灌溉排水新技术形成性考核册答案

灌溉排水新技术 形考作业一答案 一、问答题

1、水对作物的生理作用主要表现在哪些方面？

答：水对作物的生理作用，主要表现在以下5个方面：细胞原生质的重要成分、光合作用的重要原料、一切生化反应的介质、溶解和输送养分、保持作物体处于一定形态。

2、土壤水的总势能包括哪些分势？

答：土壤水的总势能是对应力场的各分势的总和，各势分述如下：重力势，由重力场引起水势的变化、压力势，是由于压力场中压力差的存在而引起的、基质势，是由固相基质的吸引力和毛管力造成的、溶质势，是由土壤溶液中各种溶质对水分子的吸附作用而产生的，其恒为负值。

3、常用的三种分阶段考虑的水分生产函数数学模型如何表达？ 答：常用的三种分阶段考虑的水分生产函数模型： 1) 加法模型

n?ET?ETa?Ya?1???i?m? YmETi?1m??2) 相乘函数模型

?in?ET?Ya???a? Ymi?1?ETm?i3) 积和综合模型

2n2nn??Moi?Mi???Moi??Y???1?????????i ?Yai?1??Moi???Mai???

4、如何确定泡田定额？

答：泡田期的灌溉用水量（泡田定额）可用下式确定： M1?0.667(h0?S1?e1t1?P1)

M1——泡田期灌溉用水量，m3/亩； h0——插秧时田面所需的水层深度，mm；

S1——泡田期的渗透量，即开始泡田到插秧期间的总渗透量，mm； t1——泡田期的日数；

e1——t1时期内水田田面平均蒸发强度，mm/d； P1——t1时期内的降雨量，mm；

二、选择题

1、土壤含水量对作物各种生理活动的影响是不一致的，土壤水分的减少对以下各项活动影响程度排序正确的是（ a ）。

a. 生长>蒸腾>同化；b. 生长>同化>蒸腾；c.蒸腾>生长>同化；d. 同化>生长>蒸腾。 2、土壤含水量减小时，以下哪些项有所提高（ ac ）。

a.蛋白质含量；b. 脂肪含量；c. 纤维质量；d. 碳水化合物。

3、取土样，装入10g重铝盒中，称其质量为50g，放入烘箱烘干后质量为40g，则土壤质量含水率为（ c ）。 a. 20％；b. 25％；c. 33.3％；d. 40%。

4、衡量作物蒸腾作用强弱的表示方法有（ bcd ）。 a.腾发量；b. 蒸腾速率；c. 蒸腾效率；d. 蒸腾系数。 5、农业生产上对作物最有效的土壤水分是（ c ）。 a. 吸湿水；b. 薄膜水；c. 毛管水；d. 重力水。

6、SPAC系统中的水容包括（ abcd ）。

a. 土壤水容；b. 根系水容；c. 茎水容；d. 大气水容。

7、当土壤含水量降至植物因水分亏缺而发生永久凋萎时，土壤含水量称为（ ad ）。 a. 永久凋萎含水量；b. 最大吸湿量；c. 毛管持水量；d.凋萎系数。 8、相同条件下，土壤中有效含水量最多的是（ c ）。 a. 粗砂土；b.细砂土；c. 壤土；d. 黏质土。

9、确定土壤计划湿润层深度的主要因素为（ abc ）。

a.根系活动层深度；b.土壤性质；c. 地下水埋深；d. 有效降雨量。 10、以下对于非充分灌溉表述正确的是（ bc ）。

a. ETa=ETm；b. ETa

三、专业术语与名词解释 1、土壤水分特征曲线

答：土壤水吸力或土水势（通常为基质势）是随土壤含水量而变化的，其关系曲线称为土壤水分特征曲线或土壤持水曲线。 2、毛管水

答：当土壤孔隙小到足以产生液－气界面的凹形弯月面时，便会发生毛管现象。存在于毛细管中的水，称为毛管水。 3、重力水

答：超过田间持水量的水分由于不能为毛管力保持，在重力作用下，沿着土壤中大孔隙向下渗透至根区以下，这种水分叫做重力水。 4、土壤水分有效性

答：土壤水分的有效性是指土壤水分是否能够被作物利用及其被利用的难易程度。

5、田间持水量

答：毛管悬着水的最大含量称为田间持水量

四、计算题

1、答：土块含水率：

W水重?W湿土?W干土4?100%??100%?18.2％

W干土22还需加入的水：

W水?W干土?25％－4?22?25％-4=1.5g

2、答：Wt?W0?Wr?P0?K?M?ET

W0?667?H?0/?水＝667?1.46?0.5?0.217/1?105.66m3亩 Wr?0

P0??P?0.8?8.9?7.12mm?7.12?1000?10.67m3亩

667K?0 M?0

ET?9m3亩

Wt?105.66?0?10.67?0?0?9?107.33m3亩

3、答：计算步骤 1)

根据各旬的计划湿润层深度（H）和作物所要求的计划湿润层内土壤含水率的上限（?max）和下限

（?min），求出土层（H）内允许储水量上限（Wmax）及下限（Wmin），绘于图上（Wmax?667nH?max,Wmin?667nH?min）。

2)

绘制作物田间需水量（ET）累积曲线，由于计划湿润层加大而获得的水量（Wr）累积曲线、地下水

补给量（K）累积曲线以及净耗水量（ET?Wr?K）累积曲线。 3) 4)

根据设计年雨量，求出渗入土壤的有效降雨量P0，逐时段绘于图上。

自作物生长初期土壤计划湿润层储水量（W0）逐旬减去（ET?Wr?K）值，即自A点引直线平

行于（ET?Wr?K）曲线，当遇有降雨时再加上有效降雨量P 0，即得计划湿润土层实际储水量（W）曲线。5)

当W曲线接近于Wmin时，即进行灌水。灌水时期除考虑水量盈亏的因素外，还应考虑作物各发育阶

段的生理要求，与灌水相关的农业技术措施以及灌水和耕作的劳动组织等。灌水定额的大小要适当，不应使灌水后土壤储水量大于Wmax，也不宜给灌水技术的实施造成困难。灌水定额值也像有效降雨量一样加在W曲线上。

6) 如此继续进行，即可得到全生育期的各次灌水定额、灌水日期和灌水次数。 7)

生育阶段 起讫日期 天数 计划湿润层深度/m 需水模系数/% 阶段需水量 每日需水量 最大含水率 最小含水率 允许储水量上限 允许储水量下限 计划湿润层加大而获得的水量 0.00 7.23 7.23 7.23 幼苗期 21/4～15/6 56 0.5 10.5 33.64 0.60 0.319 0.191 45.18 现蕾期 16/6～13/7 28 0.6 31 99.32 3.55 0.319 0.191 54.21 结铃期 14/7～26/8 44 0.7 46.5 148.99 3.39 0.319 0.191 63.25 叶絮期 生育期灌溉定额M2??mi，mi为各次灌水定额。

27/8～31/10 66 0.8 12 38.45 0.58 0.319 0.191 72.29 320.4 27.11 32.53 37.95 43.37

形成性作业二答案 一、问答题

1、低压管道灌溉系统由哪几部分组成？

答：系统组成：水源与取水工程、输配水管网系统、给配水装置、保护设备。 2、低压管道灌溉系统的管网布臵形式有哪些？各适用于什么情况？ 答：常用的管网布置形式有： 1)

水源位于田块一侧，常用一字形、T形和L形3种形式，适用井的出水量20～40m3h，控制面积

6.7～10hm2，田块的长宽比不大于30的情况 2)

水源位于田块中心，常采用H形或环形，适用于井出水量40～60m3h，控制面积6.7～10hm2，

田块的长宽比?2的情况。当长宽比大于2时，采用在长字形布置。 3) 水源位于田块一侧，控制面积较大成近似方形地块，作物种植方向与灌水方向不同时，可布置成梳齿形、鱼骨形两种形式，适用于出水量60～100m3h，控制面积10～20hm，田块的长宽比?30的情况。

23、改进的地面灌溉技术有哪几种？

答：改进的地面灌溉技术包括采用先进的平地技术核地面灌水技术，改进沟畦灌规格和技术要素等。 1) 平整土地

局部平整土地的目的就是要消除一些不利耕作和灌溉的坑穴、废沟、废堤和个别面积较小的高地或低地，使耕地基本满足一般的耕作和灌水要求，以利于保水、保土、保肥，为农业高产稳产创造条件。 2) 沟、畦节水技术 a) 小畦灌

特点是水流流程短，灌水均匀，只要管理好，可显著减少深层渗漏，提高灌水均匀度和田间水利用率，减少灌水定额，达到节水和增产的目的。 b) 长畦分段灌

长畦分段灌可以达到小畦灌溉同样的节水效果，而且减少了田间管道，节约了耕地，也便于农业机械化耕作。与传统畦灌方法相比，具有明显的节水、节能、灌水均匀、灌溉效率高、投资小、效益大等优点。 c) 水平畦灌

水平畦灌是一种在短时间内供水给大块水平畦田的地面灌水方法，是一种先进的节水灌溉技术。由于水流在短时间内迅速布满整个畦田，深层渗漏损失小，也不易产生地表径流。 d) 细流沟灌

细流沟灌优点是灌水均匀，节水保肥，不破坏土壤团粒结构；由于水在流动中，主要借助于毛管作用浸润土壤，所以减少了对土壤结构的破坏；由于水量小，流速慢，渗吸时间长，所以渗得深，保墒时间长，降低地面蒸发量，比传统沟灌可减少蒸发损失23~34。 e)

隔沟灌溉

32该方法具有灌水量小，灌水定额225～300mhm，可减轻灌后遇雨对作物的不良影响，适用于缺水地区或适宜采用小定额灌溉的作物生长阶段。

4、集水面的处理措施有哪些？集水量如何确定？ 答：常见的集水面材料及其处理措施有： 1) 混凝土集水面

施工前，先将地基夯实处理，有时也可采用砂砾石作垫层，接缝用沥青灌注，或利用胶泥填缝。 2) 水泥土夯实处理 3) 塑料薄膜

4) 三七灰土夯实处理 5) 原土夯实处理 6) 水泥瓦、青瓦屋面

集水量的计算有多种形式的经验、半理论半经验的计算方法和公式。对于次降水集水量，其与次降水量和次降水强度关系密切，在设计计算时，应充分考虑它们的影响。因此，若已知集水效率和次降水量，进行集水量的计算方法可采用：a) 先根据试验资料，在一般性产流理论的指导下，得出次降水的集水效率Ehi。b) 用公式Poi?EhiPi计算出该次降水的集水量；c)累加各次集水量；d) 考虑到集水面积的影响，实际集水量为：

Q?a?Poi，式中，0?a?1，称作面积系数。

i?1n二、选择题 1、1、布臵低压管道系统时，如果水源位于田块中心，且长宽比大于2，最适宜的管网布臵形式为 a 。 a 、“一”字形布臵；b、“T”形布臵；c、“L”形布臵；d、环形布臵。 2、经过改进的地面节水灌溉方法有___ac_________。 a、细流沟灌；b、小管出流；c、长畦分段灌 ；d、渗灌。 3、属于水稻节水灌溉技术的是 ac 。

a、薄露灌溉;b、涌泉灌溉；c、旱育稀植；d、膜孔沟灌。 4、微喷头按照工作原理分有___abcd_________。 a、射流式；b、折射式；c、离心式；d、缝隙式。

5、对于低压管道输水灌溉技术，正确描述的有___cd_________。

a、比渠灌占地多；b、属于地面灌溉技术；c、比微灌省水；d、比渠道输水省水。

6、如果水源位于田块一侧，控制面积较大且近似成方行时，布臵低压管道管网系统适宜的管网布臵形式为 cd 。 a、“一”字形布臵；b、“T”形布臵；c、梳齿形布臵；d、鱼骨形布臵。 7、管道系统的保护装臵包括 abd 。

a、进气装臵；b、排气装臵；c、过压保护装臵；d、调压装臵。

8、某微灌系统灌溉水利用系数为0.9，净设计灌水定额为300m3/公顷，典型作物日耗水为5mm/d，则灌水周期应取 b 。

a、7天；b、5.5天；c、4天；d、8天。

9、以下集水材料的集水效率从高到低排序正确的是 a 。

a、混凝土>塑膜覆砂>三七灰土夯实；b、机瓦>水泥瓦>黄土夯实；c、黄土夯实>混凝土>机瓦；d、水泥瓦>三七灰土夯实>塑膜覆土。

10、可以作为雨水径流集蓄灌溉工程径流聚集区域的有___abcd_________。 a、休闲田块；b、路面；c、坡面；d、屋面和庭院。 五、计算题（每小题4分，共12分） 1. 某县拟采用喷灌系统灌溉花生，已知计划湿润层深度为40cm，土壤含水率上下限分别按田间持水率的85％和65％设计，田间持水率为32％（容积含水率），水利用系数取0.85，最大日耗水量为5.2mm，求灌水周期。 答：设计灌水定额

m?1000nH(?max??min)?1000?0.32?0.4?(0.85?0.65)?25.6mm

设计灌水周期

T?25.6/5.2?4.92d，取为5天

2、答：外倾角系数

Nα=N0+sinα=0.3+0.174＝0.474 圆弧半径

????2N???1?????90??cos?????1/4r??nQ????i?3/8??????2?2?1?90????2N??sin??cos??N?tg???????10??2?0.474????1?????90??cos10?????1/45/8????0.014?0.8??????1??2000??3/8

5/8????10??2???1??2?0.474?sin10??cos10??0.474?tg10????2?90??????0.656m渠道水深

h = h 1+ h 2= h 2+r(1－sinα)= r(Nα+1－sinα)＝0.656*(0.474+1－0.174)=0.853m 过水断面面积

r2A?2??????1??sin2??????h2?2rcos??h2tg??90????????10?? ?1??sin2?10??????90?????0.656?0.474??2?0.656?cos10??0.656?0.474?tg10??0.6562?2?1.09m2计算断面平均流速

Q0.8????0.734ms

A1.09该断面平均流速满足不冲不淤要求。

3、3、低压管道灌溉用硬聚氯乙烯管道，长300m，通过流量为0.03m3/s。管道外径180mm，壁厚5.5mm，求沿程水头损失及管内流速（已知f＝0.000915，m=1.77，b=4.77）。 答：沿程水头损失

Qm(0.03?3600)1.77hf?fbL?1.05?91500??300?2.63m 4.77d170管内流速

Q0.03?3600??2?18.82??18.82＝1.32ms 2d170

形考作业三答案 一、 问答题

1、灌溉水资源优化管理包括哪些内容？

答：灌区水资源优化管理包括：灌溉水量在空间上的合理分配、灌溉水量在时程上的合理分配。 2、简述灌区可利用水资源量的类型。

答：灌区用水是指工农业、城镇生活及其他部门的具体用水要求。需水部门可分为河道内用水和河道外用水两类。河道外用水是指农业、牧业灌溉、林业苗圃、工业及城市生活用水、农村人畜用水等；河道内用水则

指水力发电、航运、放木、河道冲淤及维持生态环境用水等。 3、我国北方低洼易涝区有哪些类型？如何分区？ 答：（1）2个分区：

纯涝渍区 主要分布在东北地区一些涝区和沼泽型耕地，紧邻南方地区如汉江流域的陕南和淮河流域的砂僵黑土区；涝渍与盐碱并存区 主要是黄淮海平原地区。 （2）三种类型：沼泽型 雨涝型、暗渍型。 4、如何选择除涝标准？如何确定排渍流量？

答：在我国《水利动能设计规范》中，把除涝设计标准定义为：“一般以涝区发生某一设计频率的暴雨不受涝为准。”除涝标准的暴雨历时和排除时间可根据排水地区具体条件决定。除涝标准的具体选择，还应根据工程的经济效益进行论证分析确定。

单位面积上的排渍流量称为设计地下水排水模数或排渍模数，其值决定于作物品种、土壤质地、水文地址条件和气候条件等。 二、选择题

1、水库灌区优化决策数学模型目标函数可以用（ abcd ）来表达。

a.粮食产量最高；b.净效益现值最大；c.费用现值最小；d. 灌溉面积最大。 2、水资源优化管理的动态规划数学模型，包含的变量有（ abd ）。 a、阶段变量；b、状态变量；c、离散变量；d、决策变量 3、排渍流量（ ac ）。

a. 又称日常排水流量；b. 用以确定排水沟的断面尺寸；c. 用以确定排水沟的沟底高程和排渍水位；d. 可用暴雨资料推求。

4、如果土壤中代换性钠离子含量占阳离子代换量的15％，则应属于（ c ）。 a. 非碱化土；b. 弱碱化土；c. 强碱化土；d. 碱土。 5、以下几种盐碱土中，对作物危害最大的是（ d ）。 a. 白碱；b. 油碱；c. 瓦碱；d. 马尿碱。 6、地下水临界深度最小的是（ d ）。

a. 砂壤土；b. 轻壤土；c. 中壤土；d. 黏质土。

7、以下对于盐碱地改良措施的描述中，不正确的是（ c ）。

a. 排水是改良盐碱地的一项重要措施，目前采用较多的是明沟排水；b. 灌水冲洗时，其他条件相同情况下，土壤含盐量越高，所需要的冲洗定额越大；c. 放淤冲碱的计划落淤厚度确定后，河水泥沙含量越高，所需放淤定额越大；d. 种稻改碱措施中，当土壤含盐量较高时，必须进行播种和插秧前的泡田洗盐，使土壤含盐量降低到对稻苗生长无害的程度。

8、放淤改碱的时间应选择在（ bd ）。

a. 冬季；b.河流水量充沛季节；c. 含沙量低的季节；d. 含沙量高的季节。 9、可以改良盐碱土的措施有（ abc ）。

a. 平地深翻，合理耕作；b.增施有机肥，种植绿肥；c. 植树造林；d. 用化学改良剂。 10、影响末级排水沟深度确定的因素有（ bcd ）。

a. 土壤质地；b.地下水临界深度；c. 沟内设计水深；d. 沟内水位与沟中部水位差。 三、专业术语与名词解释 1、动态规划

答：动态规划是把研究的问题分成若干阶段，且在每一个阶段都要作出决策，从而使真个过程取得最优效果。

2、阶段变量

答：表明研究课题在发展过程中所处的时间或空间的变量。 3、状态变量

答：在多阶段决策过程中，说明过程演变状况的变量就称为状态变量。

4、涝灾

答：由于降雨过多或外水侵入，排水不畅，发生旱地积水或水田淹水过深，将造成农作物减产或失收，形成涝灾。

5、除涝设计标准

答：一般以涝区发生某一设计频率（或重现期）的暴雨不受涝为准。

三、 计算题

1、某盐碱地利用明沟排水改良，当地地下水临界深度HK为2.0米，末级排水沟中部地下水位与排水沟内水位之差△H为0.3米，末级排水沟排地下水时的设计水深h0为0.2米，试确定末级排水沟的沟深。（4分） 答：末级排水沟沟深 H?Hk??H?h0

?2.0?0.3?0.2

?2.5m2、建模题。

基本资料：河南省白沙灌区位于淮河支流颖河上游，区内有小（一）型水库3座，小（二）型水库6座，灌区以白沙水库为水源，非汛期水库最大有效蓄水量13138×104m3，其中白沙水库为9754×104m3。灌区属山麓型平原，大部分地区有良好的地下含水层，补给条件良好，地下水的开采量随着灌区的扩大逐渐增加。 要求：参照第4章第4节联合运行系统优化调度数学模型，以灌区产值最大作为建立目标函数的准则建立目标函数，并写出相应的约束条件。（7分） 答： 1) 目标函数

以灌区产值最大为目标函数 Max f?2) a)

??P(Y?Y)A

ijjijijij0约束条件

地面水约束

t?1Vb)

?Vt???mijt??Dt?Lt?It

ij地面水库蓄水量约束

0tmtV?V?Vc)

地下水库水量平衡

j?i(Hit?1?Hit)Fi??m?ijtAij?Git?i,t

d)

地下水埋深约束

cde)

j?dit?hf?i,t

灌溉用水量约束

ijtijt?(m?m?f)

)??Mijt?i,t

j灌区作物面积约束

ijt?Aj?Ai?i,t

井的供水能力约束s

g)

?Mjijt?A?nQTijiii?i,t

h)

ijij变量非负约束

jY?0;A?0;P?0

灌溉排水新技术 作业四

一、 问答题

田间灌水效率指标有哪几方面？各指标反映的意义是什么？ 答：田间灌水效率评估指标 1) 存贮效率

指一次灌水后在一定深度的计划湿润土层内，存储的水量与实际灌水量之比值。

SWE?MMnetg?100%?667H??(Q?Q)f0M/?

水g2) 分布效率

指一次灌水后沿田块灌水方向，实际渗入土壤的水量在空间分布均匀程度。可采用表示喷灌均匀度的均匀系数计算公式计算 3) 作物有效利用率

是评价田间实际灌水量被作物有效利用的程度。

PUE?MMusef?100%

4) 田间水应用效率

由于田间灌水过程中的某些实际情况与理想的灌水或试验研究条件的差异，因此，应对从作物需水求得的灌水定额给予适当放大，以补偿某些不可避免的水量损失。

?MKFAE?Msfuse?100%?Ks?PUE

2、灌溉效益指标是何含义？包括哪些内容？

答：灌溉效益指标 定义为实际灌溉效益与设计、管理计划灌溉效益的比值。 1) 灌溉计划水量完成率

BIR2)

1?Wia?100%

Wip灌溉水量预测准确率

BIR2?3)

WWWipie?100%

灌溉水量偏离度

3BIR?Wia?100%

ie4) 灌溉设计水量完成率

4、什么是灌溉计划用水？

答：灌溉计划用水从农业角度讲就是按照作物的需水要求和灌溉水源的供水情况，结合农业生产条件与渠系的工作状况，有计划地引水、蓄水、配水和灌水，达到适时适量地调节土壤水分，满足作物高产稳产的需求，节约水资源，并不断提高单位水量的灌溉增产效益。

5、本章对自动控制系统是如何分类的？各种控制系统有何特点？ 答：分类方式有：

1、 按照给定值的变化规律分类：恒值控制系统、程序控制系统、伺服系统； 2、 按照控制动作和时间的关系分类：连续控制系统、采样控制系统；

3、 按照描述控制系统的微分方程的类型分类：线性控制系统、非线性控制系统； 4、 按照控制系统输入输出量的数目分类：单变量系统、多变量系统；

5、 数字控制系统：计算机监督控制系统、直接数字控制系统、计算机多级控制系统、分散控制系统。

二、计算题

1、图A：分水枢纽示意图

答：设该年第一次灌水干渠取水量为450万m，第二次灌水干渠取水量为346万m 灌水次数、日期、历时 配水方式 渠首取水流量/m渠道名称 配水比例/％ 配水量/万m 配水流量/m3333第一次自6月7日至6月15日 第二次自7月11日至7月20日 共8d12h 共10d 续灌 轮灌 3.00 二支 45 202.5 2.25 三支 30 135 1.50 一支 25 86.5 3.00 2d12h 二支 45 155.7 3.00 4d12h 三支 30 103.8 3.00 3d 3s 5.00 一支 25 112.5 s 1.25 8d12h 配水时间

2、答：

某灌区各配水单位第一次配水基本情况

配水单位 灌溉面积/万亩 综合灌水定额/( m/亩) 60 50 50 50 3灌区内部引蓄工程可供水量/ m3(×104) 0 0 0 0 0.85 0.575 0.5 0.6 渠系水利用系数 南干渠 北干渠 北干上段 北干下段 6.75 6 1.5 4.5

某灌区南北干渠配水量计算表

配水单位百分配水单位 灌溉面积/万亩 综合灌溉定额 田间净灌溉用水量 (4)=(2)×(3) 75 渠道净灌溉用水量 灌溉水利用系数 要求的渠道毛配水量 (7)=(5)/(6) 150 比/% 计算值 (8) 采用值 (9) (1) 北干北干渠 上段 北干下段 (2) (3) (5)=(4) (6) 1.5 50 75 0.5 28.6 29 4.5 50 50 60 225 300 405 225 300 405 0.6 0.575 0.85 375 525 476 71.4 71 52.4 52 47.6 48 合计 6 南干渠 6.75 全灌区合计 12.75 705 705 1001 若某次引水量为750万m3，则： 南干渠应配水量：

W南＝48?750＝370万m3 100北干渠应配水量：

W北＝52?750＝390万m3 100北干上段应配水量：

29W北上＝?390＝113.1万m3

100北干下段应配水量：

W北下＝

71?390＝276.9万m3 100

全灌区合计 12.75 705 705 1001 若某次引水量为750万m3，则： 南干渠应配水量：

W南＝48?750＝370万m3 100北干渠应配水量：

W北＝52?750＝390万m3 100北干上段应配水量：

29W北上＝?390＝113.1万m3

100北干下段应配水量：

W北下＝

71?390＝276.9万m3 100

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