| 书名： | 农田水力参数预测及畦灌水分管理模型 |
| 作者： | |
| 出版社： | 化学工业出版社 |
| 出版日期： | |
| 版次： | |
| ISBN： | 9787122449849 |
| 市场价： | 86.0 |
第1章 概述 1
1.1 土壤水力运动参数研究背景 2
1.2 水力运动参数预测的意义 2
1.3 水力运动参数研究动态 3
1.3.1 土壤非饱和导水率获取方法研究进展 5
1.3.2 土壤水分征曲线获取方法研究进展 6
1.3.3 水力运动参数影响因素研究进展 12
1.3.4 壤传递函数研究进展 15
1.3.5 非饱和土壤水力运动参数传递函数需完善和解决的问题 20
1.4 构建水力运动参数土壤传递函数的方案 20
1.4.1 研究内容 20
1.4.2 术路线 21
第2章 试验条件与方法 24
2.1 取样点布设 25
2.2 研究区试验条件 26
2.2.1 供试材料 26
2.2.2 试验仪器设备与测定方法 29
2.3 试验方案设计 33
第3章 样本数据库创建及参数预测方法 35
3.1 样本数据库创建 36
3.1.1 非饱和导水率样本数据库创建 36
3.1.2 土壤水分征曲线样本数据库创建 37
3.1.3 扩散率样本数据库创建 38
3.2 参数预测方法 38
3.2.1 多元非线模型 38
3.2.2 基于遗传算法的BP经网络模型 39
3.2.3 基于粒子群化算法的支持向量机模型 43
3.3 模型选标准 46
第4章 预测模型 49
4.1 非饱和导水率预测模型 50
4.1.1 因素分析 50
4.1.2 自变量的确定 58
4.1.3 GA-BP预测模型 59
4.1.4 PSO-SVM预测模型 66
4.1.5 预测模型选 72
4.2 土壤水分征曲线预测模型 76
4.2.1 因素分析 77
4.2.2 自变量的确定 86
4.2.3 非线模型预测 87
4.2.4 GA-BP预测模型 93
4.2.5 PSO-SVM预测模型 99
4.2.6 预测模型选 105
4.3 扩散率预测模型 111
4.3.1 自变量的确定 111
4.3.2 GA-BP预测模型 112
4.3.3 PSO-SVM预测模型 114
4.3.4 预测模型选 116
第5章 温度对土壤水力运动参数的影响 120
5.1 温度对土壤非饱和导水率的影响 121
5.1.1 影响分析及其数量关系的确定 121
5.1.2 预测模型选 123
5.2 温度对土壤水分征曲线的影响 125
5.2.1 影响分析及其数量关系的确定 125
5.2.2 预测模型选 130
第6章 畦灌水分管理一体化模型 132
6.1 材料与方法 134
6.2 畦灌水分管理一体化模型构建 135
6.2.1 土壤水力参数预测模型 135
6.2.2 地面畦灌灌水过程模拟 138
6.2.3 灌水技术参数化模型 141
6.2.4 模型耦合 143
6.3 应用实例 145
参考文献 148
本书共9章，对土壤水分运动参数的预测方法进行了、系统的阐述，构建了土壤水分特征曲线、非饱和导水率和扩散率的土壤传递函数，在模型比选的基础上给出了适用于黄土区水分运动参数获取的优传递函数，后对土壤水力运动参数传递函数的进一步研究进行了展望。
1.1土壤水力运动参数研究背景
黄土是在特殊的自然环境下，通过沉积、固结作用形成的一种特殊的第四纪大陆松散堆积物。主要分布于世界大陆北半球中纬度干旱及半干旱地带，覆盖着约10%的地球陆地表面。在我国，黄土分布面积达64万平方千米，占国土面积的6.3%。黄土基于其细小的颗粒、松软的土质和丰富的养分，易于耕作、形成肥田沃土，十分有利于农业发展。但由于共结构十分松散，易被侵蚀、产生水土流失12)。
土壤水作为水资源的重要组成部分，是陆生生态系统中重要的因素之一，是一切陆生檀物赖以生存的基础。土壤中许多物理、化学和生物过程常常需要在水分的条件下才能进行。土壤水不仅能为植物提供生长所需水分，而且还能提供其所需要的营养元素。与此同时，由化肥过度施用、水资源觖乏地区中水灌溉等原因导致的农业污染问题十分突出，这些污染物质以土壤水分为介质进人土壤，成为土壤溶质，并随着土壤水分的运动而运移。因此，对土壤水的保持和运动进行研究具有十分重要的意义。
1.2水力运动参数预测的意义
在应用数学物理方法对土壤水分的渗人、蒸发以及土壤-植物-大气连续体中水流的运动三个主要的土壤水分消耗和吸收过程进行定量分析时，无论用解析解法还是数值解法，水力动参数都是不可少的一部分。水力运动参括比水容量C(水分特征曲线斜率的倒数)、水力传导度K和扩散率D，三者之间的定量关系为D=K/C.
水力运动参数的获取方法主要有直接法和间接法。
①直接法是指通过试验直接获取水力运动参数。其中，土壤水分特征曲线的直接获取方法主要有张力计法、压力膜仪法、砂漏斗法等;水力传导度的直接获取方法主要有瞬时剖面法、垂直下渗通量法和垂直土柱稳定蒸发法;扩散率的直接获取方法为水平土柱吸渗法。由于土壤水力运动参数的直接获取费用高、时间长，加之受多种土壤理化参数的影响(土壤质地、结构、容重、有机质含量等)，得到确切表达土壤水力运动参数的函数较为困难，且学者们对土壤水力运动参数的研究大部分集中于扰动土壤，对田间原状土壤的研究较少。由于扰动土壤与田间原状土壤在土壤结构方面存在明显的差异，扰动土壤试验得到的结果若用于田间原状土壤会引起较大的误差。
间接法主要是指通过构建土壤相关理化参数与土壤水力运动参数间的函数(土壤传递函数，pedo-transfer functions)，输人相关理化参数便可得到水力运动参数的过程。
本书研究旨在利用德国UMS 公司HYPROP系统实测低吸力阶段原状土土壤水分特征曲线与水力传导度和相应实测的土壤理化状参数，建立土壤质地、结构、有机质含量、温度和黄土水力传导度与土壤水分特征曲线的经验模型参数的规模化样本，通过分析与验证，得到土壤水力传导度、土壤水分特征曲线和黄土土壤扩散率经验模型参数的优土壤传递函数。研究成果为黄土地区土壤水力运动、降雨人渗补给及地下水潜水的人渗补给和消耗、节水灌溉、土壤溶质运移、农业污染等问题的研究和应用等提供基础参数。
1.3水力运动参数研究动态
土壤水指的是地面以下地以上土壤层中的水分，亦称土壤非饱和带水分[4。土壤水是地表水和地下水之间的联系。它是水资源形成，转化和消耗中不可或缺的组成部分。土壤水分受气象、土壤和植被类型等因素的影响，并直接影响植被的生长状况。它与农业、水文学和环境密切相关，已经成为一个比以往更加活跃的研究领域。目前，对土壤水的研究可分为两个过程:土壤水形态学研究和基于能量的动力学研究。土壤水形态学将土壤视为小球体的集合，或者假想为平行的小扁平体的集合，或者是将土壤孔隙近似为直径大小不一的一束束毛细管。土壤水形态分类是按照土壤中水分存在的形态和土壤中水分所承受的作用力的质及大小来分，分类方法有许多种，但都大同小异，只是名称不同而已。土壤中水分所存在的形态一般分为吸湿水、薄膜水、毛管水和重力水。而土壤中水分所承受的作用力一般分为吸附力、吸着力、毛管力和重力，分别与土壤中水分所存在的形态相对应。大吸湿量、大分子持水量、田间持水量、全蓄水量以及凋萎系数是将土壤水……
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