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1.
土壤溶质迁移理论研究进展 总被引：6，自引：2，他引：4
随着农业发展和环境保护工作的加强,土壤溶质迁移研究成为一个热点问题。国内外学者从不同角度研究了土壤溶质迁移机制,并建立了相关的数学模型。通过综合国内外研究文献的基础上,分析了几何模型、对流弥散方程和传递函数模型方面的研究进展及存在问题,并探讨了在相关理论方面间内在关系,指出以后研究的重点问题。 相似文献
2.
目前溶质运移的模型主要采用水动力弥散方程来实现,但水动力弥散方程不能考虑到溶解在地下水中的溶质因为溶解-沉淀作用形成结晶而积聚在土壤中的事实,这部分结晶相溶质不能直接通过水动力弥散作用而随地下水迁移。将土壤中的溶质分解成溶解相溶质和结晶相溶质,试图对溶质在随地下水-土壤水分运动而迁移,并同步沉积、释放的动态变化过程进行定量化的描述,建立起更为合理的地下水中溶质迁移和积聚的动态数学模型。 相似文献
3.
为了利用解析模型模拟土壤溶质迁移过程、估计土壤溶质迁移参数,在假定土壤溶质质量浓度分布为n次幂函数的基础上,结合边界层方法,将描述土壤溶质质量浓度分布的低次幂函数进一步推广,得到土壤溶质迁移的n次幂函数近似解析模型.在2个时刻(t=360,720 min)、较大距离(120～450 cm)时,利用不同次幂函数模型对溶质迁移过程进行比较分析,模拟结果表明孔隙水流速度较小(v=0.01 cm/min)时,在短历时(t=360 min)、长距离(x>50 cm)处,六次幂边界层解与其他次幂边界层解相比具有较高精确度;对边界层距离公式受各参数的影响进行模拟计算,分析结果表明:较小的孔隙水流速度(v≤0.01 cm/min)对边界层距离影响甚小;基于较小土壤孔隙水流速(v=0.01 cm/min)及测量仪器的不同灵敏度,利用不同次幂边界层距离公式对土壤溶质迁移参数进行数值计算比较及误差分析,结果表明用较高灵敏度的仪器进行测量,结合六次幂的边界层距离公式可准确地推求土壤溶质迁移参数弥散系数D及延迟因子R. 相似文献
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为了利用解析模型模拟土壤溶质迁移过程、估计土壤溶质迁移参数,在假定土壤溶质质量浓度分布为n次幂函数的基础上,结合边界层方法,将描述土壤溶质质量浓度分布的低次幂函数进一步推广,得到土壤溶质迁移的n次幂函数近似解析模型.在2个时刻(t=360,720 min)、较大距离(120~450 cm)时,利用不同次幂函数模型对溶质迁移过程进行比较分析,模拟结果表明孔隙水流速度较小(v=0.01 cm/min)时,在短历时(t=360 min)、长距离(x>50 cm)处,六次幂边界层解与其他次幂边界层解相比具有较高精确度;对边界层距离公式受各参数的影响进行模拟计算,分析结果表明:较小的孔隙水流速度(v≤0.01 cm/min)对边界层距离影响甚小;基于较小土壤孔隙水流速(v=0.01 cm/min)及测量仪器的不同灵敏度,利用不同次幂边界层距离公式对土壤溶质迁移参数进行数值计算比较及误差分析,结果表明用较高灵敏度的仪器进行测量,结合六次幂的边界层距离公式可准确地推求土壤溶质迁移参数弥散系数D及延迟因子R. 相似文献
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为了研究Cr(Ⅵ)在土壤不同初始pH和初始浓度条件下的吸附规律,以武汉东西湖蔬菜基地的土壤为试验材料进行土柱的动态吸附试验,调节初始溶液的pH和浓度,制备6种不同性质的土样进行动态吸附试验,选用Origin软件来拟合溶质的穿透曲线;并选用惰性离子Cl-进行示踪试验求取弥散系数,结合 CXTFTI 软件中的化学非平衡模型--两点模型进行数值模拟,求取Cr(Ⅵ)在该土壤中的溶质运移参数,从而对在土壤中Cr(Ⅵ)的吸附过程进行分析及预测.研究结果表明:Cr(Ⅵ)的吸附对pH值非常敏感, 通入溶液的初始pH值越低,穿透时间以及达到吸附饱和的时间越早;而初始浓度也会对Cr(Ⅵ)的吸附有一定影响,通入溶液的初始浓度越高,穿透时间以及达到吸附饱和的时间越早.利用两点模型求取的Cr(Ⅵ)在该土壤中的溶质运移参数能很好的解释土柱试验的结果,Cr(Ⅵ)在该土壤的的吸附过程中大约 60%都是瞬时完成的,40%是受到速率限制作用,满足一阶动力学方程. 相似文献
6.
根据室内实验和数值模拟数据,分别以土壤含水率和溶质质量浓度的实测值与其计算值标准差最小为优化目标,建立溶质和水分运移参数识别的多目标优化模型,采用遗传算法、有限差分法和线性加权法相结合的计算方法,对模型进行优化求解。分别以单组、2组和3组时刻实验数据组合作为参数优化初始数据,获取了土壤非饱和水分和溶质运移参数值,并以1 345 min时刻实验数据进行验证。含水率计算值与实测值相关系数的最大值和最小值分别为0.975 3和0.945 0;溴离子溶液质量浓度的计算值与实测值相关系数最大值和最小值分别为0.964 6和0.935 2,实测值与计算值吻合较好,表明用这一方法识别非饱和水分-溶质运移参数是可行的。 相似文献
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以土壤水分运动的动力学方程和溶质运移的对流-弥散方程为基础,结合灌溉施肥过程中的初始和边界条件,建立了地下滴灌施肥条件下土壤水肥运动模拟模型,以SWM-2源代码为蓝本,模拟了新疆棉花地下滴灌施肥后土壤中氮的分布与变化过程。结果表明,地下滴灌条件下,施肥时机直接影响到土壤中氮的分布,施肥后冲洗管道1 h,使氮的运动在剖面上呈双峰曲线,以毛管为中心,氨态氮的运动局限于20 cm以内,其含量随时间延长而减少,同时向下层土壤运动;与氨态氮相比,硝态氮的运动范围略有增加,在垂直方向上向上运动大于向下运动。 相似文献
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为了研究不同质量浓度KCl溶液对土壤入渗及溶质运移特性的影响,将KCl溶液质量浓度分别设置为0、2、3、4、5、8和10g/L,基于一维土柱入渗试验,采用CXTFIT模型对Cl-运移特性进行拟合。结果表明,累积入渗量、湿润锋推进速度、入渗率、土壤的导水能力均随着KCl溶液质量浓度的增加而增加。Kostiakov模型、Philip模型对KCl溶液入渗具有良好的适应性,相同历时下的累积入渗量与湿润锋推进距离存在良好的线性关系(R2=0.912 9)。此外,CXTFIT模型能够较好的反应不同质量浓度KCl溶液下的Cl-的运移过程且质量浓度高的KCl溶液在土壤中的对流弥散速度大于质量浓度低的。 相似文献
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层状土溶质运移特性及其参数分析 总被引：3，自引：0，他引：3
由于自然和人为因素作用,土壤常常呈现层状结构,这种层状结构影响土壤水分和溶质的运移特性。通过室内模拟试验,分析了层状土溶质运移特性,研究了层状土溶质运移参数变化特征。结果表明C l-在层状土及均质土中弥散度具有明显差异,并且这种差异与夹层土壤的弥散度存在密切相关。 相似文献
10.
以非吸附性溴离子和吸附性磷元素为示踪剂,通过改变针头式降雨器的雨滴降落高度获取不同雨滴动能,并推算其相应的雨滴能量流(Rain droplet energy flux,DE),研究雨滴动能对红壤坡面溶质迁移特征的影响。试验结果表明,初始产流时间、地表土壤含水率、土壤水分入渗深度等均随着DE增大而线性减小;径流总量(Total runoff,TR)与DE呈幂函数递增关系;产沙量(Sediment yield,SY)与DE可用对数函数描述。在不同雨滴动能条件下,径流溴离子浓度随产流时间呈幂函数衰减,土壤溴离子淋溶深度随着雨滴动能增大而减少;径流溶解态磷浓度随产流时间呈线性增大趋势,径流全磷(Total phosphorus,TP)流失总量与DE的关系可用指数函数描述,且径流全磷流失量与径流总量及产沙量高度相关;雨滴动能越大导致表层土壤磷素含量越低。 相似文献
11.
Salt distribution and the growth of cotton under different drip irrigation regimes in a saline area 总被引：4，自引：0，他引：4
Ruoshui Wang Yaohu Kang Shuqin WanWei Hu Shiping LiuShuhui Liu 《Agricultural Water Management》2011,100(1):58-69
A 3-year experiment was conducted in an extremely dry and saline wasteland to investigate the effects of the drip irrigation on salt distributions and the growth of cotton under different irrigation regimes in Xinjiang, Northwest China. The experiment included five treatments in which the soil matric potential (SMP) at 20 cm depth was controlled at −5, −10, −15, −20, and −25 kPa after cotton was established. The results indicated that a favorable low salinity zone existed in the root zone throughout the growing season when the SMP threshold was controlled below −25 kPa. When the SMP value decreased, the electrical conductivity of the saturation paste extract (ECe) in the root zone after the growing season decreased as well. After the 3-year experiment, the seed-cotton yield had reached 84% of the average yield level for non-saline soil in the study region and the emergence rate was 78.1% when the SMP target value was controlled below −5 kPa. The average pH of the soil decreased slightly after 3 years of cultivation. The highest irrigation water use efficiency (IWUE) values were recorded when the SMP was around −20 kPa. After years of reclamation and utilization, the saline soil gradually changed to a moderately saline soil. The SMP of −5 kPa at a depth of 20 cm immediately under a drip emitter can be used as an indicator for cotton drip irrigation scheduling in saline areas in Xinjiang, Northwest China. 相似文献
12.
在稻田淹水到排水干田的过程中,稻田的土壤水分由饱和态转为非饱和态,这一过程中稻田土壤水分运移规律的变化以及水量各平衡要素的转化对稻田水分管理以及减缓农业面源污染等方面具有实际意义.为探寻稻田不同阶段土壤水分状况下的差异性,基于重庆丘陵区紫色土常规轮作水稻土壤水分的连续监测数据,利用HYDRUS-1D模型对稻田淹水、排水落干和收获后3个不同干湿阶段(阶段Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)的土壤水力参数和土壤含水量开展验证模拟分析.研究表明:(1) 根据R2与RMSE的误差分析结果,HYDRUS可以实现对不同阶段稻田土壤水分变化的有效模拟.(2) 根据土壤水量平衡分析,阶段Ⅰ的稻田土壤水分以水分补充的形式为主;阶段Ⅱ和Ⅲ的土壤水分以水分损失为主,底层渗漏量分别占总水分损失量的52%和95%.(3)根据HYDRUS的模拟结果,降雨直接影响土壤上下边界流的变化;阶段Ⅱ的实际作物蒸腾量和实际地表蒸发量低于阶段Ⅰ的,阶段Ⅲ稻田土壤的地表实际蒸发量与日照时数的关系更密切. 相似文献
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新疆盐碱地长期利用盐水灌溉土壤盐分变化 总被引：3，自引：1，他引：3
在地下水位3～5m、壤质土壤条件下,利用盐碱地时用2～5g/L盐化水灌溉,土壤1m剖面均为脱盐状况。灌溉盐化水15年后,1m土壤残留阴离子浓度较小,多点平均为3.709毫克当量/100克土。其中HCO-3相对较多,1m多点平均为0.404毫克当量/100克土。K++Na+浓度很大,1m多点平均为2.492毫克当量/100克土。这时,土壤1m全盐多点平均为0.248%,在灌溉水矿化度不直接危害作物生长时,不影响耕作和作物正常生长。由此可见,盐化水在盐碱地上无排灌溉,是可行的。 相似文献
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针对BP神经网络在解决复杂非线性问题时,存在初始权值和阈值随机赋值,网络学习速度慢,局部极小的问题,运用群体搜索能力强的思维进化算法(MEA),寻找出最优的初始权值和阈值,优化BP神经网络的网络结构,建立MEA-BP神经网络的土壤养分等级评价模型。以敦化市黑土的土壤养分数据作为测试集,评价指标选用土壤的有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾。对比MEA-BP网络预测模型、遗传算法(GA)优化BP网络预测模型和单一的BP网络预测模型,结果表明MEA-BP网络预测模型的均方误差(MSE)最小、决定系数(R^2)最接近1和误差波动最小,可以更准确地反映土壤养分分级特性。 相似文献
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陕北定边县部分盐碱地培育和筛选适宜盐碱地种植的水稻品种,对于盐碱地的利用和生态环境的改善有着重要意义.在定边县堆子梁镇营盘梁村开展大田试验,设置4个处理T1,T2,T3和T4,分别为隆优619、宁靖28、东稻4号、水稻FL478,均采用井水作为灌溉水源,以研究不同品种水稻种植对盐碱土壤理化性质、养分、土壤离子变化、水稻生长状况以及产量的影响.结果表明:与种植水稻前相比,各处理土壤pH值和全盐质量比均有不同程度降低(P<0.05,P<0.01).种植水稻后,各处理促进了土壤黏粒含量的降低、粉粒含量的提高,而砂粒含量均有所降低.各处理土壤有机质质量比和全氮质量比均有不同程度提高(P<0.01),但有效磷和速效钾质量比显著降低(P<0.05).处理T1,T2,T3和T4的土壤耕作层有机质质量比较种植水稻前分别提高219.87%,398.34%,218.91%和277.53%;全氮质量比分别提高150.00%,300.00%,160.71%和29.23%.各处理Ca2+,Mg2+,Cl-,SO2-4,HCO-3质量比分别较本底值降低46.76%,63.78%,33.91%,63.78%以及43.18%,种植水稻对土壤脱盐效果显著.各处理与水稻株高生长和每m2穗数之间具有统计学意义(P<0.05);与盐碱地种植水稻百粒质量和产量之间具有统计学意义(P<0.01),处理T1分别较T2,T3和T4提高了4.96%,42.78%和161.64%.种植隆优619、宁靖28水稻产量较高,是较为适宜在陕北盐碱地种植的水稻品种,可在陕北地区进行推广. 相似文献
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基于改进Hu矩和遗传神经网络的稻飞虱识别系统 总被引：3，自引：0，他引：3
针对稻飞虱识别实时性差和BP神经网络分类有一定误差的问题,设计了1种基于DSP硬件平台和遗传神经网络算法的稻飞虱识别系统.系统硬件以AT89S52单片机控制拍摄移动装置,以DM6437处理器作为算法处理平台;系统软件设计主要包括基于改进Hu矩的特征值提取和基于遗传算法优化神经网络的识别算法.系统通过CCD摄像机拍摄稻飞虱视频信号传送到DSP识别系统,从中提取图像,识别图像中的稻飞虱.实验对稻飞虱、水蝇和潜蝇等80个样本进行了训练和测试,结果表明遗传神经网络对稻飞虱的正确识别率达到90％. 相似文献
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根据过程实测的输入输出数据，将实际对象输出的旧值输入BP网络的输入层，从而得到一动态神经网络，作为控制中非线性系统的预测模型。既利用了系统的已知规律，提高了辨识的可靠性，又使得网络结构不必过于庞大，改善了实时性。分析了积分分离PID控制算法，在此基础上，将应用最广泛的PID控制器与具有自学习功能的神经网络相结合。得到了基于BP神经网络的PID控制算法。在已有的控制系统中嵌入了神经网络控制算法，用以调节PID控制器的三个可调参数Kρ，KI，KD。 相似文献
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Residual alkalinity as tracer to estimate the changes induced by forage cultivation in a non-saline irrigated sodic soil 总被引：4，自引：0，他引：4
Laurent Barbiro Vincent Valles Annick Rgeard Claude Cheverry 《Agricultural Water Management》2001,50(3):229-241
Soil alkalinisation generally constitutes a major threat to irrigated agriculture in the semi-arid regions of west Africa. The improvement of sodic soils is generally difficult and expensive. However, a recent study in the Niger valley in Niger, reveals that a natural de-alkalinisation is possible under natural conditions in a semi-arid climate. Transformation of non-saline sodic soil into brown steppe soil type was recorded. On the same site, the cultivation of a Sahelian fodder grass, locally known as ‘Burgu’ was used on the sodic soil/brown steppe soil transition zone to accelerate this natural de-alkalinisation and characterise its mechanisms. The geochemical properties of both soil types were monitored before cultivation and 1 year after continuous crop cultivation. After cultivation and regular irrigation, the chemical properties of the former sodic soils were close to those of the surrounding brown steppe soils, which are better suited for agriculture. This modification of the sodic soil properties can be attributed to (i) the large amount of water supplied during cultivation that induced salt leaching. This is the main phenomenon responsible for the changes observed; (ii) the root activity that modified the acid–base equilibrium and consumes alkalinity.
The residual alkalinity (RA) concept was used to select chemical tracers of the concentration/dilution of the soil solution. Here, sodium amount and calcite+fluorite residual alkalinity (RAcalcite+fluorite) were the most adequate ones. These two tracers decreased proportionally under the influence of leaching, but the exchanges between cations and protons changed the RAcalcite+fluorite, without modifying the sodium amount. Their combined use allowed us to separate and quantify the uptake of the plant from the leaching in the de-alkalinisation process. This study highlighted that reclamation of this type of sodic soils is feasible. The use of the RA concept is advisable to design a sustainable management system for irrigated sodic or saline soils. 相似文献