| 垄沟集雨系统Laio土壤水分动态随机模型参数敏感性分析及优化 |
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| 引用本文： | 尹鑫卫,李晓玲,王琦,张永梅.垄沟集雨系统Laio土壤水分动态随机模型参数敏感性分析及优化[J].中国生态农业学报,2018,26(5):746-758. |
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| 作者姓名： | 尹鑫卫 李晓玲 王琦 张永梅 |
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| 作者单位： | 中国科学院新疆生态与地理研究所/阜康荒漠生态国家野外科学观测研究站;中国科学院大学;甘肃农业大学水利水电工程学院;甘肃农业大学草业学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（41461062，41661059）资助 |
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| 摘 要： | 水文模型参数的敏感性分析、优化和验证对提高模型计算精度和效率具有重要意义。为探讨Laio土壤水分动态随机模型(Laio模型)各参数在垄沟集雨系统的敏感性,同时,确定参数优化和模型验证的最佳方案,本文结合多因素敏感性分析法以及改进单纯形法(ISM)、粒子群优化算法(PSO)和混合粒子群优化算法(HPSO),利用中国气象局定西干旱气象与生态环境试验基地2012—2013年垄沟集雨燕麦生长季降雨、径流和土壤水分等实测数据,对垄沟集雨系统Laio模型的13个参数进行敏感性分析、优化和验证。结果表明,平均降水量α和凋萎系数s_w对土壤水分概率密度函数p(s)最敏感,p(s)对参数α的敏感性在低土壤含水率下更明显,对参数s_w的敏感性在高土壤含水率下更明显;3种算法(ISM、PSO和HPSO)的优化参数值均能对垄沟集雨系统土壤水分概率密度函数进行较好模拟,峰值(CPV)、峰值位置(PP)和95%置信区间(CI95%)实测值与模拟值的相对误差均小于10%,CM指数均大于0.5;同时,HPSO算法优化参数的模拟效果和收敛速度均显著优于PSO算法和ISM算法,能较显著克服ISM算法和PSO算法存在的缺陷。HPSO算法可作为垄沟集雨系统土壤水分动态随机模型参数优化的待选方案。
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| 关 键 词： | 垄沟集雨系统 土壤水分动态 Laio土壤水分动态随机模型 敏感性分析 模型参数优化 |
| 收稿时间： | 2017/8/14 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2017/11/28 0:00:00 |
Sensitivity analysis and optimization of parameters for Laio soil moisture dynamic stochastic model for ridge-furrow rainwater harvesting system |
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| YIN Xinwei,LI Xiaoling,WANG Qi and ZHANG Yongmei.Sensitivity analysis and optimization of parameters for Laio soil moisture dynamic stochastic model for ridge-furrow rainwater harvesting system[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture,2018,26(5):746-758. |
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| Authors: | YIN Xinwei LI Xiaoling WANG Qi and ZHANG Yongmei |
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| Institution: | Fukang Station for Desert Ecosystem Observation and Experiment/Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011, China;University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China,College of Water Conservancy and Hydropower Engineering, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China,College of Grassland Science, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China and Fukang Station for Desert Ecosystem Observation and Experiment/Xinjiang Institute of Ecology and Geography, Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011, China;University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Ridge-furrow rainwater harvesting system Soil moisture dynamic Laio soil moisture dynamic stochastic model Sensitivity analysis Model parameter optimization |
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