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为提高季节性冻土区冬、春季储水灌溉的灌水质量和效果,在季节性冻土区冻融期间进行了大田冻融土壤的系列入渗试验,获取了自然冻融条件下的大量土壤入渗试验数据,拟合得到了不同冻融条件下的Philip入渗模型参数,建立了入渗模型参数与土壤基本理化参数间的BP神经网络的预报模型,实现了基于土壤体积含水率、黏粒含量、土壤密度、土壤温度以及灌溉用水水温等基本理化参数对Philip入渗模型参数稳渗率A、吸渗率S的预报。所得到的预测值与实测值之间相对误差的平均值控制在7%以内。研究表明,利用冻融土壤条件下土壤常规理化参数对Philip入渗模型参数进行预报是可行的,可为季节性冻融土壤灌溉技术参数的确定提供有力支撑。 相似文献
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冻融土壤水热迁移与作用机理研究 总被引：9，自引：0，他引：9
季节性冻融土壤的水热变异及空间迁移过程是一个复杂的动力学系统,冻融土壤水热系统作为自然界能量循环的重要环节,在水资源、环境、能源以及人类工程等方面占有极其重要的地位,详细探求冻融土壤的水热扩散机理,准确地掌握土壤的水热迁移状况,对于科学合理的制定春播制度具有深远的影响。以高效利用冻土资源、提高农业经济、改善生态环境为宗旨,在总结国内外研究成果的基础上,阐述了土壤冻融交替的物理过程、冻层水分入渗、热量传导、土壤溶质的转化过程以及工程冻害防治,概括了冻融土壤的水热分布对于地表环境改变以及气候因子差异的响应机制,进而从机理上对冻融土壤特征参数、水热耦合动态模拟及预测模型进行了论述。同时,提出了冻融土壤结构多尺度结合、土壤覆被联合体间反演、统计模型与随机模型并行的研究思路,旨在为寒旱区季节性冻土水热循环、水热平衡研究以及科学合理的指导农业生产提供借鉴。 相似文献
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在季节性冻融期,影响土壤蒸发的因素颇为复杂,准确估算冻融土壤蒸发量对土壤水资源的高效利用具有重要意义。根据2017-2018年冻融期大田试验数据,选取太阳辐射(x_1),日平均气温(x_2),地表土壤温度(x_3),地表土壤含水率(x_4),风速(x_5),气压(x_6),相对湿度(x_7),降水量(x_8),水面蒸发量(x_9)等9个影响冻融土壤蒸发的因素,采用主成分分析法和粒子群算法优化的支持向量机建立了冻融土壤蒸发量的预报模型。结果表明:所建立的基于主成分分析和粒子群算法优化支持向量机的冻融土壤蒸发预报模型,预测值和实测值的决定系数达0.951 3,平均相对误差为9.870 4%,可较好地用于冻融土壤蒸发量的预报。 相似文献
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【目的】探究盐分对季节性冻融土壤蒸发的影响规律。【方法】在内蒙古河套灌区开展了B1和B2二组不同含盐量下(B1:7.80 g/kg;B2:41.16 g/kg)的野外土柱蒸发试验,建立了考虑盐分影响(该影响由盐分阻抗和土壤表面阻抗体现)的冻融土壤蒸发数值模拟模型。采用土柱试验结果对模型进行了率定验证,并与SHAW模型进行了对比分析。在此基础上,应用该模型对9种不同含盐量(S1—S9:0、2.5、5、7.5、10、15、20、35、50 g/kg)下的冻融土壤蒸发进行了模拟。【结果】土壤含盐量不同导致的土壤蒸发强度差异显著,特别是在土壤冻结初期和融通期,土壤含盐量较低的B1土柱蒸发强度分别约是B2土柱的1.5倍和1.8倍;与SHAW模型相比,考虑盐分影响的冻融土壤蒸发模型能准确反映受盐分影响的冻融土壤蒸发过程,更适用于受盐渍化影响的季节性冻土区;冻融土壤蒸发量随含盐量增加呈现出先增后减的变化趋势,在含盐量为S6时,土壤蒸发量最大,为136.3 mm;相比无盐土S1,S2—S6的土壤蒸发分别增加了1.09%、13.68%、56.22%、73.73%和86.46%,而对比S6,S7—S9的土壤蒸发分别减少了10.20%、26.34%和42.55%。【结论】盐分对季节性冻融土壤蒸发影响显著,其作用为先促进后抑制,考虑盐分影响的冻融土壤蒸发模型可以提升盐渍农田蒸发的模拟精度。 相似文献
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季节性冻融期不同潜水位埋深下土壤蒸发规律模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了揭示季节性冻融期不同潜水位埋深和土壤质地对土壤蒸发的影响,通过连续2个冻融期的蒸渗计土壤剖面含水率和土壤温度的监测,利用水热耦合运移模型模拟研究了4种不同潜水位埋深(0.5、1.0、1.5、2.0 m)下砂壤土和壤砂土的土壤蒸发规律。结果表明:不稳定冻结阶段和消融解冻阶段地表土壤均出现昼融夜冻的特征,土壤液态水分较多,砂壤土和壤砂土蒸发量分别占整个冻融期的91.7%和81.8%以上。稳定冻结阶段的土壤蒸发量随着潜水位埋深的增加而增大,但小于0.31 mm。潜水位埋深为0.5 m时冻融期土壤蒸发量最大,砂壤土和壤砂土分别为47.28 mm和25.60 mm,随着潜水位埋深的增加,冻融期土壤蒸发量呈指数型减少,土壤颗粒直径相对较大的壤砂土土壤蒸发量随潜水位埋深的增加而衰减的幅度较为明显。该研究可为地下水浅埋区土壤盐渍化的防治和地下水资源量的科学评价提供依据。 相似文献
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《节水灌溉》2018,(11)
地表土壤的无效蒸发加剧了干旱半干旱地区农业用水短缺,为了揭示季节性冻融期地表覆砂对土壤蒸发的影响,进行了地表无覆盖(LD)、覆盖厚度均为1 cm覆砂粒径为0.5～1.5 mm(XS)和1.5～2 mm(CS) 3种地表处理条件下的大田土壤蒸发量、土壤温度和土壤含水率跟踪监测试验。结果表明:冻融期地表土壤覆砂可有效改变土壤蒸发的日变化幅度,不稳定冻结阶段覆砂处理抑制蒸发效果不明显,稳定冻结阶段地表覆砂可有效抑制土壤蒸发,消融解冻阶段地表覆砂加剧了表层土壤水分蒸发;冻融期LD、XS和CS累积土壤蒸发量分别为29.87、34.32和33.43mm,土壤累积蒸发量随时间较好地符合幂函数关系。研究成果可为冻融期制定科学合理的保墒措施和有效抑制土壤蒸发提供依据。 相似文献
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准确预测冻融期土壤蒸发量,对于干旱半干旱地区水资源高效利用有着重要意义.基于传统极限学习机(ELM)输入权值与阈值随机给定导致预测结果精度不高的问题,提出了一种基于粒子群算法(PSO)优化极限学习机的冻融期土壤蒸发预测模型.以2016-2017年冻融期9个影响土壤蒸发的因素作为输入因子,实测土壤蒸发量作为输出因子,分别建立ELM模型、GA-ELM模型、PSO-ELM模型对冻融期土壤蒸发量进行预测.结果表明,对输入因子进行随机函数处理后可提高模型预测精度,PSO-ELM模型预测精度优于单一ELM模型和GA-ELM模型,其决定系数为0.9936,均方根误差为0.0109 mm/d,平均绝对误差为0.0079 mm/d,平均相对误差为4.91％,可用于冻融期土壤蒸发量的预测. 相似文献
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针对冻融条件下新疆北疆常年滴灌棉田土壤水盐进行了连续监测,初步分析了冻融期土壤水盐运移特征,结果表明:冻融期,在铅垂土壤剖面上存在稳定的盐分聚集区,此聚集区位于最大冻土层附近,其位置随时间变化较小;除2001年地块外,其他地块各土层含盐率均值、最大值、最小值的最大值均出现在了90cm土层中;研究发现0~150cm土层中土壤盐分含量并没有呈现出随种植年限的增加而增大或是减小的趋势。不同地块中,土壤含水率在剖面上的分布特征各不相同,相比之下,冻融期土壤盐分的变化较水分变化更有规律可循。由于冻融期稳定盐分聚集层的大致位于90cm土层,加之消融后期伴随的土壤的强烈蒸发,笔者建议在开春播种后应及时进行头水滴灌,以抑制盐分的上移。本实验结果可为春播期间防治土壤次生盐渍化提供理论依据。 相似文献
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【目的】探究冻融干湿循环条件下,土壤粒径及盐分对土壤粗颗粒风化速率的影响。【方法】以土壤粗颗粒（灰绿板岩）为研究对象,设置粒径（10、20、30mm）、盐分浓度（3、6、10g/L及蒸馏水作对照）两因素,开展冻融干湿循环随机试验,分析不同循环次数下土壤粗颗粒风化速率的变化规律。【结果】(1)在水盐溶液处理下土壤粗颗粒风化速率均比单纯水处理大,10g/L盐分处理下的土壤粗颗粒风化速率大于其他处理。在20～60次冻融干湿循环之间,10 mm土壤粗颗粒的风化速率随盐分浓度的增加而增大。(2)土壤粗颗粒风化速率随粒径的增大呈减小趋势,且10 mm的土壤粗颗粒风化速率大约是30 mm的2倍。(3)土壤粗颗粒风化速率随冻融干湿循环次数的增大而增大,A1B4(10 mm 10 g/L)组合下的土壤粗颗粒风化速率最大。【结论】在冻融干湿循环影响下,小粒径的土壤粗颗粒风化速率大于大粒径,且水盐作用对土壤粗颗粒风化速率的影响大于单纯水作用。 相似文献
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探究土壤水热变化规律及特征有助于人工草地高效利用水热资源。利用数理统计和多重分形理论，对比分析了青海省乌兰县藜麦毛苕子混播和燕麦箭筈豌豆混播草地土壤水热变化对降雨的响应及其分布特征。结果表明，降雨对草地土壤含水率的影响具有明显的延迟效应；土壤含水率变化属于中等强度变异，呈“薄尾”分布，土壤含水率的变异主要由高值分布造成，并且主要为短距离变异；与燕麦箭筈豌豆混播相比，藜麦毛苕子混播土壤含水率较高，并且对降雨的表蓄作用较强。降雨对深层土壤温度的影响具有一定的延迟性；土壤温度属于中等强度变异，呈“厚尾”分布，其中0～10 cm土层变异强度最大，深层土壤温度主要为短距离变异，土壤温度变异主要由高值分布造成。与燕麦箭筈豌豆混播相比，藜麦毛苕子混播土壤温度较高，并且受降雨影响较小。综上，混播模式对草地土壤水热的影响存在差异，藜麦毛苕子混播较燕麦箭筈豌豆混播在土壤水热利用方面具有一定优势。该研究结果可为高寒荒漠区人工草地充分利用土壤水热资源提供理论依据。 相似文献
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加气灌溉下气候因子和土壤参数对土壤呼吸的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
为揭示温室内气候因子和加气灌溉下土壤温度、氧气含量和水分对土壤呼吸的影响,对比研究了加气灌溉和地下滴灌(对照)下,各因子与土壤呼吸速率的关系。结果表明:5 cm处土壤温度与土壤呼吸呈极显著正相关关系,加气灌溉和对照处理下相关系数分别为0.615和0.564,且两处理下5 cm处土壤温度分别解释了土壤呼吸变化的46.6%和32.4%。大气相对湿度和土壤氧气含量也影响着土壤呼吸的变化。加气灌溉和对照处理下,大气相对湿度解释了土壤呼吸速率变化的35.2%和23.7%。两处理下土壤氧气含量分别解释了20%左右的土壤呼吸变化。各因子交叉混合影响了76.8%(加气灌溉)和42.5%(对照)的土壤呼吸变化。由此可知,土壤温度是影响土壤呼吸变化的控制性因子,大气相对湿度和土壤氧气含量也是影响土壤呼吸变化的重要因子。各因子对土壤呼吸速率存在交叉影响,且加气灌溉下的拟合效果明显优于对照。加气灌溉下土壤含水率略有下降,土壤呼吸速率和土壤氧气含量与对照差异显著,分别提高了33.16%和16.61%。加气灌溉明显改善了根区土壤环境,土壤呼吸的其他限制因素减少,因此加气灌溉下土壤温度、大气相对湿度、土壤含水率和土壤氧气含量对土壤呼吸的交叉影响更明显,对土壤呼吸变化的拟合效果更优。 相似文献
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以位于山西省晋中盆地的农科院试验田为基地,运用灰色关联度和spss软件对2013-2014年季节性冻融期不同灌水量下土壤温度的时空变化规律进行了统计分析。结果表明:灌水量对土壤的冻融过程存在一定影响,有明显的增温效应,但在不同的冻融阶段有所差异:缓慢冻结阶段,灌水量高的地块土壤降温速度慢;快速冻结和拟稳定冻结阶段,20~50cm范围内土壤温度随着灌水量的增加而增加,呈现显著的正相关性;融化阶段中后期,不同灌水定额下土壤温度随时间线性增加,增温速率几乎相同。同一冻融阶段剖面地温随深度的变化规律为:土壤温度在10cm内出现极小值,当土壤深度大于30cm时,土壤温度与深度的线性相关性随着灌水量的增加而增加,同一时间剖面地温的增减速率随灌水量的增加而减少。 相似文献
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通过测定高温处理后水培和土培樱桃番茄的几项生理指标,研究了樱桃番茄在高温胁迫条件下的叶水势、光合速率、SOD酶活性等生理指标的变化特征,结果表明,高温胁迫条件下土培番茄叶水势、光合速率和SOD活性大幅度下降,而水培番茄上述生理指标虽有下降,但幅度远较土培番茄为少,因此,水培樱桃番茄对高温的抵抗能力要强于土培。 相似文献
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季节性冻融期耕作层土壤温度及土壤冻融特性的试验研究 总被引：5，自引：0，他引：5
对季节性冻融期3种地表条件下耕作层土壤温度的变化规律和土壤冻融特性进行了分析研究。结果表明,季节性冻融期不同地表条件下耕作层土壤温度的变化幅度随着土壤深度的增加而减小;地膜覆盖下土壤温度较裸地高1.6~2.6℃,玉米秸秆覆盖下较裸地高1.0~2.8℃;裸地地温与气温的变化趋势一致,二者关系可用二次多项式回归方程表示。土壤自然冻结条件下地表负积温较大,最大冻结速率达2.8 cm/d;地膜覆盖地块土壤初始冻结滞后裸地约30天,土壤冻结快消融过程短,最大冻结速率4.0 cm/d,土壤完全解冻提前裸地14天;玉米秸秆覆盖地块整个冻融过程缓慢且滞后裸地和覆膜地,土壤完全解冻滞后裸地7天。研究成果对冬春作物播种及预防冻害具有现实意义。 相似文献
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基于winSRFR河套灌区小麦不同面积不同生育期的入渗参数和糙率的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究小麦不同生育期土壤入渗参数和田面糙率的规律,采用国内外学者对测定土壤入渗参数和田面糙率的方法和模型,根据春小麦不同生育期的水流推进和消退的实测数据,借助win SRFR模型,通过模拟灌溉过程,总结了河套灌区小麦不同畦田面积不同生育期的入渗参数和糙率的规律。结果表明:1春小麦田面糙率的变化范围为0.12~0.17;入渗系数的变化范围为47.78~75.03 mm/hα;入渗指数的变化范围为0.26~0.57。2田面糙率的变化规律总体表现为灌浆期分蘖期孕穗期拔节期,春小麦入渗参数随着小麦生育期逐渐减小,其规律为分蘖期拔节期孕穗期灌浆期。3数据经Sigmaplot显著性分析得出:入渗参数各生育期互相都有显著差异,而糙率在各个生育期除了孕穗期与分蘖期和拔节期无显著性差异其他都有显著差异。 相似文献
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针对我国玉米大垄双行栽培技术缺少复式中耕联合作业机具的问题,设计适配于118.4~154.4 kW系列拖拉机的3ZFD-440型玉米大垄双行动力中耕追肥机。该机具一次作业可完成垄沟碎土除草、垄底深松、多苗带侧深施肥、垄台培土等多项工作。根据玉米大垄双行中耕作业的农艺要求,通过理论计算和试验分析完成施肥系统、碎土除草部件、导流式培土器的设计。碎土刀选用凿形直刀,回转半径为235 mm,刀片厚度为10 mm,碎土刀入土夹角选择35°,刃口宽度为2 mm,侧刃长度10 mm;采用导流式培土器,基础元线角为32°、导曲线切线与垂直面夹角为30°、导曲线切线与垂直面夹角增量为5°、导曲线半径为248 mm。田间试验结果表明：该机具在作业时能充分发挥大功率拖拉机的动力优势,作业时垄台台顶宽度变异系数为1.64%,垄台深度变异系数为4.34%;导流式培土器性能稳定,作业后垄形规范。碎土率为917%;垄沟沟底浮土厚度为4.6 cm;排肥一致性变异系数为3.1%,完全达到设计要求和国家标准。 相似文献
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《Agricultural Water Management》1996,29(2):147-161
In the spanish humid zone, the irregular within-year distribution of rainfall often leads to a need for supplementary irrigation during the summer. In the Terra Chd region of Galicia (northwest Spain), this is the case despite the hydromorphic characteristics of the soil. During 1990, we used a neutron probe to monitor variation in soil water content under rainfed grassland. Soil water balance over the study period was also simulated with an empirical model, ISAREG. In general, there was good agreement between measured and predicted soil water storage; cumulative water use was also satisfactorily predicted. The model was then used to predict the probability distribution of annual net irrigation requirements for pasture in this area, on the basis of 24 years' climatic data. Interannual variation was very high, with modelled requirement ranging from 0 to 232 mm. In view of this variability it is not possible to reliably predict the optimum irrigation schedule at the start of each growing season. Finally, we discuss various aspects of irrigation management in this area, taking into account soil available water and climate. 相似文献
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The irregular rainfall distribution causes interannual variation of water status in Mediterranean vineyards. A frequential analysis of irrigation needs was carried out from continuous simulation of the soil water balance during 39?years in south France. The off-season soil water refilling was often incomplete, with a higher frequency in soils with a high total transpirable soil water (TTSW) and/or susceptible to runoff and high evaporation. On soils with high TTSW (over 250?mm), the irrigation need was nil or small (except in situations of high runoff) and focused on the beginning of the crop cycle. On soils with lower TTSW, the irrigation need increased on average and was spread all along the grapevine cycle due to the limited buffering effect of the soil water reservoir. For 100?mm TTSW, the irrigation need was 40–60?mm for half of the years. The calculated irrigation needs were sensitive to the soil (TTSW, susceptibility to runoff and evaporation) and canopy (crop coefficient) properties. Therefore, soil and canopy management should be considered together with irrigation for an integrated approach of water management. 相似文献
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刘姗姗;许迪;白美健;李益农;温新民 《排灌机械》2013,(10):894-900
为了分析土壤入渗空间变异特征并为灌溉系统设计和管理提供依据,基于土壤初始重量含水率、土壤紧实度、土壤黏粒含量和入渗过程数据,利用多元线性回归方法,分析选用土壤紧实度对简化的G-A入渗模型参数进行估算的合理性;通过半方差函数分析,进一步探讨了不同畦田规格下土壤入渗空间变异特征.结果表明:土壤紧实度与土壤质地、结构和含水率关系密切,在与土壤入渗参数的回归关系中达到了系统的显著性要求,采用其对简化的G-A入渗模型参数进行估算是可行的;畦田规格由0.5 hm2扩展到3.0 hm2时,简化的G-A入渗模型参数的变异系数均在0.1~1.0,空间变异程度呈中等,空间结构具有中等相关性,且都可用球状模型进行描述,畦田规格差异对G-A入渗模型参数空间变异程度和空间结构影响不具有统计学意义. 相似文献