基于支持向量机方法的土壤水分特征曲线预测模型

在山西省黄土高原区进行野外试验获取土壤样品,经室内试验测定,最终获得土壤样品的水分特征曲线以及理化参数,建立了基于支持向量机的Van-Genuchten预测模型。研究与分析的结果:输入变量选用了5个土壤基本理化参数(土壤黏粒、粉粒、密度、有机质和全盐量),输出变量为Van-Genuchten模型的参数α、n,对土壤水分特征曲线Van-Genuchten模型的参数进行预测并取得良好的结果。所建立的支持向量机预测模型下,Van-Genuchten模型参数α、n的预测值与检验值的平均相对误差都小于4%,建模与检验样本都具有较高的精确度。研究成果有助于丰富黄土地区的土壤水分特征曲线理论研究。     

旱作农田土壤表层容重年内变化特性的试验研究

以黄土高原区旱作农田土壤为研究对象,基于年度跟踪试验,分析了农田表层土壤容重年内变化过程和特性,结合同步配套监测的试验区降雨量、气温及土壤含水率等资料,探究了玉米生长期内表层土壤容重变化机理。研究结果表明:玉米生长期内表层土壤容重表现为随时间增大的趋势;容重在生长期内变化过程可分为播种后容重陡增阶段、播种后容重缓增阶段、雨期容重陡增阶段、雨期容重波动阶段和容重缓降阶段;第一次大降雨后表层土壤容重达到最大值,湿陷变形过程基本完成;耕作层土壤深度范围内,10~20 cm土壤容重在3个阶段都处于最大,主汛期到来之前,0~2 cm土壤容重2~10 cm土壤容重,主汛期0~2 cm土壤容重2~10 cm土壤容重。研究结果可为农事作业管理、土壤入渗参数的预测与灌溉管理提供参数支撑。     

越冬期日光温室不同升温设施灌溉水升温特性的试验研究

为了研究越冬期日光温室不同升温设施中灌溉水的升温特性,以黄土高原离石区设施蔬菜示范基地日光温室群的越冬期跟踪监测数据为依据,研究了地下浅式升温池和地上深式升温池中灌溉水水温的变化特性。结果表明:(1)升温池内表层水温随气温剧烈波动,而0.3 m以下灌溉水水温不随室温剧烈波动而稳步升温,但升温速率与气温变化有关;(2)地下浅式升温池的升温效果远远领先于其他型式的升温池,地下浅式升温池中灌溉水在升温27 h之后便能达到灌溉要求,而地上深式升温池在升温48 h还没有达到灌溉要求;(3)地下浅式升温池在占地面积、升温效果、管理风险、经济成本等方面明显优于其他结构型式的升温池,推荐地下浅式升温池作为越冬期间日光温室灌溉水的升温设施。研究结果可为北方高寒地区越冬期温室大棚的灌溉水温管理提供具有实际意义的技术支撑,对丰富灌溉理论与技术具有一定的科学价值。     

冻融土壤Philip入渗模型参数的非线性传输函数模型研究

为满足季节性冻土地区越冬期间储水灌溉管理的需求,基于山西省汾河灌区季节性冻土的冬季大田土壤水分入渗试验,得到了120组Philip入渗模型参数实测样本,借助MATLAB软件,建立了以土壤温度、有机质质量分数、土壤含水率、土壤体积质量、物理性黏粒量为输入因子、以Philip入渗模型参数吸渗率和稳渗率为输出因子的多元非线性传输函数模型,并用实测资料对该模型进行了精度检验。结果表明,预测参数的相对误差均小于11%,预报精度在可接受范围之内。     

旱地褐土长期定位施肥土壤剖面硝态氮分布与累积研究

通过17年大田长期定位试验,研究了在自然降水、一年一作春玉米种植制度下,有机无机肥配合施用时,0～300cm褐土剖面硝态氮分布与累积的特点及农田氮素平衡.结果表明,适量的氮磷肥及合理的有机无机肥配比可显著提高作物产量,土壤氮素基本平衡;过低量的氮磷肥配施,土壤氮素处于亏缺状态;过高量的氮磷肥配施、有机肥及有机无机肥料配...     

基于畦灌灌水效果的土壤入渗参数预测精度控制研究

为实现土壤入渗参数预测精度的有效控制,以汾东灌区北长寿的灌水试验为背景,对灌水技术参数进行包括灌水效率Ea、储水效率Es和灌水均匀度Du在内的多目标模糊优化。在优化灌水的条件下,选用三参数Kostiakov入渗模型,将入渗参数k、α和f0不同程度地偏离,利用WinSRFR对不同入渗参数下的灌水效果进行模拟,分析灌水效果评价指标对入渗参数变化的敏感程度。结果表明:入渗参数k和f0偏离对灌水效果指标的影响明显较入渗指数α偏离的影响大;Ea和Es对入渗参数偏离的敏感程度相当,而Du的敏感程度大于Ea和Es。在此基础上结合灰色关联理论,建立入渗参数预测精度控制模型,以实现土壤传递函数的有效建立。     

Philip入渗模型参数的非线性预报模型

利用黄土高原区大田耕作土壤的水分入渗试验过程资料,拟合了Philip入渗模型参数,建立了以土壤体积含水率、干密度、粉、黏粒含量和有机质含量等土壤理化参数为输入变量,Philip入渗模型参数为输出变量的土壤传递函数,通过对函数的分析、检验,建立了土壤入渗参数S和A的多元非线性预测模型;在此基础上,运用灰色关联分析理论,将各输入变量进行了灰色排序。研究表明:用土壤体积含水率、干密度、粉粒含量、黏粒含量和有机质含量作为预报模型的输入参数可实现对入渗参数的预测,预测参数实测值与预测值之间的相对误差可控制在8%以下,所建立的非线性预测模型高度相关。     

漳泽水库水环境要素的时空变化特征研究

为阐明漳泽水库水环境要素的时空变化规律,依据历史资料和现场监测进行研究。结果显示,漳泽水库水环境要素年际分布的差异性较大,外源污染物的排放量是影响漳泽水库水质的首要原因。近10年来,漳泽水库水环境要素年际间均呈不显著的上升趋势,但月度变化差异较大;水质指标(BOD5、CODMn和DO)含量月度最高值出现在枯水期的2、3月份;7月份,DO和NH3-N处于最低值。TP在枯水期含量最低,平水期最高,丰水期则居中。温度、降雨量、蓄水量等因子的季节变化对水环境要素年内变化的影响比较显著。水温分层特性增强了水环境要素在垂向的分异性。     

土壤入渗传输函数输入变量分析

依据土壤水分入渗参数与其相关土壤理化参数之间的相关性,从土壤学的角度用物理的方法分析应县土壤常规土壤理化参数对土壤入渗传输函数影响程度,进一步确定其土壤入渗传输函数的输入变量。并用大田耕作土壤水分入渗参数及其土壤理化参数的实测资料,建立土壤入渗传输函数进行验证。     

大田土壤间歇入渗试验方法及其精度提高措施

间歇灌,又称波涌灌,这种新的地面节水灌水技术的出现,使土壤入渗规律的研究分为土壤连续入渗规律和间歇入渗规律两方面的研究。间歇入渗条件下,土壤入渗规律除受连续入渗的影响因素制约外,还受构成其特殊灌水过程的灌水技术参数的影响。影响因素的增加,加之野外土壤条件的时、空变异性,决定了间歇入渗试验工作量大,且具有更大的复杂性。为提高成果精度和工作效率,笔者根据1991年冬季和1992年春季在陕西关中宝鸡峡灌区灌溉试验站进行的141组一维土壤连续和间歇单点入渗试验实践,介绍了用双套环入渗仪进行单点间歇入渗试验的方法,提出了提高土壤间歇入渗试验精度的可行措施,可供参考。