摘要：近年来,湿度传感器在食品安全、土壤监测等领域的应用引起了广泛关注。传统湿度传感器具有稳定性好、灵敏度高等优点,但大部分湿度传感系统通常采用有线连接和外接庞大设备来将湿度信号转换为可识别的波形,无法对湿度信息的变化进行实时的可视化监测。将湿度信息直接转换为肉眼可观测的颜色信号为上述问题提供了一种理想解决方案。本研究将湿度传感器与电致变色器件集成一体来制备智能可视化湿度指示系统,通过将湿度信号转换为电压信号来驱动电致变色器件(Electrochromic devices,ECDs),从而实现系统稳定可逆的颜色变化。采用三氧化钨(WO3)作为负极、锌箔(Zn)作为正极制备的ECDs会根据湿度传感器的输出电压的变化来转变不同的工作状态,从而产生肉眼可观测的颜色信号。采用紫外-可见分光光度计与电化学工作站对ECDs的电化学性能以及电致变色性能进行研究和表征。随后,通过示波器和湿度发生平台对调理电路性能进行分析。结果表明:智能电致变色型湿度指示器具有良好的稳定性和快速的响应性能,其中,着色时间与褪色时间仅为7.5和4.5 s,并且在300个循环后,光学调制幅度(ΔT)与初始值相比基本保持不变(保持率可达95%以上)。因此,这种设计新颖、结构简单的可视化湿度系统在人工智能、智能农业等领域具有广阔的应用前景。

摘要：中国黄土高原地区农业灌溉面积较大,使得地下水位显著上升。在甘肃省黑方台地区,因灌溉引起的黄土滑坡灾害达几十起,通过野外调查和数值模拟对黑方台滑坡灾害与地下水的响应规律进行研究。黑台地区滑坡具有明显的地貌演化特征,在此基础上,建立黑台水文地质数值模型。模拟结果表明,黄土泥流型滑坡的发生会影响地下水系统的边界条件,通过不断扩大的渗透面增加黑台地下水系统的排泄量,同时,因为塬面面积的变小进而减小地下水系统总的补给量。在给定的补给量的条件下,黑台地下水位首先随着滑坡的持续发生达到峰值,然后降低到接近2004年的水位,达到近似稳定状态,此时滑坡的累计体积达到了4600万m3。考虑到2004年的地下水位仍然高到足够引发泥流型滑坡灾害,此时黑台的塬面面积将会减少至7.8km2以下。如果不采取有效的措施,滑坡还会继续发生,研究区的滑坡灾害风险将会持续很长时间。