基于采样密度不同土壤的水分特征参数的预测及误差分析

目前土壤水分特征曲线（h-θ曲线）的研究普遍采用vanGenuchten模型（简称VG模型）。利用不同取样精度的土壤,将土壤质地（砂土、粘粒、粉粒含量）和容重作为输入值,探讨了使用基于土壤转换函数的BP神经网络模型来预测0～20cm表层土壤水分特征曲线参数,用甘肃称钩河流域小流域的土样进行了预测和误差分析。结果表明,使用线性回归能够减小预测误差与实测值差距;BP神经网络预测饱和体积含水量的准确性比预测剩余体积含水量和田间持水量要高。为了进一步提高预测精度,还应尽可能地包括土壤结构、有机质含量等信息。     

哈尼梯田典型区域土壤水分特征曲线模拟研究

以哈尼梯田典型流域全福庄小流域为研究对象,采用压力膜仪法对0～10、10～20、20～40、40～60、60～80 、80～100 cm深度土层的土壤水分特征曲线进行测定,并选取Van‒Genuchten模型、Brooks and Corey模型和Gardner模型对梯田土壤实测数据进行曲线拟合和适用性分析。结果表明：在相同土壤水吸力下,哈尼梯田0～10 、40～60 cm土层土壤持水性最差,20～40 cm土层土壤持水能力最强。Van‒Genuchten、Brooks‒Corey和Gardner模型拟合值与实测值变化趋势相似,均对0～10 cm和20～40 cm土层土壤有较好的拟合效果,而对40～60 、80～100 cm土层土壤模拟效果较差。3种模型均可用于拟合哈尼梯田土壤水分特征曲线,其中Van‒Genuchten模型拟合效果最佳,误差相对较小;Brooks‒Corey和Gardner模型拟合效果较差。Van‒Genuchten模型是哈尼梯田土壤水分特征曲线较为理想的拟合模型。     

Excel拟合土壤水分特征曲线结果与分析

土壤水分特征曲线是用来表示土壤水的能量和数量之间关系的曲线,在研究土壤水分流动和溶质运移中有着非常重要的作用。拟合曲线的软件有很多,而Excel是最常见也是最普通的数据处理软件,本文着重介绍用Excel来拟合土壤水分特征曲线,并将拟合结果与SPSS和MatLab软件拟合结果进行比较,结果发现:Excel参数拟合结果与SPSS和MatLab拟合结果一致,Excel完全可以用于土壤水分特征曲线的拟合。     

水质对土壤持水特性的影响

本文实验研究了水质对土壤持水特性的影响.结果表明实验水质对粉壤土与粉质粘壤土的持水特性均有影响;水质对粉质粘壤土在近饱和段的土壤持水特性影响相对较小,水质主要是通过影响近饱和段土壤结构影响土壤持水特性.选取m=1-1/n与m=1-2/n的Vail Genuchten模型均可以很好的拟合实验土壤的持水测试数据,相关系数均大于0.99;van Genuchten模型的拟合参数(θ8、α与n)可以反映水质对土壤持水特性影响.在进行土壤水分数值模拟时,应考虑水质对近饱和段土壤持水特性的影响.     

土壤水分特征曲线VG模型参数求解对比分析

采用负压计对砂壤土试样进行了土壤水吸力和对应含水量的测量,并分别运用RETC软件和Matlab软件对不同水分处理土壤水分特征曲线VG模型进行了拟合计算,然后将拟合值与实测数据进行对比分析。结果表明,Matlab和RETC软件均可用于土壤水分特征曲线VG模型的参数求解,Matlab软件比RETC软件拟合的误差小,拟合效果明显优于RETC软件,RETC软件对极端干旱区砂石占绝对比重的砂壤土拟合效果不佳。     

潮棕壤土水分特征曲线预测方法研究

借助于最小二乘法,形成了确定Brooks-Corey(1964)模型,van Genuchen(1980)模型中的参数所对应的非线性方程组,并用Picard迭代求解它们。用VB语言编写了程序,用压力膜法测定了潮棕壤土同一地点不同层的水分特征曲线。最后,用以上两种模型对土壤水分特性曲线进行了预测,结果表明:VG模型与BC模型的预测值均与实测值具有良好的一致性,VG模型较BC模型对潮棕壤土土壤水分特征曲线的预测效果更好些。     

包气带水分特征曲线参数模型及算法分析

[目的]为包气带水分特征曲线参数寻找一种合理有效的拟合方法。[方法]结合试验实测数据,利用非线性无约束算法、非线性最小二乘法和粒子群优化算法对模型中的参数进行拟合。[结果]在对Brooks．Corey模型采用非线性回归分析、优化算法拟合的参数中,拟合的θr分别为0．830和0．349,显然脱离了物理背景;非线性回归分析拟合VanGenuchten模型中的参数α显然脱离物理背景。不同算法对Gardner模型中参数影响不大。VanGenuchten模型能完整地刻画整个脱湿曲线,Brooks—Corey模型和Gardner-Russo模型在含水率接近饱和状态时不适用或在进气值处存在不连续。VanGenuchten模型在不同算法之间的差别较小,Brooks-Corey模型和Gardner-Russo模型在不同算法之间的差别较大。非线性回归分析拟合的误差最小,优化算法次之。[结论]非饱和带水分特征曲线参数模型的选用不能脱离参数的物理背景。     

保水剂对植被混凝土生态基材持水特征的影响

分别将3种粒径保水剂以不同使用剂量施入到植被混凝土生态基材中,测定各处理生态基材在不同吸力时的含水量,并用VG模型拟合各处理生态基材水分特性曲线,获得水分特性曲线参数和主要水分常数等结果 ,以揭示使用保水剂对植被混凝土生态基材持水特征的影响。结果表明,各处理生态基材的水分特征曲线上移,各吸力段的持水容量明显增加,n值均小于对照,表明使用保水剂显著增大了在失水过程中生态基材的持水能力。使用保水剂后,各处理生态基材饱和含水量、田间持水量、重力水和全有效水部分均显著增加,无效水含量略有增加,残余含水量基本不变,表明使用保水剂对植被混凝土生态基材的"孔隙"持水作用更加明显,而对于分子持水作用不够显著。综合比较保水剂不同粒径和使用剂量对生态基材持水能力的改善作用,大粒径保水剂在使用剂量为0.50%时改善效果最好。     

以分形理论估计棕壤水分特征曲线的可行性研究

应用分形理论估算了分布于辽东半岛棕壤的土壤水分特征曲线，通过估算结果与实测结果的比较，探讨了分形方法估算土壤水分特征曲线的可行性，分析了影响该方法估算精度的因素，认为用分形方法估算土壤水分特征曲线以粘粒和粉粒含量较少、质地偏粗的土壤效果较好。     

土壤水分特征曲线研究综述

土壤水分特征曲线是土壤水分含量与土壤水吸力(基质势)的关系曲线,反映了土壤水能量与土壤含水量的函数关系,是表示土壤基本水动力学特性的重要指标。本文综合概述了土壤水分特征曲线的应用、测定方法、影响因素、模型,简单介绍了它的应用范围。     

土壤水分特征曲线模型参数识别的多邻域粒子群算法

Van Genuchten模型(简称VG模型)是目前运用最为广泛的土壤水分特征曲线模型,提出适宜的优化算法进行模型参数识别也是一个非常重要的研究方向。针对标准的粒子群算法易陷入局部最优的缺点,给出了一种多邻域粒子群算法,可以有效地克服粒子群算法易陷入局部最优的缺点,并利用该算法对VG模型参数进行识别,最后用所求解的参数对不同类型土壤持水性能进行了试验。数值实验结果表明,多邻域粒子群算法能够有效地应用于VG模型的参数识别,与其它算法相比在性能和精度上都有所提高,而且对参数的取值范围也可以较大地放宽。因此,多邻域粒子群算法可以作为VG模型参数识别的一种新方法。     

基于HYDRUS软件的植物混掺土壤水分特征曲线分析

为探求植物混掺对土壤持水性产生的影响,以甘肃景泰地区土壤为试验材料,设置1%玉米芯、1%玉米叶、3%玉米芯、3%玉米叶等不同比例、不同秸秆混掺物4种处理,采用离心机法测定土壤水分特性曲线,同时利用HYDRUS软件进行模拟计算。结果表明,在相同吸力下,相同混掺物处理,混掺比为3%的土壤体积含水率高于混掺比为1%的土壤;相同混掺比处理,混掺玉米叶的土壤体积含水率高于混掺玉米芯的土壤,且混掺处理后土壤体积含水率均高于纯土;不同土壤水分特征曲线的模型拟合分析表明,不同处理的最优拟合模型均为Van Genuchten模型。研究结果可为探索该地区植物混掺条件下土壤水盐运移规律提供一定参考。     

同一质地（重壤土）土壤水分特征曲线的研究

用压力膜法测定了同一质地 (重壤土 )不同干容重装填土、不同水分处理装填土、农田原状土的水分特征曲线 ,通过土壤水分特征曲线 (θ- s)及土壤含水率 (θ)和当量孔径 (d)关系曲线的对照分析 ,发现干容重、水分处理及土壤的原状性对水分特征曲线有显著影响。     

聚氯乙烯微塑料对土壤水分特征曲线的影响及模拟研究

为探究不同丰度（土壤干质量的0.5％、1％、2％）及不同粒径（150、550、950 μm）微塑料对土壤水分特征曲线的影响,设置10组不同处理,通过压力薄膜仪测定各处理的土壤水分特征曲线,并应用RETC软件结合各曲线模拟值对van Genuchten模型、Brooks-Corey模型等常用土壤水分特征曲线模型进行适用性评价。结果表明：相比于微塑料丰度为0.5％的处理,丰度为1.0％和2.0％的微塑料赋存条件下,随着土壤水吸力的增大,对应的土壤含水率减小的程度也增大;微塑料丰度为2.0％时的3组不同粒径处理的土壤含水率下降趋势最为明显,当土壤水吸力达到1 500 kPa时,微塑料粒径为950 μm的T9处理的含水率减小幅度最大,是未加入微塑料的T0处理的49.71％;微塑料丰度及粒径的增大会提高土壤大孔隙比例,降低土壤中小孔隙比例;适用性评价结果表明,在大粒径微塑料赋存情况下土壤残余含水量（θ_r）和形状参数（n）随着微塑料丰度的增加而增大,饱和含水率（θ_s）和进气值倒数（ɑ）随着微塑料丰度的增加而减小。研究发现,随着微塑料丰度及粒径的增大,土壤的持水能力下降,土壤大孔隙比例增加,小孔隙比例减小;van Genuchten模型比Brooks-Corey模型更适合模拟微塑料赋存下的土壤水分特征曲线,大粒径的微塑料丰度增加可能更容易影响土壤孔隙结构的变化。     

保水剂对旱作马铃薯土壤水分特性及马铃薯产量形成的影响

以大田试验为基础,研究了不同保水剂种类(中大号、大号和超大号)对旱作马铃薯产量形成及农田土壤水分特性的影响.结果表明,施用不同类型的保水剂均能显著提高马铃薯的田水分利用效率(WUE),与不施保水剂相比较,WUE分别提高了28.70%、50.35%和45.51%,以大号(2101L型)保水剂处理下的最高;施用保水剂明显降低了马铃薯薯块的小薯率和烂薯率,提高了大薯率、中薯率和单株薯质量,其产量比对照分别提高59.68%、60.49%和36.29%,亦以大号保水剂处理下的产量最高.     

离心泵全特性曲线预测模型研究

以比转数(ns)、相对流动角(arctan(α/υ))和水泵零流量全特性参数为自变量,对离心泵全特性曲线进行了描述,并提出了离心泵全特性曲线预测线性回归模型。对比检验结果表明,该离心泵全特性预测模型是可靠的。     

沙质土壤Van Genuchten方程参数的简单推求方法

使用饱和含水量、田间持水量及其对应的土壤水吸力3个数据,推算土壤水分特征曲线Van Genuchten方程的参数,同时与拟合方法的结果进行了比较。结果表明,该方法推算的参数与拟合的参数非常接近,方法获得的土壤水分特征曲线与土壤水分特征曲线及实测值均十分吻合。该方法可作为推求砂质土壤Van Genuchten方程参数的一种方法。     

有机物质类型与含量对土壤持水性能的影响

【目的】研究灌溉水中不同类型有机物质及其含量对土壤持水性能的影响。【方法】分别以不同含量的亲水性有机物质乙醇(0.000 1%,0.001%,0.1%,1%,42.27%,100%)与疏水性有机物质苯酚(0.000 1%,0.001%,0.003%,0.006%)水溶液为供试材料,用离心机法测定供试溶液饱和土壤的水分特征曲线,用Van Genu-chten模型(V-G)进行数学拟合,分析模型的相关参数以及土壤水分常数。【结果】pF为0~4.1时,乙醇对土壤水分特征曲线有不同程度的影响,其中乙醇含量高于0.1%时影响明显,且随乙醇含量增加土壤持水量和有效水的含量均呈递减趋势。乙醇对水分特征曲线Van Genuchten模型中土壤饱和含水量sθ的影响呈现凸峰特征,而对进气值倒数α影响呈现凹形特征。pF为0~1.5时,苯酚对于土壤持水性能有明显影响;随苯酚含量增加,sθ和α均呈递增趋势。乙醇对土壤水分常数与水分有效性的影响比苯酚明显。【结论】有机物质的类型和含量均不同程度地影响着土壤的持水能力,水中含有一定量的有机物质可以提高土壤的持水能力,其中亲水性有机物质乙醇的影响大于疏水性有机物质苯酚。     

潮土区不同质地类型土壤对酸缓冲性能的研究

对新乡潮土区不同质地类型土壤酸缓冲性能的研究表明,粘土的缓冲能力最强,砂土的缓冲能力最弱。缓冲能力的大小与土壤中物理性粘粒含量成正相关,相关系数为0.983,达到了0.01显著水平。不同质地类型土壤的酸缓冲能力大小为:粘土>中壤土>轻壤土>砂壤土>砂土。试验结果还表明,土壤有机质含量与土壤酸缓冲能力无明显的相关性。