土壤水分动力学参数研究与评价

对国内外土壤水分动力学参数研究进行概述和分析。目前研究土壤水分动力学参数的方法 ,开始从实验测量向以基本参数为基础的数学模拟过渡 ,实验和计算手段不断更新 ,考虑的因素更加完全 ;但是各种方法都有其局限性 ,用于田间水分动力学模拟仍有一定的难度     

水轮机转子系统动力学参数在轨辨识方法

正确辨识水轮机转子系统动力学参数是研究水轮机转子系统可靠性、稳定性的关键，对提高水轮机组的运行安全有非常重要的意义。本研究对水轮机转子系统动力学参数的基础特性进行了划分与确定，将动力学相关参数与算法在水轮机、轴承、盘轴模型中体现，确定了圆盘结构为在轨辨识方法的核心结构。分析了常用的频域辨识法、动力学参数辨识法及智能算法下的参数辨识法，在传统辨识方法基础上提出了在轨辨识方法应用策略及减小辨识结果误差方法。利用对比实验验证了在轨辨识方法识别动力学参数的精准度和稳定性，结果表明：相比传统的瞬时功率计算辨识方法和电磁轴辨识方法，在轨辨识方法的适应能力提高了0.5个点，精准度提高了0.3 MW左右。     

南北方粘质土壤密度对土壤水分特征van Genuchten模型的影响研究

以南北方典型粘质土壤红壤和塿土为试验土样,通过水平入渗试验进行了土壤密度变化对土壤水分特征van Genuchten模型参数的影响研究。研究结果表明,特征湿润长度、吸力、饱和含水量、滞留含水量、饱和导水率均随土壤密度增加而减小;土壤水分特征van Genuchten模型参数n随着土壤密度的增加而递增,而参数α随着土壤密度的增加而减小,与土壤密度成反比;参数n和参数α随土壤密度变化关系可用幂函数来描述。为建立吸力、土壤密度、质量含水率三变量的土壤水分特征曲面提供新的途径,有助于完善土壤水动力学理论。     

灌溉决策中的土壤特性空间变异研究

通过对灌区田间原状土样进行室内测试 ,并对测得的土壤水分特性值进行经典统计分析 ,得出土壤水分参数的统计特征值 ,这些参数近似为正态分布和对数正态分布 ,并对土壤水分参数进行地质统计学分析 ,绘出各参数值的半方差图和等值线图。根据研究分析结果 ,确定采用田间土壤饱和含水量和田间持水量作为评价分析参数。在灌溉决策系统中 ,根据半方差图确定观测点间距 ,从评价参数等值线图确定观测点在田间的位置。该研究方法对灌溉决策使用中子水分仪 (或 TDR)确定田间观测点的间距和位置有理论上的指导意义     

土壤水分运动参数的确定及其灵敏性能分析

土壤水分运动参数是利用Darcy—Richards方程定量研究土壤水分运动的基础。本文对主要土壤水分运动参数之一的水分特征曲线的拟合提出了一整套计算速度快、收敛性能好的联合计算方法和计算程序;并对土壤水分特征曲线以及由其推导出的土壤导水率的灵敏性能进行了大量的理论分析,对其精度也结合试验进行了分析研究。     

降雨条件下旱地土壤水分运动的数值模拟

以土壤水动力学原理为基础，研究降雨条件下旱地土壤水分的运动规律，建立了一维垂直非饱和土壤水分运动的数学模型，采用有限差分法FDM求解数学模型。模型检验表明，试验实测数据与模型计算值吻合较好，说明所建立的模型是可行的。     

土壤入渗参数的线性传输函数研究

基于大田耕作土壤水分入渗参数及其相关土壤理化参数的测定资料,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,建立了土壤水分入渗参数与常规土壤理化参数土壤水分入渗参数间的多元线性线性传输函数,预测值的相对误差可控制在18.45％以下。研究表明借助多元线性传输函数,用土壤常规土壤理化参数预测土壤入渗参数是可行的,为获取土壤水分入渗参数提供了一种新的途径。     

车辆智能巡航控制纵向动力学参数快速辨识方法

为快速、低成本地获取用于智能巡航控制（ICC）的车辆纵向动力学参数,提出了一种基于车辆纵向动力学模型的参数实验辨识方法。设计了车辆静止、空挡滑行、带挡滑行、稳态行车和空挡制动5种工况的道路实验以采集数据,设计卡尔曼滤波器对实验数据进行预处理,基于最小二乘方法辨识车辆纵向动力学参数：滚动阻力因数、风阻因数、节气门制动切换曲线、制动增益和发动机速度特性。使用由该方法辨识出的参数标定车辆纵向动力学模型,模型输出结果与实验结果吻合良好,验证了该辨识方法的有效性。     

遥感监测土壤含水量方法综述

土壤水分是陆地表面参数化的一个关键变量,土壤水分含量随时空的分布和变化对地—气间的热量平衡、土壤温度及农业墒情等都会产生显著的影响。常规的土壤水分测量方法采样速度慢、代表性差,无法实现大面积土壤水分的实时动态监测。随着农业信息化的发展,利用遥感技术监测土壤水分是目前定量遥感研究的前沿和难题之一。为此,阐述了土壤水分遥感信息模型方法,并对各方法所需要解决的关键问题及其优缺点做了评述。     

基于BP神经网络方法的黄土水分特征曲线预测模型比选

黄土高原区水资源严重匮乏，研究土壤水分特征曲线对于提高水分利用率、节约水资源有着重要的现实意义，但直接试验测量土壤水分特征曲线面临操作技术难度大、耗时费力等诸多问题，因此对土壤水分特征曲线进行科学合理预测十分必要。为提高黄土高原区土壤水分特征曲线预测模型精度，以山西省5个县市的试验点黄土为研究对象进行模型比选。基于BP神经网络算法，以土壤基本指标黏粒含量、粉粒含量、干容重、有机质和全盐量共5个影响因素作为预测模型的输入变量，以经验模型的参数作为预测模型的输出变量，分别建立了Gardner经验模型参数和Van Genuchten经验模型参数的预测模型，并根据实测数据库的预测结果进行对比和分析。结果表明：建立的经验模型参数的BP神经网络预测模型，Gardner经验模型建模和验证后的两个参数相对误差的平均值都小于4%,Van Genuchten经验模型建模和验证后的两个参数相对误差的平均值都小于5%；不论是建模的训练数据库还是验证数据库，Gardner经验模型参数的预测模型精度均高于Van Genuchten经验模型参数的预测模型精度。因此，建议针对黄土高原区的黄土水分特征曲线预测模型的建立...     

玉米秸秆粉闪速热解挥发特性模型

引入Arrhenius一级反应动力学模型方程,描述玉米秸秆粉闪速热解挥发特性。影响该模型动力学参数准确性的因素有挥发百分比、最终挥发百分比和颗粒停留时间。利用自行设计的层流炉装置进行热解挥发特性实验,获得了玉米秸秆粉的挥发和最终挥发百分比。利用PIV冷态实验结果,优化了热解挥发特性实验中颗粒停留时间计算方法,获得了更准确的颗粒停留时间。通过分析实验数据,得到了相应的热化学动力学参数:表观频率因子A和表观活化能E。结果表明,实验数据与模型预测数据有很好的一致性,说明所建立的模型实用性强。     

基于ESA CCI遥感数据的山西省土壤水时空变化特征及影响因子分析

土壤水分在调节陆地-大气水循环及能量收支平衡中起着重要作用，已有研究大多基于实验的方法探讨土壤水分的变化规律，然而对于大尺度区域和长时间土壤水序列的分析存在一定的局限性。卫星遥感监测能够提供大面积、全天时、全天候的数据，其中欧洲空间局（European Space Agency,ESA）气候变化项目（Climate Change Initiative,CCI）遥感土壤水分数据因具有“长时间序列、高精度”等特点，使其成为研究土壤水分变化规律的主要数据来源，可为大尺度农业旱情评估和预警提供一定的数据支撑。因此，以2000-2015年ESA CCI遥感土壤水分数据为基础，结合归一化植被指数（NDVI）和气候数据等，对山西省的土壤水分时空演变规律进行分析，并采用相关性分析法和主成分分析法探讨了土壤水分与NDVI、降水量、气温以及风速之间的相关关系，从而确定影响山西省土壤水分时空变化的主要因子。结果表明：山西省土壤水分整体呈“南部、北部低，中部高”的分布特征，且空间分布特征具有一定的稳定性。近16 a来，山西省土壤水分变化整体呈不显著上升趋势，其倾向率为0.000 6 a-1。采用相关性分析法得...     

多维入渗理论在测量土壤水力特性参数中的应用

张力渗透仪是一种根据多维入渗原理进行土壤水分和溶质运移参数原位测量的仪器。介绍了张力渗透仪的测量原理和方法，并用盘源入渗试验得到人工填装土壤的饱和导水率、与土壤渗透仪测定的结果进行了比较，表明利用多维入渗理论所测数据与渗透仅测定结果接近，可用于土壤水分特性参数的测量。     

洱海近岸菜地包气带土壤水分特征曲线参数变化及其影响因素

土壤水分特征曲线参数是研究土壤水分和溶质运移的重要参数。【目的】明确洱海近岸菜地土壤水分特征曲线参数空间变化及其影响因素。【方法】以洱海近岸菜地包气带土壤为研究对象,采用压力膜仪逐层测定了不同高程下土壤剖面各发生层的水分特征曲线,并用van Genuchten模型(VG模型)拟合土壤水分特征曲线。【结果】洱海近岸菜地包气带土壤含水率随着土壤吸力的增加呈先快速下降后变化平缓的趋势,VG模型能够较好地模拟各发生层土壤的水分特征曲线。土壤饱和含水率、残余含水率和参数n随着粉黏粒量、有机质和土壤孔隙度的增加而增加,随砂粒量和土壤体积质量的增加而减少,参数a呈相反的变化。土壤有机质、砂粒和黏粒量是影响土壤水分特征曲线参数空间变化的关键性因素,这些因素的差异把各发生层土壤划分为3类,即耕作层A为一类,犁底层P、母质层C和潴育层W为一类,潜育层G为一类。【结论】土层越深或越靠近洱海,土壤持水能力越差,土壤水分或溶质的迁移能力越强。潜育层、潴育层和母质层土壤水分特征曲线参数随高程呈较好的规律性变化,而长期耕种扰乱了耕作层和犁底层土壤水分特征曲线参数随高程的规律性变化。     

大孔隙对土壤水分特征曲线的影响

土壤大孔隙是普遍存在的现象，并非例外，它对水及溶质在土壤中的运移有着深刻影响。分别从原状土区和回填土区随机取若干土样，采用离心机法测得了原状土和回填土的水分特征曲线，比较原状土和回填土土壤水分特征曲线的参数，分析了土壤中大孔隙的存在对土壤水分曲线中各参数的影响。指出在进行土壤中水及溶质运移研究中，必须考虑大孔隙的影响。     

免耕覆盖条件下田间土壤水分入渗的二维数值模拟研究

根据土壤水动力学基本原理,建立了秸秆覆盖条件下夏玉米SPAC系统中二维土壤水分入渗模型,应用该模型采用ADI法对辽宁地区秸秆覆盖条件下玉米田间土壤水分入渗过程进行模拟计算。模拟结果再现田间土壤水分入渗过程,同时显示产流与未产流情况试验数据与模拟值均有较好的一致性,平均相对误差均在5%以内,所构建模型可用于覆盖条件下土壤水分运动规律的研究。     

自组织神经网络在流域土壤水分含量空间模式识别中的应用

由于土壤水分含量受众多因素的影响，空间变异性很大，给土壤水分含量空间分布的研究带来了很大的困难。空间模式识别是处理土壤水分含量空间数据的方法之一，能够分析得到土壤水分含量空间数据的聚类结果。基于自组织特征映射和自适应共振理论的自组织神经网络模型在空间数据模式识别中得到广泛应用，针对澳大利亚tarrawarra试验流域土壤水分含量的观测数据，应用自组织神经网络，建立动态土壤水分含量的空间模式识别模型，并用半变异函数对识别结果进行检验，实例研究表明该方法是一种行之有效的方法。     

自组织神经网络在流域土壤水分含

由于土壤水分含量受众多因素的影响，空间变异性很大，给土壤水分含量空间分布的研究带来了很大的困难。空间模式识别是处理土壤水分含量空间数据的方法之一，能够分析得到土壤水分含量空间数据的聚类结果。基于自组织特征映射和自适应共振理论的自组织神经网络模型在空间数据模式识别中得到广泛应用，针对澳大利亚tarrawarra试验流域土壤水分含量的观测数据，应用自组织神经网络，建立动态土壤水分含量的空间模式识别模型，并用半变异函数对识别结果进行检验，实例研究表明该方法是一种行之有效的方法。     

反演分析土壤-秸秆水分运动参数

通过潜水均衡试验站土壤测渗仪资料,以新疆具有一定代表性的轻粘土为例,利用无秸秆覆盖和地表以下35 cm秸秆覆盖的实测资料,研究作物生长条件下土壤水分和盐分运移模型参数,通过HYDRUS模型反演确定了土壤水分运动参数和秸秆水分参数。并与测筒实测数据进行了比较。通过计算,无论是模拟计算的土壤水分运动参数还是秸秆水分参数都与相应的测筒观测值具有良好的一致性,模拟值与实测值吻合较好,这表明了轻粘土土壤水分运动参数和秸秆水分运动参数的确定是合理的。这些参数的确定将为更好地模拟秸秆覆盖条件下土壤水盐运移规律,研究秸秆覆盖层阻止土壤潜水蒸发抵制土壤盐分向上运动提供科学数据。     

用低频电磁波速测土壤水分的研究

用高频电磁波速测土壤水分的仪器在国外早已面世,多年来,我们对用低频电磁波速测土壤水分进行了研究,研究表明,用低频电磁波速测土壤水分不但测量准确度高,而且仪器造价低,不过用此法需测量的参数较多,且有些参数很难通过被测土壤直接测定出来,对此,我们采用高斯元法将难以测定的几个参数消去了,用通过土壤的４个瞬时电流确定难以测定的土壤分质的电导率,对土壤含水量与各参数之间的关系,运用多元回归分析的方法求得。