利用winSRFR模拟畦灌入渗参数和灌水质量变化规律

[目的]探究畦灌入渗参数及灌水质量变化规律及其与灌水历时的关系.[方法]基于夏玉米-冬小麦轮作实测数据,采用winSRFR模型模拟灌水过程,计算入渗参数和灌水均匀度.[结果]水流推进与消退均方根误差介于0.05～0.41 h和0.06～0.71 h,占推进和消退时间1.23％～7.16％和1.21％～23.37％;冬小...     

膜缝灌入渗特性的数值模拟及简化模型研究

基于非饱和土壤水运动的基本方程建立了膜缝灌的土壤水分运动基本方程,利用SWMS-3D软件模拟了不同处理下膜缝灌的累积入渗量及土壤湿润体含水量分布,模拟值与实测值比较接近,表明所建模型能较好的表征膜缝灌的土壤水分运动。分析了不同要素组合下膜缝灌的入渗特性、土壤湿润体水分分布和平均入渗水深,在此基础上建立了膜缝灌的平均入渗水深简化模型,试验验证结果分析表明所建膜缝灌平均入渗水深简化模型可用于计算膜缝灌平均入渗水深。     

灌溉水质对土壤结构和畦灌入渗的试验研究

灌溉水质对土壤结构特性和入渗以及灌溉用水效率都有很大的影响。选择河南省开封惠北实验场,在不同土壤条件下,针对3种不同的钠含量灌溉水质(SAR=0.9,10,30)进行了研究。灌溉定额从中到高(2370~2610m3/hm2)。实验结果发现,灌溉水质和土壤电解浓度(EC)对土壤结构、土壤表层胶结以及入渗量都有很大的影响。实验结果证明由于高SAR灌水量减少了入渗量,从而降低了灌水效率,使灌水效率从40%减少到21%。     

推求合理畦宽的方法及应用

为了寻求合理的节水省时畦宽,以更好地利用现有水源,在1990、1991年试验和实践的基础上,用统计回归分析方法对大城县农田畦田规格进行了分析,求出了合理畦宽,并从灌水持续时间、用电量、提水量等方面对合理畦宽的节水、节能效果进行了分析。     

波涌灌入渗机理的研究

论述了波涌灌的基本理论，分析了波涌灌的特点，研究了波涌灌的入渗机理。结合我国农业发展的实际状况，论述了波涌灌在我国发展的可行性和必要性。     

多因素浑水膜孔灌入渗特性分析

主要选取土壤容重、土壤初始含水率、膜孔直径和浑水含沙率4个影响因素,研究多个因素综合作用下的浑水膜孔灌单点源入渗特性及分析各因素的敏感性.试验采用正交设计,利用SPSS软件多元回归分析法,对四因素影响下的单位膜孔面积累积入渗量进行了回归分析,拟合决定系数R=0.98,表明各影响因素均对浑水膜孔灌单点源入渗有影响.利用相对值法分析了各因素入渗参数对单位膜孔累积入渗量的影响程度,且显著程度由大到小依次为膜孔直径、土壤容重、土壤初始含水率、浑水含沙率;利用敏感性指标判断得出在同一入渗时间,各影响因素越大对浑水膜孔灌单点源入渗的入渗速率的影响越弱.     

基于SRFR模型的畦灌技术要素非劣解

以灌水均匀度、灌水效率为评价指标,利用SRFR406模型对5个改水成数、31个畦长及13个单宽流量进行灌水质量评价,研究畦灌的技术要素非劣解。结果表明,在实际灌水过程中,参照非劣解集,可随着畦长、可供流量等条件的变化灵活调整其他灌水技术要素,以满足灌水质量的要求,而优化灌水技术方案只能选择灌水技术要素的最优解。可见,在应用上,畦灌技术要素的非劣解优于最优解。     

土壤容重对蓄水坑灌入渗及水氮分布的影响

为探讨土壤容重对蓄水坑灌入渗和水氮分布的影响,试验采用30°扇柱体有机玻璃土箱,高120 cm,半径100 cm,设置3个土壤容重水平:1.3、1.4、1.47 g/cm3。通过室内入渗试验,研究了土壤容重对肥液入渗、含水率分布、铵态氮和硝态氮含量的影响。结果表明:蓄水坑灌条件下,累积入渗量随土壤容重的增大而减小,不同容重下累积入渗量与入渗时间之间均符合Kostiakov入渗模型。随土壤容重的增大,湿润体范围逐渐减小,在分布1 d内,0~60cm深度土壤体积含水率随土壤容重的增大而增大。土壤铵态氮含量随土壤容重的增大在不同径向方向上变化不一致。不同容重下深层湿润锋处土壤硝态氮的累积量为:1.47 g/cm31.4 g/cm31.3 g/cm3。     

基于HEC-RAS模型的水面线的推求

山区小河流具有坡降大、水流急的特点,在水面线推算上相比平原区河流难度较大。常规的水面线方法在急流及多水工建筑物情况下容易出现突变,需分段推求水面线,计算精度较差。文章主要通过介绍水面线原理,以及水面线推求方法,然后以山西榆社县青阳平村小流域为例介绍Hec-Ras的应用。     

基于区域畦灌模拟模型的参数随机模拟方法比较

针对区域畦灌随机模拟模型中直接蒙特卡洛模拟方法存在的抽样重复性及收敛性较差等问题,借助仅考虑土壤特性空间随机性的区域畦灌随机模拟模型,研究拉丁超立方模拟、修正拉丁超立方模拟与直接蒙特卡罗模拟在抽样精确性、区域畦灌模拟计算收敛性、准确性、稳定性和计算效率等方面的差异。结果表明:修正拉丁超立方模拟和拉丁超立方模拟能够很好地表征土壤干容重的区域分布特征,抽样精确性较高。修正拉丁超立方模拟收敛速度最快,能够显著改善抽样质量,模拟准确性与分布形态优于拉丁超立方模拟与直接蒙特卡洛模拟。修正拉丁超立方模拟具有比拉丁超立方模拟与直接蒙特卡洛模拟更好的稳定性。基于修正拉丁超立方的区域畦灌随机模拟模型计算效率比拉丁超立方抽样和直接蒙特卡洛模拟分别提高0.23倍和1.80倍,说明修正拉丁超立方模拟能够解决原有模拟方法计算效率较低的问题,有助于缩短计算时间,降低计算成本。     

盐分胁迫条件下制种玉米根系吸水模型参数的推求

为了研究咸水灌溉条件下作物根系吸水与根区土壤盐分运动的关系,在石羊河流域开展咸水灌溉田间试验,引入Feddes提出的根系吸水模型,根据田间试验实际观测数据,对模型系数进行了计算。研究表明,通过计算相对根长密度和潜在蒸腾速率,推算得到最优灌水条件下的最大根系吸水速率;通过计算蒸腾强度与土壤渗透势,推算得到咸水充分灌溉条件下的盐分胁迫修正因子,并对盐分胁迫修正因子的参数p进行了验证,参数p推算和验证过程时的RMSE0.10,MRE10%,在允许的误差范围之内。建立了盐分胁迫条件下制种玉米根系吸水模型,为研究区研究制种玉米生长条件下土壤水盐运动规律奠定基础。     

基于GMS的地下水流数值模拟及参数敏感性分析

为提高地下水流数值模拟的精度,减小因水文地质参数不确定性而产生的误差,需要对数值模拟模型的水文地质参数进行灵敏度分析.在对老莱河流域某灌区地下水流数值模型识别和验证的基础上,采用因子变换法对渗透系数、给水度、大气降水入渗补给系数值进行敏感性分析.结果表明,地下水位对含水层的渗透系数最敏感,其次是大气降水入渗补给系数,河谷地区因含水层岩性变异度较大导致地下水位对该区参数变化较敏感.通过参数敏感度分析能够筛选出数值模型中的不确定性因素,从而避免模型调参的盲目性,提高区域地下水资源评价的可靠性.     

基于HEC-HMS模型推求西江流域巨型水库群区间入流

基于HEC-HMS分布式水文模型构建了降雨-径流模型来推求西江流域水库群的区间入流,由于无法得到水库区间入流,故利用研究区7个水文站2006-2008年的实测资料对模型进行了参数的率定与验证,并通过参数移植模拟了全流域水库的区间入流。研究得出:模型在西江流域具有较强的适用性,可以用于该流域水库群的区间入流预报,为水库的安全运行和优化调度提供技术支持。     

基于土壤物理基本参数的土壤导气率推求模型

土壤气体传输过程复杂,影响因素众多,各因素之间相互影响与制约,且存在严重的空间变异性,其空间分布特征与变异程度同众多影响因素间关系复杂,野外条件下难以准确计算大范围区域内土壤导气率平均值。通过已经获得的土壤样本实测资料,建立土壤物理基本参数与土壤气体传输参数之间的函数模型,结果表明:偏砂质土壤的导气率与饱和度的拟合度较好,决定系数R2达0.95以上,而偏黏性的土壤结构性强,R2在0.69以上;遗传算法程序拟合系数ai、bi,R2均达0.90以上;利用此函数模型,拟合导气率与实测导气率之间的相对误差绝对值小于0.1,效果较好,验证了预测模型的适用性。提出的推求方法简化了土壤气体传输动力学参数在实际应用中繁琐的测算过程,为野外环境下简单、快速获取土壤气体传输动力学参数提供了参考。     

套管长度和灌水器流量对涌泉根灌入渗特性的影响

为确定黄土高原苹果涌泉根灌时的适宜应用参数(流量和套管长度),选用PP棉滤芯作为配套套管进行室内土箱试验,探究灌水器流量和套管长度对其入渗特性的影响.试验结果表明:大灌水器流量有利于土壤水分在垂直方向上的运移;流量越大,灌水结束时和土壤水分再分布后,湿润体的体积、湿润体内高含水区域范围以及含水率的最大值也随之增大.套管内积水可增大入渗面和入渗水势梯度,从而使土壤水分的运移速率明显增大.灌水器流量和套管长度的交互作用会直接影响土壤水分在水平和垂直方向上的运移,当灌水器流量为12 L/h、套管长度为40 cm时所形成湿润体的体积最大,湿润体内水分分布更均匀,最有利于土壤水分在水平和垂直方向上运移.     

阿维扬诺夫潜水蒸发公式参数推求的新方法

阿维扬诺夫潜水蒸发公式是计算潜水蒸发的常用公式，文中给出了确定公式中拟合参数的新方法，它克服了传统方法确定参数具有任意性的不足，其拟合精度与高斯－牛顿法相当，但计算方法远比高斯－牛顿法简便，易于使用。     

基于LH-OAT的SWMM模型参数敏感性分析

为了消除SWMM模型计算过程中的不确定性,明确参数对径流模拟的影响,进行了参数敏感性分析。通过LH-OAT敏感性分析方法,辨析出不同参数在昭通市应用时对径流模拟结果的影响程度,确定对其影响较大的若干敏感参数,为参数的率定提供参考。研究结果表明对径流系数影响最大的参数是入渗衰减系数,对洪峰流量影响最大的参数是不渗透性。提高了SWMM模型在金沙江流域应用的可靠性。     

基于SCE-UA算法的小麦穗分化期模拟模型参数优化

以河南省商丘市为研究区,首先采用OAT(One-at-a-time)方法对WheatGrow模型的输入品种参数进行敏感性分析,在此基础上以抽穗期的开始日期作为约束条件构建代价函数,引入SCE-UA(Shuffled complex evolution method developed at the University of Arizona)算法求解得到最优作物品种参数组合,并利用2015—2016年度和2016—2017年度田间实验资料对SCE-UA算法的有效性进行验证。结果表明,基本早熟性参数对穗分化期的模拟结果影响最显著,温度敏感性参数比光周期敏感性参数和生理春化时间参数具有更高的敏感度,生理春化时间的敏感度最低。基于优化后的参数得到的穗分化期模拟值与观测值之间的平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)和均方根误差(Root mean square error,RMSE)均小于3 d,表明SCE-UA算法可以有效地获取WheatGrow模型最优品种参数组合。本研究可为WheatGrow模型品种参数的调整优化和模型的推广应用提供依据。     

柯夫达潜水蒸发公式中参数的推求

采用迭代法求解柯氏潜水蒸发量计算公式中的参数。该方法快捷、方便,且计算精度较高,可在计算机上实现。