越冬期麦田地表蒸散量估算模型适用性分析与参数修正

地表蒸散量是作物需水量估算以及农田水管理的重要依据。越冬期农田地表蒸散过程改变了土壤内部水热参数分布,进而影响春季作物的生长状况。本文对Penman-Monteith(PM)模型、Priestley-Taylor(PT)模型和Simultaneous heat and water(SHAW)模型在越冬期麦田地表蒸散量估算精度及适用性进行分析与评价,并针对冬季土壤冻结的特殊情况对模型参数进行了修正。麦田试验采集了北京市昌平区2011—2012年和2012—2013年2个冬季的气象参数与实际蒸散量。通过对比3种模型默认或经验参数下的估算值与实际测量值发现:PT模型对蒸散量的估算精度最高(PT、PM、SHAW模型RMSE分别为0.159、0.697、0.390 mm),PM和PT模型的估算整体高于实际测量值,其原因在于冬季地表经历了固-液相变和气-液相变两个过程。为了提高估算精度,在PT和PM模型中引入水分胁迫系数,并利用第1年冬季的数据对3种模型参数进行修正,结果表明,修正后的PM模型(2011—2012年RMSE为0.159 mm)和SHAW模型(2011—2012年RMSE为0.280 mm)对蒸散量的估算精度都有明显提高。将参数修正后的模型用于预测2012—2013年冬季的地表蒸散量,结果表明:3种修正模型的估算精度均较高(PT、PM、SHAW模型RMSE分别为0.267、0.252、0.253 mm)。相比之下,PT模型的计算最为简单,所需数据最少,因此,在估算越冬期麦田地表蒸散量时,可优先选择PT模型。     

基于灰色关联分析-BP神经网络的冻融土壤蒸发预报模型

根据冻融期气象资料和土壤蒸发量实测资料,利用灰色关联分析与BP神经网络相结合的方法,对冻融期大田土壤蒸发量进行了模拟预报。采用灰色关联度方法分析了影响冻融土壤蒸发的9个因子的关联度,确定了降水量、日平均气温、水面蒸发量、地表土壤温度和地表土壤含水率5个主要因子,并将其作为冻融土壤蒸发量预报模型的输入层进行模拟预测。结果表明:模型预测值与实测值的平均相对误差为9.9078%,决定系数为0.93,所建模型合理可行,可较好地用于冻融土壤蒸发预报。     

基于主成分分析和粒子群算法优化支持向量机的冻融土壤蒸发预报模型

在季节性冻融期,影响土壤蒸发的因素颇为复杂,准确估算冻融土壤蒸发量对土壤水资源的高效利用具有重要意义。根据2017-2018年冻融期大田试验数据,选取太阳辐射(x_1),日平均气温(x_2),地表土壤温度(x_3),地表土壤含水率(x_4),风速(x_5),气压(x_6),相对湿度(x_7),降水量(x_8),水面蒸发量(x_9)等9个影响冻融土壤蒸发的因素,采用主成分分析法和粒子群算法优化的支持向量机建立了冻融土壤蒸发量的预报模型。结果表明:所建立的基于主成分分析和粒子群算法优化支持向量机的冻融土壤蒸发预报模型,预测值和实测值的决定系数达0.951 3,平均相对误差为9.870 4%,可较好地用于冻融土壤蒸发量的预报。     

季节性冻融期SWAP和SHAW模型土壤水热运移模拟效果评价

基于不同模型研究季节性冻融期土壤水热运移规律，对干旱半干旱地区水资源高效利用的定量化评价具有重要意义。分别运用SWAP和SHAW模型对季节性冻融期土壤水分、温度和蒸发量进行了模拟，并对模拟效果加以评价。模拟结果表明：对于整个冻融期而言，利用SHAW模型模拟的土壤含水量的NRMSE基本保持在30%以内，RMSE均在0.09 cm³/cm³以下，利用SWAP模型模拟的土壤含水量的NRMSE基本保持在35%以内，RMSE均在0.13 cm³/cm³以下；利用SHAW模型模拟20 cm以下土层温度的NRMSE均保持在30%以内，RMSE均在0.94℃以下，利用SWAP模型模拟的土壤温度基本可以反映实测值的变化趋势；在模拟土壤累积蒸发量方面，相比SWAP模型，SHAW模型的模拟值更接近实测值。总体而言，在干旱半干旱地区对于季节性冻融期，SHAW模型对土壤水热运移的模拟效果均较为理想，SWAP模型对土壤水分运移模拟较好，但对土壤温度模拟相对较差。对于土壤累积蒸发量的模拟效果，两个模型均不十分理想，有待进一步改进...     

基于PSO-ELM模型的冻融期土壤蒸发预报

准确预测冻融期土壤蒸发量,对于干旱半干旱地区水资源高效利用有着重要意义.基于传统极限学习机(ELM)输入权值与阈值随机给定导致预测结果精度不高的问题,提出了一种基于粒子群算法(PSO)优化极限学习机的冻融期土壤蒸发预测模型.以2016-2017年冻融期9个影响土壤蒸发的因素作为输入因子,实测土壤蒸发量作为输出因子,分别建立ELM模型、GA-ELM模型、PSO-ELM模型对冻融期土壤蒸发量进行预测.结果表明,对输入因子进行随机函数处理后可提高模型预测精度,PSO-ELM模型预测精度优于单一ELM模型和GA-ELM模型,其决定系数为0.9936,均方根误差为0.0109 mm/d,平均绝对误差为0.0079 mm/d,平均相对误差为4.91％,可用于冻融期土壤蒸发量的预测.     

季节性冻融期不同潜水位埋深下土壤蒸发规律模拟研究

为了揭示季节性冻融期不同潜水位埋深和土壤质地对土壤蒸发的影响,通过连续2个冻融期的蒸渗计土壤剖面含水率和土壤温度的监测,利用水热耦合运移模型模拟研究了4种不同潜水位埋深(0.5、1.0、1.5、2.0 m)下砂壤土和壤砂土的土壤蒸发规律。结果表明:不稳定冻结阶段和消融解冻阶段地表土壤均出现昼融夜冻的特征,土壤液态水分较多,砂壤土和壤砂土蒸发量分别占整个冻融期的91.7%和81.8%以上。稳定冻结阶段的土壤蒸发量随着潜水位埋深的增加而增大,但小于0.31 mm。潜水位埋深为0.5 m时冻融期土壤蒸发量最大,砂壤土和壤砂土分别为47.28 mm和25.60 mm,随着潜水位埋深的增加,冻融期土壤蒸发量呈指数型减少,土壤颗粒直径相对较大的壤砂土土壤蒸发量随潜水位埋深的增加而衰减的幅度较为明显。该研究可为地下水浅埋区土壤盐渍化的防治和地下水资源量的科学评价提供依据。     

地表覆砂对季节性冻融土壤蒸发影响的试验研究

地表土壤的无效蒸发加剧了干旱半干旱地区农业用水短缺,为了揭示季节性冻融期地表覆砂对土壤蒸发的影响,进行了地表无覆盖(LD)、覆盖厚度均为1 cm覆砂粒径为0.5～1.5 mm(XS)和1.5～2 mm(CS) 3种地表处理条件下的大田土壤蒸发量、土壤温度和土壤含水率跟踪监测试验。结果表明:冻融期地表土壤覆砂可有效改变土壤蒸发的日变化幅度,不稳定冻结阶段覆砂处理抑制蒸发效果不明显,稳定冻结阶段地表覆砂可有效抑制土壤蒸发,消融解冻阶段地表覆砂加剧了表层土壤水分蒸发;冻融期LD、XS和CS累积土壤蒸发量分别为29.87、34.32和33.43mm,土壤累积蒸发量随时间较好地符合幂函数关系。研究成果可为冻融期制定科学合理的保墒措施和有效抑制土壤蒸发提供依据。     

基于PCA-PSO-GRNN模型的冻融期土壤蒸发预报

季节性冻融作用加剧了土壤蒸发的复杂性,准确预测冻融期大田土壤蒸发量对干旱半干旱地区水资源高效利用具有重要意义.基于2017-2018年冻融期大田土壤蒸发实测数据和影响土壤蒸发的气象资料,利用主成分分析法对气象数据进行降维,选取7个主要气象因子作为模型输入变量,采用粒子群算法选取最优光滑因子建立PCA-PSO-GRNN土壤蒸发预报模型.结果表明:PCA-PSO-GRNN模型的预测值和实际值拟合效果较好,均方根误差为0.0114 mm/d,决定系数为0.9921,均方相对误差为0.0029,平均绝对误差为0.007 mm/d,模型预测精度和泛化性能显著优于BP模型和标准GRNN模型,可用于冻融期大田土壤的蒸发预报.     

季节性冻融期灌水对土壤温度与冻融特性的影响

通过季节性冻融期裸地、地膜覆膜地和秸秆覆盖地的田间系列灌水试验,研究了冻融期不同阶段灌水对土壤温度及冻融特性的影响.试验表明:不论何种地表条件,入冬后冻结期较早的灌水地块耕作层土壤温度在整个冻融期处于较低值.消融期,灌水对裸地和地膜覆盖地耕作层土壤温度的影响较小,灌水加速了地表冻层的融化;秸秆覆盖地灌水后土壤温度较低且变幅较小,秸秆覆盖不利于土壤的消融解冻.5 cm土壤累积负温快速增加阶段灌水对于降低土壤最大冻结深度影响非常明显.     

冻融土壤Kostiakov入渗模型参数的非线性预报模型

在山西汾河灌区季节性冻土区进行了3个越冬期的大田冻结土壤水分入渗试验,获取了Kostiakov冻结土壤二参数入渗模型参数的实测大样本,建立了各个土壤水分入渗参数与土壤理化参数间的非线性关系模型;通过MATLAB软件,实现了Kostiakov二参数入渗模型系数的求解。研究表明:用常规土壤理化参数土壤含水率、密度、物理性黏粒含量、土壤温度和有机质含量作为非线性预报模型的输入参数实现对入渗参数的预测是可行的,所建立的非线性关系模型高度相关,预测参数的实测值与预测值的相对误差可控制在10%以下。因此,用土壤常规理化参数对冻融土壤的水分入渗参数进行非线性预报是可行的,可为季节性冻土区冬季储水灌溉提供技术支撑。     

垄作小麦产量及水分生产效率的试验研究

为探讨豫西地区冬小麦节水栽培的生产措施,在大田试验条件下,研究了在3种灌水处理下,垄作冬小麦耗水量、干物质积累、产量和水分生产效率的对比情况。结果表明,在不同灌水次数的条件下,随着灌水次数的增加,垄作冬小麦耗水量和地上干物质积累量逐渐增加,产量和水分生产效率先升高后降低。在相同灌水次数下,垄作冬小麦耗水量低于平作,干物...     

关中平原冬小麦临界氮稀释曲线和氮营养指数研究

在整理分析关中平原7年氮肥大田试验的基础上,分析比较了不同氮肥处理下冬小麦的氮浓度稀释曲线,并构建了关中平原主栽品种小偃22地上部生物量的临界氮浓度稀释曲线模型。结果表明:不施氮、氮肥不足、氮肥适宜和过量施氮4组处理的平均产量分别为4 263、5 097、6 023、6 203 kg/hm2,氮肥不足处理显著降低了小麦产量,过量施氮与氮肥适宜处理相比产量没有显著差异。植株氮浓度均随生物量增加而降低,较高的施氮量导致较高的植株氮浓度。关中平原冬小麦临界氮浓度与地上部最大生物量符合幂函数关系。利用氮营养指数NNI(植株实际测定的氮浓度与临界氮浓度的比值)和2010—2011年冬小麦季的独立试验资料对建立的临界氮稀释曲线进行检验,结果表明:不施氮、氮肥不足、氮肥适宜和过量施氮4组处理的NNI值分别为0.70、0.89、1.01和1.25;关中平原各试验地土壤肥力差异较大,冬小麦适宜施氮量为75~180 kg/hm2,平均为137 kg/hm2。该研究建立的临界氮稀释模型的准确性较高,所得出的分析结果可靠,可以用于诊断和调控冬小麦氮素营养。     

机车冬季的使用

1.燃油供给系 冬季气温低,燃油粘度高,流动阻力增大,不利于雾化。若柴油中有水分,还易冻结。为此,一是要彻底清洗燃油系,换用冬季用油。二是柴油在进入油泵前,用热水加温,可改善低温时的启动性能和燃烧性能。三是气温过低时,可向油箱加入适量煤油稀释柴油。四是机车工作结束后,就向燃油箱加油驱赶潮湿空气,避免雾气凝结成水,锈蚀零件或结冰堵塞油路。五是定期放出燃油箱中沉淀水,防止水进入柴油内而冻结。     

南果梨秋冬季管理措施

秋冬季对南果梨进行科学管理是梨果综合管理的一项很重要的内容,它直接影响南果梨等产量、品质及效益。详细阐述秋冬季节南果梨的地下肥水管理、地上病虫防治、修剪等措施,为获得南果梨稳定高产提供参考。     

冬小麦喷灌节水高产优化技术研究

根据 1 997～ 2 0 0 0年在河北省丰润县冬小麦喷灌试验结果 ,提出了在喷灌条件下冬小麦需水量及需水规律和河北省主要冬小麦区的节水型灌溉制度 ,并提出了在喷灌条件下以肥激水的新概念 ,保证了冬小麦既节水又高产。这一成果在河北省一定面积上得到了推广应用 ,取得了明显的经济效益     

冬小麦高产高效栽培技术

粮食安全是社会和谐和人民生活稳定的基础,冬小麦的高产高效栽培关系到全年粮食生产的总产量,文章从冬小麦的播前准备、冬前管理、春季管理、中后期管理4个方面,介绍了冬小麦高产高效栽培技术,为冬小麦生产提供了技术依据。     

沼气在冬季温室生产中的应用

本试验通过沼气燃烧,提高冬季温室温度,促进西红柿生长发育.试验结果表明:增温可有效提高冬季温室温度,为西红柿越冬生产提供良好条件,有利于西红柿植株茎粗增加及果实膨大速率提高;可使西红柿坐果期提前10天左右,采收期延长20天左右,并提早上市.同时,增温可显著提高西红柿产量,亩增产800kg.     

冬季田间水热状况的数值模拟

根据土壤冻结过程中水热迁移的基本方程，推导了土壤水热耦合方程，改进了冻结条件下土壤水热迁移问题的求解方法。用该模型模拟了室内土柱冻结试验，模拟结果与试验结果吻合较好，同时计算速度较快。根据地表能量平衡原理、微气象学理论，建立了冻结条件下土壤蒸发模型，将其作为土壤水热迁移的上边界条件，模拟了北京永乐店试验站冬小麦试区１９９５～１９９６年越冬期（１９９５．１２．０１～１９９６．０２．２９共３个月）土壤的冻融过程，模拟结果与实测值基本符合。在模拟过程中，采用有限差分法求解土壤水热运动方程，水、热方程的上边界分别为第二、三类边界。根据模拟结果，分析了越冬期土壤水热状况的变化规律     

农用机车的冬季维护保养措施

我国北方地区气温低、环境复杂,对农用车行车安全有较大影响。介绍农用车在冬季冰雪路面行驶中的注意事项,探讨农用车的冬季维护保养要点及存放保管方法,为提高农用机车在冬季使用的安全性提供参考。     

冬小麦降水年型与补水灌溉动态管理

以提高冬小麦的用水效率为目的 ,在分析冬小麦生育期降水变异规律及麦田耗水规律基础上 ,从应变管理决策的角度 ,根据阶段降雨与麦田耗水的关系确定了冬小麦的生育阶段降水年型指标。进一步确定了对应于不同年型的补水灌溉动态管理措施 :根据全生育期降水年型确定小麦补水总量 ;根据播前底墒年型确定播前造墒水量 ;根据播种 -拔节期降水年型确定春季第 1水补灌时间