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基于HYDRUS-1D模型的水库近坝区土壤水分动态模拟 被引量：1
1
作者 黎洪德 董小涛 李巧玲 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第7期34-40,共7页
为探究五强溪水库近坝区土壤水分动态变化规律,以研究区内土壤墒情站为研究对象,利用实测逐日降雨与逐日蒸发数据驱动HYDRUS-1D模型反演土壤水力特性参数,分别在深度为10、20、40 cm观察点处进行土壤水分动态模拟,探讨研究区土壤水分动... 为探究五强溪水库近坝区土壤水分动态变化规律,以研究区内土壤墒情站为研究对象,利用实测逐日降雨与逐日蒸发数据驱动HYDRUS-1D模型反演土壤水力特性参数,分别在深度为10、20、40 cm观察点处进行土壤水分动态模拟,探讨研究区土壤水分动态变化规律及模型的应用效果。结果表明:不同观察点土壤水分模拟值与实测值的决定系数平均值为0.74,纳什效率系数平均值为0.71,均方根误差在0.011~0.035 cm^(3)/cm^(3)之间;0~10 cm深度的土壤水分对降雨和蒸发的响应最灵敏,波动最大;在水库主汛期(4—6月份)土壤水分变化平稳,且保持在较高的水平;研究期内7—12月份土壤水分在较大降雨情况下出现短暂饱和,土壤干湿变化明显,模拟值与实测值吻合度较高;整体上,HYDRUS-1D模型在研究区土壤水分动态模拟中具有较高的精度,可为研究区土壤水分估计及其动态变化规律研究提供有效方法。 展开更多
关键词 土壤水分动态 水库近坝区 hydrus-1d模型 参数反演 墒情站
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Hydrus-1D模型在田间水循环规律分析中的应用及改进 被引量：49
2
作者 马欢 杨大文 +2 位作者 雷慧闽 蔡建峰 楠田哲也 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期6-12,共7页
为分析农田水分运移规律,以华北平原位山引黄灌区典型田间为研究对象,应用Hydrus-1D模型连续模拟了2006-2009年的田间水分运移过程。对模型中表面阻抗的计算方法进行了改进,从而改善了蒸散发的模拟结果,与涡度相关系统的实测蒸散发数据... 为分析农田水分运移规律,以华北平原位山引黄灌区典型田间为研究对象,应用Hydrus-1D模型连续模拟了2006-2009年的田间水分运移过程。对模型中表面阻抗的计算方法进行了改进,从而改善了蒸散发的模拟结果,与涡度相关系统的实测蒸散发数据对比表明了改进的合理性。对蒸散发的分析表明,对于种植季节性作物的农田,叶面积指数(leafarea index,LAI)是影响蒸散发季节变化过程的重要因素,而气象条件主要决定其在较短时间尺度(如一周)内的波动。与时域反射仪(time domain reflectometry,TDR)实测土壤含水率的对比表明,模型对土壤含水率的模拟精度较高。水量平衡分析结果表明,降雨和灌溉的80%由蒸散发消耗,在汛期农田通过排水发生田间渗漏损失。 展开更多
关键词 蒸发 蒸腾 模型 hydrus-1d模型 位山灌区 水量平衡
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应用HYDRUS-1D模型模拟农田土壤水渗漏及硝态氮淋失特征 被引量：29
3
作者 毕经伟 张佳宝 +2 位作者 陈效民 朱安宁 冯杰 《农村生态环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2004年第2期28-32,共5页
在定位试验基础上,应用HYDRUS-1D模型对黄淮海平原典型土壤(黄潮土)中土壤水渗漏及硝态氮淋失动态进行了模拟分析。结果表明:在传统水氮管理模式下,黄潮土2m土体深处的土壤水渗漏和硝态氮淋失非常严重,2个轮作期内,土壤水渗漏总量占地... 在定位试验基础上,应用HYDRUS-1D模型对黄淮海平原典型土壤(黄潮土)中土壤水渗漏及硝态氮淋失动态进行了模拟分析。结果表明:在传统水氮管理模式下,黄潮土2m土体深处的土壤水渗漏和硝态氮淋失非常严重,2个轮作期内,土壤水渗漏总量占地表总入水量的23.7%,硝态氮淋失总量占总输入N量的15.9%,冬小麦生长季的硝态氮淋失量大于夏玉米生长季;改良灌溉和改良施肥模式下产生的硝态氮淋失量比传统灌溉和传统施肥模式减少74.7%,节约灌溉水211.5mm、节省施N423.5kg·hm-2。 展开更多
关键词 hydrus-1d模型 土壤水 渗漏 硝态氮 淋失
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应用HYDRUS-1D模型模拟分析PFCs在土壤中的迁移特征 被引量：22
4
作者 邰托娅 郑跃军 王金生 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2175-2182,共8页
为探明全氟化合物(PFCs)在土壤中的迁移转化规律,为PFCs地下水污染防治提供依据,以全氟丁酸(PFBA)、全氟己酸(PFHxA)、全氟庚酸(PFHpA)、全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)和全氟辛基磺酸(PFOS)等6种PFCs作为研究对象,在室内设置一维土柱... 为探明全氟化合物(PFCs)在土壤中的迁移转化规律,为PFCs地下水污染防治提供依据,以全氟丁酸(PFBA)、全氟己酸(PFHxA)、全氟庚酸(PFHpA)、全氟辛酸(PFOA)、全氟壬酸(PFNA)和全氟辛基磺酸(PFOS)等6种PFCs作为研究对象,在室内设置一维土柱实验模拟PFCs在土壤中的迁移过程,采用Hydrus-1D模型建立土壤水流和溶质运移数值模型,对PFCs在土柱中的迁移过程进行模拟,将模拟结果同实验结果进行比较,模型模拟值与实验实测值吻合得较好。采用单因素局部扰动分析方法,分别对HYDRUS-1D模型中入渗水量、土壤容重、纵向弥散度和PFCs在土壤介质中的吸附系数等参数进行扰动,并与参数原值结果进行比较,计算敏感系数,结果表明入渗水量、土壤容重和吸附系数是影响PFCs在土壤中迁移的主要因素。 展开更多
关键词 PFCS hydrus-1d模型 土壤 迁移
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应用HYDRUS-1D模型评价土壤水资源量 被引量：20
5
作者 王水献 周金龙 +1 位作者 余芳 董新光 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2005年第2期36-38,共3页
利用焉耆盆地典型试验区观测资料,以土壤水动力学原理为基础,建立起浅埋区(埋深≤2m)植被覆盖条件下田间土壤水分数学模型,对典型试验区土壤水资源量补给项、排泄项和消耗项进行计算与评价,评价结果表明:地下水资源和土壤水资源转化十... 利用焉耆盆地典型试验区观测资料,以土壤水动力学原理为基础,建立起浅埋区(埋深≤2m)植被覆盖条件下田间土壤水分数学模型,对典型试验区土壤水资源量补给项、排泄项和消耗项进行计算与评价,评价结果表明:地下水资源和土壤水资源转化十分频繁,水量交换是双向的、动态的;在浅埋区土壤水库调蓄能力较弱,造成部分灌溉水的渗漏。 展开更多
关键词 hydrus-1d模型 土壤水资源量 焉耆盆地
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基于HYDRUS-1D模型的华北低平原区不同微咸水利用模式下土壤水盐运移的模拟 被引量：12
6
作者 何康康 杨艳敏 杨永辉 《中国生态农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1059-1070,共12页
华北低平原区深层地下水的不断超采不仅造成淡水资源的枯竭,还引发了地面沉降、土壤盐渍化等一系列生态环境问题。微咸水在农业上的利用已成为缓解水资源危机的研究重点。为了研究不同咸水灌溉模式的可持续性,本文以华北低平原区的河北... 华北低平原区深层地下水的不断超采不仅造成淡水资源的枯竭,还引发了地面沉降、土壤盐渍化等一系列生态环境问题。微咸水在农业上的利用已成为缓解水资源危机的研究重点。为了研究不同咸水灌溉模式的可持续性,本文以华北低平原区的河北省南皮县为例,利用Hydrus-1D模型,基于8种不同微咸水灌溉方案,模拟2008—2013年6年冬小麦-夏玉米轮作制度下,2 m土体水盐通量变化。模拟结果表明,土体剖面盐分积盐区主要集中在下层土壤(100~200 cm);上层土壤(0~100 cm)溶液盐分浓度大部分时间保持在2 g·L^(-1)左右,能保证作物正常生长;但土壤剖面盐分浓度在冬小麦灌浆末期出现峰值且随灌水盐分浓度增加而逐渐升高。土体盐分充分淋洗的关键在于降雨强度,7月份降雨强度是土体脱盐与否的主要影响因素;同时,在丰水年型夏玉米播种后结合出苗水适当灌溉洗盐对土体达到有效脱盐起到重要作用。本文通过综合分析水文年型、土壤剖面盐分的动态分布特征以及结合夏玉米出苗水的洗盐淡水用量3方面因素对土壤盐分迁移的影响,提出华北低平原区两种适宜的微咸水灌溉制度:(1)冬前浇灌小于2 g·L^(-1)的冬小麦越冬水,春后在冬小麦拔节期浇灌一次2~4 g·L^(-1)微咸水;(2)冬前不灌越冬水,春后分别在冬小麦拔节期和灌浆期浇灌2 g·L^(-1)微咸水。两种灌溉制度年均结合夏玉米出苗水的洗盐淡水用量和总耗水量分别为60~70 mm和250~260 mm。本文结果旨在为华北低平原区微咸水利用的节水潜力及其可持续性提供理论指导。 展开更多
关键词 微咸水利用 灌溉模式 hydrus-1d模型 水盐运移 水文年型 冬小麦-夏玉米轮作
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DRAINMOD和HYDRUS-1D模型对水稻控制灌排条件下农田水位的模拟 被引量：3
7
作者 俞双恩 李倩倩 +4 位作者 陈凯文 张梦婷 王梅 王煜 刘子鑫 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期46-52,共7页
为研究水稻控制灌排条件下农田水位的变化,根据2017年的水稻测坑种植试验资料,率定DRAINMOD模型和HYDRUS-1D模型参数,以相关系数、平均偏差及纳什效率系数为评价标准,通过比较2018年农田水位模拟值与实测值的吻合程度,分析2种模型模拟... 为研究水稻控制灌排条件下农田水位的变化,根据2017年的水稻测坑种植试验资料,率定DRAINMOD模型和HYDRUS-1D模型参数,以相关系数、平均偏差及纳什效率系数为评价标准,通过比较2018年农田水位模拟值与实测值的吻合程度,分析2种模型模拟稻田干湿交替条件下农田水位的可靠性。结果表明:DRAINMOD模型和HYDRUS-1D模型的模拟结果均能较好地反映农田水位的实际变化情况,模拟值与实测值的相关系数分别为0.778和0.849,平均偏差分别为2.051 cm和1.809 cm,纳什效率系数分别为0.509和0.360,且2个模型模拟结果没有显著差别;DRAINMOD模型和HYDRUS-1D模型均可用于模拟水稻控制灌排条件下农田水位变化,为稻田水分运移研究提供方便可行的方法。 展开更多
关键词 控制灌排 测坑试验 水稻种植 农田水位 dRAINMOd模型 hydrus-1d模型
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基于HYDRUS-1D模型的河套灌区典型夹砂层耕地水分利用分析 被引量：5
8
作者 冯壮壮 史海滨 +3 位作者 苗庆丰 孙伟 刘美含 代丽萍 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第18期90-99,共10页
为研究夹砂层耕地水分利用规律,以河套灌区典型夹砂层土壤耕地为研究对象,利用在春玉米生育期田间监测数据,应用土壤水分运动数值模型,探究对夹砂层土壤田间蒸散发、作物耗水及深层土壤水分的补给与深层渗漏规律。选择2种土壤的夹砂层... 为研究夹砂层耕地水分利用规律,以河套灌区典型夹砂层土壤耕地为研究对象,利用在春玉米生育期田间监测数据,应用土壤水分运动数值模型,探究对夹砂层土壤田间蒸散发、作物耗水及深层土壤水分的补给与深层渗漏规律。选择2种土壤的夹砂层埋深梯度S1(40~95 cm)、S2(60~110 cm),设置了3个灌水水平W1(252.5 mm)、W2(315.85 mm)、W3(378.75 mm)开展田间试验,同不含夹砂层处理B作对照,并应用HYDRUS-1D模型模拟春玉米生育期田间蒸散发,土壤水分深层渗漏及地下水补给耕层水量与根系吸水量,与不含夹砂层处理对比分析夹砂层对田间水分利用影响。结果表明:随着砂层埋深增加,棵间蒸发损失减小,叶面蒸腾水量增加;不含夹砂层处理玉米田间毛管向上补给水量较浅埋砂层与深埋砂层处理分别大57.01%、118.53%,灌水量为315.85 mm时含夹砂层处理的土壤水分深层渗漏最小;玉米生育期内根系吸水量随砂层埋深的增加而减少,不含夹砂层处理根系吸水量最大。浅埋砂层与深埋砂层处理分别为蒸散量的55.51%、61.31%,不含夹砂层处理为66.69%;暂时性亏缺水量从大到小依次为:S2、S1、B,水分从大到小依次为:B、S2、S1。综合考虑夹砂层土壤水分迁移、作物水分利用规律,建议在夹砂层耕地春玉米灌溉根据砂层分布因地制宜定灌溉制度,当夹砂层埋深在40~110 cm范围时,推荐春玉米在生育期灌溉定额为315.85 mm。该研究结果可为河套灌区含有夹砂层农田灌溉制度的制定提供理论指导。 展开更多
关键词 灌溉 土壤含水率 夹砂层土壤 土壤蒸散 地下水补给 深层渗漏 hydrus-1d模型
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基于Hydrus-1d模型的干旱区绿洲灌溉入渗研究 被引量：6
9
作者 郭雯 卢玉东 +1 位作者 卢阳春 梁少欢 《水电能源科学》 北大核心 2020年第8期129-132,90,共5页
灌溉是影响干旱区绿洲发展的重要因素,而研究土壤水分入渗特性是制定合理灌溉制度的基础。因此,选取腰坝绿洲为试验场地,通过野外试验和室内试验建立相关的Hydrus-1d模型,并经过参数校准及模型验证,证明该模型适用于腰坝绿洲。模拟结果... 灌溉是影响干旱区绿洲发展的重要因素,而研究土壤水分入渗特性是制定合理灌溉制度的基础。因此,选取腰坝绿洲为试验场地,通过野外试验和室内试验建立相关的Hydrus-1d模型,并经过参数校准及模型验证,证明该模型适用于腰坝绿洲。模拟结果表明,土壤水存储量年际间变化较小,增幅仅为2.3cm,而年内变化随灌溉变化明显;2015年全年作物蒸散发消耗为81.49cm,其中蒸腾消耗仅占潜在蒸腾的67%,表明作物生长在一定程度上受到水分不足的影响;而由于土壤中含砂量过高及灌溉制度的不合理,水分深层渗漏量高达58.12cm,占入渗总量的40.96%,造成巨大的浪费。研究结果可为当地制定合理的灌溉制度提供依据。 展开更多
关键词 灌溉入渗 蒸散发 深层渗漏 hydrus-1d模型 腰坝绿洲
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基于HYDRUS-1D模型的灌排联合下的水盐运移模拟 被引量：4
10
作者 贾浩 李宝珠 李文昊 《节水灌溉》 北大核心 2021年第1期27-32,共6页
为探索灌排联合下土壤水盐运移规律,通过室内土柱试验,采用灌水量、排水模式二因素三水平完全处理,灌水设置3个水平:灌水定额分别为15、25、35 L(分别标记为W15、W25、W35),排水模式设置3种:排水管d=7 cm、排水管d=5 cm、无排水管(分别... 为探索灌排联合下土壤水盐运移规律,通过室内土柱试验,采用灌水量、排水模式二因素三水平完全处理,灌水设置3个水平:灌水定额分别为15、25、35 L(分别标记为W15、W25、W35),排水模式设置3种:排水管d=7 cm、排水管d=5 cm、无排水管(分别标记为P7、P5、P0),研究分析土壤水盐动态变化规律,并利用HYDRUS-1D模型对灌排联合下水盐运移规律进行数值模拟分析与验证。结果表明:灌水量相同时,土壤含水率和含盐量变化效果总体表现为:排水管d=7 cm>排水管d=5 cm>无排水管,且有排水管处理显著优于无排水管的处理(P<0.05);经过3次灌水淋洗后,各处理0~20 cm土层内土壤盐分淋洗效果最显著,灌水定额35L及排水管d=7 cm处理下脱盐率达到最大值83.69%;经过实测值与模拟值的验证,随着灌水量、灌水次数、土壤深度和排水措施变化,土壤水分和盐分的均方根误差RMSE最大分别为1.321和0.912,决定系数R2最小分别为0.813和0.842,土壤水盐含量的模拟值和实测值有较好的拟合性,该模型具有一定可靠性,这将为干旱区灌排联合模式下的水盐运移理论研究提供帮助。 展开更多
关键词 hydrus-1d模型 灌排联合 水盐运移 脱盐率 室内土柱
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基于Hydrus-1D模型的淮北平原冬小麦地潜水蒸发规律 被引量：1
11
作者 徐敏 王洁 +2 位作者 朱永华 吕海深 李源 《湖北农业科学》 2023年第6期18-22,32,共6页
选取淮北平原五道沟水文水资源实验站作为研究区,评价Hydrus-1D模型在淮北平原冬小麦地潜水蒸发过程模拟的适用性,并探讨不同降水条件下冬小麦各生育期潜水蒸发规律。结果表明,基于Hydrus-1D模型模拟的潜水蒸发过程与基于水量平衡和Bouc... 选取淮北平原五道沟水文水资源实验站作为研究区,评价Hydrus-1D模型在淮北平原冬小麦地潜水蒸发过程模拟的适用性,并探讨不同降水条件下冬小麦各生育期潜水蒸发规律。结果表明,基于Hydrus-1D模型模拟的潜水蒸发过程与基于水量平衡和Bouchet互补关系理论的潜水蒸发变化过程基本一致,相关系数为0.82、绝对误差为0.04 mm/d、相对误差为12.4%;冬小麦生育期潜水蒸发量受降水条件影响,当降水量偏多时,潜水蒸发总量较大;从冬小麦各生育期的潜水蒸发量来看,灌浆期-成熟期>抽穗期-灌浆期>拔节期-抽穗期>返青期-拔节期。研究结果可为制定淮北平原合理灌溉制度提供理论依据。 展开更多
关键词 hydrus-1d模型 冬小麦 土壤含水量 潜水蒸发量 淮北平原
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基于集合卡尔曼滤波同化方法和HYDRUS-1D模型的土壤水分模拟 被引量：2
12
作者 王春娟 刘全明 +1 位作者 尹承深 王福强 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2023年第2期141-149,共9页
研究建立了一个基于集合卡尔曼滤波方法和HYDRUS-1D模型相结合的数据同化方案,利用2021年4月26日—10月5日内蒙古巴彦淖尔五原站0~80 cm的土壤水分观测数据进行模拟验证,以提高土壤水分的模拟精度。结果表明:(1)集合数大小和观测误差的... 研究建立了一个基于集合卡尔曼滤波方法和HYDRUS-1D模型相结合的数据同化方案,利用2021年4月26日—10月5日内蒙古巴彦淖尔五原站0~80 cm的土壤水分观测数据进行模拟验证,以提高土壤水分的模拟精度。结果表明:(1)集合数大小和观测误差的选取对同化系统性能有较大影响。集合数在100以上,土壤含水量的同化精度不再有明显提高。观测误差越小土壤水分模拟精度越高,因此观测误差为0.025时的同化精度最高。(2)数据同化后,各层土壤水分模拟精度较同化前均有明显提高,各层土壤水分同化值与观测值间的相对误差、均方根误差、平均绝对误差分别减少至0.025~0.063、0.01~0.017 cm^(3)·cm^(-3)、0.008~0.016 cm^(3)·cm^(-3)。证明数据同化方法能够有效改善土壤水分模拟效果。(3)0~20 cm土壤水分同化效果最好,20~40 cm次之,40~80 cm土壤水分同化效果较差。模拟精度分析值优于同化预报值,同化预报值优于HYDRUS-1D预报值。 展开更多
关键词 土壤水分模拟 数据同化 hydrus-1d模型 集合卡尔曼滤波
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同化AMSR2数据提高HYDRUS-1D模型土壤湿度模拟精度 被引量：3
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作者 张桂欣 祝善友 郝振纯 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期79-86,共8页
同化遥感监测数据提高土壤剖面湿度模拟精度,对区域农业发展等实践与理论领域具有重要意义。该文结合了集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)方法与HYDRUS-1D模型,同化降尺度后的AMSR2(advanced microwavescanning radiometer 2... 同化遥感监测数据提高土壤剖面湿度模拟精度,对区域农业发展等实践与理论领域具有重要意义。该文结合了集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)方法与HYDRUS-1D模型,同化降尺度后的AMSR2(advanced microwavescanning radiometer 2)微波土壤湿度数据,开展榆社、荫城2个实验站点的土壤剖面湿度模拟。结果表明:在2个实验站点,与直接使用HYDRUS-1D模型相比,同化具有一定误差的AMSR2土壤湿度数据对不同深度土壤湿度的模拟精度提高都发挥了作用,尤其是对于同化前模拟方案S1(4月1日站点实测含水量)与S4(4月1日遥感含水量),由于HYDRUS-1D模拟时输入了较少数量的土壤湿度数据,数据同化效果与土壤湿度模拟精度提高更为显著;同化前后不同深度的土壤湿度精度对比结果表明,同化效果随深度增加而逐渐减弱。 展开更多
关键词 土壤 湿度 遥感 AMSR2 集合卡尔曼滤波 hydrus-1d模型 数据同化
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基于HYDRUS-1D的秸秆覆盖条件下黑土区玉米田土壤水盐运移规律 被引量：3
14
作者 刘继龙 吕航 +3 位作者 曹晓强 李济桢 张玲玲 奥列格 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2023年第5期43-50,共8页
为揭示不同秸秆覆盖量对黑土区玉米田农田土壤水盐运移的影响机制,基于田间试验结果,利用HYDRUS-1D模型对秸秆覆盖下农田土壤水盐运移过程进行模拟,分析不同秸秆覆盖量对土壤水盐动态的影响规律。结果表明:秸秆覆盖可以增强土壤保水性... 为揭示不同秸秆覆盖量对黑土区玉米田农田土壤水盐运移的影响机制,基于田间试验结果,利用HYDRUS-1D模型对秸秆覆盖下农田土壤水盐运移过程进行模拟,分析不同秸秆覆盖量对土壤水盐动态的影响规律。结果表明:秸秆覆盖可以增强土壤保水性、抑制土壤盐分积累,随秸秆覆盖量增加,秸秆覆盖对土壤水盐运移的作用效果更加明显,在玉米全生育期内秸秆半量覆盖及全量覆盖较裸地40 cm耕层内各土层平均含水率分别提高3.38%~5.78%和5.26%~9.62%、平均电导率分别降低4.61%~8.93%和8.87%~12.41%。基于HYDRUS-1D模型模拟结果可知,土壤含水率模拟值与实测值的决定系数介于0.903~0.940,标准误差介于0.010~0.014 cm^(3)·cm^(-3),平均相对误差介于3.46%~4.64%;土壤电导率模拟值与实测值的决定系数介于0.817~0.853,标准误差介于0.091~0.111 mS·cm^(-1),平均相对误差介于4.06%~5.46%。误差分析表明HYDRUS-1D模型模拟精度较高,能够用于模拟研究区秸秆覆盖条件下农田土壤水盐运移过程。 展开更多
关键词 秸秆覆盖 玉米田 土壤水盐运移 hydrus-1d模型 黑土区
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基于HYDRUS模型的盐碱地土壤水盐运移模拟 被引量：24
15
作者 潘延鑫 罗纨 +3 位作者 贾忠华 井思媛 李山 武迪 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2017年第1期135-142,共8页
为了解陕西卤泊滩盐碱地的水盐运移情况,基于当地2009—2013年田间水盐监测资料,应用饱和-非饱和土壤水分及溶质运移理论,利用HYDRUS-1D数值模型对当地土壤水分、盐分运移规律进行数值模拟,分析了盐碱地的水盐变化状况,确定合理的田间... 为了解陕西卤泊滩盐碱地的水盐运移情况,基于当地2009—2013年田间水盐监测资料,应用饱和-非饱和土壤水分及溶质运移理论,利用HYDRUS-1D数值模型对当地土壤水分、盐分运移规律进行数值模拟,分析了盐碱地的水盐变化状况,确定合理的田间灌水定额。结果表明:在玉米整个生育期内,不同灌溉处理的土壤含水量变化趋势基本一致,从节水控盐的综合标准衡量,农田灌水定额为500 m3·hm-2时有利于控制土壤盐分的累积。采用HYDRUS-1D模型对盐碱地农田土壤水盐运移的模拟结果与田间试验实测结果基本吻合,该研究结果可为类似盐碱化地区农田水盐管理提供科学依据。 展开更多
关键词 盐碱地 水盐运移 数值模拟 hydrus-1d模型
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基于HYDRUS模型的华北平原小麦种植区水盐运移模拟 被引量：7
16
作者 李琦 李发东 +6 位作者 张秋英 乔云峰 杜锟 朱农 杨广 李俊峰 何新林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1085-1094,共10页
土壤中水分和盐分是影响作物生长的两个关键因素,揭示水盐运移机制对阐明作物利用土壤水过程具有重要意义。本研究以华北平原典型农田——中国科学院禹城综合试验站为试验地,基于试验站内冬小麦种植地的长期土壤水分观测数据及室内土柱... 土壤中水分和盐分是影响作物生长的两个关键因素,揭示水盐运移机制对阐明作物利用土壤水过程具有重要意义。本研究以华北平原典型农田——中国科学院禹城综合试验站为试验地,基于试验站内冬小麦种植地的长期土壤水分观测数据及室内土柱试验,应用HYDRUS-1D模型分别阐明土壤水分及盐分变化规律及分布特征,探究影响水盐运移的驱动因素,并评价HYDRUS-1D模型对研究区水盐运移模拟的适用性。水分运移模拟结果表明:浅层土壤水分运移模拟因受外界因素的剧烈影响而较深层土壤产生更大的误差,10 cm、20 cm、30 cm、40 cm和60 cm处水分运移模拟结果的均方根误差分别为0.0348 cm^(3)·cm^(−3)、0.0179 cm^(3)·cm^(−3)、0.0179 cm^(3)·cm^(−3)、0.0122 cm^(3)·cm^(−3)和0.0053 cm^(3)·cm^(−3);水分运移模拟的纳什效率系数平均值为0.826,变异系数为0.0560,表明模拟结果与实测土壤水分变化过程一致性较好。土柱试验结果显示:灌水8 L,入渗12 h、24 h、40 h、45 h和48 h后,各时刻土壤盐分含量在垂向上整体呈现先增大后减少的分布规律,均方根误差分别为0.181 g·kg^(−1)、0.131 g·kg^(−1)、0.120 g·kg^(−1)、0.034 g·kg^(−1)和0.027 g·kg^(−1),平均误差的平均值为0.174 g·kg^(−1)。受蒸发、耕作、根系等影响,理化性质变异性较大导致浅层土壤盐分运移模拟值与实测值偏差增大,纳什效率系数的变异系数达9.71。灌水8 L、16 L、24 L,入渗48 h后分别在土壤23 cm、26 cm、29 cm处出现盐分含量峰值,表明增加灌水量可加强盐分淋洗效果。此研究可为深入探究华北平原冬小麦土壤水盐运移规律、优化农田水资源管理、提高水资源利用效率提供一定理论基础。 展开更多
关键词 hydrus-1d模型 小麦 水分运移 盐分运移 土柱试验 华北平原
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农业区环境-经济综合效益模型构建及应用 被引量：6
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作者 唐莉华 杨大文 +1 位作者 孟凡磊 马欢 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第19期202-207,共6页
农业经济发展与环境保护是既有矛盾又紧密联系的2个重要问题。为了客观科学地进行农业环境效益和经济效益的评价,该文以位山灌区为例,构建了农业区环境-经济综合效益模型,以农业净收益最大化为目标函数,以环境限制(氮淋失量)为约束,利用... 农业经济发展与环境保护是既有矛盾又紧密联系的2个重要问题。为了客观科学地进行农业环境效益和经济效益的评价,该文以位山灌区为例,构建了农业区环境-经济综合效益模型,以农业净收益最大化为目标函数,以环境限制(氮淋失量)为约束,利用Hydrus-1D模型模拟计算了不同灌溉和施肥情景下的氮淋失量、根系吸氮量和作物产量,得出作物产量、氮淋失量与灌溉量和施肥量之间的回归方程系数,再利用Matlab优化工具得出不同的氮淋失量控制条件下的灌区优化施肥和灌溉方案。结果表明,农作物净收益随着环境限制条件的放松(即允许氮淋失量的增大)而增加,但增加速度逐渐减缓,表明以牺牲环境达到农业增收的边际效益呈递减趋势。位山灌区在允许氮淋失量为500 kg/hm2(以N计)时的净收益达到最大,相应的灌溉量为240 mm,施肥量为732 kg/hm2(以N计)。如需更严格控制氮淋失量,施肥量将受到限制,可能导致农民净收益减少,政府可通过农业环境补贴的方式进行经济补偿,以鼓励更环保的生产活动。通过科学合理的灌溉量和施肥量指导,可以实现经济效益和环境效益的双赢。研究结果可为灌区农业环境管理和政府环境保护补偿方式的制定提供参考。 展开更多
关键词 经济 氮肥 灌溉 农业污染 位山灌区 氮淋失 hydrus-1d模型
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一维水流及溶质运移对VG模型参数的敏感性分析 被引量：10
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作者 高志鹏 屈吉鸿 +1 位作者 陈南祥 李五金 《节水灌溉》 北大核心 2017年第11期65-71,76,共8页
为了研究VG模型中5个参数的扰动对压力水头和溶质运移的影响,采用Hydrus-1d构建一维非饱和数值模型,以NaCl为模拟溶质,以壤土的经验参数构建基准模型,并在基准情景的基础上对VG模型各参数上下扰动5%、10%,代入模型重新模拟,得到各情景... 为了研究VG模型中5个参数的扰动对压力水头和溶质运移的影响,采用Hydrus-1d构建一维非饱和数值模型,以NaCl为模拟溶质,以壤土的经验参数构建基准模型,并在基准情景的基础上对VG模型各参数上下扰动5%、10%,代入模型重新模拟,得到各情景下压力水头和溶质浓度随深度的变化规律,并在此基础上对各参数进行了敏感性分析。结果表明:5个参数对压力水头和溶质运移的影响规律不尽相同,压力水头对5个参数的敏感度大小关系为:θr<α<n<K_s<θ_s,而溶质运移对5个参数的敏感度大小关系为:θ_r<α<K_s<θ_s<n;θ_r、n、K_s的影响规律均为正相关,其负扰动对压力水头的影响大,而正扰动对溶质运移的影响大;θ_s、α的影响为负相关,其正扰动对压力水头的影响大,而负扰动对溶质运移的影响大;随着模拟时间的推移,θ_s、K_s、n对压力水头的敏感度指数呈上升趋势,而α和θ_r则呈先上升后下降的趋势;n、θ_s、K_s、α、θ_r对溶质运移的敏感度均呈现先增大后减小的趋势。 展开更多
关键词 hydrus-1d 垂直一维模型 VAN GENUCHTEN模型 参数敏感性分析
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不积雨条件下黄土水分入渗特征及其对边坡稳定性的影响
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作者 雷磊 王晓东 +4 位作者 魏小龙 刘子瑞 陈青云 白旭龙 田堪良 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期153-160,170,共9页
降雨入渗是诱发边坡失稳的重要因素,模拟降雨引发的不积雨入渗对于理解边坡失稳及滑坡等地质灾害至关重要。基于室内黄土土柱水分入渗试验,利用HYDRUS-1D软件模拟土壤水分入渗过程,并结合FLAC3D软件分析降雨入渗对边坡稳定性的影响。结... 降雨入渗是诱发边坡失稳的重要因素,模拟降雨引发的不积雨入渗对于理解边坡失稳及滑坡等地质灾害至关重要。基于室内黄土土柱水分入渗试验,利用HYDRUS-1D软件模拟土壤水分入渗过程,并结合FLAC3D软件分析降雨入渗对边坡稳定性的影响。结果表明:HYDRUS-1D模型在不同深度的土壤含水率模拟值与实测值随时间变化趋势一致,评价指标RMSE值的范围为0.023~0.039 cm^(3)/cm^(3),NSE值均在0.7以上,该模型具有较好的模拟效果,且土壤含水率随土层深度的变化表现出响应时间延长和变化幅度减小的特征;不积雨条件下土壤水分入渗的实测值与模拟值的湿润峰运移特征高度吻合,拟合相关系数达到0.997,模型对湿润峰运移时间和速率的模拟精度随土层深度的增加而逐步提高,并产生显著的水流滞后效应;FLAC3D模型分析表明,降雨入渗深度的增加导致边坡土体剪切带从坡脚向坡顶扩展,边坡逐渐失稳,安全系数从天然状态下的2.46减小至入渗深度为200 cm时的0.72,表明降雨入渗深度对边坡稳定性具有显著影响。研究结果为黄土边坡水分场变化和滑坡预测提供了重要依据,有助于更好地理解和预防边坡失稳地质灾害的发生。 展开更多
关键词 黄土 不积雨入渗 边坡稳定性 hydrus-1d模型模拟 湿润峰 FLAC3d数值模拟
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两域模型在原状土柱水盐运移模拟中的应用比较 被引量：2
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作者 邵伟 冯杰 +1 位作者 张小娜 胡友兵 《水电能源科学》 北大核心 2010年第12期13-15,12,共4页
基于HYDRUS-1D、MACRO两域模型基本理论,通过回填土、原状土土柱试验确定了两模型参数,并采用数值软件模拟了高为40 cm、直径为19.8 cm的天然原状土柱中的水及溴离子的运移过程。结果表明,两域模型模拟富含大孔隙土柱中土壤含水量变化... 基于HYDRUS-1D、MACRO两域模型基本理论,通过回填土、原状土土柱试验确定了两模型参数,并采用数值软件模拟了高为40 cm、直径为19.8 cm的天然原状土柱中的水及溴离子的运移过程。结果表明,两域模型模拟富含大孔隙土柱中土壤含水量变化及底孔出流量准确,MACRO模型的模拟精度略高于HYDRUS模型。 展开更多
关键词 两域模型 大孔隙流 hydrus-1d MACRO 水盐运移 原状土柱试验
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