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半封闭海湾三维数值模拟及水质时空分布特征研究
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作者 孟庆佳 李恺耕 +2 位作者 闫晓惠 敖瑞贵 赵翔 《水利规划与设计》 2025年第2期71-75,共5页
掌握典型半封闭海湾的水质时空变化对环境维护至关重要。文章建立了深圳湾三维水动力水质模型,对其进行了验证,并分析了水质的时空变化。结果表明,盐度从深圳河口至湾口递增,落潮时盐度最低,涨潮时最高;湾顶及浅滩水体交换能力弱,污染... 掌握典型半封闭海湾的水质时空变化对环境维护至关重要。文章建立了深圳湾三维水动力水质模型,对其进行了验证,并分析了水质的时空变化。结果表明,盐度从深圳河口至湾口递增,落潮时盐度最低,涨潮时最高;湾顶及浅滩水体交换能力弱,污染物易沉积,导致水体污染;深圳河和大沙河入海口的污染浓度高于其他区域,深圳河口磷含量最高,大沙河口氮含量最高。研究成果丰富了对半封闭海湾水质变化的认识,为环境管理提供了科学依据。 展开更多
关键词 半封闭海湾 质时空分布 三维数值模拟 动力模型 模型
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MIKE21模型在桥墩壅水模拟分析中的应用
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作者 张飞 朱丽丽 +2 位作者 陈青青 王邦玮 王洁 《江苏水利》 2025年第3期47-52,共6页
为分析桥墩对河道行洪安全的影响,以白马河上2座新建桥梁为研究对象,利用MIKE21构建水动力模型,对工程段河道水位和流场进行数值模拟,对比分析建桥前后水位和流场的变化情况。结果表明:桥墩引起的上游水位壅高值较低,河道流场变化主要... 为分析桥墩对河道行洪安全的影响,以白马河上2座新建桥梁为研究对象,利用MIKE21构建水动力模型,对工程段河道水位和流场进行数值模拟,对比分析建桥前后水位和流场的变化情况。结果表明:桥墩引起的上游水位壅高值较低,河道流场变化主要局限于桥梁附近,流速有所增大,流向变化较小。总体来说,建桥前后工程河段整体流态变化不大,增大桥梁跨径能够进一步减轻桥墩对河道行洪的影响,分析结果可为桥梁工程设计和防洪评价工作提供技术参考。 展开更多
关键词 桥墩 MIKE21模型 数值模拟 白马河
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根系吸水条件下固定沙丘水分动态数值模拟研究 被引量:3
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作者 钱鞠 龙训建 +2 位作者 马金珠 张惠昌 易立新 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 2007年第5期64-67,共4页
着重探讨了固定沙丘植物根系吸水问题。在甘肃省石羊河以东腾格里沙漠西南缘湖盆滩地邓马营湖北部一生长有白刺的固定沙丘上设置观测点,采用中子仪、负压计逐日定时分层测定沙丘0~175cm深度含水量和水分势能。以野外实测数据为基础,运... 着重探讨了固定沙丘植物根系吸水问题。在甘肃省石羊河以东腾格里沙漠西南缘湖盆滩地邓马营湖北部一生长有白刺的固定沙丘上设置观测点,采用中子仪、负压计逐日定时分层测定沙丘0~175cm深度含水量和水分势能。以野外实测数据为基础,运用数理统计方法确定非饱和导水率、水分扩散率等沙丘水分运动参数,并从宏观角度建立了与水面蒸发强度、沙丘水分含量相关的附加根系吸水项的白刺根系吸水模型。用所建数学模型对6月和8月白刺生长期内无雨时段沙丘水分动态进行模拟,并选取6月5日、10日、12日沙丘25cm、55cm和100cm深度模拟含水量值与实测值进行比较分析,两者之间的相对误差为-21.97%~5.67%,大多在-0.016%~3.56%之间。同时,比较了秋季预测与实测沙丘剖面水分分布曲线。沙丘水分动态模拟结果的验证与分析表明:根系吸水率精度较高,能较正确反映无雨时段根系吸水规律;用所建数学模型预测的白刺生长期沙丘剖面含水量与实测值分布曲线拟合较好。 展开更多
关键词 固定沙丘 根系 数值模拟 分预测
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锚杆支护吸能调控效应理论解析与数值模拟 被引量:1
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作者 孟庆彬 辛学奎 +2 位作者 宋子鸣 程争民 宋洋 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3426-3440,共15页
为揭示锚杆的支护吸能调控效应及巷道围岩能量场分布规律,采用理论分析、数值模拟方法研究了锚杆支护巷道围岩能量分布特征。首先,采用经典的弹塑性理论及能量守恒定律,分析了支护巷道围岩弹性变形能、耗散能和外力功之间的关系,给出了... 为揭示锚杆的支护吸能调控效应及巷道围岩能量场分布规律,采用理论分析、数值模拟方法研究了锚杆支护巷道围岩能量分布特征。首先,采用经典的弹塑性理论及能量守恒定律,分析了支护巷道围岩弹性变形能、耗散能和外力功之间的关系,给出了锚杆吸能表达式;其次,基于有限差分FLAC3D软件及内嵌的Fish语言编程,开发了能量单元模块,模拟揭示了锚固体的预应力扩散和释能特性;再次,通过单元网格遍历循环的方式计算了巷道围岩中各岩体单元的能量,获得了巷道围岩总变形能、弹性变形能和耗散能的数值及分布特征;最后,揭示了开挖与锚杆支护条件下巷道围岩能量场分布规律,从能量调控角度确定了锚杆合理的长度、间排距等支护参数。研究结果表明:锚杆主要以提高围岩体力学参数及转化吸收能量的方式来调控巷道围岩能量场的分布和耗散特征;随着锚杆间排距缩小和锚杆长度增大,巷道围岩最大耗散能密度呈降低趋势。 展开更多
关键词 锚杆支护 能调控 理论解答 FLAC3D数值模拟 能量模型
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高水头大流量拱坝水垫塘水动力特性数值模拟
5
作者 侯春尧 毛延翩 +4 位作者 张洪毅 刘璐瑶 何文艳 谢辉 肖江滔 《水电与新能源》 2024年第11期1-5,共5页
高拱坝泄洪过程具有高水头、大流量以及高流速等特点,对水垫塘结构安全提出了更高要求。为分析高拱坝泄洪对水垫塘地板的影响,采用标准k-ε紊流模型并借助几何重构格式的VOF法追踪水垫塘内自由水面,模拟结果与实测结果相吻合。结合水垫... 高拱坝泄洪过程具有高水头、大流量以及高流速等特点,对水垫塘结构安全提出了更高要求。为分析高拱坝泄洪对水垫塘地板的影响,采用标准k-ε紊流模型并借助几何重构格式的VOF法追踪水垫塘内自由水面,模拟结果与实测结果相吻合。结合水垫塘底板压力分布与湍流粘度模拟结果,分析了高拱坝泄洪消能过程中水垫塘底板的水力特性以及其对磨蚀损伤的潜在影响。 展开更多
关键词 高拱坝 垫塘 数值模拟 标准k-ε紊流模型
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苹果树根系吸水模型研究 被引量:30
6
作者 姚立民 康绍忠 +2 位作者 龚道枝 贾宏伟 庞秀明 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2004年第6期67-70,共4页
根据苹果园苹果树的根系密度资料和根区土壤水分动态资料,采用二种方法建立了苹果树的根系吸水模型,其一是根据根长密度资料建立的根系吸水模型,其二是根据土壤水分动态资料采用反推的方法建立的根系吸水模型;在此基础上采用2003年5月2... 根据苹果园苹果树的根系密度资料和根区土壤水分动态资料,采用二种方法建立了苹果树的根系吸水模型,其一是根据根长密度资料建立的根系吸水模型,其二是根据土壤水分动态资料采用反推的方法建立的根系吸水模型;在此基础上采用2003年5月21日至5月30日、6月2日至6月20日和7月18日至8月1日3个阶段的实测资料对所建立的根系吸水模型进行了验证。结果表明:第二种方法建立的苹果树根系吸水模型的模拟精度略高于第一种方法。 展开更多
关键词 根系 苹果树 树根 土壤分动态 根长 密度 模拟精度 基础 实测资料 阶段
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冻土水热力耦合作用的数学模型及数值模拟 被引量:61
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作者 李洪升 刘增利 梁承姬 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期621-629,共9页
将冻土体视为空间弹性体,提出了土体在冻结过程中水分场、温度场、应力场三场耦合的 一般数学模型,并给出了相应的离散方程及其解法.最后给出了数值算例;并与实测值比较, 证明了该模型和算法的正确性.
关键词 冻土 热力耦合 数学模型 有限元分析 冻胀位移 数值模拟
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膜下滴灌棉花根系吸水模型研究 被引量:10
8
作者 虎胆·吐马尔白 王一民 +1 位作者 牟洪臣 张金珠 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2012年第1期66-70,共5页
通过室内三组桶栽水平试验,在不同生育期对棉花根系进行取样,得到棉花根长密度分布函数,并在每次灌水前后对试验桶进行取土样及称重,进而得到土壤剖面的含水量和棉花的蒸腾量;由根长密度分布函数、土壤含水量及棉花蒸腾量,选定根系吸水... 通过室内三组桶栽水平试验,在不同生育期对棉花根系进行取样,得到棉花根长密度分布函数,并在每次灌水前后对试验桶进行取土样及称重,进而得到土壤剖面的含水量和棉花的蒸腾量;由根长密度分布函数、土壤含水量及棉花蒸腾量,选定根系吸水模型为Feddes模型,经模型计算:土壤水分的模拟值与实测值吻合较好,该模型能够准确地描述膜下滴灌棉花根系吸水,表明建立的棉花根系吸水模型是可行的。 展开更多
关键词 根系模型 根长密度 膜下滴灌 棉花
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水稻根系吸水模型的初步研究 被引量:8
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作者 迟道才 王瑄 夏桂敏 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2004年第1期56-58,61,共4页
以沈农9660号水稻品种为试材,随机选取一个蒸渗仪(面积为2.5m×2m)进行根系生长观测试验。采用水洗法,测定水稻根系重量根密度。运用非称重式钢筋混凝土蒸渗仪的蒸腾量观测结果,在总结国内外作物根系吸水模型研究的基础上,运用有限... 以沈农9660号水稻品种为试材,随机选取一个蒸渗仪(面积为2.5m×2m)进行根系生长观测试验。采用水洗法,测定水稻根系重量根密度。运用非称重式钢筋混凝土蒸渗仪的蒸腾量观测结果,在总结国内外作物根系吸水模型研究的基础上,运用有限差分法对有根系吸水条件下的稻田土壤水分运动进行了模拟,导出了水稻根系吸水模型。 展开更多
关键词 根系 根密度 模型
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植物根系吸水模型研究进展 被引量:21
10
作者 王玉阳 陈亚鹏 《草业学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期214-225,共12页
根系吸水是植物水分传输系统的最初端,直接控制着整株植物的水分传输量,进而影响植物的生命活动。对植物根系吸水的研究不仅是土壤-植物-大气连续体(SPAC)中水分运移规律研究的重要内容,同时也是水文、气候、土壤、农业、生态等多学科... 根系吸水是植物水分传输系统的最初端,直接控制着整株植物的水分传输量,进而影响植物的生命活动。对植物根系吸水的研究不仅是土壤-植物-大气连续体(SPAC)中水分运移规律研究的重要内容,同时也是水文、气候、土壤、农业、生态等多学科领域交叉研究的重点。根系吸水模型是定量化研究植物根系吸水的数学模拟工具。建立合适的根系吸水模型是准确估算植物根系吸水量的基础,这有助于弄清植物的需水特性和水分来源。本研究在总结根系吸水模型的基础上,概述了根系吸水的机理、不同研究尺度下的根系吸水模型的分类,并重点分析了实际应用较广泛的宏观根系吸水模型,且对每种模型应用的范围和局限性做出了说明。最后对现有根系吸水模型中存在的问题进行了初步分析,并对其未来研究方向和内容进行展望。 展开更多
关键词 根系 模型 宏观 研究进展
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基于土壤水动力学的树木根系吸水模型构建(Ⅰ)--单株 被引量:3
11
作者 杨新兵 余新晓 +1 位作者 鲁绍伟 李永慈 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S2期197-200,共4页
植物根系吸水模型是目前树木耗水研究领域的热点问题。树木作为一个独立的个体,是林分的基本单位。土壤水是林木耗水的源泉。该文根据达西定律和裘布衣假定,把树木根系近似看作为倒圆锥体,建立了树木根系吸水模型,并以油松为例对模型进... 植物根系吸水模型是目前树木耗水研究领域的热点问题。树木作为一个独立的个体,是林分的基本单位。土壤水是林木耗水的源泉。该文根据达西定律和裘布衣假定,把树木根系近似看作为倒圆锥体,建立了树木根系吸水模型,并以油松为例对模型进行了验证。结果表明:6—8月份的模拟结果与实测值比较吻合,平均差值为0.110mm/d,平均误差为3.61%,但是9月份的误差偏大。 展开更多
关键词 土壤 动力学 根系模型 根系结构
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基于分层注水数学模型的油藏数值模拟 被引量:13
12
作者 赵国忠 孙巍 何鑫 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2012年第6期82-87,11,共6页
为模拟油田注水开发历史,提高分层动用状况及剩余油模拟结果的可靠程度,根据油田分层注水资料,分析水嘴的嘴损特性,建立考虑启动压差、水嘴直径等嘴损特性的分层注水数学模型,计算分层注水井各层段嘴前流压,实现嘴损方程与井—网格压力... 为模拟油田注水开发历史,提高分层动用状况及剩余油模拟结果的可靠程度,根据油田分层注水资料,分析水嘴的嘴损特性,建立考虑启动压差、水嘴直径等嘴损特性的分层注水数学模型,计算分层注水井各层段嘴前流压,实现嘴损方程与井—网格压力方程的耦合;考虑分层注水油藏数值模拟线性系统生成,实现井筒流动与井—油藏流动相耦合,提出分层注水油藏数值模拟方法,在PBRS(并行黑油模拟器)实现数值模拟功能.结果表明:模型能够反映分层注水开采开发效果,对缓解油田层间动用矛盾、改善注水开发效果具有指导意义. 展开更多
关键词 油藏数值模拟 模型 分层注 嘴损特性 启动压差 井底流压 采出程度
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引射吸水室离心泵的数值模拟与实验 被引量:2
13
作者 牟介刚 王荣 +3 位作者 谷云庆 吴登昊 郑水华 林玲 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1916-1923,共8页
为了提高离心泵的汽蚀性能,基于喷射原理,以IS100-80-160离心泵为研究对象,通过设计不同喷射管数及引流管径的引射吸水室,采用RNG k-ε湍流模型对离心泵内部流场进行数值模拟。为了验证数值计算结果的准确性,通过离心泵闭式性能实验台... 为了提高离心泵的汽蚀性能,基于喷射原理,以IS100-80-160离心泵为研究对象,通过设计不同喷射管数及引流管径的引射吸水室,采用RNG k-ε湍流模型对离心泵内部流场进行数值模拟。为了验证数值计算结果的准确性,通过离心泵闭式性能实验台对带有不同引射吸水室结构的模型泵进行性能实验。研究结果表明:随着喷射管数的增多,泵汽蚀余量先减小后增大,扬程和效率略有下降,当8个喷射管均布时,引射吸水室的增压效果最好,泵汽蚀性能改善效果显著;随着引流管径的增大,泵汽蚀余量先减小后增大,当引流管径为17 mm时泵汽蚀余量最小,扬程和效率与引流管径成反向变化趋势;实验结果与数值计算结果具有较好的一致性,泵汽蚀余量的最大差值为0.19 m。 展开更多
关键词 引射 喷射管数 引流管径 数值模拟
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浅松覆盖条件下二维根系吸水率模型 被引量:1
14
作者 汪可欣 付强 +1 位作者 王忠波 吴琼 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期76-79,共4页
运用土壤水动力学方程反求根系吸水率,分析玉米拔节期梯形剖面取根资料,建立有效根密度分布函数,结合土壤剖面水分分布,建立适合浅松覆盖条件下的二维根系吸水率模型,并应用田间实测数据进行验证。结果表明,模拟值与实测值平均相对误差3... 运用土壤水动力学方程反求根系吸水率,分析玉米拔节期梯形剖面取根资料,建立有效根密度分布函数,结合土壤剖面水分分布,建立适合浅松覆盖条件下的二维根系吸水率模型,并应用田间实测数据进行验证。结果表明,模拟值与实测值平均相对误差3.75%~7.11%,满足土壤水分动态模拟精度要求。 展开更多
关键词 浅松覆盖 二维 根系模型 数值模拟
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宁夏引黄灌区玉米吸收水分溯源及水分利用效率研究
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作者 王雨欣 毛舒月 +4 位作者 马国荣 马永成 庄淏然 许德浩 冯克鹏 《节水灌溉》 北大核心 2025年第1期9-20,共12页
研究干旱区作物水分供应与利用效率问题对优化农田灌溉制度和提升水资源的高效利用具有重要意义。本文以宁夏青铜峡引黄灌区玉米为研究对象,采用稳定氢氧同位素技术定量化追踪大气降水、土壤水和玉米木质部水的同位素特征,综合运用直接... 研究干旱区作物水分供应与利用效率问题对优化农田灌溉制度和提升水资源的高效利用具有重要意义。本文以宁夏青铜峡引黄灌区玉米为研究对象,采用稳定氢氧同位素技术定量化追踪大气降水、土壤水和玉米木质部水的同位素特征,综合运用直接对比法、MixSIAR模型和蒸散分离技术,深入剖析了玉米在其生育期内的主要吸水深度、各阶段的相对贡献率以及水分利用效率(WUE)及其受环境因素的影响。结果表明:玉米主要吸收0~30 cm的浅层土壤水分,其在不同生育阶段的平均贡献率分别为:44.10%(出苗期)、35.44%(拔节期)、41.54%(抽穗期)、41.66%(灌浆期)和48.10%(成熟期);在整个生育期,WUE呈现波动上升趋势,受到饱和水汽压差、土壤温度和空气温度等环境因素的显著影响。结果揭示了该地区玉米生长发育过程中,对浅层土壤水分的高度依赖性和随着生育期发展水分利用效率显著提升的特性。 展开更多
关键词 氢氧稳定同位素 蒸散分离 TG模型 总初级生产力 作物蒸腾 根系分来源 深度
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控制性隔沟交替灌溉玉米根系吸水模型的试验研究 被引量:1
16
作者 汪明霞 王卫东 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2012年第5期132-135,共4页
以影响根系吸水强度的三大要素即作物蒸腾强度、土壤含水率和根系分布密度为影响因子,结合土壤水动力学理论得到的根系吸水率,建立了控制性隔沟交替灌溉条件下玉米的二维根系吸水模型,并进行验证得到较好的结果。模型对预报控制性交替... 以影响根系吸水强度的三大要素即作物蒸腾强度、土壤含水率和根系分布密度为影响因子,结合土壤水动力学理论得到的根系吸水率,建立了控制性隔沟交替灌溉条件下玉米的二维根系吸水模型,并进行验证得到较好的结果。模型对预报控制性交替灌溉具有重要的理论及实用价值。 展开更多
关键词 控制性交替灌溉 玉米 根系模型
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棉花根系吸水模型试验研究 被引量:5
17
作者 朱李英 孙西欢 马娟娟 《山西水利》 2009年第3期45-47,共3页
以棉花的盆栽试验为基础,对棉花采取不同的灌水处理,研究其根系密度的分布,应用含根系吸水率的一维土壤水动力学模型确定了棉花盛铃期的根系吸水模型,并运用数值模拟法验证模型的准确性,为田间土壤墒情的预报预测以及制定合理的农田节... 以棉花的盆栽试验为基础,对棉花采取不同的灌水处理,研究其根系密度的分布,应用含根系吸水率的一维土壤水动力学模型确定了棉花盛铃期的根系吸水模型,并运用数值模拟法验证模型的准确性,为田间土壤墒情的预报预测以及制定合理的农田节水灌溉制度提供理论依据。 展开更多
关键词 棉花 根系密度 根系 模型
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核废物地质处置模型试验近场热-水-应力耦合数值模拟 被引量:3
18
作者 张玉军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2489-2494,共6页
笔者描述了所建立的饱和—非饱和介质中热-水-应力耦合现象的控制方程。针对国际合作项目DECOVALEX II中Task-2的核废物地质处置轴对称模型试验及计算参数,使用所研制的有限元程序进行了热-水-应力耦合过程模拟。对缓冲层及岩体中若干... 笔者描述了所建立的饱和—非饱和介质中热-水-应力耦合现象的控制方程。针对国际合作项目DECOVALEX II中Task-2的核废物地质处置轴对称模型试验及计算参数,使用所研制的有限元程序进行了热-水-应力耦合过程模拟。对缓冲层及岩体中若干部位的温度、含水量及接触应力的分布、变化进行了分析,并将其与量测值和使用THAMES程序的计算结果作了比较,看到了三者的异、同之处,并指出了可能的影响原因。通过与量测值和THAMES程序的计算结果的对比,显示了笔者所研制的有限元程序在热-水-应力耦合数值分析中是可靠和实用的。 展开更多
关键词 岩土力学 核废物 地质处置 Task-2模型试验 热--应力耦合 数值模拟
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基于土壤水动力学的树木根系吸水模型构建(Ⅱ)--林分
19
作者 杨新兵 余新晓 +1 位作者 鲁绍伟 李永慈 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S2期201-205,共5页
该文根据达西定律和裘布衣假定,把树木根系近似为倒圆锥体,随着树木的生长,根系交叉,假设根系吸水半径为两棵树距离的一半,建立树木竞争条件下的林分耗水模型,并分析林木在竞争和无竞争条件下耗水模型的转换关系。以油松为例进行模型验... 该文根据达西定律和裘布衣假定,把树木根系近似为倒圆锥体,随着树木的生长,根系交叉,假设根系吸水半径为两棵树距离的一半,建立树木竞争条件下的林分耗水模型,并分析林木在竞争和无竞争条件下耗水模型的转换关系。以油松为例进行模型验证。结果表明,2006年6—8月份模拟结果与实测值比较吻合,平均差值为0.134mm/d,平均误差为4.27%,但是9月份的误差偏大。 展开更多
关键词 土壤 动力学 根系模型 根系结构
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宏观根系吸水补偿模型研究进展
20
作者 陈立 王文科 +1 位作者 赵明 王周锋 《南水北调与水利科技》 CSCD 北大核心 2018年第5期122-127,共6页
根系吸水模型是研究植被耗水规律的关键要素,尤其在干旱-半干旱地区,土壤经常出现水分胁迫状态,使得根系吸水过程更为复杂。为准确描述根系的吸水过程,吸水补偿模型在1989年被概念化并成为一个重要的研究方向,国外进行了大量的研究探索... 根系吸水模型是研究植被耗水规律的关键要素,尤其在干旱-半干旱地区,土壤经常出现水分胁迫状态,使得根系吸水过程更为复杂。为准确描述根系的吸水过程,吸水补偿模型在1989年被概念化并成为一个重要的研究方向,国外进行了大量的研究探索,而国内在该领域鲜有研究。虽然根系吸水补偿模型已取得一定的进展,但其模型本身仍然存在一定的物理缺陷,因此,总结并综合分析根系吸水补偿模型发展历程,指出补偿吸水模型忽视了水分胁迫抑制根系吸水的物理机制,以及植物胁迫指数判定是否进行吸水补偿有一定局限性。在此基础上,提出根系吸水补偿模型应考虑潜在蒸腾量和土壤可利用水量供需关系、植物根系生长环境,补偿模型应耦合植物胁迫函数、土壤水分分布及地下水动态特征。 展开更多
关键词 根系 宏观模型 补偿机制
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