莖橫生，近圓柱形，指狀或不規則分枝，直徑1.5~3.0cm；新鮮時外皮棕褐色，粗糙，有明顯皺紋和白色圓點狀根痕。斷面桔黃色，質地細而嫩，干后粉質，維管束明顯。根狀莖薯蕷皂苷配基含量高，最高達16.15%，是合成甾體激素藥物的重要原料[2]。

2人工栽培黃姜地塊和栽培種的選擇

2.1栽培地塊的選擇

人工栽培黃姜地塊，要求土壤疏松、土質肥沃，土層厚度15cm以上、土壤有機質含量1%以上、全氮含量0.1%以上、pH值6~7。栽培黃姜的地塊應具有良好的物理性能，不能過砂過粘或過酸過堿。

栽培黃姜的地塊，應進行深翻細整，并結合整地施足底肥。一般早春種植的，頭年冬整地，整地時，鋪施45~60t/hm2腐熟的農家肥，均勻翻入土中，種植前進行1次深翻細耙；秋末冬初種植的，栽前應深翻，打碎土塊，揀凈石頭、雜草。

2.2栽培種的選擇

作種的黃姜，根狀莖應粗細均勻，生命力強，無病蟲害和損傷，粒度飽滿，無霉變，千粒重達10g以上，需種子45kg/hm2左右，并盡量選用一年生根基做種莖。

3繁殖方法

3.1種子繁殖

黃姜的種子發芽較慢，繁殖倍數高，實用價值較大。播種前需將種子晾曬并將周圍翅殼搓去，用25℃的溫水浸泡12h撈出晾干，然后拌細沙或肥土進行播種。露地育苗方法，播種期一般在3月中旬前后，苗床應選在靠近水源和較肥沃的地塊，施腐熟農家肥60t/hm2左右及黃姜專用肥1500kg/hm2左右，翻耕后作成1m寬的床，床面要平整、綿軟、疏松，苗床作好后，將處理好的種子均勻撒播或開溝撒播上去，種上覆蓋細肥土2~3cm，床面覆蓋作物秸稈，經常噴水，保持土壤處于濕潤狀態，土壤溫度處于20~25℃。播后25~30d后發芽率可達50%~60%，40~50d左右即可出苗，有條件的地方，可先將黃姜種子放在培養皿或營養缽內，置于20~25℃的濕潤條件下發芽，發芽率可達80%~90%，然后播入濕潤、遮蔭的苗床里培育，當年可形成小根狀莖種。

3.2根狀莖繁殖

根狀莖繁殖時將根狀莖掰成5~10cm長的莖段，每段根莖上保留2~3個健狀的潛伏芽。實行起壟種植，播種時間一般在11月至來年3月以前為佳。將選好的種子按25cm×30cm的株行距，開深13cm左右的溝下種，芽向上，覆土6~8cm，保持土壤處于濕潤狀態。待苗長到15cm左右，移栽于大田。

4藤架的搭法與管理

薯蕷的藤架一般可采用竹棍或木條綁縛搭成。山坡或不成行的稀林地，藤架高度宜在1.5m。平川地帶或成行的稀林地，藤架可順行搭成長方體或長弓形，藤架高度宜在1.5m左右。壟作的，可2壟合搭1道藤架；溝植的，可3行搭1道藤架。

薯蕷種植后，應使土壤處于濕潤狀態，干旱季節，應灌幾次水；有條件的地方可結合灌水追施適量速效肥。當黃姜的地上莖攀上藤架到地下根狀莖增生膨大期間，應適時松土，除去雜草，尤其是每次雨過天晴，應待土不粘鋤時進行1次松土，松土深度5~6cm。松土除草時，勿傷藤莖。

5病蟲雜草綜合防治

5.1農業防治

（1）選用無病蟲、無霉變種薯，防治病蟲傳播，保證苗全苗壯。種姜1年為佳，要求大小一致，1kg種子150~200個芽頭，每個芽頭有2~3個芽眼，用種2250~3000kg/hm2。

（2）采用高畦壟作種植，改善土壤通氣性，促進地下根莖生長。按1m寬作壟，壟高20cm，株行距25cm×25cm，每壟種4行，種10.5~13.5萬株/hm2，以冬播為好。

（3）合理輪作倒茬，采用與禾本科作物2年以上輪作倒茬，防災避害。

（4）施用腐熟農家肥，增加土壤有機質，改良土壤，重施磷鉀肥，增強植株抗病性。一般施農家肥30~45t/hm2、磷肥750kg/hm2、鉀肥375kg/hm2、黃姜專用肥1125~1500kg/hm2，以基肥為主。

（5）搭架栽培。當苗高30cm以后，按每平方米4根竹桿搭成”人”字架，促進通風透光和濕氣流動，促進葉片光合作用和根莖生長，能有效提高產量和防病控害。5.2藥劑防治

（1）土壤消毒。在病害發生嚴重地塊，整地時選用70%甲基托布津、50%多菌靈、50%福美雙4500~6000g/hm2拌細土撒施土中；在酸性土壤中施用石灰消毒，預防土傳病害。防治地下害蟲，采用50%辛硫磷、48%樂斯本乳油2250~3000g/hm2，或3%呋喃丹45kg/hm2，拌細土300~450kg/hm2均勻撒施。

（2）病害防治。在病害發生地塊，當達到防治指標時，選用75%百菌清1000倍液，50%多菌靈、50%溶菌靈、70%托布津或86.2%銅大師500~800倍液，在發病部噴霧或灌根，每株灌50~100mL。

（3）蟲害防治。在葉面害蟲發生地塊，選用55%一遍凈225~300g/hm2、50%辛硫磷1500mL/hm2、20%菊脂農藥450~600mL/hm2或Bt乳劑2250~3000g/hm2對水450~600kg/hm2，在幼蟲3齡始盛期噴霧防治。

5.3化學除草

（1）土壤封閉處理。在黃姜播后苗前，選用50%姜草凈750~900g/hm2、90%禾耐斯600~750g/hm2、50%乙草胺2250~2700g/hm2或72%拉索1500~2250g/hm2，對水900kg/hm2噴霧。

（2）莖葉噴霧。當田間雜草生長在3~5片葉時，選用5%精禾草克、5%旱草枯或10.8%高效蓋草能乳油675~750mL/hm2，對水450kg/hm2作莖葉噴霧。

（3）定向噴霧。對局部地塊多年生惡性雜草，選用74.7%農民樂1500~2250g/hm2或20%克無蹤2250~3000g/hm2，對水450~600kg/hm2定向噴霧，切記不要噴灑在黃姜莖葉上。

施藥后因降雨等原因影響防治效果時，應及時補治；土壤處理除草，要搶雨后天晴，土壤濕時噴藥，施藥后禁止在田間操作和人畜踐踏，以免破壞藥土層影響防除效果。

6根狀種莖的采挖與貯運

薯蕷根狀莖入土較深，采挖比較費力。采挖時，先剪去地上莖，拆除藤架，然后沿兩行正中間開挖20cm深的溝，分別向兩邊小心抱出根狀莖。陜南一般在11月左右采挖。

根狀莖采挖后，應將潛伏芽較多無病蟲的上部莖段連同蘆頭一起截下作種田，晾干水氣貯藏。貯藏的方法是：①地下沙藏：選地下水位低、土質較黏的地方挖深70cm、寬50cm的方坑，坑低和四周鋪1層稻草或麥草，然后1層干砂1層種莖層放在距地面15cm處，上蓋40cm的潮土，作成高出地面的土壟，壟邊開兩條排水溝。②窖藏：將地窖用來蘇兒消毒后，將種莖堆入，堆高40~50cm，窖口留1個通風口。貯藏期間的溫度最好保持在5~7℃范圍內，不宜高于9℃，以免發芽。

長途調用新鮮種莖時，應將種莖與鋸末層放在木箱或較硬的紙箱內，上加蓋封緊。若運輸時間過長，應避免種莖過冷受凍或過熱發芽。

篇2

1引言

預應力砼結構較普通鋼筋筋結構不僅用料省，且使用性能好，但其施瓜工藝復雜，技術要求甚高，在一定程度上阻礙了預應力的進一步發展和推廣應用。為簡化預應力砼的施工工藝人們曾進行多方面的努力，預彎復合梁[1]即是其中之一，該梁既具有預應力梁良好的使用性能，又省去了常規預應力所必須的留孔、穿索、張拉、錨固、壓漿、封錨等一整套工序，施工工充得到簡化，但其用鋼量卻急刪增加，以致在大多數國家和地區難以推廣應用。可見，現有的預應力砼結構左良好的使用性能、用料的經濟性及施工的簡易性三方面并未達到完美的統一，尚需我們做出不斷的努力，為此周志詳副教授提出預彎預應力鋼筋砼（以下簡記為PFRC）梁的設想，并在三跨連續梁橋上進行應用研究，以期求得一種更合理和經濟的結構及預應力施工工藝。

2PFRC梁的工藝及原理

現以簡支梁為例，說明PFRC梁的施工工藝及預應力原理：

（1）按鋼筋砼梁方式制作，具有適當預拱度的梁體，與鋼筋砼梁所不同的是PFRC梁受拉主筋宜采用冷拉粗鋼筋，并需在梁的受拉邊可能出現裂縫兇區域設置預留槽口該區段內的主筋凈保護層厚度取為箍筋的直徑。

（2）對許梁施加預定的豎向荷載p，此時，在預留槽口的頂端會出現裂縫。

（3）綁扎受拉邊翼緣的構造鋼筋（注意插入式馬蹄箍筋應通過預留槽口插入先澆梁體內澆注該翼緣的砼）。

（4）待后澆受拉邊翼緣砼達到強度后，卸除預加荷載P。

現依據容許應力法理論對梁在上述預加載和卸載過程中跨中截面應力的變化

分析如下。

對設有預留糟口的鋼筋砼梁作預加載時的計算截面及應力分布，此時梁的受拉力已開裂（預留槽口的存在即人為地規定了裂縫出現的位置及間距），受拉區僅計入主筋的作用。若換算截面對其重心軸的慣性距為I01，則在預加荷載彎矩MY的作用下上緣砼的壓應力σh1和受拉鋼筋的應力σg1分別為：

σh1=MYX1/I01（壓）

σg1=nMY(h-X1)/I01（拉）

式中n表示鋼筋彈性模量與砼彈性模量之比，X1為上緣至中性軸的距離。

在后澆下翼緣砼到強度后，卸除預加荷載p相當于梁施加了反向的預加載p，因此跨中截面受到了負彎矩MY的作用，此時梁的下半部分后澆下罷緣砼將參與受力，其計算載面及應力分布，設換算截面對其重心軸的性矩這I02，則梁緣上下邊緣砼的應力σh2、σh3和鋼筋的應力σg2分別為：

h2=MYX2/I02（拉）

σh3=nMY(h-X2)/I02（壓）

σg2=nMY(h0-X2)/I02（壓）

式中X2為上緣到中性軸的距離。

梁截面的實際應力分布為單獨考慮預加載和卸除預加載兩種情況載面應力的迭加，幫梁的上、下邊緣砼應力σhs和σhx及主筋應力σg分別為：

σhs=σh1-σh2=MY(X1/I01-X2/I02)（壓）（1）

σhs=σh3=MY(h-X2)/I02（壓）（2）

σg=σg1-σg2=nMY[(h0-X1)/I01-(h0-X2)/I02]（拉）（3）

若梁在使用荷載作用下所受到的彎矩為M，則梁上、下邊緣鹼的應力分別為：

σhs=MY(X1/I01-X2/I02)+MX2/I02（4）

σhs=(MY-M)(h-X2)/I02（5）

由（5）式可見梁在不大于預0加荷載彎上MY，的作用下，其后澆下翼緣砼內不出現拉應，（暫不計砼收縮，徐變及鋼筋松馳的影響），即該梁的下翼緣右以具有足夠大的抗裂度，故梁，主筋得到可靠的保護，在使用荷載作用下梁截面的抗彎剛度因下翼緣砼參與工作而得到顯著提高，其計算剛度與同截面的常規預應力砼梁相差元幾，該梁的梁腹雖然尚存裂縫，但這些，縫并不穿過梁內受力鋼筋（受拉主筋和箍筋）且不影響結構的受力狀況，從鋼筋砼的觀點看，念些裂縫是允許存在的。

由此可見PFRC梁是通過在鋼筋砼梁受載條件下二次澆注受拉邊翼緣砼來代替常規預應力砼中的張拉鋼盤，使后澆翼緣砼借助卸載時梁內主筋的彈性恢復獲得所需要的預應力。為此，在先澆梁體的受拉邊設看預留槽口是十分必要的，它具有如下凡個作用：①充當新、舊砼結合界面的剪力槽；②人為地控制荷載下裂縫出現的位置及間距，③便于后澆翼緣的插入式馬蹄箍伸人先澆梁體內，進一步保證新、舊砼結合的整體性；④確保受控邊翼緣范圍內封無原發裂紋存在，使整個翼緣都受到應力的作用。

3試驗研究簡況

3.1試驗梁的制作

第一批試驗梁共5片，用于短期靜載試驗，其中4片為PFRC梁，余下的一片為與之比較，鋼筋砼梁（一次澆成，不作預加載處理），編號為RCL10-00.0。在PFRC先澆粱體中，以高5cm，厚2-3cm的楔形木板形成預留槽口，在預加載條件下4片PF梁的純彎段及其附近區域內每一個預留槽口的頂端都對應有一條裂縫（其寬度＜0.04cm），在兩相鄰預留槽口之間未發現新的裂縫產生，表明預留槽口達到了人為控制裂縫出現的位置及間距的目的，對梁下緣砼表面進行打毛后邦扎受拉翼緣構造鋼筋（縱筋和插入式馬蹄箍箭），用高流動性普通水泥砼（坍度為10cm）灌注受拉翼緣砼，并對此砼加強養護、直到卸除預加載時均未發現后澆砼表面有收縮裂縫產生。

3．2試驗方法

本次試驗的目的在于考查瑯梁通過預加載條件下二次澆注受校邊翼緣砼的處理，是否能夠達到推遲開裂和提高粱的抗彎剛度效果，為此開裂荷載和梁的變形成為試驗觀測的重要內容。同時考慮到工程實踐中多數結構都承受循環荷載的作用，故首先對每梧梁進行三次靜力循環加載試驗，借以獲取一些梁在多次重復荷載下的試驗數據，之后即對梁繼續加載至破壞。

3.3梁的開裂

5片試驗梁的第一條裂縫均為彎曲裂縫。PCL10-0.0在第一靜載的第2.5級荷載下即在跨中下緣位置產生第一條裂縫。其寬度為0.01mm，高度為3cm，其余各梁（PFRC梁）的下翼緣在前二次靜力加載、卸載的過程中均未發現裂縫，第一條裂縫均在第三次加載下產生，其寬度為0.02-0.03mm，高度2-3cm，試驗表明，PF梁下翼緣第一條裂縫出現的位置與先澆梁體預留槽口的位置并無必然的聯系。不難得到PFRC梁的抗裂彎Mf為：

Mf=My+rR1Wox（6）

其中：My為預加載產生的彎矩；r為塑性影響系數；Wox為扣除梁腹已裂部分的換算截面對受控邊緣的抵抗矩；R1為下緣鹼的抗拉強度。試驗表明，梁的實測抗裂變矩與按（6）式得到的計算相吻合，從而在理論和試驗兩方面都證實了：通過預加載條件下二次澆注受拉邊翼緣砼的處理后的梁，可以推遲受控翼緣砼的開裂至希望程度。

3．4粱的撓度

PCL梁在第一次靜力加載后的殘余撓度數值因故未獲得，在第二次靜載后測得殘余撓度為0.18cm（不包含第一次靜載后殘余撓度），據結構承受靜力循環荷載的一般規律可以推知，其第—次靜載后的殘余撓度將大于0.18cm，該梁在第二次靜載時各級荷載的撓度較第一次靜載時對應的撓度值有大幅度的增加，第三次靜載的撓度亦大于第一次撓度，說明該梁的彈性恢復能力較差，此為RC梁的一大缺點，而4根PF粱在第一次靜載后的殘余撓度均在0.10-0.08cm，第二次卸載至0后幾乎未發現新的殘余撓度產生。且三次靜載下各級荷載對應的撓度無明顯差異，表明PF梁在下翼緣開裂前具有較強的彈性恢復能力，即具有常規預應力砼梁的特點。

綜上所述，PFRC不僅具有較強的彈性恢復能力，而且具有足夠大的剛度，保持了常規預應力鹼梁的優越性，且避免了常規預應力砼粱因預應力度過大而引起的一些矛盾。

3.5長期受載情況

在靜載試驗的同期，還做了2片梁的室外長期加載試驗，梁的截面同靜載試驗梁，主筋為冷拔鋼絲，所受荷載為該梁預計使用荷載的75％（相當于橋梁恒載），經長達—年的長期觀測表明，梁的撓度和腹部裂縫寬度元明顯變化，梁的下翼緣未發現裂縫。

4PFRC在連續梁橋中的應用

4.1橋梁概況

民生橋位于四川省名山縣城中心，為跨越名山河連接兩岸主街道的城市橋梁，橋寬20m，橋軸線與河床軸線的交角為45°，主梁全長61m，設計荷載為-20，掛-100，人群400km/m2。原設計上部結構為3跨20m跨徑的后張預應力砼簡支斜梁嬌，橋梁橫斷面由12片T形梁構成，下部構造為重力式墩臺。

4.2結構設計

經綜合考慮用材的經濟性，施工的簡易性及良好的使用性，本橋更改為三跨連續斜粱橋，橋梁橫斷面由4片現澆砼T型梁構成，主梁間距380cm，高130cm。

設計中著意減小了主粱彎矩粱段的剛度，增大了負彎短梁的剛度，從而減小了正彎矩粱段的長度及彎矩峰值，增大了負彎矩粱段的長度及彎矩峰值，故在正彎矩梁段按普通鋼筋砼粱設計，避免了在下翼緣進行二次澆注砼，在負彎矩梁段按PFRC粱設計，預應力鋼筋采用冷拉Ⅳ級鋼筋，預加載下需在主梁頂面進行的二次澆注砼可與橋面鋪裝同期進行，施工工序與普通鋼筋砼相近，卻節省了大量鋼材并增加了橋梁的使用性能。

主梁內力分析采用橋粱專用程序計算，正彎矩梁段按普通鋼筋砼梁（RC梁）設計，負彎矩梁按PFRC梁設計，其極限承載力滿足規范的要求，梁在施工及使用階段的應力驗算滿足《橋規》的要求，預加載階段的計算截面為扣除受拉區砼面積的換算截面，卸除預加載及其以后的使用階段的計算截面為扣除梁腹己裂部分砼面積（計人后澆砼面積）的換算截面。主梁斜截項按普通鋼筋砼梁進行強度設計。

4.3施工要點

為減少旋工費用，避免大型起吊設備的使用，本橋主梁擬定為就地支架立模現澆砼，其主要步驟如下：

（1）支架立模澆注主梁及RC梁段的橋道板砼；

（2）待主梁砼達到14d齡期和80％的設計強度后拆除支架；

（3）安裝人行道板及澆注RC梁段的橋面鋪裝；

（4）對橋進行預加載；

（5）用微膨脹砼澆注PFRC梁段的橋道板和橋面料裝砼，要求灌滿全部預留槽口，

（6）待砼達14d齡期后，卸除預加荷載，該橋于1995年12月18日建成通車。

5效益分析

目前國內外常用的預應力砼有兩種，即常規預應力砼梁（簡記為TPC；通過張拉綱筋使砼獲得所需的預應力）和預彎復合梁（簡記為PFRC；借助受載后的鋼梁在卸載時的彈性恢復并獲得砼所需的預應力）。

PFRC梁較TPC梁簡化了施工工藝，省去了TPC所必須的留孔、穿索、錨固、灌漿、封錨等一系列復雜的工藝，且不用張拉機具，降低了施工技術要求，無需錨具及錨下墊板和局部加強鋼筋，受拉主箭可根據強度要求在適當的位置切斷，放可節省材料：PFRC中砼所獲得的預應力與梁抵抗外荷載所需的預應力的分布及大小相吻合，其預加載方式與使用階段梁受載情況一致，預加載過程即對梁進行一次質量檢驗，故受力合理，使用安全。

與PFSC相比PFRC用鋼量顯著減少，施工更為簡便，適用性廣。

在名山民生橋應用PFRC技術，與原設計常規預應力砼梁相比，節省XM157-7型鋼絞線群錨240套，φ65波紋管2500m，省去了張拉設備，簡化了施工工藝，全橋所需人工減少2953個工日，因采用連續梁橋減小了支座數量，使橋梁墩臺圬工數量減少約670m3，總計使橋梁造價降低38萬元，占全橋總造價的21.6％。連續梁橋方案在梁高不變的條件下增大了主孔跨徑，利于排洪和與環境的協調，具有明顯的社會效益。

6結論

篇3

從抗剪參數的變化過程可以看出，粘聚力隨著摻入比的增加而提高，隨抗壓強度的增加而增加，當fcu=1.45～5.12Mpa時，其粘聚力c=0.4～1.11，內摩擦角變化幅度為17o～400。與原狀淤泥質粘土相比，粘聚力和內摩擦角都有不同程度的提高，說明水泥土的抗剪強度遠大于原狀土。這是因為水泥混入土體后的硬凝作用產生的水泥水化硬凝物質增加了加固土的糙度，從而加大了剪切面的摩擦系數，提高了抗剪強度。根本原因在于抗壓破壞與抗剪破壞的方式不同，抗壓、抗拉依靠的是土顆粒間的聯結力和結構支撐力起主導作用，而抗剪時土顆粒間粘聚力和土顆粒間的摩擦力起主導作用。另外，拉、壓破壞面不是一個規則平面。如果土體中土顆粒不是完全被水泥石顆粒包圍，破壞可以沿顆粒間的軟弱面發生，當剪切破壞則是沿一相對平整的面，剪切對土體的破壞面不能繞過水泥土顆粒，這些顆粒起著抗剪切作用，從而提高了水泥石的抗剪強度。

根據試驗的數據進行的回歸結果來看，水泥土的粘聚力c與其無側限抗壓強度fcu大致呈線性關系，回歸方程式如下：

c=0.18849+0.17043fcu(R=0.93761,S=0.07862,N=12,P<0.001)

擬合結果如下圖所示：

圖2—10粘聚力—抗壓強度曲線圖

第五節BP神經網絡模型對水泥土抗壓強度影響因素的分析

室內配比試驗目的是希望通過對試驗資料的分析，了解各種影響因素與抗壓強度之間的內在規律性，來指導粉噴樁的設計及施工。以往的做法是對樣本值進行多元線性回歸建立經驗公式，然而，這一過程存在諸多問題。摻入比、含水量等因素與抗壓強度的關系無疑是非線性的，用線性模型來擬合非線性關系，效果是不能令人滿意的，這一點可以通過模型的適合性檢驗和殘差分析得到反映；就線性模型本身而言，其應用范圍的狹小和局限性，是顯而易見的。鑒于水泥土自身結構的復雜性和對其加固機理的研究尚待進一步深入，用傳統的數學工具模擬上述非線性過程，建模相當困難。由于影響粉噴樁的因素如摻入比、含水量、飽和度、加固土密度、齡期等較多，且諸因素相互作用，交叉影響，使的室內配比試驗成果表象復雜，數據離亂，無明顯的關系存在，給成果分析帶來困難。再又因為試驗成本的緣故，很難達到滿足常規分析計算需要的樣本量，亦不能保證試驗樣本有較好的分布規律，往往使量化結果與定性分析產生矛盾。如何明確系統的非線性關系，通常有兩種辦法來解決：第一種是采取“分段線性”的處理方法，如采取多元線性回歸等手段；另一種方法是利用混沌論、奇異吸引子、吸引凹陷和分形等數學工具來分析非線性系統。然而這些數學工具大多只能給出嚴格邊界條件下類似解的存在性這樣的證明而不能給出明確可行的求解方法，對回歸模型而言，它主要適用于大容量樣本情況下，對因變量來說，自變量的離散程度在一定范圍內，進行回歸分析才能得到較好的結果。有沒有一種方法，使得我們離開深奧的數學工具也能了解復雜的非線性系統？神經網絡理論提供了另外一種解決此類問題的可能性。

一．神經網絡及BP模型簡介

一般而言，神經網絡是一個并行和分布式的信息處理網絡結構，它由許多個神經元組成，每個神經元有一個輸出，它可以連接到很多其它神經元，每個神經元輸入有多個連接通路，每個連接通路對應于一個連接權系數，一個簡單的人工神經元結構如圖2—11所示，該神經元是一個多輸入、單輸出的非線性系統，其輸入輸出關系可描述為

式中，為節點的輸出；是從

其他節點傳來的輸入信號；為節點

j到節點i的連接權值，反映了輸入

的影響大小；為閥值，表示當前節點對輸入產生的影響總和進行判斷，若大于，系統認為此次影響作用明顯，并將其反映在輸出，否則，此次影響作用將不被考慮；為傳遞函數，可為線性函數，或型函數(如=，=)，或具有任意階導數的非線性函數，它描述了多輸入值對輸出的綜合影響。

神經網絡是一個非線性動力系統，特點在于信息的分布式存儲(配比試驗的規律性信息表示為權值和閥值的大小)和并行協同處理，它具有集體運算的能力和自適應的學習能力，很強的容錯性和魯棒性，善于聯想，綜合和推廣。

神經網絡模型有各種各樣，代表性的模型有感知器、多層映射BP網絡、RBF網絡、雙向聯想記憶網絡、Hopfield模型等。利用這些網絡模型可實現函數逼近、數據聚類、模型分類、優化計算等功能。

BP網絡是一單向傳播的多層前向神經網絡，結構如圖2—12所示，其主要功能是函數逼近。網絡通常有一個或n個隱層，同層節點間無任何連接和耦合，故每層節點的輸出只影響下一層節點的輸出。隱層中神經元均采用SIGMOID型變換函數，這種函數變換可實現從輸入到輸出的任意非線性映射；輸出層的神經元采用純線性變換函數，這可以避免使網絡輸出限制在一個較小范圍內，達到可以輸出任意值的目的。信息在模型中的傳遞和加工是逐層進行的，隨著層數的深入，信息中所蘊涵的規律逐漸被了解、存儲、綜合，最后經輸出結果統一表現出來。對本次配比試驗而言，層的具體含義可理解如下：第一層的神經元接受各種影響因素的輸入，對同一配比方案，第一層的神經元同時進行運算，利用傳遞函數計算結果的過程就是神經元存儲信息的過程；第二層神經元接受上層神經元各自獨立、并行計算處理的結果后，對獲得的信息判斷、整理、綜合后輸出，從而形成反映整個系統規律的映射。

圖2—12

Hecht-Nielsen的論文中指出：1.給定任一連續函數f：[0，1]nRm，f可以精確地用一個至多三層的前向神經網絡實現。它表述了映射網絡的存在性，保證任一連續函數可由一個至多三層BP網絡來實現。2.給定任意ε>0，對于任意的L2型連續函數f：[0，1]nRm，存在一個至多三層神經網絡，它可在任意ε平方誤差精度內逼近f。這就告訴我們，對任意連續函數一定可以構造出這樣的BP網絡模型。

二．BP模型應用分析

BP網絡模型應用于配比試驗分析，就是通過對簡單的非線性函數進行數次復合，近似任一復雜函數，從而確定摻入比等影響因素和強度之間的函數關系。而且，實現這一功能的過程僅僅是利用試驗樣本值對模型進行訓練和學習的過程（即通過推理和逼近的方法對網絡的權值和閥值調整），其間并不要求對此結構和過程有較深認識，使分析的復雜性得到極大的簡化，易于理解并提高了實用性。在配比試驗中應用BP神經網絡模型，具有以下幾點優點：

并行處理性。網絡各神經元可以同時進行類似的處理過程，整個網絡的信息處理是大規模并行的。雖然每個神經元的功能簡單，但大量簡單的處理神經元進行集體的、并行的活動能減少神經網絡完成識別任務所需步數，從而提高網絡模式識別能力。與傳統數學（如回歸分析）串行處理相比，并行計算的效率更高。

規律的分布性描述和樣本的容錯性。抗壓強度和各影響因素之間因果關系的信息，在網絡的存儲是按內容分布于許多神經元之間的權中，每個權存儲多種信息的部分內容，從單個權中看不出存儲信息的內容。這種映射關系的產生，部分來自于非線性是神經網絡中固有性質這一事實，部分是因為許多獨立單元的激勵，決定系統的總體響應。這類似于全息圖的信息存儲性質，局部帶有遺失或錯誤信息的數據使得網絡重新調用自己存儲的模式，同時有誤信息被填充或修改。網絡模式的完善和容錯功能，在配比試驗中的實際意義在于，對試驗結果中離群點的處理上，比傳統方法采取摒棄的手段有所改進，它容忍這些點的存在并吸取其合理內容，通過泛化（Generalization）功能對于不是樣本集合的輸入也能給出合適的輸出。

可塑性、自適應性和自組織性。神經元之間連接的多樣性和可塑性，使得網絡可以通過學習與訓練進行自組織，以適應不同處理信息的要求。這種學習功能在配比試驗中的實現，主要是根據不同配比方案產生不同強度的樣本模式，逐漸調整權值和閥值，使網絡輸出和希望輸出之差的函數（如差的平方和）最小，權值和閥值的調整過程就是系統規律性信息的存儲過程，樣本量的增加可以加強信息的存儲，從而更好的反映系統的非線性映射關系。

BP神經網絡模型自身結構的特性也說明了其應用于室內配比試驗的合理性。在這種網絡中，輸入是正向傳播，逐層處理，每一層神經元的狀態只影響下一層神經元的輸出，其突出特點是無反饋性，即輸入值不影響系統初始狀態。對室內配比試驗而言，試驗過程本身是不可逆的，抗壓強度由摻入比等因素決定，但同樣的強度也可能是不同配比方案的結果，僅僅由抗壓強度不能反演出影響參數，這一特征決定了用反饋型神經網絡建模是不合適的。

BP神經網絡的傳遞函數對隱層采用S型函數描述單個神經元對刺激的響應，一方面，它將神經元的輸入范圍（-∞，+∞）映射到某一確定區間，如（-1，+1），使各影響因素對目標變量抗壓強度的變異性處于同一水平；另一方面，S型函數的曲線變化趨勢與單因素對抗壓強度的影響趨勢雷同，經過對配比試驗中各影響因素與水泥土的抗壓強度關系分析可知，波速，摻入比，齡期等諸因素與抗壓強度的相關關系大致呈指數曲線走向，以波速—抗壓強度曲線為例，具體影響規律見圖2—13，S型函數的曲線變化見圖2—14。

圖2—13抗壓強度—波速曲線圖圖2—14S型函數曲線圖

這說明S函數可以比較合理的模擬試驗過程，從而更好的反映系統的映射關系。輸出層節點的傳遞函數采用線性函數，它可將上一層神經元的輸出經權值和閥值調整并累加后輸出，其過程的物理意義被理解為對前一層神經元受摻入比等影響因素的激勵后作出的響應的合理性進行判斷，并通過將響應的合理部分迭加來模擬各種影響因素對抗壓強度的綜合貢獻。

BP神經網絡的訓練和學習過程，就是通過逐步調整模型的權值和閥值來存儲系統內在規律性信息的過程，從而達到正確反映抗壓強度和影響因素之間映射的目的。其學習過程的基本思路是：把網絡學習時輸出層出現的與試驗結果不符的誤差，歸結為連接層中各節點間連接權及閥值（有時將閥值作為特殊的連接權并入連接權）的“過錯”，把誤差逐層向輸入層逆向傳播“分攤”給各連接節點，從而可算出各連接節點的參考誤差，并據此對各連接權進行相應的調整，使網絡適應要求的映射。

三．工程實例

結合寧高公路二期工程粉噴樁軟基處理，本次試驗用土取自寧高公路（洪藍至雙牌石段）工地現場，并在室內使土樣完全擾動，利用現有的土工試驗儀器，土樣試塊為70mm×70mm×70mm的立方體，空氣養護，攪拌方式為干攪，按照土工試驗規程進行試驗，本次配比方案摻入比為8%、12%、15%，含水量為30%、40%，齡期為30天、90天。為了驗證BP模型擬合數據時樣本需求量少，分析能力強的特點，本文選擇了包含所有因素變化情況的最少組數（3×2×2）的試驗結果進行分析，各組加固土的物理力學性能見表2—9：

表2—9.室內配比試驗成果表組數

摻入比（%）

齡期（月）

含水量

孔隙度

飽和度

波速（km/s）

干密度(kg/m3)

抗壓強度(Mpa)

1

15

1

0.211

0.575

0.893

1.783

1.66

3.47

2

15

3

0.153

0.535

0.62

1.813

1.63

5.12

3

12

1

0.222

0.588

0.945

1.645

1.69

2.36

4

12

3

0.192

0.555

0.816

1.626

1.66

3.58

續表2—95

8

1

0.234

0.62

0.926

1.414

1.61

1.49

6

8

3

0.204

0.594

0.797

1.278

1.66

2.42

7

15

1

0.289

0.796

0.861

1.611

1.43

1.97

8

15

3

0.264

0.775

0.771

1.620

1.42

4.58

9

12

1

0.298

0.78

0.931

1.566

1.44

1.74

10

12

3

0.248

0.726

0.78

1.565

1.47

3.30

11

8

1

0.325

0.866

0.91

1.478

1.38

1.51

12

8

3

0.289

0.801

0.842

1.365

1.40

2.48

根據試驗結果建立BP網絡模型，仿真各種因素對抗壓強度的影響過程，網絡模型結構見圖2—12。利用高性能的可視化軟件MATLAB中神經網絡工具箱進行分析計算。由于采用并行計算的方法，模型本身可以通過增加節點數、隱層數或訓練步數等方法將系統誤差控制在指定范圍內，而不需要再進行額外的試驗，因此，在本次室內配比試驗的組數比常規試驗組數大大減少的情況下，采用兩層BP網絡模型來完成函數逼近任務。由于試驗過程中對抗壓強度而言，影響因素的個數有7個，因此初次確定隱層的神經元個數選7個，根據結果知最大訓練步數不夠或隱層中神經元個數太少。因此將神經元數目增加的14個，最大訓練步數為100000次，此次訓練到92885步時，仿真精度達到要求。

計算結果如表2—10：

表2—10.抗壓強度計算結果與試驗結果對比試驗結果

1.49

1.51

1.63

1.97

2.36

2.42

2.48

3.3

3.47

3.58

3.58

5.12

多元回歸

1.659

1.203

1.672

2.481

2.381

2.486

2.368

3.516

3.032

3.335

3.726

5.048

相對誤差回歸

0.113

0.203

0.026

0.259

0.009

0.027

0.044

0.065

0.126

0.068

0.040

0.014

BP模型

1.512

1.485

1.623

2.001

2.357

2.407

2.456

3.410

3.452

3.545

4.522

5.129

相對誤差BP

0.015

0.016

0.004

0.015

0.001

0.005

0.009

0.033

0.005

0.010

0.263

0.001

由表2—10可以看出，回歸模型的計算結果與樣本值的偏差較大，最大時達到了20%以上。而且，對同樣的樣本群而言，回歸模型一旦確定，其系統誤差（計算值與試驗結果之差）的大小也隨之被確定，改善系統誤差的有效辦法只能是增加樣本數量，這將直接帶來試驗成本或工程投入的加大。對BP神經網絡而言，其輸出不僅能較好的代表試驗結果，與此同時，模型本身可以通過增加節點數、隱層數或訓練步數等方法將系統誤差控制在指定范圍內，而不需要再進行額外的試驗，這一點對工程實際而言具有十分重要的經濟價值。根據本次試驗的網絡誤差平方和隨訓練步數的變化趨勢可知，BP神經網絡系統誤差平方和隨步數的增加而逐漸趨于一極小值，只要模型結構合理，隱層中神經元個數足夠多，保證必要的訓練步數，系統誤差可以控制在任一指定的誤差指標范圍內。

圖2—15以方框表示權值矩陣和閥值矢量中元素，其面積正比于元素幅值。閥值和權值之間用垂線劃開，形象表示權值和閥值對神經元輸出的影響強弱。對權值和閥值而言，亮色代表正值，暗色反之。

圖2—15.權值W1和閥值B1方框圖

圖中第一列表示本次二層的BP網絡模型中隱層的閥值大小，第二列到第八列分別表示與摻入比、齡期、含水量、孔隙度、飽和度、波速和干密度有關的權值大小。圖2—15中行的含義可以理解為，對同一次配比試驗結果，14個神經元相互獨立的進行分析，每個神經元都不同程度反應了此次配比試驗中影響因素與水泥土抗壓強度的關系，換句話說，模型獲得的影響因素和強度相關性信息相當于進行了14次配比試驗所得到的結果，神經元并行計算的特點，用在室內配比試驗結果分析中，可以達到明顯減小樣本量的效果。

權值和閥值方框圖存儲的是此次室內配比試驗中各影響因素和抗壓強度之間因果規律信息。根據權值分布特點可得到如下認識：在各種影響因素中，波速的顯著性水平明顯高于其他因素，因為波速對應的權值幅值（圖2—15第七列框圖）明顯高于其他影響因素的權值幅值，其倍數分別為十幾倍到幾十倍不等，這說明波速和抗壓強度之間的聯系非常緊密，對工程應用而言，通過測定波速的大小了解水泥土抗壓強度是可行的，根據圖2—13描述的函數關系，測得水泥土的聲速就可以推知其抗壓強度，這就為利用應力波（聲波）的傳播特性來測定粉噴樁質量提供了理論依據。

與其他因素相比，水泥摻入比與含水量對抗壓強度的貢獻較強，它們的權值幅值也相對較大，其權值幅度明顯超過除波速外的其它所有影響因素。就水泥土加固機理來說，加固土的水解水化反應，硬凝反應和碳酸化作用，都離不開水泥和水的參與，因此在確定水泥土配比方案時，摻入比和含水量的作用是應當重點考慮的。除去以上兩種因素外，干密度對抗壓強度的影響也占有相當大的比重，其作用僅次于波速、摻入比和含水量。

篇4

加熱切削技術的出現及發展

加熱切削加工方法巧妙地利用了高能熱源的熱效應，對被切削材料進行加熱，使材料切削部位受熱軟化，硬度、強度下降，易產生塑性變形(圖1)。由于加熱溫升后工件材料的剪切強度下降，使切削力和功率消耗降低，振動減輕，因而可以提高金屬切除率，改善加工表面的粗糙度。又因刀具耐用度與工件溫度存在一定的關系(通常，當工件溫度在810℃左右時刀具的耐用度最大)，所以還可延長刀具壽命。

早在1890年就出現了對材料進行通電的加熱切削，并獲美國和德國專利。20世紀40年代，加熱切削在美、德開始進入工業應用實踐，證明高溫能使“不可能”加工的金屬提高加工性能，并取得經濟效益。但這個時期加熱切削尚處于發展的初步階段，加工質量難以保證，基本上沒有應用到生產實際中。60年代以后，利用刀具與工件構成回路通以低壓大電流，實現了導電加熱切削，使切削能順利進行。70年代初，出現了一種有效的等離子弧加熱切削，最初由英國研制成功。80年代以后，開發了激光加熱切削，由于激光束能快速局部加熱，較好地滿足了加熱切削的要求，因而提高了加熱切削技術的實用價值。

一般熱源

加熱切削所用熱源，如通電加熱、焊矩加熱、整體加熱、火焰和感應局部加熱及導電加熱，通稱為一般熱源。這些熱源都能對被加工材料加熱，對加熱切削技術的出現和發展起了重要作用，但它們存在加熱區過大、熱效率低、溫控困難、加工質量難以保證等問題，使切削不理想，難以甚至未能應用到生產實際中去。

等離子弧及激光熱源

等離子弧加熱切削，用等離子弧噴槍中的鎢作陰極，工件材料作陽極，通電后形成高溫的等離子弧，其特點是加熱溫度高，能量集中，可對難加工材料進行高效切削。研究表明，在加熱切削冷硬鑄鐵和高錳鋼等難加工材料時，切削速度高達100～150m/min，刀具耐用度可提高1～4倍。這種方法存在的問題是加熱點必須與刀具有一定距離，加熱效果難控制；加工條件惡劣，需要防護裝置。

激光加熱切削以激光束為熱源，對工件進行局部加熱，其優點是熱量集中，升溫迅速；熱量由表及里逐漸滲透，刀具與工件交界面的熱量較低；激光束可照射到工件的任何加工部位并形成聚焦點，便于實現可控局部加熱。研究結果表明，激光加熱切削可使切削力下降25%左右，還能有效改善工件的表面粗糙度。存在的主要問題是大功率激光器價格昂貴，能量轉換效率低，金屬材料對激光吸收能力差，吸收率一般只有15%～20%左右，經磷酸處理后，吸收能力可提高到80%～90%，但經濟可行性差，這是這種加熱方法難以推廣應用的原因之一。

以上兩種熱源的出現，大大推動了加熱切削技術的發展，國內外已進行了大量卓有成效的研究工作。但要順利地用于生產，達到預期的切削效果，還有一些問題需要解決，尤其是切削機理還需進一步探索和研究，如加工過程中還存在由于一定的熱擴散而影響加工質量，功率消耗多，溫度控制困難，熱源裝置不理想，價格昂貴等問題，所以生產上實用進程不快。加熱切削技術的關鍵在于加熱，目前，一般的目標是加熱到難加工材料熔化前處于軟化的溫度，但這一溫度是否合適，怎樣達到和控制這個溫度，還需進一步探索、分析和研究。

2加熱切削的研究及關鍵技術

研究目標和意義

研究課題以難加工材料組織相變理論、金屬切削原理和熱學傳導為基礎，以難加工材料難切削的機理為出發點，著重分析和尋找溫度、材料組織形態的變化以及與切削力之間的關系，摸索切削規律，確定改善材料可切削性的對策，進而從根本上解決難加工材料的切削問題。

研究工作的前提條件之一是，目前已有了激光和等離子弧這類熱梯度很陡的熱源，加熱溫度能在幾毫秒內達到需要值，容易控制、調節溫度的高低。前提條件之二是，相當部分材料組織具有相變時的超塑特征，在這種狀態下，材料組織分子的結合力最低，而此狀態的溫度又大大低于材料熔化前軟化的溫度，所以有可能擺脫難加工材料切削加工目前所處的困境。因為，如果難加工材料實現加熱切削必須達到材料軟化溫度的話，實踐已證明很難取得預期的切削效果。

研究的意義在于提出的基于改變組織形態的切削方法，是將材料科學的固態相變理論擴展用于切削加工領域。這種深入的機理探討和研究，是金屬切削原理的創新，也是制造技術發展方向上的新思路。另外，如果能使難加工材料的加熱切削技術朝著比目前的切削溫度更低、加工精度更高、加工速度更快的方向發展，無疑能推進加熱切削的實用進程。

關鍵技術

材料的相變超塑性能力及變化規律。

金屬材料超塑性狀態的特點，是在一定條件下呈粘性或半粘性，沒有或只有很小的應變硬化現象，流動性和填充性很好，超塑變形為宏觀均勻變形，變形后表面光滑，沒有起皺、凹陷、微裂及滑移痕跡等。金屬材料在超塑狀態進行切削是否也呈現上述現象，或者是否還有其他特殊現象是需要搞清楚的。材料在超塑狀態下切削時的超塑性能力及其變化規律是需要研究的關鍵技術之一，這對提高難加工材料的切削效果有著重要意義。

一般鋼鐵材料都有相變超塑性(圖2)，它是在相變發生和進行時產生的，依存于加熱)冷卻速度。黑色金屬超塑性變形有一定的溫度區，這個溫度區比較狹窄，可以有1個，也可以有2個以上。如30CrMnSiA只在處于770℃才出現較好的超塑性，此時a與b兩相的體積比率接近于1，最大應力降到30MPa，溫度區窄；在700℃左右的一個范圍內，超過臨界溫度就沒有超塑性了。在超塑區域內，溫度值應該穩定，不應起伏波動，恒溫持續時間也不應過長，否則超塑現象會消失。鋼從奧氏體區域以大于臨界冷卻速度進行淬火，可得到馬氏體。由于加工應變誘發和進行馬氏體相變，產生相變超塑性。馬氏體轉化與溫度有關，并有一定限度。超塑性是在某一適當的溫度范圍才出現的狀態，若想有效利用超塑性，必須在0.5T熔以上到相變溫度以下的溫度范圍內進行加工。

加熱溫度的影響因素及控制方法。金屬材料的相變超塑性對溫度有苛刻的要求，在溫度循環中的應變、應變速度、作用應力及加熱速度等都會對溫度產生影響，這是研究的關鍵技術之二。激光輻射材料時，其光能被材料吸收，并轉換為熱能。激光加熱的熱傳導是一個非常復雜的過程，激光以很高的速度穿透表面進入材料深處，其初始速度可達5～20cm/s。熱量在材料中傳導擴散，造成一定的溫度場。用數學方法分析計算熱傳導，對把握激光加熱效果有重要意義。可以利用激光輻射形成的線狀熱源的變長度和變熱源的性質，用數學分析方法來研究，尋找熱源的溫度場。根據上述理論建立的傳熱數學模型與激光加熱切削過程進行仿真，對各主要參數作出精確的預測，加熱切削的研究是非常重要的，也是取得良好效果的有力保證。

等離子弧加熱切削淬火鋼的試驗表明，如果等離子槍安置在切削刀具前適當的位置，其傾斜角度、離加工面的距離及距切削刀尖的弧長等均可調節，并與適當的電壓、電流、壓縮氣體壓力和流量相配合，這樣來控制加熱溫度，實現超塑組織狀態下的切削，可以獲得好的加工質量。

采用上述兩種熱源加熱，使金屬(尤其是Fe-C合金系)中亞共析鋼容易實現超塑性，低碳鋼等材料較易處于相變超塑狀態，可以達到加熱作用時間短、熱源對材料作用區域小的目的，其面積、形狀、大小都可調節，為金屬超塑組織形態應用于切削加工創造了條件。

應用前景

篇5

石榴在10月份采果后至越冬前（11月中旬），是樹體營養由采前向果實輸送而轉向積累時期。一般在9月份，石榴處于第1次花芽分化結束，第2次花芽開始分化并逐步達到分化高峰期。通常來說，第1～2花芽分化高峰期間所分化的花芽，在翌年則為第1～2茬花，占產量的比例很大，達80%以上。同時，石榴樹樹勢的強弱，與其對冬季低溫的抗性有很大的關系。生產實踐證明：石榴采摘后的技術管理好壞和樹勢恢復的優劣，對石榴樹的安全越冬和翌年的產量影響很大。石榴采后管理主要包括園地土肥水管理、樹體管理等內容；其中樹體管理又包括樹體的修剪、病蟲害的防治等內容。

1園地土肥水管理

1.1果園深翻

深翻可以改善土壤理化性狀，提高土壤肥力及土壤孔隙度，為根系的生長、擴展及養分吸收創造良好的理化條件；同時還能將部分在土壤中越冬的害蟲翻出凍死。果園深翻可結合施基肥進行，對新建果園實行擴穴深翻；對成年果園根據立地條件進行隔行、隔年輪換進行，深翻深度為40～60cm。

1.2采果后及時追肥

采果后，石榴樹處于“休養生息”的樹勢恢復期，及時追施化肥，對于補充樹體營養、恢復樹勢將起到重要的作用。追肥多以環狀、放射狀、條狀等方法施入。追肥的目的是為了速效，因此通常采用尿素、三元復合肥、硫酸鉀復合肥等速效性化肥。施肥量應根據樹齡的大小、當年產量而定，壯年樹、當年產量大的樹，一般每株施尿素0.2～0.5kg，三元復合肥或硫酸鉀復合肥以每株1.0kg左右為宜。追肥的時間一般在9月底至10月上旬進行。

1.3葉面施肥

采果后，為了盡快恢復樹勢，結合采后的追肥，及時對石榴樹進行葉面噴肥。石榴葉面噴肥的肥料一般為尿素（0.3%～0.5%）、磷酸二氫鉀（0.2%～0.4%）、硫酸鉀（0.3%～0.5%）、硫酸銨（0.3%～0.4%）、硫酸鋅（0.4%～0.5%）等。為了增加和補充樹體的營養，在葉面噴肥時可加入0.2%～0.3%的蔗糖。

1.4早施基肥

早施基肥，可使肥料早分解、早吸收、早利用及早恢復樹勢，以便提高樹體抵御冬季的寒害和各種不良環境對樹體的傷害。施肥時間在10月中下旬，施基肥時應當結合果園深翻；施肥的種類以充分腐熟的豬糞、羊糞、雞糞、廄肥、人糞尿等農家肥、有機肥為主；使用量可根據樹齡大小和產量水平而定，每株50～100kg不等；施用方法同追肥，施肥部位應當與追肥施肥部位錯開。一般而言，早施基肥時可在樹冠垂直投影的樹盤外緣開溝施肥。

果園內如有雜草、秸稈類可先將其壓進施肥溝的下部，上部壓以肥料，爾后埋土封溝。若是10月中下旬氣溫較高，可以邊挖溝，邊剪根（將施肥溝內露出的根，均用修枝剪剪斷），邊施肥，邊回填，以免晾根時間過長。

1.5肥后澆水

在追施化肥和溝施基肥后要及時澆水，以解除秋旱、沉實土壤，促使肥料分解、吸收，進而達到盡快恢復樹勢和充實花芽分化之目的。在干旱、無灌溉條件地區，可在雨后趁墑追施化肥。

1.6松土保墑

澆水后要及時進行中耕松土保墑，保持水分，防止土壤板結，特別是鹽堿地區，澆水后松土保墑，可以防止土壤反堿的作用。

2樹體的管理

2.1摘凈殘果

將樹上殘留的達不到商品果要求的殘、次果和沒有商品價值的裂果、病果和蟲果、僵果等全部摘除，以便于節約樹體營養，同時防止其作為傳播石榴病（果腐病、干腐病等）、蟲（桃蛀螟、桃小食心蟲、龜蠟蚧、康氏粉蚧、石榴絨蚧等）害的自然載體。一般而言，上述的病、蟲、殘、次、裂、僵果應在9月底，最晚不超過10月上旬全部摘除，并在果園外深埋處理掉。2.2清除雜草

雜草傳播病害、滋生害蟲，同時雜草叢生時由于與石榴爭奪養分而影響石榴產量。因此，應當在雜草不超過20cm時，就予以鏟除，結合挖溝深施基肥，與肥料一起埋入地下。

2.3適度修剪

此時適度修剪，不僅有利于恢復樹勢，而且還有利于養分的積累，進而充實花芽，促使花芽的形成，為安全越冬和翌年豐產打下良好的基礎。石榴樹的萌芽、成枝力均較強，在修剪方法上應多疏少截；時間上應以冬剪為主、夏剪為輔，同時貫徹修剪三大原則：上稀下密、外稀內密、大枝稀小枝密。

通常，對于初果期的樹，以培養樹形骨架為目的，促使樹冠擴大，采取輕剪長放，多用撐、拉、吊等方法，多留枝條，緩和樹勢，促進花芽分化，從而達到整形、結果兩不誤，并多培養斜生、下垂狀態的各類枝組。對著生于樹冠外冠的長枝進行短截回縮和剪除樹體基部萌蘗枝，培養中型結果枝組。對于盛果期樹，主要調整樹體營養與生殖生長的平衡。應運用多種修剪技術控制樹冠擴大外移，改善內膛光照，合理負載，杜絕“大小年”。

（1）疏枝。即疏去背上的直立枝、大剪口的萌條枝、過密的營養枝、上下臨近的重疊枝、水平相鄰的平行枝、已感染病害的帶病枝、被蟲蛀空的“空心枝”、過于擁擠的結果枝等。

（2）短截。短截已結過果的果臺枝及被莖窗蛾、蚱蟬、豹紋木蠹蛾危害的蟲害枝。

（3）回縮。要回縮因結果壓彎的下垂枝、生長勢不強的衰弱枝和尖削度較小的“兩頭停”枝。

總的來說就是：以輕為主，輕重結合，保持樹冠原有結構；疏除或短截直立枝和競爭枝，減少樹冠上部和枝數量，讓陽光透進內膛；對過密、干枯、病蟲枝全部剪除，集中營養，改善光照。

2.4病蟲害防治

此期主要防治對象為桃蛀螟、桃小食心蟲、莖窗蛾、刺蛾、中華金帶蛾、金毛蟲等蟲害及干腐病、果腐病、褐斑病等病害。防治方法為結合修剪，采取以下措施。

（1）刮老皮。八年生以上的成齡樹，隨著樹齡的增加、樹皮的更新和干腐病等病菌的侵染，使樹干的老皮逐漸增多而出現翹裂現象。為了防止干腐病等病菌的再侵染，在石榴采摘后，及時刮除老皮，并用50%甲基托布津或50%多菌靈可濕性粉劑100倍液，也可用50%退菌特可濕性粉劑100倍液，涂刷刮老皮后的樹干，對樹干有保護和防治病害的作用。同時，將刮掉的老皮火燒或深埋處理。

（2）樹體噴藥。石榴采摘后的9月下旬及10月，防治蚜蟲可用25%的吡蟲啉2000倍液或1%阿維菌素乳油3000～4000倍液或5%氟氯氰菊酯（百樹得）2000倍液液進行葉面噴霧；防治棗龜蠟蚧、榴絨粉蚧可用25%的甲氰菊酯（滅掃利）乳油2000～3000倍液進行防治；若防治蚜蟲與棗龜蠟蚧和榴絨粉蚧，可用25%的吡蟲啉2000倍液+20%氰戊菊酯（速滅殺丁）2000倍液混合液進行防治；若蚜蟲、棗龜蠟蚧、榴絨粉蚧、石榴巾夜蛾、中華金帶蛾一起防治，可用25%吡蟲啉可濕性粉劑、25%滅幼脲、20%甲氰菊酯乳油與水，按（0.4∶0.3∶0.3）∶2000的比例，進行樹體噴殺防治。在后期應盡量減少有毒農藥的使用量。

篇6

農業節水不僅是我國國民經濟和社會可持續發展所要求的，也是我國農業資源，尤其是水資源短缺、水土資源配置失衡等嚴峻形勢所決定的。農業節水對保障國家水安全、糧食安全和生態安全，推動農業和農村經濟可持續發展，具有重要的戰略地位和作用。我國農業缺水的問題在很大程度上要依靠節水予以解決，加強對我國節水農業技術的研究，以科技創新促進生產力發展，建立與完善適合我國國情的現代節水農業技術體系，將成為促進我國節水農業可持續發展的重大戰略舉措之一

1現代節水農業技術研究進展

隨著全球性水資源供需矛盾的日益加劇，世界各國，特別是發達國家都把發展節水高效農業作為現代農業可持續發展的重要措施。發達國家在農業生產實踐中，把提高灌溉（降）水的利用率、單方水的利用效率、水資源再生利用率作為研究重點和主要目標。在研究節水農業基礎理論基礎上，將生物、信息、計算機、高分子材料等高新技術與傳統的農業節水技術相結合，提升節水農業技術的高科技含量，建立適合國情的節水農業技術體系，加快由傳統的粗放農業向現代化的精準農業轉型的進程。

世界各國采用的節水農業技術通常可歸納為工程節水技術、農藝節水技術、生物（生理）節水技術和水管理節水技術等四類。節水農業技術的應用可大致分布在四個基本環節中:

一是減少灌溉渠系（管道）輸水過程中的水量蒸發與滲漏損失，提高農田灌溉水的利用率；

二是減少田間灌溉過程中的水分深層滲漏和地表流失，在改善灌水質量的同時減少單位灌溉面積的用水量；

三是減少農田土壤的水分蒸發損失，有效地利用天然降水和灌溉水資源；

四是提高作物水分生產效率，減少作物的水分奢侈性蒸騰消耗，獲得較高的作物產量和用水效益。節水農業發達的國家始終把提高上述環節中的灌溉（降）水利用率和作物水分生產效率作為重點，在建立了以高標準的襯砌渠道和壓力管道輸水為主的完善的灌溉輸水工程系統和采用了以噴（微）灌技術和改進的地面灌技術為主的先進的田間灌水技術后，節水農業技術的研究重點正從工程節水向農藝節水、生物（生理）節水、水管理節水等方向傾斜，尤其重視農業節水技術與生態環境保護技術的密切結合。

1．1農藝節水技術

利用耕作覆蓋措施和化學制劑調控農田水分狀況、蓄水保墑是提高農田水利用率和作物水分生產效率的有效途徑。國內外已提出許多行之有效的技術和方法，如保護性耕作技術、田間覆蓋技術、節水生化制劑（保水劑、吸水劑、種衣劑）和旱地專用肥等技術和產品正得到廣泛的應用。如美國中西部大平原由傳統耕作到少耕或免耕，由表層松土覆蓋到作物殘茬秸稈覆蓋，由機械耕作除草到化學制劑除草，都顯著提高了農田的保土、保肥、保水的效果和農業產量。法國、美國、日本、英國等開發出抗旱節水制劑（保水劑、吸水劑）的系列產品，在經濟作物上廣泛使用，取得了良好的節水增產效果。法國、美國等將聚丙烯酰胺（PAM）噴施在土壤表面，起到了抑制農田水分蒸發、防止水土流失、改善土壤結構的明顯效果。美國利用沙漠植物和淀粉類物質成功地合成了生物類的高吸水物質，取得了顯著的保水效果。

節水農作制度主要是研究適宜當地自然條件的節水高效型作物種植結構，提出相應的節水高效間作套種與輪作種植模式。例如，在澳大利亞采用的糧草輪作制度中，實施豆科牧草與作物輪作會避免土壤有機質下降，保持土壤基礎肥力，提高土壤蓄水保墑能力。

在抗旱節水作物品種的選育方面，發達國家已選育出一系列的抗旱、節水、優質的作物品種。如澳大利亞和以色列的小麥品種、以色列和美國的棉花品種、加拿大的牧草品種、以色列和西班牙的水果品種等。這些品種不僅具備節水抗旱性能，還具有穩定的產量性狀和優良的品質特性。特別是近年來，在植物抗旱基因的挖掘和分離、水分高效利用相關的基因定位以及分子輔助標記技術、轉基因技術、基因聚合技術等在抗旱節水作物品種的選育上取得了一些極富開發潛力的成果。

近年來，水肥耦合高效利用技術的研究已將提高水分養分耦合利用效率的灌水方式、灌溉制度、根區濕潤方式和范圍等與水分養分的有效性、根系的吸收功能調節等有機地結合起來。通過改變灌水方式、灌溉制度和作物根區的濕潤方式達到有效調節根區水分養分的有效性和根系微生態系統的目的，從而最大限度地提高水分養分耦合的利用效率。美國、以色列等國家將作物水分養分的需求規律和農田水分養分的實時狀況相結合，利用自控的滴灌系統向作物同步精確供給水分和養分，既提高了水分和養分的利用率，最大限度地降低了水分養分的流失和污染的危險，也優化了水肥耦合關系，從而提高了農作物的產量和品質。

1．2生物（生理）節水技術

將作物水分生理調控機制與作物高效用水技術緊密結合開發出諸如調虧灌溉（RDI）、分根區交替灌溉（ARDI）和部分根干燥（PRD）等作物生理節水技術，可明顯地提高作物和果樹的水分利用效率。與傳統灌水方法追求田間作物根系活動層的充分和均勻濕潤的想法不同，ARDI和PRD技術強調在土壤垂直剖面或水平面的某個區域保持土壤干燥，僅讓一部分土壤區域灌水濕潤，交替控制部分根系區域干燥、部分根系區域濕潤，以利于使不同區域的根系交替經受一定程度的水分脅迫鍛煉，刺激根系的吸收補償功能，使根源信號ABA向上傳輸至葉片，調節氣孔保持在適宜的開度，達到不犧牲作物光合物質積累而又大量減少其奢侈的蒸騰耗水的目的，與此同時，還可減少作物棵間的土壤濕潤面積，降低棵間蒸發損失和因水分從濕潤區向干燥區側向運動帶來的深層滲漏損失。RDI是基于作物生理生化過程受遺傳特性或生長激素的影響，在作物生長發育的某些階段主動施加一定的水分脅迫（即人為地讓作物經受適度的缺水鍛煉）來影響其光合產物向不同組織器官的分配，進而提高其經濟產量而舍棄營養器官的生長量及有機合成物的總量。因營養生長減少還可提高作物的種植密度，提高總產量，減少棉花、果樹等作物的剪枝工作量，改善產品品質。國際上有關調虧灌溉的研究主要是針對果樹和西紅柿等蔬菜作物，對大田作物的研究較少。

近年來，國內外相繼開展了對作物需水量計算方法的大量研究，但這些研究大多以單點的和單一作物的耗水估算為主，在此基礎上采用插值法和面積加權平均法確定的區域作物耗水量的精度會受到氣象等因素的空間變異性的影響。目前的重點是將單點的單一作物耗水估算模型的研究擴展到區域尺度多種作物組合下的耗水估算方法與模型研究上，根據作物及其不同生育期的需水估算，使有限的水最優分配到作物的不同生育期內，為研究適合不同地區的非充分灌溉制度提供基礎數據和支撐。隨著遙感技術的應用使得采用能量平衡法估算區域作物耗水量成為可能，通過遙感獲得的作物冠層溫度來估算區域耗水量分布的研究變得十分活躍，并在一些發達國家得到了一定的應用。

1．3水管理節水技術

為實現灌溉用水管理手段的現代化與自動化，滿足對灌溉系統管理的靈活、準確和快捷的要求，發達國家的灌溉水管理技術正趨朝著信息化、自動化、智能化的方向發展。在減少灌溉輸水調蓄工程的數量、降低工程造價費用的同時，既滿足用戶的需求，又有效地減少棄水，提高灌溉系統的運行性能與效率。

建立灌區用水決策支持系統來模擬作物產量和作物需水過程，預測農田土壤鹽份及水分脅迫對產量的影響，基于Internet技術和RS、GIS、GPS等技術完成信息的采集交換與傳輸，根據實時灌溉預報模型，為用戶提供不同類型灌區的動態配水計劃，達到優化配置灌溉用水的目標。為適應灌區用水靈活多變的特點，做到適時、適量地供水，需對灌溉輸配水系統的運行模式和相應的自控技術開展研究。目前，國外多采用基于下游控制模式的自控運行方式，利用中央自動監控（即遙測、遙訊、遙調）系統對大型供水渠道進行自動化管理，開展灌區輸配水系統的自控技術研究。在明渠自控系統運行軟件方面，著重開展對供水系統的優化調度計劃的研究，采用明渠非恒定流計算機模擬方法結合閘門運行規律編制系統運行的實時控制軟件。

美國、澳大利亞等國已大量使用熱脈沖技術測定作物莖桿的液流和蒸騰，用于監測作物水分狀態，并提出土壤墑情監測與預報的理論和方法，將空間信息技術和計算機模擬技術用于監測土壤墑情。根據土壤和作物水分狀態開展的實時灌溉預報的研究進展也很快，一些國家已提出幾種具有代表性的節水灌溉預報模型。在此基礎開展的適合不同地區的非充分灌溉模式的研究是干旱缺水條件下灌溉用水管理的基礎，隨著水資源短缺的不斷加劇，其研究在國內外得到普遍重視。

多采用系統分析理論和隨機優化技術，開展灌區多種水源聯合利用的研究，以網絡技術支持的智能化配水決策支持系統為基礎，建立起多水源優化配置的專家系統，提出不同水源組合條件下的優化灌溉與管理模式，合理利用和配置灌區的地表水、地下水和土壤水，對其進行統一規劃和管理。在最大限度地滿足作物對水分需求的同時，改善灌區的農田生態環境條件。

1．4工程節水技術

隨著現代化規模經營農業的發展，由傳統的地面灌溉技術向現代地面灌溉技術的轉變是大勢所趨。在采用高精度的土地平整技術基礎上，采用水平畦田灌和波涌灌等先進的地面灌溉方法無疑是實現這一轉變的重要標志之一。精細地面灌溉方法的應用可明顯改進地面畦（溝）灌溉系統的性能，具有節水、增產的顯著效益。激光控制土地精細平整技術是目前世界上最先進的土地平整技術，國內外的應用結果表明，高精度的土地平整可使灌溉均勻度達到80%以上，田間灌水效率達到70%-80%，是改進地面灌溉質量的有效措施。隨著計算機技術的發展，在采用地面灌溉實時反饋控制技術的基礎上，利用數學模型對地面灌溉全過程進行分析已成為研究地面灌溉性能的重要手段。應用地面灌溉控制參數反求法可有效地克服田間土壤性能的空間變異性，獲得最佳的灌水控制參數，有效地提高地面灌溉技術的評價精度和制定地面灌溉實施方案的準確性。

除地面灌溉技術外，發達國家十分重視對噴、微灌技術的研究和應用。微灌技術是所有田間灌水技術中能夠做到對作物進行精量灌溉的高效方法之一。美國、以色列、澳大利亞等國家特別重視微灌系統的配套性、可靠性和先進性的研究，將計算機模擬技術、自控技術、先進的制造成模工藝技術相結合開發高水力性能的微灌系列新產品、微灌系統施肥裝置和過濾器。噴頭是影響噴灌技術灌水質量的關鍵設備，世界主要發達國家一直致力于噴頭的改進及研究開發，其發展趨勢是向多功能、節能、低壓等綜合方向發展。如美國先后開發出不同搖臂形式、不同仰角及適用于不同目的的多功能噴頭，具有防風、多功能利用、低壓工作的顯著特點。

為減少來自農田輸水系統的水量損失，許多國家已實現灌溉輸水系統的管網化和施工手段上的機械化。近年來，國內外將高分子材料應用在渠道防滲方面，開發出高性能、低成本的新型土壤固化劑和固化土復合材料，研究具有防滲、抗凍脹性能的復合襯砌工程結構形式。如已在德國、美國應用的新型土工復合材料GCLS就具有防滲性能好、抗穿刺能力強的明顯特點。此外，管道輸水技術因成本低、節水明顯、管理方便等特點，已作為許多國家開展灌區節水改造的必要措施，開展渠道和管網相結合的高效輸水技術研究和大口徑復合管材的研制是渠灌區發展輸水灌溉中亟待解決的關鍵問題。

2現代節水農業技術研究發展趨勢

現代節水農業技術是在傳統的節水農業技術中融入了生物、計算機模擬、電子信息、高分子材料等一系列高新技術，具有多學科相互交叉、各種單項技術互相滲透的明顯特征。現代節水農業技術涉及的既不是簡單的工程節水和水管理節水問題，也不是簡單的農藝節水和生物節水問題。從支撐現代節水農業技術的基礎理論而言，需將水利工程學、土壤學、作物學、生物學、遺傳學、材料學、數學和化學等學科有機地結合在一起，以降水(灌溉)－土壤水－作物水－光合作用－干物質量－經濟產量的轉化循環過程作為研究主線，從水分調控、水肥耦合、作物生理與遺傳改良等方面出發，探索提高各個環節中水的轉化效率與生產效率的機理。另一方面，現代節水農業技術又需要生物、水利、農藝、材料、信息、計算機、化工等多方面的技術支持，來建立適合國情的技術體系。

隨著20世紀中葉以來科學技術出現的重大突破，節水農業領域中大量借助于土壤水動力學、植物生理學的理論和現代數學方法及計算模擬手段，試圖從整體上來考慮水-土-作物-大氣間的互動作用與關系，定量描述土壤-植物-大氣連續體中水分和養分運移的轉化過程，據此制定科學的水、肥調控方案，這使得對節水農業的研究已由以往單純的統計或實驗性質變為一門有著較為嚴謹的理論基礎與定量方法的科學。計算機技術、電于信息技術、紅外遙感技術以及其它技術的應用，使得在土壤水分動態、土壤水鹽動態、水沙動態、水污染狀況、作物水分狀況等方面的數據監測、采集和處理手段得到長足發展，促進了農業用水管理水平的提高，而高分子復合材料和納米材料的研制創新正在促使渠道防滲、管道灌溉、覆膜灌溉、坡面集雨等方面孕育著技術上的重大突破。

在提高農業用水的利用率和水的生產效率的節水農業技術研究中，不僅涉及到與土壤-植物-大氣系統中的界面過程，水分傳輸和系統反饋的機制，水分調控的途徑以及大氣水、地表水、地下水、土壤水轉化關系等相關領域內的前沿技術，還與利用現代高新技術對水資源、土壤水分和作物水分進行監測調控，根據作物需水規律進行精量灌溉等關鍵技術有關。為此，必須以具有學科交叉性的重大前沿性技術研究為基礎，研發與農業節水相關的重要關鍵技術，探索建立適合國情的現代節水農業技術體系。

3我國現代節水農業技術研究重點與內容

3．1現代節水農業前沿技術

圍繞作物生理需水與用水、精量控制灌溉等領域，對現代節水農業前沿技術開展原創性研究。通過對水－土－植物關系、干旱條件下植物根信號傳輸和氣孔反應的機制、干旱脅迫鍛煉對植物超補償功能的刺激等問題的研究，帶來農業節水原理與技術的創新，促進節水農業新思路的問世和源頭高技術的產生，為我國現代節水農業的發展提供基礎理論和技術儲備。

作物高效用水與生理調控技術：

（1）研究主要作物節水條件下產量形成及可視化的生產模型，獲得維持農作物較高水分生產效率的生理和生態學過程參數，提出農作物根系微生態系統水分吸收功能調控模型和水分利用整體超補償功能環境反應模型；

（2）研究不同生態區域內主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻)非充分灌溉條件下的需水量季節分布和計算模式和不同節水灌溉技術條件下的作物需水和耗水模型，提出作物水分生產函數與有限水量條件下的非充分灌溉制度，得到不同節水灌溉方式下實施非充分灌溉制度的技術；

（3）研究主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻、果樹)調虧灌溉的指標體系(最佳凋虧階段和調虧程度)，提出不同養分水平或施肥條件下調虧灌溉的模式及相應的指標，獲得作物調虧灌溉的田間實施技術；

（4）研究主要農作物(小麥、玉米、棉花、水稻)控制性分根交替灌溉的指標體系，提出不同養分水平或施肥條件下控制性分根交替灌溉的模式及相應參數，獲得不同土壤、作物下控制性分根交替灌溉的灌水技術要素最優組合設計方法及的田間實施技術；

作物需水信息采集與精量控制灌溉技術：

（1）研究作物對水分虧缺信息的感受、傳遞與信號轉導的過程，建立作物水分信號診斷指標體系，獲得利用作物莖桿變形測量診斷作物缺水狀況的新技術與新產品；

（2）研究作物水分區域分布監測技術和作物蒸騰過程快速監測技術，提出區域土壤水分空間變異性與最佳動態監測布點方式和區域土壤墑情監測預報技術，獲得土壤水分動態快速測定與預報技術及新產品；

（3）以土壤墑情監測預報、作物水分動態監測信息與作物生長信息的結合為基礎，研究運用模糊人工神經網絡技術、數據通訊技術和網絡技術建立具有監測、傳輸、診斷、決策功能的作物精量控制灌溉系統，研制開發智能化的灌溉信息采集裝置和智能化的灌溉預報與決策支持軟件。

農田水肥調控利用與節水高效作物栽培技術：

（1）以小麥、玉米、棉花等主要作物為對象，研究不同區域、種植制度、地力基礎和水資源狀況下主要作物農田養分供應與利用模式，提出不同水分條件下獲得最高水分利用效率的水分與養分最佳參數組合；

（2）研究不同灌溉方式下作物根區水分養分遷移、轉化和吸收的動力學過程，提出相應的作物根際水肥耦合循環與調控模型，獲得以提高水肥耦合利用效率為目標的田間節水灌溉技術參數的最優組合；

（3）以小麥、玉米、棉花等主要作物為對象，研究農田高效用水的作物群體時空分布特征，影響農田整體抗旱特性和水分利用效率的群體因素和調控技術；構建主要農作物高效用水群體優化結構的綜合栽培技術體系。

3．2現代節水農業關鍵技術

以田間節水灌溉、灌溉用水管理、農藝與化控節水等為重點，適當考慮干旱缺水地區特殊水源的開發與高效利用，研究現代節水農業關鍵技術，創制一批新型的農業節水新產品與新材料，促進節水農業技術水平的提升，為我國農業節水提供適合國情的實用性應用技術。

田間節水灌溉技術：

（1）研制抗堵、耐用、價廉的微灌灌水器，開發新型微灌過濾器、注肥器及系統控制設備；

（2）研究節能異形噴嘴噴頭、可調仰角及可調霧化程度的噴頭、噴灑區域為矩形的噴頭，開發適宜于園林噴灌的升降式噴灌裝置，改進扇形轉動的搖臂式噴頭，研制新型移動式輕小型噴灌機組和智能控制低壓變量自走式噴灑機組；

（3）研究土地精平標準與激光控制平地技術，開發國產激光控制平地鏟運設備和相應的液壓升降控制系統，提出與激光控制平地技術實施相配套的田間灌排工程系統模式，研究地面灌溉技術控制參數，開發田間波涌灌溉控制設備、田間多孔閘管灌溉系統和田間灌溉自動控制設備；

（4）研發適合家庭規模的可調式小型免耕坐水播種技水與設備，創制集灌水、播種、施肥于一體的新型多功能行走式局部施灌機。

灌溉系統輸配水監控與調配技術：

（1）研發水分損失小、價廉、精度高、抗干擾性強的渠系量水設備，研制具有量水和控制雙重功能的取水口量水設施、新型管道量水儀表、適合高含沙渠道采用的量水裝置等，開發經濟實用的灌區自動化量水二次儀表及設備、井灌區計量與控制用水裝置等；

（2）開發基于局域網絡、Internet網絡與RS和GPS技術相結合的灌區動態管理信息采集、傳輸和分析技術，研究灌溉系統的計算機識別技術和動態配水系統下非恒定流模擬仿真技術和水量與流量的實時調控技術；

（3）研究灌區中央控制系統自動控制技術和水力自動控制技術，開發灌溉配水系統的閘門控制模式及基于模糊控制方法的靈活方便的控制器。

農藝節水技術：

（1）以小麥、玉米等大田作物及林草為重點，應用分子標記輔助選擇、轉基因、基因聚合技術結合常規育種的方法，創制抗旱節水型、水分高效利用型的優異育種新材料，選育抗旱節水與高產優質相結合型的新品種（組合）；

（2）研究主要生態區域節水高效型的作物種植結構和適合區域特點的節水高效間作套種與輪作等種植模式，提出主要種植制度周期內農田水分高效利用技術控制要素和集成化參數，得到節水型農作制度優化技術及其量化指標；

（3）以旱地土壤水庫增容為核心，研究等高種植集雨蓄水保墑技術和田間集雨栽培技術、少耕免耕保水保肥技術、地力培肥有機旱作技術、降低田間蒸發的覆蓋保墑技術等雨水就地高效利用技術，提出旱地農田節水抗旱能力的糧草輪作技術、糧經飼作物立體種植高效用水技術等。

新型農業節水材料與產品：

（1）研究利用納米技術改進防滲材料的性能，研制新型土壤固化劑、新型復合土工膜料和填縫材料，鹽漬土和膨脹土等特殊土類渠道的專用防滲材料，開發新型保溫復合材料和環保型混凝土補強新材料，創制用于管道輸水的高分子復合材料大口徑管材和管件；

（2）研發適合旱區應用的新型低成本、高效率的坡面集雨固化土材料、綠色環保型集雨面噴涂材料、生物集雨材料和田間集雨材料等；

（3）篩選具有控制蒸騰功能的外源物質，研究植物蒸騰抑制劑，研制具有抗旱節水、防病殺蟲、高效環保等多種功能的種衣劑，開發以生物材料（藻類、纖維、沙漠植物等）或化學材料為基質的新型保水劑，創制低成本的高效多功能水土保持劑與土壤結構改良劑；

（4）研發由天然材料和改性天然材料（重點是植物纖維和淀粉類）制成的可被微生物完全分解為對環境無害物質的新型覆蓋材料，開發具有增溫、保墑、增產、無殘留的多功能液體覆蓋材料，改性和創制新型液膜等。

水源開發與高效利用技術：

（1）建立區域雨水資源高效利用技術體系和最優開發模式及智能決策系統軟件，研發適合旱區應用的新型、高效工程和生物雨水集蓄形式，提出新型集雨設施結構形式和現場成型技術，獲得雨水集蓄與高效利用工程系統設計軟件；

（2）研究低成本、節能型的微咸水開發利用技術，建立微咸水灌溉下的控制指標體系和作物灌溉制度，提出微咸水灌溉下土壤水鹽運動規律與調控技術，得到咸水與淡水混灌和輪灌的應用模式；

（3）研究再生水灌溉對土壤、地下水及作物品質的影響，提出再生水作物安全高效利用指標量化體系，開發利用再生水灌溉的不同灌水方式、再生水與潔凈水混灌或輪灌的應用技術以及不同再生水灌溉方式下的作物灌溉制度。

4現代節水農業技術研究帶來的貢獻

篇7

從廣義講，逆向工程可分以下三類：

(1)實物逆向：它是在已有產品實物的條件下，通過測繪和分折，從而再創造；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、結構、材質等多方面的逆向。實物逆向的對象可以是整機、零部件和組件。

(2)軟件逆向：產品樣本、技術文件、設計書、使用說明書、圖紙、有關規范和標準、管理規范和質量保證手冊等均稱為技術軟件。軟件逆向有三類：既有實物，又有全套技術軟件；只有實物而無技術軟件；沒有實物，僅有全套或部分技術軟件。

(3)影像逆向：設計者既無產品實物，也無技術軟件，僅有產品的圖片、廣告介紹或參觀后的印象等，設計者要通過這些影像資料去構思、設計產品，該種逆向稱為影像逆向。

目前，國內外有關逆向工程的研究主要集中在幾何形狀的逆向，即重建產品實物的CAD，稱為“實物逆向工程”。逆向工程與順向工程如下圖l所示：

2逆向工程數據測量技術

數據測量是通過特定的測量設備和測量方法獲取產品表面離散點的幾何坐標數據，將產品的幾何形狀數字化。其測量原理是：將被測產品放置于三坐標測量機的測量空間內，可以獲得被測產品上各個測量點的坐標位置，根據這些點的空間坐標值，經過計算機數據處理，擬合形成測量元素，如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等，經過數學計算的方法得出其形狀、位置公差及其它幾何量數據。高效、高精度地獲取產品的數字化信息是實現逆向工程的基礎和關鍵。

現有的數據采集方法主要分為兩大類：

(1)接觸式數據采集方法接觸式數據采集方法包括使用基于力的擊發原理的觸發式數據采集和連續式掃描數據采集、磁場法、超聲波法。接觸式數據采集通常使用三坐標測量機，測量時可根據實物的特征和測量的要求選擇測頭及其方向，確定測量點數及其分布，然后確定測量的路徑，有時還要進行碰撞的檢查。觸發式數據采集方法采用觸發探頭，觸發探頭又稱為開關測頭，當測頭的探針接觸到產品的表面時，由于探針受理變形觸發采樣開關，通過數據采集系統記下探針的當前坐標值，逐點移動探針就可以獲得產品的表面輪廓的坐標數據。常用的接觸式觸發探頭主要包括：機械式觸發探頭、應變片式觸發探頭、壓電陶瓷觸發探頭。采用觸發式測頭的優點在于：適用于空間箱體類工件及已知產品表面的測量；觸發式探頭的通用性較強，適用于尺寸測量和在線應用；體積小，易于在狹小的空間內應用；由于測量數據點時測量機處于勻速直線低速狀態，測量機的動態性能對測量精度的影響較小。但由于測頭的限制，不能測量到被測零件的一些細節之處，不能測量一些易碎、易變形的零件。另外接觸式測量的測頭與零件表面接觸，測量速度慢，測量后還要進行測頭補償，數據量小，不能真實的反映實體的形狀。

(2)非接觸式數據采集方法非接觸式數據采集方法主要運用光學原理進行數據的采集，主要包括：激光三角形法、激光測距法、結構光法以及圖像分析法等。

非接觸式數據采集速度快、精度高，排除了由測量摩擦力和接觸壓力造成的測量誤差，避免了接觸式測頭與被測表面由于曲率干涉產生的偽劣點問題，獲得的密集點云信息量大、精度高，測頭產生的光斑也可以做得很小，可以探測到一般機械測頭難以測量的部位，最大限度地反映被測表面的真實形狀。非接觸式數據采集方法采用非接觸式探頭，由于沒有力的作用，適用于測量柔軟物體；非接觸式探頭取樣率較高，在50次／秒到23000次／秒之間，適用于表面形狀復雜，精度要求不特別高的未知曲面的測量，例如：汽車、家電的木模、泥模等。但是非接觸式探頭由于受到物體表面特征的影響(顏色、光度、粗糙度、形狀等)的影響較大，目前在多數情況下其測量誤差比接觸式探頭要大，保持在10微米級以上。該方法主要用于對易變形零件、精度要求不高零件、要求海量數據的零件、不考慮測量成本及其相關軟硬件的配套情況下的測量。

總之，在可以應用接觸式測量的情況下，不要采用非接觸式測量；在只測量尺寸、位置要素的情況下盡量采用接觸式測量；考慮測量成本且能滿足要求的情況下，盡量采用接觸式測量；對產品的輪廓及尺寸精度要求較高的情況下采用非接觸式掃描測量；對離算點的測量采用掃描式；對易變形、精度要求不高的產品、要求獲得大量測量數據的零件進行測量時采用非接式測量方法。

3逆向工程數據處理技術

數據處理是逆向工程的一項重要的技術環節，它決定了后續CAD模型重建過程能否方便、準確地進行。根據測量點的數量，測量數據可以分為一般數據點和海量數據點；根據測量數據的規整性，測量數據又可以分為散亂數據點和規矩數據點；不同的測量系統所得到的測量數據的格式是不一致的，且幾乎所有的測量方式和測量系統都不可避免地存在誤差。因此，在利用測量數據進行CAD重建前必須對測量數據進行處理。數據處理工作主要包括：數據格式的轉化、多視點云的拼合、點云過濾、數據精簡和點云分塊等。

每個CAD／CAM系統都有自己的數據格式，目前流行的CAD／CAM軟件的產品數據結構和格式各不相同，不僅影響了設計和制造之間的數據傳輸和程序銜接，而且直接影響了CMM與CAD／CAM系統的數據通訊。目前通行的辦法是利用幾種主要的數據交換標準(IGES、STEP、AutoCAD的DXF等)來實現數據通訊。

在逆向工程實際的過程中，由于坐標測量都有自己的測量范圍，因此無論我們采用什么測量方法，都很難在同一坐標系下將產品的幾何數據一次完全測出。產品的數字化不能在同一坐標系下完成，而在模型重建的時候又必須將這些不同坐標下的數據統一到一個坐標系里，這個數據處理過程就是多視數據定位對齊(多視點云的拼合)。多視數據的對齊主要可以分為兩種：通過專用的測量軟件裝置實現測量數據的直接對齊；事后數據處理對齊。采用事后數據處理對齊又可以分為：對數據的直接對齊和基于圖形的對齊。對數據的直接對齊研究研究中，出現了多種算法，如ICP算法；四元數法；SVD法；基于三個基準點的對齊方法等。

數據平滑的目的是消除測量數據的噪聲，以得到精確的數據和好的特征提取效果。目前通常是采用標準高斯、平均或中值濾波算法。其中高斯濾波能較好地保持原數據的形貌，中值濾波消除數據毛刺的效果較好。因此在選用時應該根據數據質量和建模方法靈活選擇濾波算法。

運用點云數據進行造型處理的過程中，由于海量數據點的存在，使存儲和處理這些點云數據成了不可突破的瓶頸。實際上并不是所有的數據點都對模型的重建起作用，因此，可以在保證一定的精度的前提下減少數據量，對點云數據進行精簡。•目前采用的方法有：利用均勻網格減少數據的方法；利用減少多變形三角形達到減少數據點的方法；利用誤差帶減少多面體數據點的方法。

數據分割是根據組成實物外形曲面的子曲面的類型，將屬于同一曲面類型的數據成組，劃分為不同的數據域，為后續的模型重建提供方便。數據分割方法可以分為基于測量的分割和自動分割兩種方法。目前的分割方法有：基于參數二次曲面逼近的數據分割方法；散亂數據點的自動分割方法；基于CT技術的數據分割方法。

4逆向模型重建技術

在整個逆向工程中，產品的三位幾何模型CAD重建是最關鍵、最復雜的環節。因為只有獲得了產品的CAD模型我們才能夠在此基礎上進行后續產品的加工制造、快速成型制造、虛擬仿真制造和進行產品的再設計等。在進行模型重建之前，設計者不僅需要了解產品的幾何特征和數據的特點等前期信息，而且需要了解結構分析、加工制作模具、快速成型等后續應用問題。目前使用的造型方法主要有：

(1)曲線擬合造型：用一個多項式的函數通過插值去逼近原始的數據，最終得到足夠光滑的曲面。曲線是構成曲面的基礎，在逆向工程中常用的模型重建方法為，首先將數據點通過插值或逼近擬合成樣條曲線，然后采用造型軟件完成曲面片的重構造型。優點是原理比較簡單，只要多項式的次數足夠高就可以得到滿意的曲面，但也容易造成計算的不穩定，同時邊界的處理能力也比較差，一般用于擬合比較簡單的曲面。

(2)曲面片直接擬合造型該方法直接對測量數據點進行曲面片擬合，獲得曲面片經過過渡、混合、連接形成最終的曲面模型。曲面擬合造型既可以處理有序點，也可以處理散亂數據點。算法有：基于有序點的B樣條曲面插值；B樣條曲面插值；對任意測量點的B樣條曲面逼近。

(3)點數據網格化網絡化實體模型通常是將數據點連接成三角面片，形成多面體實體模型。目前已經形成兩種簡化方法：基于給定數據點在保證初始幾何形狀的基礎上，反復排除節點和面片，構建新的三角形，最終達到指定的節點數；尋找具有最小的節點和面片的最小多面體。

5展望

逆向工程的研究已經日益引人注目，在數據處理、曲面片擬合、幾何特征識別、商用專業軟件和坐標測量機的研究開發上已經取得了很大的成績。但是在實際應用當中，整個過程仍需要大量的人機交互工作，操作者的經驗和素質直接影響著產品的質量，自動重建曲面的光順性難以保證，下面一些關鍵技術將是逆向工程主要發展方面：

(1)數據測量方面：發展面向逆向工程的專用測量設備，能夠高速、高精度的實現產品幾何形狀的三維數字化，并能進行自動測量和規劃路徑；

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隨著網絡技術和應用的不斷發展,人們對網絡的依賴程度將越來越大,用戶已不再滿足于網絡連通性的要求,他們希望以更快的速度、更高的質量、更好的安全性訪問網絡。但是,隨著網絡用戶數量的不斷壯大,為網絡的日常管理與維護帶來巨大的挑戰。為了維護日益龐大的網絡系統的正常工作,保證所有網絡資源處于良好的運行狀態,必須有相應的網絡管理系統進行支撐。網絡管理系統中技術革新就顯得尤為重要,只有新技術不斷推陳出新,才能使網絡管理系統不斷向前發展。

一、網絡管理軟件技術熱點

網絡管理系統多年的發展,目前網絡管理軟件技術的熱點有以下幾個方面:

1.開放性。隨著用戶對不同設備進行統一網絡管理的需求日益迫切,各廠商也在考慮采用更加開放的方式實現設備對網管的支持。

2.綜合性。通過一個控制和操作臺就可提供對各個子網的透視、對所管業務的了解及提供對故障定位和故障排除的支持,也就是通過一個操作臺實現對互聯的多個網絡的管理。此外,網絡管理與系統管理正在逐漸融合,通過一個平臺、一個界面,提供對網絡、系統、數據庫等應用服務的管理功能。

3.智能化。現代通信網絡的迅速發展,使網絡的維護和操作越來越復雜,對操作使用人員提出了更高的要求。而人工維護和診斷往往花費巨大,而且對于間歇性故障無法及時檢錯排除。因此人工智能技術適時而生,用以作為技術人員的輔助工具。由此,故障診斷和網絡自動維護也是人工智能應用最早的網絡管理領域,目的在于解釋網絡運行的差錯信息、診斷故障和提供處理建議。

4.安全性。對于網絡來說,安全性是網絡的生命保障,因此網管軟件的安全性也是熱點之一。除軟件本身的安全機制外,目前很多網管軟件都采用SNMP協議,普遍使用的是SNMPvl、SNMPv2,但現階段的SNMP?v?l、SNMPv2協議對于安全控制還較薄弱,也為后續的SNMP協議發展提出挑戰。

5.基于Web的管理。基于Web的管理以其統一、友好的界面風格,地理和系統上的可移動性及系統平臺的獨立性,吸引著廣大的用戶和開發商。而目前主流的網絡管理軟件都提供融合Web技術的管理平臺。

二、網絡管理技術發展趨勢

通過現階段網絡管理軟件中的一些技術熱點,我們可以去展望今后在網絡管理中出現的一些新的技術,以期帶動網絡網絡管理水平整體性能的提升:

1.分布式技術。分布式技術一直是推動網絡管理技術發展的核心技術,也越來越受到業界的重視。其技術特點在于分布式網絡與中央控制式網絡對應,它沒有中心,因而不會因為中心遭到破壞而造成整體的崩潰。在分布式網絡上,節點之間互相連接,數據可以選擇多條路徑傳輸,因而具有更高的可靠性。

基于分布式計算模式推出的CORBA是將分布計算模式和面向對象思想結合在一起,構建分布式應用。CORBA的網絡管理系統通常按照Client/Server的結構進行構造,運用CORBA技術完全能夠實現標準的網絡管理系統。

2.XML技術。XML技術是一項國際標準,可以有效地統一現有網絡系統中存在的多種管理接口。其次XML技術具有很強的靈活性,可以充分控制網絡設備內嵌式管理,確保管理系統間,以及管理系統與被管理設備間進行復雜的交互式通信與操作,實現很多原有管理接口無法實現的管理操作。

利用XML管理接口,網絡管理系統還可以實現從被管理設備中讀取故障信息和設備工作狀態等多種管理數據的操作。新管理接口的采用可以大大提高管理軟件,包括第三方管理軟件與網絡設備間進行管理信息交換的能力和效率,并可以方便地實現與網絡管理系統的集成。

而且由于XML技術本身采用了簡單清晰的標記語言,在管理系統開發與集成過程中能比較簡便地實施,這樣新管理接口的采用反而還會降低整個管理系統的開發成本。

3.B/S模式。B/S模式是基于Intranet的需求而出現并發展的。在B/S模式中,最大的好處是運行維護比較簡便,能實現不同的人員,從不同的地點,以不同的接入方式接入網絡。其工作原理是網絡中客戶端運行瀏覽器軟件,瀏覽器以超文本形式向Web服務器提出訪問數據庫的要求,Web服務器接受客戶端請求后,將這個請求轉化為SQL語法,并交給數據庫服務器,數據庫服務器得到請求后,驗證其合法性,并進行數據處理,然后將處理后的結果返回給Web服務器,Web服務器再一次將得到的所有結果進行轉化,變成HTML文檔形式,轉發給客戶端瀏覽器以友好的Web頁面形式顯示出來。

在B/S模式下,集成了解決企事業單位各種網絡問題的服務,而非零散的單一功能的多系統模式,因而它能提供更高的工作效率。B/S模式借助Internet強大的信息與信息傳送能力,可以通過網絡中的任意客戶端實現對網絡的管理。而且B/S模式結構可以任意擴展,可以從一臺服務器、幾個用戶的工作組級擴展成為擁有成千上萬用戶的大型系統,采用B/S網絡管理結構模式從而實現對大型網絡管理。

4.支持SNMPv3協議。SNMP協議是一項廣泛使用的網絡管理協議,是流傳最廣,應用最多,獲得支持最廣泛的一個網絡管理協議。其優點是簡單、穩定和靈活,也是目前網管的基礎標準。

SNMP協議歷經多年的發展,已經推出的SNMPv3是在SNMPv1、SNMPv2兩個版本的基礎上改進推出,其克服了SNMPv1和SNMPv2兩個版本的安全弱點,功能得到來極大的增強,它有適應性強和安全性好的特點。

盡管新版本的SNMPv3協議還未達到普及,但它畢竟代表著SNMP協議的發展方向,隨著網絡管理技術的發展,它完全有理由將在不久的將來成為SNMPv2的替代者,成為網絡管理的標準協議。

三、結語

隨著計算機技術的日新月異,網絡管理技術也會隨著各種新技術的運用而不斷向前進步,從而為眾多的網絡提供方便、快捷和有效的管理。

參考文獻:

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1前言

數據庫存放著大量的應用系統信息，其安全性、數據的完整性是整個信息統統得以穩定運行的關鍵。應用系統用戶通過用戶名和密碼訪問數據庫，數據庫通過接收請求返回信息給使用者。一旦數據庫存在安全漏洞，且發生了安全事故，影響將無法預計。因此應高度重視數據庫的安全與維護工作，只有數據庫穩定運行，整個信息系統才能變得穩定、可靠。

2安全現狀

目前幾乎所有的數據庫都需要依托網絡進行訪問，因此又被稱為網絡數據庫，而網絡中存在大量各種類型的安全隱患，如網絡漏洞，通信中斷，*客攻擊等，同時數據庫本身運行過程中也會出現如數據丟失，數據損壞等種種問題，因此數據庫在運行過程中時刻面臨著各類風險。根據上面的描述，可以將數據庫安全現狀劃分為以下兩類：

（1）外部風險，即網絡中的各類安全隱患。*客的攻擊，網絡的中斷往往會導致數據庫信息被篡改，或者數據不完整，從而無法保證數據的可靠性和真實性；

（2）內部風險，即數據庫故障或操作系統故障。此類風險會導致數據庫系統不可用，同時數據的完整性會遭到破壞，在沒用數據備份的情況下，經常會出現數據不可用的情況。目前數據庫的使用已經非常普遍，各個行業對數據庫的依賴程度也日益增加，對于諸如金融、保險等行業，對數據庫的安全已相當重視，但是在其他行業中，對數據庫安全防范的重視程度仍然不夠，常常導致了一些不可挽回的損失。針對數據庫安全的現狀，需要我們在信息系統管理中，采取相應措施，建立相對安全的運行環境，保障數據庫的穩定運行，從而使信息系統更好地發揮其應有的作用。

3安全技術

目前主要的數據庫安全技術主要有以下幾類：

1）防火墻防火墻的是防止外部網絡攻擊非常有效的手段，大多數*客對數據庫的攻擊輕易地被防火墻所阻隔，從而實現了重要數據與非法訪問之間的隔離。防火墻技術被廣泛應用于網絡邊界安全，它采用的是訪問控制的安全技術，用于保護內網信息安全。防火墻部署在數據庫與外網之間，可以掃描經過它的網絡通信，從而實現對某些攻擊的過濾，防止惡意操作在數據庫上被執行，另外防火墻還可以關閉不必要的端口，減少不必要的訪問，防止了木馬程序的執行。防火墻還可以禁止來自其他站點的訪問，從而杜絕了不安全的通信。目前的防火墻類型主要分為硬件防火墻和軟件防火墻。信息系統應根據數據庫系統的特點，選擇合適的防火墻類型。

2）數據庫審計數據庫審計是指記錄和監控用戶對數據庫系統的操作，包括訪問、增加、刪除、修改等動作，并將這些操作記錄在數據庫升級系統的日志或自身數據庫中，通過訪問數據庫審計記錄，可以找到數據庫發生狀態變化的原因，并可定位到具體用戶、具體操作，從而實現責任追查。另外，數據庫管理者通過檢視審計日志，可以發現數據庫中存在的漏洞，及時補漏。因此，部署一套有效的數據庫安全審計系統，加強對數據庫操作過程的監管力度，挺高數據庫的安全性，降低可能發生的風險，是非常有必要的。

3）數據備份從計算機誕生起，人們就意識到了備份的重要性，計算機有著人腦所不能及的處理能力，但有時候它有非常脆弱，任一部件的損壞，就容易導致計算機的宕機，而伴隨著可修復的硬件故障的，確實無法修復的數據丟失，這時就需要用備份數據來恢復系統。數據備份，就是把數據復制到其他存儲設備上的過程。在信息系統的不斷更新的過程中，也產生了多種備份類型，有磁帶、光盤、磁盤等等。作為數據庫管理者，同時還需要制定切實有效的備份策略，定期對數據進行備份。

在備份系統的設計中，以下三個因素應當被重點考慮：

1）日常使用中，應盡可能保證數據庫的可用性；

2）如果數據庫失效，盡可能縮短數據恢復時間；

3）如果數據庫失效，盡可能減少數據的丟失。如果能很好地做到以上三點，將大大提高數據的可用性和完整性。

4）用戶認證用戶認證是訪問數據庫大門的鑰匙，要想與數據庫進行通行獲取數據，首先要得到數據庫用戶認證系統的認可，這是一種簡單有效的數據庫安全管理技術，任一位數據庫使用者必須使用特定的用戶名和密碼，并通過數據庫認可的驗證方式的驗證，才能使用數據庫。而用戶對數據庫的操作權限，訪問范圍需要在認證系統的控制下安全進行。用戶認證系統不僅定義了用戶的讀寫權限，同時也定義了用戶可訪問的數據范圍，通過全面的安全管理，使得多用戶模式下的數據庫使用變的更加安全、可靠。

5）數據庫加密數據庫如不僅過加密，*客可直接讀取被竊取的文件，同時管理人員也可以訪問庫中的任意數據，而無法受限于用戶權限的控制，從而形成極大的安全隱患。因此，數據庫的數據在傳輸和存儲過程中需要進行加密處理，加密后的數據即使被且須竊取，*客也無法獲得有用的信息。由于數據庫大都是結構化設計，因此它的加密方式必定與傳統的文件加密不一樣。數據庫的傳輸過程中需要不斷的加密，解密，而這兩個操作組成了加密系統。從加密的層次上看，可分別在操作系統層、數據庫內層和外層上實現。另外，加密算法的選擇主要包括：對稱加密、非對稱加密和混合加密。通過對數據庫的加密，極大地提升了數據的安全性、可靠性，奠定了數據庫系統的安全基礎。

4結束語

數據庫在信息系統中處于核心地位，隨著信息化技術的不斷發展，針對數據庫的攻擊手段也在不斷地進行著更新，層出不窮的數據庫安全事件告訴我們，針對數據庫安全的研究仍然任重而道遠，這不僅需要管理者采用各種新技術來保護數據庫的安全運行，也需要管理者在日常管理和維護中，制定完善的數據庫使用規范，提高自身的安全意識，才能最大程度保證數據庫系統持續、穩定地運行。

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我們知道，工程勘察設計成果的主要表現形式之一是各類圖件，所以又有圖紙是工程師的語言的尊稱。工程圖紙的繪制早已計算機化，這不用多說了。唯一要多羅嗦的是我們一般地將計算機輔助設計(CAD)就直接當成計算機制圖來理解，并且直呼CAD制圖，這稍微狹隘了一些，但既然已經成為了習慣約定，我們這里所提及的CAD制圖就暫且理解為狹義CAD。

在傳統的工程勘察內業整理工作中，地質制圖花去了地質師的大量時間和精力，因此CAD在工程勘察中的應用成為工程勘察信息化的重中之重，這是毋庸置疑的。國內工程地質計算機制圖也已經走過了二十余年的探索和應用歷程，現在誰要是還不能應用計算機繪制地質圖件，那是找不到飯碗的，可見計算機地質制圖的普及和應用程度也已經達到或者說早已達到了生產應用的水平。本次會議的代表和廠商，關于CAD技術的發言占了較大比例。

關于工程地質計算機制圖，我們甚至可以說，凡是思考過此類問題的地質師，最后都會不約而同地走到三維制圖這樣的思路上來。為什么會如此的殊途同歸，我想主要有兩點，一是主觀為自己，二是客觀為他人。為自己簡化繁鎖的制圖過程，建立了三維地質模型，其他切制剖面圖平截圖的事情就可以隨心所欲了！為他人主要是指地質圖件在提供給其他專業使用的過程中，在表達上難以讓非地質專業的技術人員理解，特別是一些地質結構面的空間組合關系，有時我們自己都不一定能分析透徹，雖然可以用類似于赤平投影這樣的工具來表達，但仍然并不直觀，一些影響到工程建筑物的布置和穩定的地質缺陷體，很難在二維圖上真實地反映出來。顯然，計算機三維地質建模是地質、設計、施工等專業都迫切需要的，也是工程科研所需要的，在進行工程三維穩定分析計算時甚至是必不可少的。

2三維軟件的發展與應用簡述

2.1CAD技術的四次革命

被稱為四次CAD技術革命的驅動器實際上就是三維問題的提出與解決方案的形成。

20世紀60年代出現了三維CAD系統的雛形；20世紀70年代，法國人提出了貝賽爾算法，使得在用計算機處理曲線及曲面問題時變得可以操作；法國達索（Dassault）公司推出了著名的三維曲面造型系統CATIA，導致了第一次CAD技術革命。CATIA被稱為貴族化的曲面造型系統，據有關資料介紹，當時在國內租用一套CATIA的年租金需15～20萬美元。

20世紀70年代末到80年代初，美國SDRC公司在當時星球大戰計劃的背景下，由美國國家航空及宇航局（NASA）支持，在CAD技術方面進行了許多開拓性研究，了世界上第一個完全基于實體造型技術的大型CAD/CAE軟件──I-DEAS。由于實體造型技術能夠精確表達機械零件的全部屬性，在理論上有助于統一CAD、CAE、CAM的模型表達，給設計帶來了驚人的方便性，因而被稱之為CAD發展史上的第二次技術革命。

CAD發展史上的第三次技術革命，是1986年美國參數技術公司PTC（ParametricTechnologyCorp.）推出的Pro/Engineer參數化軟件，又稱為參數化造形設計，第一次實現了尺寸驅動零件設計修改。進入20世紀80年代后期至90年代初，參數化技術更為成熟，幾乎成為CAD業界的標準。PTC先行擠占低端的AutoCAD市場，繼而進入高端CAD市場，與CATIA、I-DEAS、CV、UG等群雄逐鹿，并在CAD市場份額排名上已名列前茅。

由于參數化技術尚有許多不足之處，全尺寸約束的設計思路干擾和制約了設計者創造力及想象力的發揮，為此，美國SDRC公司于1993年推出了全新體系結構的I-DEASMasterSeries軟件，提出了更為先進的實體造型技術---變量化技術，又稱變量化造型設計，從而驅動了CAD技術發展的第四次革命。

2.2國產CAD系統的雄起

國內著名自主產權的CAXA系統，當前的宣傳口號為“創新設計”，同樣聲稱代表了CAD技術發展的第四次革命。該系統由北京航空航天大學研發，經過十多年持續不斷的投入和市場實踐，獲得了國家有關部門的重點支助，技術上已經相當成熟。2002年科技部在863計劃重中之重的“三維CAD系統”項目上采用了全新的研發和產業化機制，由CAXA牽頭，組織清華英泰、江蘇數字化設計制造中心、浙江大學、武漢開目、武漢天喻、陜西省CAD中心（西工大）和上海宏正等國內8家CAD廠商聯合承擔，實現了優勢互補、資源共享、多家合作、廣泛參與的“中國制造業信息化CAD產業技術聯盟”。CAXA突出了以創新設計取代參數化設計，讓設計者從三維空間直接進行產品構思和創意。CAXA已成功銷售正版軟件超過10萬套（其中3D軟件超過1萬5千套，CAM軟件超過1萬2千套），正在航空、航天、核工業、船舶、石油、化工、汽車、鐵路、電力、電子、家電、通信等眾多制造行業中被廣泛應用（請讀者注意：這里已經聲明了“制造行業”，其他工程行業好象還是AuotCAD一統天下），在國內CAD/CAX市場占有率穩居第一，被指定為國家制造業信息化三維CAD認證培訓的應用平臺之一。

2.3在中國CAD領域的AutoCAD和MicroStation

美國Autodesk公司1982年推出AutoCAD，很快進入中國市埸，又很快在國內CAD領域占據了具有類似于Windows操作系統一樣的統治地位。早期的AutoCAD沒有三維功能，直到1990年推出AutoCADR11版之后，提供了AME模塊來實現積木式立體繪圖，才使得三維制圖成為可能。AutoCADR13以后的版本，不再以AME模塊形式而是直接在AutoCAD中提供三維功能。到了AutoCAD2000，新提供了三維動態旋轉功能，在用戶指定的自由方式下連續旋轉三維實體，增強了三維可視化效果。AutoCAD的三維功能經過十多年來的不斷版本升級，最新的AutoCAD2005（2005年5月起，網上已經有了AutoCAD2006的下載版）在三維制圖功能方面已經達到了較高水準，可以實現復雜實體三維建模的要求。

美國Bentley公司的MicroStation是市場上僅次于AutoCAD的大型CAD系統。MicroStation的三維功能較AutoCAD的三維功能更為強大，并且還在AutoCAD三維功能之初的20世紀90年代初期，就已經可以代表當時三維建模的先進水平。而MicroStation在市場上的命運，很有點類似于IBM優秀操作系統OS/2，當年OS/2比Windows先進穩定，但卻在市場運作上很快就被微軟打敗；MicroStation在中國市場的占有率遠遠低于AutoCAD，以至于在國內CAD應用領域熟悉的人不多，使用的人更少。

國內為了打破AutoCAD一統天下價格居高不下的局面，于2003年12月5日由中國勘測設計協會向全國各行各業的勘測設計協會發了一個推薦函：中設協字（2003）第53號“關于在勘測設計行業推薦使用MicroStationPowerCAD軟件的通知”，團購價300/套。此舉措在國內工程勘測設計行業產生了一定影響，這兩年MicroStation的用戶也就逐漸多了起來。

2.4其他三維軟件

1996年在北京第三十屆國際地質大會科學展覽會上，美國、法國、加拿大、以色列等國家的一些優秀的三維地質建模軟件紛紛亮相（我們已經在一些文章中向讀者作過介紹）。此類軟件當時和后來在國內石油勘探系統用得較多，效果很好。此類軟件由于系統龐大，要求計算機性能很高，對用戶的使用水平要求也很高，在除了石油勘探系統之外的其他勘測行業很少引進。另一個根本性的原因恐怕還是此類軟件價格昂貴，一般性土建工程勘察沒有必要，就是較為復雜的水庫大壩工程地質勘察也不一定消受得起。而石油勘探則完全不一樣，打一口石油鉆井的費用數千萬元，用高檔計算機輔以高水平的三維分析軟件以確定鉆井井位，則是很有必要的。

國內外還有一些GIS系統，也提供不同需求層次的三維功能。國內工程地質界早有人自編三維建模軟件，也有能解決一般性實體建模問題的，但都尚未能形成氣候，真正用于工程實際三維實體建模的實例尚不多見。一些宣稱三維應用的實例多為地形模型，實際上是一張地形表皮而不是地質實體，也就是動畫一下使平面地形圖站立起來看上去易于理解而已。

2.5三維軟件行業應用的傾向性

總觀以上所列三維軟件系統，可以明顯地看出行業應用的傾向性。CATIA、I-DEAS、CV、UG和國產CAXA等系統，主要支持者和用戶群在宇航、飛機、汽車、機械等制造業；三維地質建模軟件多用于石油勘探業。這些行業的經濟實力最雄厚，支持力度最大，研發力量最強，應用水平很高。AutoCAD和MicroStation均屬于成功市場化的通用CAD系統，其用戶主要在工民建、水利水電、能源交通、港航等工程勘測設計行業，其支持力度也主要是這些行業的龐大用戶群。

以上我們對三維軟件進行行業應用劃分只是一個相對概念，制造業用AutoCAD，土建用CAXA也是常見的，就像客車也可以裝貨貨車也在載人一樣。

2.6CAD軟件的二次開發

一般較為成熟的有一定市場的CAD平臺，都要為用戶提供二次開發工具（編程語言、與其他語言的接口等）。AutoCAD提供了LISP、ObjectARX、VBA；MicroStation提供了MicroStationBasic和VBA；CAXA用C++開發，很自然地提供了與C++和VC++的接口。另外，各CAD廠商之間對圖形文件格式、數據交換標準等技術問題，有些不成文的默契或轉換工具，誰的市場份額最大誰就具有最大的發言權，誰就有可能成為事實標準。例如AutoCAD的DWG文件格式，MicroStation、CAXA等CAD系統都能與此兼容。

由于行業應用各具特色，許多用戶都要在選定的CAD平臺上進行二次開發，國內許多行業CAD應用軟件提供商也多為二次開發的應用系統。例如國內名氣較大的理正軟件研究院所提供的工程勘察CAD系統、水利水電行業的許多勘測設計CAD系統，都是基于AutoCAD的二次開發。當然，高手用戶也有根本不用二次開發軟件的，直接就在AutoCAD、MicroStation等CAD平臺上完成自己的設計和制圖任務。

3三維地質建模的新思路

三維地質建模有難度，也存在一些誤區。走出誤區需要新思路。

3.1三維地質建模的誤區

工程地質界對于三維地質建模的追求已經許多年了，早在非窗口化非圖形化的DOS時代，國內就有許多人探索過。由于當年計算機硬件和軟件功能的局限性，這樣的探索是有意義的但卻注定了沒有多少實際效果，因此也就一直達不到工程實用的水準。我們在追求三維地質建模的過程中也曾經存在過一些誤區，例如早先我們有些貪大求全，總希望將一個樞紐工程區（例如壩址區）的三維地質體全部搬到計算機上，這樣的誤區實際上導致了三維地質建模走進了死胡同！對于構造不發育地質條件簡單地區，問題不大且早就有人這樣做了（例如建于土質地基上的火電站、近于水平地層的一些工程）。而對于存在較為復雜的褶皺構造、斷裂構造、侵入體等地質條件區，就顯得相當困難。原因在于建模的范圍太大，所需要的地質信息量太大，計算機的性能有限，軟件處理功能不夠，當然還有若干其他技術和非技術的原因，一直困繞著三維地質建模的工程應用。

3.2走出三維地質建模的誤區

探索多年卻走不出誤區，這不但是探索者的困惑，也是行業發展和專業應用的尷尬。由于地質三維問題意義重大難度也大，一些難以用數學模型來準確表述的空間非規則的面、多個非規則面在空間的組合與切割關系以及它們所組成的空間實體的計算機描述，深深地吸引著眾多探索者的興趣和志向，時不時地，我們還可以從不同的消息面上了解到聲稱解決了地質三維建模問題的夸張性廣告詞式的報導或自我介紹，甚至還有高校或科研單位的研究人員上門宣傳自己對三維建模問題的解決方案。這里，筆者暫時放棄對眾多三維愛好者和探索者們研究成就的深入報導，而轉向對以應用為先解決工程實際問題為重的解決方案的評述，看看是不是可以走出地質三維建模的誤區。

在本次勘察信息化壇上，中國水電顧問集團北京勘測設計研究院的徐春才高工向會議展示了近年來他們在AutoCAD平臺上實現三維地質建模的最新成果，立即吸引了代表們的眼球，被筆者稱為本次論壇上的CAD技術亮點之一。

徐春才的探索是務實的。首先他對工程界最為流行的AutoCAD的三維功能進行了較為深入的研究，界定了充分利用AutoCAD本身提供的三維功能去實現三維地質建模的基本思路；其次是選用合適的編程語言開發出一些AutoCAD并不具備的三維地質建模輔助工具，以實現建模意圖。

徐工更為可取的務實思路是根據工程需要去考慮做“局部”模型還是建“整體”模型。例如地下洞室區的地質體，是最為令地質師和設計師都很頭疼的地下空間，做出這一工程區域的三維地質實體模型，最需要表達的是巖性（地質勘察的首要任務）、各主要地質結構面的空間組合（通過地表測繪、探硐和鉆孔等勘探手段可以勘察到一定精度）、建筑物與地質實體之間的空間關系等。實現了這樣的實體模型，可以說基本上就已經大功告成了（圖1）。其他諸如組合塊體分析、穩定計算、地應力方位、建筑物空間位置根據地質條件的調整、地質缺陷的加固處理、實體的任意旋轉與任意剖視等等，都將在此模型基礎上獲得有效解決。又如對于某一塊需要深入研究的邊坡、壩基等，都可以做出“局部”三維地質模型以滿足工程需要。而需要做整體的地方，例如水庫庫區做出一個三維的庫盆，將大壩實體（確定性問題做起來很容易）放上去之后，根據水位的升降來計算庫容量，或計算開挖體積等等。這種“整體”只需具有三維的地表特征屬性就可以了，當然也可以把壩址區主要構造等條件放上去，就可以基本滿足全工程區的一般性切圖的需要（圖2）。更進一步地，如果地質資料足夠，工程需要，按照以上思路在AutoCAD平臺上構建出壩址區整體三維地質模型，在技術上也是可行的。

3.2三維地質建模新思路是可行的

（1）軟件平臺的可行性

徐工在AutoCAD平臺上成功地實現了三維地質建模，說明現有流行CAD平臺均是可行的。如果還有人在MicroStation、CAXA等CAD平臺上進一步探索，筆者相信同樣可以成功。此類CAD平臺雖然沒有直接提供構建三維地質模型工具，但可以充分利用這些平臺構建各類曲面和實體的功能，巧妙地應用這些功能的有效組合，輔以其他編程語言開發出特殊問題的解決工具，成功就在眼前。

（2）工程需求的可行性

三維地質建模一定要根據工程需求來構建。一般來說，那些短平快的中小工程，幾張二維地質圖足以滿足需要，當然沒有必要去建三維地質模型。還有一些簡單工程，例如一段堤防、渠道、中小規模的閘涵等，也沒有建模必要。真正需要構建三維地質模型的是一些大型樞紐工程的大壩區、高邊坡區和洞室區等，可以按照工程需求分局部和整體、急用先建、先粗后細的原則來考慮。工程需求并非貪大求全，只須滿足要求即可。

（3）技術路線的可行性

在成熟的軟件平臺上做自己想做的事，其技術路線不存在根本性問題。三維軟件經過數十年的發展，業已相當成熟。我們需要提倡的是像徐工那樣的務實精神，消化現有軟件功能，擴展應用領域，走務實技術路線。

（4）技術力量的可行性

生產第一線的地質師不會用計算機的狀況已經一去不復返了。不過要求地質師們都達到徐工那樣的水平又是不現實的。客觀地說，通過不斷學習和應用實踐，將涌現出高水平的地質計算機應用人才，這就是我們所需要的工程勘測設計的技術力量。

4國內自主產權的勘察CAD

在本次勘察信息化論壇上，深圳市勘察研究院介紹了他們開發的自主產權的“勘察e”數字化勘察信息處理軟件（以下簡稱：“勘察e”），同樣吸引了眾多專家代表們的強烈關注，被筆者稱之為又一個CAD技術亮點。

“勘察e”具有CAD功能（其他信息管理等功能本文不議），不基于任何其他CAD平臺，因此我們又稱其為自主產權勘察CAD。熟悉CAD的朋友們都知道二次開發，本文前已贅述。我們也都知道，各行各業都在用的AutoCAD，一套正版本要價一萬元以上（還是在其他CAD擠壓降價后），雖然正版化已經叫了多年，但用非正版AutoCAD的還是大有人在。近年來媒體報導勘測設計單位被Autodesk公司聘請的偵探查盜版害得好苦，動不動罰款上百萬元。國內AutoCAD的商也公開或非公開地四處安置舉報人員，搞得某些用戶們真不敢掉以輕心。如果有自主產權價廉物美的勘察CAD軟件，勘察單位是愿意接受的。想想看，我們使用中的許多基于AutoCAD上進行二次開發的軟件系統，一旦離開了AutoCAD平臺就等于廢物！因此早有專家擔憂，我們的信息化一是被掛在微軟Windows操作系統的戰車上，二是被AutoCAD牽著鼻子，如果有一天微軟戰車拋錨Autodesk公司翻臉，我們的信息化就將全線崩潰化！不知道這是不是危言聳聽！

在本次會議期間，筆者與“勘察e”的開發者蔣鵬博士初步交流，深受這些有識青年創新勇氣的感染。“勘察e”的CAD功能在其技術含量和輔助設計方面還不能與AutoCAD等流行CAD平臺相提并論，但他們關于勘察方面的專用功能卻是可以基本滿足專業應用要求的，其中一些關于專業用戶可以靈活定制的功能，流行的權威CAD并不具備。另外，該系統也作了一些簡單三維的研究，例如輸出地層透視圖，進行地層層面及鉆孔柱狀圖的迭加、動態顯示等。“勘察e”系統的圖形文件與AutoCAD兼容。系統用C++開發，自然提供C++、VC++技術接口，你也可以在此基礎進行自己喜歡的二次開發。

“勘察e”是個新生兒，技術上尚不如人，但卻有特色，有發展前景，因此筆者看好這樣的未來亮點。其實，工程勘察在使用AutoCAD、Microstation等通用CAD軟件時，有許多的功能我們或許永遠也不會用上，就像我們在使用最常用的Word、Excell等軟件時，不同的用戶側重于自己使用的那一部分，誰也不會去折騰與自己應用無關的功能。既然如此，工程勘察CAD完全可以也完全應該根據自己專業的需求，開發出滿足專業應用的CAD系統。只要按照軟件開發的兼容性要求，在文件格式、數據格式、軟件接口等等方面做好與其他CAD平臺的信息可交換性，也應該是大有前途的。

5結語

CAD技術經過數十年來的發展，目前在國內市場上流行的具有強大用戶群的AutoCAD、CAXA和Microstation等系統，幾乎歷經千錘百練，功能強大，技術成熟，開發實力雄厚，是CAD軟件的龍頭老大。在這些平臺基礎上進行專業特色需求的二次開發，是許多CAD軟件廠商的無奈選擇，也是許多用戶的無奈選擇。既然如此，認真消化和用好這些流行系統，完全可以解決工程界最為復雜的三維地質建模問題。

“勘察e”一類的自主產權專用系統是有前途的。如果國內CAD軟件都只在別人基礎上作二次開發，一棵樹上吊死是十分危險的！但大家都來做“勘察e”則又大有重復開發的嫌疑。可取的是大家互相支持團結起來共同開發“勘察e”，也許就能走出重復開發的誤區。這里最大的支持應該是用戶，而用戶也需要行業引導。當然如果有類似于CAXA這樣的高校和國家的支持，“勘察e”也可以成為勘察行業的龍頭老大。

參考文獻：

[1]陳文賢,吳志銘編著.AutoCADAME立體繪圖高手.北京:學苑出版社.1994年.

[2]尚鳳武主編.CAXA創新三維CAD教程.北京:北京航空航天大學出版社.2004年11月

[3]于鵬,等.CAXA實體設計XP—建筑三維CAD標準案例教程.北京:北京航空航天大學出版社.2003年8月.

[4]楊滔,路遙,范云等編著.中文版AutoCAD2004.北京:電子工業出版社.2003年10月.

[5]CAD技術發展歷程概覽.

[6]陳伯雄.對CAD技術的看法.

[]孫家廣.廣義CAD技術發展歷程.

[7]韋港.第三十屆國際地質大會展出的計算機三維地質模型軟件.工程地質計算機應用,1997年第2期.

[8]韋港,任鳴春.CAD應用軟件的新動向.工程地質計算機應用,1997年第3期總第6期.

[9]韋港.三維實體地質模型在計算機上的實現.水力發電,1996年第4期.

[10]韋港.工程地質計算機應用技術的六大課題.計算機世界報,2000年1月24日.