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高斯-牛顿法在土壤入渗模型参数率定中的应用 被引量:1
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作者 郑文生 尹钢吉 +1 位作者 王柏 龚振平 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期611-614,共4页
对于土壤入渗模型的非线性模型,常用的参数率定方法是先进行变量代换使模型线性化后再用最小二乘法求解,相关系数不能很好地反映拟合的显著性水平,而且有些土壤入渗模型还无法应用最小二乘法进行求解。采用高斯-牛顿迭代法和传统方法求... 对于土壤入渗模型的非线性模型,常用的参数率定方法是先进行变量代换使模型线性化后再用最小二乘法求解,相关系数不能很好地反映拟合的显著性水平,而且有些土壤入渗模型还无法应用最小二乘法进行求解。采用高斯-牛顿迭代法和传统方法求解Kostiakov公式的参数并进行对比分析,并且应用高斯-牛顿法拟合Kostiakov公式、Horton公式、Philip公式和通用经验公式,并对4种入渗模型进行比较分析。结果表明:高斯-牛顿迭代法使拟合结果逼近无偏估计,从而提高拟合的精度,说明高斯-牛顿法适用于土壤入渗模型参数的率定。 展开更多
关键词 高斯-牛顿法 土壤入渗模型 参数率定
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基于精细水平畦灌技术的土壤入渗模型建立——以石羊河流域为例 被引量:2
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作者 张爱萍 张永明 《节水灌溉》 北大核心 2011年第9期39-41,共3页
畦灌是地面灌溉技术中主要的灌水方法之一。以石羊河流域为例,建立了土壤入渗模型,对5种常用的入渗模型进行模式寻优技术原理分析与入渗参数计算,并进行评价比较,最终得出精细水平畦灌技术中Collis-George模型与修正的Kostiakov模型能... 畦灌是地面灌溉技术中主要的灌水方法之一。以石羊河流域为例,建立了土壤入渗模型,对5种常用的入渗模型进行模式寻优技术原理分析与入渗参数计算,并进行评价比较,最终得出精细水平畦灌技术中Collis-George模型与修正的Kostiakov模型能更好地描述土壤入渗性能,旨在为石羊河流域进行水平畦灌技术应用提供依据和参考。 展开更多
关键词 水平畦灌 石羊河 土壤入渗模型 入渗参数
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不同土壤入渗模型参数多元非线性预测模型的精度对比分析 被引量:2
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作者 于浕 樊贵盛 《中国农村水利水电》 北大核心 2016年第10期63-68,共6页
为了对不同土壤入渗模型参数多元非线性预测模型的精度进行对比分析,基于区域性黄土田间耕作土壤水分入渗实测资料,分别对Kostiakov、Kostiakov-Lewis以及Philip入渗模型的参数建立了以土壤体积含水率、干密度,黏粒、粉粒和有机质含量... 为了对不同土壤入渗模型参数多元非线性预测模型的精度进行对比分析,基于区域性黄土田间耕作土壤水分入渗实测资料,分别对Kostiakov、Kostiakov-Lewis以及Philip入渗模型的参数建立了以土壤体积含水率、干密度,黏粒、粉粒和有机质含量等土壤基本理化参数为输入变量的多元非线性传输函数,并进行了精度分析和比较。结果表明:Kostiakov入渗的二参数模型参数的平均误差在9%以下,预测精度明显高于Kostiakov-Lewis三参数入渗模型参数10.78%和Philip入渗模型参数11.72%。因此,推荐形式简单且预测精度高的二参数模型参数多元非线性预测模型为土壤入渗模型参数预测模型。 展开更多
关键词 土壤入渗模型参数 多元非线性预测模型 误差分析
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生物炭添加条件下红壤坡耕地土壤入渗特性研究
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作者 陶俊霖 阮电荣 +5 位作者 屈昌鸿 解杰 赵耀 胡燕梅 陈正发 郭镒维 《农业工程》 2025年第2期134-139,共6页
南方红壤坡耕地区是典型雨养农业区,在季节性干旱条件下提升土壤持水及入渗性能至关重要。设置0%、1%、3%和5%(按质量比计)4种生物炭添加量的试验小区,探析红壤坡耕地不同生物炭添加量对土壤入渗性能的影响,并优选出适宜的土壤入渗模型... 南方红壤坡耕地区是典型雨养农业区,在季节性干旱条件下提升土壤持水及入渗性能至关重要。设置0%、1%、3%和5%(按质量比计)4种生物炭添加量的试验小区,探析红壤坡耕地不同生物炭添加量对土壤入渗性能的影响,并优选出适宜的土壤入渗模型。试验结果表明,(1)添加生物炭相比未添加生物炭处理的试验小区,土壤孔隙度显著增加0.91%~3.41%,土壤容重显著减低1.67%~6.53%,土壤含水率显著增加6.62%~23.93%,以5%生物炭添加量处理提升土壤持水性能最佳。(2)随着生物炭量添加量的增加,土壤初始、稳定、平均入渗率分别减小27.22%~80.41%、25.10%~81.10%和26.28%~82.06%,不同生物炭添加量条件下的土壤累计入渗量具体表现为0%>1%>3%>5%。(3)对比Philip、Kostiakov和Horton 3种土壤水分入渗模型拟合结果,Kostiakov模型拟合结果优于其他两种模型。研究结果表明,施加生物炭可抑制降雨及灌溉过程土壤水分入渗,减少水分流失,增强土壤持水性能。该研究可为提升季节性干旱条件下土壤持水性能及改善土壤结构功能提供借鉴。 展开更多
关键词 生物炭 土壤入渗性能 土壤入渗模型 红壤坡耕地
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妫水河流域不同植被覆盖条件下土壤入渗及模型的比较分析 被引量:27
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作者 陈建刚 李启军 +2 位作者 侯旭峰 张书函 冒建华 《中国水土保持科学》 CSCD 2004年第3期22-26,共5页
为恢复官厅水库库区植被提供科学依据 ,在官厅库区妫水河流域内延庆县大榆树镇上辛庄小流域试验区 ,进行了不同植被覆盖条件下的土壤积水入渗试验 ,并用 4种入渗公式进行了拟合。通过分析比较 ,得出了不同植被覆盖条件下的土壤入渗规律 ... 为恢复官厅水库库区植被提供科学依据 ,在官厅库区妫水河流域内延庆县大榆树镇上辛庄小流域试验区 ,进行了不同植被覆盖条件下的土壤积水入渗试验 ,并用 4种入渗公式进行了拟合。通过分析比较 ,得出了不同植被覆盖条件下的土壤入渗规律 ,并对采用考斯恰可夫、Horton、通用经验公式以及Philip入渗模型时的适用性和准确性进行了评价。 展开更多
关键词 妫水河流域 植被覆盖 土壤入渗模型 比较分析 水土流失
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紫色土区不同农林复合模式土壤入渗特征及影响因素 被引量:3
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作者 张灯煜 冯梦蝶 +2 位作者 徐绮雯 李天阳 何丙辉 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期114-121,共8页
[目的]为探究紫色土区不同农林复合模式土壤入渗特征及其影响因素。[方法]通过野外调查和室内试验,分析紫色土区无作物(CK)、花生(HS)、花椒(HJ)、花生+花椒(HS+HJ)4种农林复合模式下土壤物理性质与入渗过程变化特征,评价了3种土壤入渗... [目的]为探究紫色土区不同农林复合模式土壤入渗特征及其影响因素。[方法]通过野外调查和室内试验,分析紫色土区无作物(CK)、花生(HS)、花椒(HJ)、花生+花椒(HS+HJ)4种农林复合模式下土壤物理性质与入渗过程变化特征,评价了3种土壤入渗模型(Kostiakov、Horton、Philip)的适用性。[结果](1)HJ模式下土壤总孔隙度与CK、HS+HJ模式差异不显著,但显著高于HS模式(p<0.05);CK和HS模式的土壤抗剪强度差异不显著,但均显著高于HJ模式和HS+HJ模式(p<0.05);各模式下土壤容重、含水率、温度、斥水性、紧实度、土壤硬度差异均显著(p<0.05)。(2)4种模式土壤水分入渗过程差异较大,CK和HS下土壤水分入渗在20 min左右进入稳渗阶段,而HJ和HS+HJ模式下土壤入渗分别在70,80 min左右进入稳渗阶段。HS+HJ模式的土壤稳定入渗率分别比CK、HS、HJ模式高出162%,140%,82%(p<0.05)。(3)与Horton和Philip模型相比,Kostiakov模型拟合入渗过程的效果最佳(决定系数R^(2)=0.933~0.991);Horton模型拟合效果相对较差(R^(2)=0.849~0.979)。(4)相关性与多元线性回归分析发现,土壤总孔隙度与土壤抗剪强度是影响土壤入渗的关键因素。[结论]研究结果为紫色土区农林复合模式的优化选择提供科学依据。 展开更多
关键词 紫色土 土壤水分 农林复合 土壤入渗模型
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金沙江干热河谷区5种植被土壤入渗性能影响因素评价 被引量:3
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作者 张珉瑞 王立娜 +3 位作者 李盼 经又亮 段青松 杨苑君 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第6期37-45,共9页
[目的]探究植物对边坡土壤水分入渗过程的影响,为金沙江干热河谷区生态修复和植被建设提出指导性建议。[方法]以云南省永仁县的5种典型植被(桉树、台湾相思、锥连栎、余甘子、云南松)为研究对象,采用野外调查、室内分析和室内入渗试验... [目的]探究植物对边坡土壤水分入渗过程的影响,为金沙江干热河谷区生态修复和植被建设提出指导性建议。[方法]以云南省永仁县的5种典型植被(桉树、台湾相思、锥连栎、余甘子、云南松)为研究对象,采用野外调查、室内分析和室内入渗试验的方法,分析不同植被类型土壤入渗性能的差异性。[结果](1)随着土层深度增加,土壤入渗性能逐渐降低,且土层间存在显著差异(p<0.05);(2)不同植被类型土壤入渗性能存在显著差异(p<0.05),主成分分析结果显示5种土壤入渗能力综合排名为:桉树>余甘子>锥连栎>云南松>台湾相思;(3)Horton模型对永仁县干热河谷区5种典型植被土壤入渗性能拟合度最好,平均拟合度为0.953,可以用来模拟和预测永仁县干热河谷区典型植被土壤入渗能力;(4)土壤入渗性能与土壤容重、土壤有机质、非毛管孔隙度、<0.25 mm、0.25~1 mm、3~5 mm、>5 mm团聚体含量呈显著相关关系(p<0.05)。[结论]5个研究树种中,余甘子样地土壤结构的改善效果较好;土壤非毛管孔隙度、<0.25 mm土壤水稳性团聚体含量、3~5 mm土壤水稳性团聚体含量是影响土壤入渗性能的决定性因素;建议在研究区种植余甘子和锥连栎,能有效提高土壤入渗性能,缓解水土流失。 展开更多
关键词 金沙江干热河谷 土壤入渗 土壤理化性质 土壤入渗模型 通径分析
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红黏土与风沙土复配对水分入渗特征的影响
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作者 郝斯然 蒙仲举 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第2期138-147,共10页
为探究红黏土不同复配比添加改良风沙土的水文效应,为风沙土改良提供理论依据,将红黏土与风沙土按照质量比0∶1(纯风沙土)、1∶4、2∶3、3∶2、4∶1、1∶0(纯红黏土)混合,采用环刀法测定土壤入渗速率,分析红黏土与风沙土复配对水分入渗... 为探究红黏土不同复配比添加改良风沙土的水文效应,为风沙土改良提供理论依据,将红黏土与风沙土按照质量比0∶1(纯风沙土)、1∶4、2∶3、3∶2、4∶1、1∶0(纯红黏土)混合,采用环刀法测定土壤入渗速率,分析红黏土与风沙土复配对水分入渗的影响,并对其入渗过程进行模拟。添加红黏土后,复配土中黏粒含量显著增加,较风沙土提高18.57~123.43倍,改善土壤粒径均质性,土壤质地变细;不同配比下复配土饱和持水率、毛管持水率、田间持水率以及毛管孔隙度随着红黏土复配量的增加逐渐增大,复配土毛管孔隙度较风沙土提高1.10~1.21倍,保水性能增强;随着红黏土复配量的增加,初始入渗速率和平均入渗速率逐渐减小,土壤达到稳定入渗阶段的时间延长;1∶4复配土水分入渗能力显著衰减,有效抑制水分向深层渗漏,显著改善风沙土漏水现象;不同比例红黏土与风沙土复配,土壤水分入渗可以较好地拟合为Horton模型,在考虑综合效益的前提下,红黏土与风沙土按照质量比1∶4配比改良效果最佳。 展开更多
关键词 红黏土 风沙土 复配土壤 土壤改良 土壤入渗特征 土壤入渗模型
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塔里木沙漠公路防护林带土壤入渗研究 被引量:7
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作者 闫冰 周智彬 +2 位作者 雷加强 徐新文 李宇 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2012年第4期98-103,共6页
为了探明塔里木沙漠公路防护林带咸水灌溉土壤入渗特性,在塔里木沙漠公路防护林带内选取5种不同种植年限的土壤,并取3种不同矿化度水,应用Guelph入渗仪测定土壤水分入渗过程,并进行模型拟合与分析。结果表明:不同种植年限对土壤初始入... 为了探明塔里木沙漠公路防护林带咸水灌溉土壤入渗特性,在塔里木沙漠公路防护林带内选取5种不同种植年限的土壤,并取3种不同矿化度水,应用Guelph入渗仪测定土壤水分入渗过程,并进行模型拟合与分析。结果表明:不同种植年限对土壤初始入渗速率、饱和导水率有显著影响,尤其是0-10cm,10-15cm层土壤,随着种植年限增加土壤初始入渗速率、饱和导水率呈减小趋势。咸水灌溉条件下,土壤饱和导水率较淡水大。不同深度土壤入渗特性有差异,表现为25-40cm,40-60cm层土壤饱和导水率较其他层大。用常用的入渗模型对入渗过程进行模拟,可以发现通用经验模型对研究该区域土壤入渗有最好的适用性,Kostiakov模型也较适用,Horton模型在该区域土壤入渗研究中适用性相对较差。 展开更多
关键词 塔里木沙漠公路 土壤入渗模型 咸水灌溉 Guelph入渗
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黄土高原典型退耕草地植被特征对土壤入渗过程的影响 被引量:10
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作者 蒋忙舟 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期99-104,111,共7页
植被恢复过程可显著影响土壤入渗性能。通过选取黄土高原典型草地白羊草和铁杆蒿草地,设置不同种植密度(5,10,15,20,25,30株/m^(2))和采用人工模拟降雨试验(60 mm/h,60 min),系统研究了草地植被特征对土壤入渗过程的影响。结果表明:(1)... 植被恢复过程可显著影响土壤入渗性能。通过选取黄土高原典型草地白羊草和铁杆蒿草地,设置不同种植密度(5,10,15,20,25,30株/m^(2))和采用人工模拟降雨试验(60 mm/h,60 min),系统研究了草地植被特征对土壤入渗过程的影响。结果表明:(1)种植密度增加可显著延缓产流,不同种植密度下白羊草草地和铁杆蒿草地初始产流时间分别为0.76~5.74,0.87~2.08 s,且随盖度、根系生物量和有机质的增加呈幂函数增加(R^(2)≥0.18,p<0.05)。(2)不同种植密度下白羊草草地的平均入渗速率、稳定入渗速率、入渗总量分别为0.47~0.82,0.46~0.82 mm/min和7.12~11.84 mm,铁杆蒿草地分别为0.38~0.67,0.35~0.60 mm/min和5.70~10.07 mm。当种植密度为20株/m^(2)时,土壤入渗各参数均最大;平均入渗速率、稳定入渗速率、入渗量总量、入渗系数(K)随土壤有机质的提高呈幂函数增大(R^(2)≥0.26,p<0.01),衰减系数(α)随生物结皮盖度呈降低趋势(p>0.05)。(3)白羊草草地具有较高的根系生物量、生物结皮盖度和有机质含量,其初始产流时间、平均入渗速率、稳定入渗速率、入渗量总量及入渗系数(K)均不同程度高于铁杆蒿草地,衰减系数(α)低于铁杆蒿草地,土壤入渗性能较强。总体而言,对于典型退耕草地,土壤入渗总量(A)可表征为根系生物量密度(RMD)和土壤有机质(SOC)的拟合函数(A=2.77×RMD^(0.149)SOC^(0.614),R^(2)=0.663,NSE=0.653)。研究结果可为黄土高原退耕草地生态水文过程和植被建设提供数据来源和理论依据。 展开更多
关键词 种植密度 初始产流时间 稳定入渗速率 入渗总量 Kostiakov土壤入渗模型
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地面灌溉的研究现状与发展趋势 被引量:18
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作者 史学斌 马孝义 +1 位作者 聂卫波 谢建波 《水资源与水工程学报》 2005年第1期34-40,共7页
本文简要介绍了地面灌溉田面水流运动、灌水质量评价指标及灌水新技术和设备方面国内外研究现状,分析了目前存在的问题、并探讨了地面灌溉未来的发展趋势;指出今后应把简捷易用的地面灌溉水流运动模拟软件开发,不同地区和土壤条件下田... 本文简要介绍了地面灌溉田面水流运动、灌水质量评价指标及灌水新技术和设备方面国内外研究现状,分析了目前存在的问题、并探讨了地面灌溉未来的发展趋势;指出今后应把简捷易用的地面灌溉水流运动模拟软件开发,不同地区和土壤条件下田间入渗参数的取值及其地面灌溉合理灌水技术指标,不同地区阶式水平畦灌、膜孔膜侧灌、长畦分段灌等低成本地面灌溉技术的标准化灌水技术指标,适合国情的地面灌溉的实时反馈控制技术和设备、激光平地设备、波涌灌溉控制阀、闸管等的开发作为研究重点。 展开更多
关键词 灌水质量指标 灌水技术 田面水流运动模型 土壤入渗模型 地面灌溉
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