河套灌区畦田土壤水分入渗特性及入渗模型参数预测

发布时间：2021-04-27 17:33

　　内蒙古河套灌区是中国最大的一首制灌区,地面灌溉是该地区的主要灌水方式,近年来,随着灌区节水改造实施和灌排系统完善,激光平地技术得到了当地农民的普遍认可,但是宽畦田、大田块、黄河水灌溉泥沙含量多,仍然是灌区特点,影响了灌区灌溉水利用系数的提高。当前黄河水资源紧缺形势下迫切要求改进地面灌溉技术,以提高灌溉水利用系数。因此,有必要对该地区土壤水分入渗特性、入渗模型参数等问题进行深入研究,为地面灌溉技术的改进提供基础理论依据。本文采用田间试验与模型模拟的方法,研究不同因素对土壤入渗的影响,揭示土壤入渗参数与土壤基本理化性质指标之间的关系,分析畦首、畦中和畦尾各生育期土壤水分入渗能力及入渗参数的变化,以及主要土壤特性指标（容重、含水率和灌溉水含沙量等）随时间和空间的动态变化趋势,利用灰色关联法研究影响土壤水分入渗特性时空变异的主导因子。在此基础上,运用支持向量机回归算法对畦田首中尾各生育阶段的土壤入渗模型参数进行了预测。主要研究成果如下:（1）电导率在播种初期处于较高水平,达到1.43ms/mm～2.21 ms/mm,而随着春季灌溉水的淋洗,土壤电导率呈减小趋势,到成熟期其电导率含量仅为0.51... 

【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 土壤水分入渗模型研究
        1.2.2 土壤水分入渗参数的获取方法
        1.2.3 土壤传递函数研究动态
        1.2.4 土壤入渗参数及土壤入渗能力影响因素研究
    1.3 研究内容和目标
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
2 研究区概况与试验设计
    2.1 研究区概况
        2.1.1 试验区基本条件
        2.1.2 气象条件
    2.2 试验目的与试验设计
        2.2.1 试验目的
        2.2.2 试验设计
        2.2.3 试验仪器与方法
    2.3 土壤入渗模型
3 影响土壤水分入渗的因素及其定量关系
    3.1 土壤结构
        3.1.1 土壤结构对土壤水分入渗能力的影响
        3.1.2 Kostiakov-Lewis模型参数与土壤结构的关系
        3.1.3 Philip模型参数与土壤结构间的关系
    3.2 土壤质地
        3.2.1 土壤质地对土壤入渗能力的影响
        3.2.2 Kostiakov-Lewis模型参数与土壤质地间的关系
        3.2.3 Philip模型参数与土壤质地间的关系
    3.3 土壤含水率
        3.3.1 土壤含水率对土壤水分入渗能力的影响
        3.3.2 Kostiakov-Lewis模型参数与土壤含水率的关系
        3.3.3 Philip模型参数与土壤含水率的关系
    3.4 灌溉水含沙量
        3.4.1 灌溉水含沙量对土壤水分入渗能力的影响
        3.4.2 Kostiakov-Lewis模型参数与土壤含水率的关系
        3.4.3 Philip模型参数与土壤含水率的关系
    3.5 小结
4 农业生产周期内土壤水分入渗特征及变化规律
    4.1 土壤物理指标的变化特征
        4.1.1 土壤初始含水率变化特征
        4.1.2 土壤盐分变化特征
        4.1.3 土壤结构变化特征
    4.2 生育期内土壤水分入渗特性的变化特征
        4.2.1 生育期内累积入渗量的变化特征
        4.2.2 生育期内土壤入渗速率变化特征
        4.2.3 生育期内90 min累积入渗量变化特征
    4.3 生育期内Kostiakov-Lewis入渗模型参数的变化特征
        4.3.1 入渗系数K变化特征
        4.3.2 渗指数α的变化特征
        4.3.3 稳定入渗率f_0的变化特征
    4.4 不同生育阶段Philip入渗模型参数变化特征
        4.4.1 吸渗率S变化特征
        4.4.2 稳渗率A变化特征
    4.5 畦首、畦中和畦尾土壤入渗参数的差异性
        4.5.1 畦首、畦中和畦尾土壤入渗特征差异性
        4.5.2 畦首、畦中和畦尾土壤入渗能力差异性
        4.5.3 土壤水分入渗参数描述性统计分析
        4.5.4 土壤水分入渗参数空间结构分析
    4.6 土壤水分入渗模型参数主要影响因素研究
        4.6.1 灰色关联度
        4.6.2 基于灰色关联分析对Kostiakov-Lewis入渗模型参数进行分析
        4.6.3 基于灰色关联分析对Philip入渗模型参数进行分析
    4.7 小结
5 土壤入渗模型参数预测及模型适用性分析
    5.1 支持向量机回归模型介绍
        5.1.1 支持向量机非线性回归方法
    5.2 试验样本的建立
    5.3 Kostiakov-Lewis模型特征参数的预报模型
        5.3.1 输入输出参数的确定
        5.3.2 支持向量机参数的确定
        5.3.3 畦首、畦中和畦尾Kostiakov-Lewis模型参数预测结果分析
        5.3.4 生育期内Kostiakov-Lewis模型参数预测结果分析
    5.4 Philip模型特征参数的预报模型
        5.4.1 输入输出参数的确定
        5.4.2 支持向量机参数的确定
        5.4.3 畦首、畦中和畦尾Philip模型参数预测结果分析
        5.4.4 生育期内Philip模型参数预测结果分析
    5.5 综合误差分析
        5.5.1 生育期内90min累积入渗量预测结果误差分析
        5.5.2 畦首、畦中和畦尾90min累积入渗量预测结果误差分析
    5.6 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]喀斯特峰丛坡地灌木林地与梯田旱地土壤水分入渗特征[J]. 徐勤学,李春茂,陈洪松,付智勇,吴攀,王克林.  农业工程学报. 2018(08)
[2]砒砂岩区原状和扰动土壤水分入渗过程[J]. 马文梅,马云飞,张兴昌.  水土保持学报. 2018(02)
[3]初始含水率对斥水黏壤土入渗特性的影响[J]. 刘畅,陈俊英,张林,蔡耀辉,任广栋.  排灌机械工程学报. 2018(04)
[4]青藏高原多年冻土区高寒草甸土壤水分入渗变化研究[J]. 朱美壮,王根绪,肖瑶,胡兆永,宋春林,黄克威.  冰川冻土. 2017(06)
[5]Kostiakov入渗模型参数的预测精度对比分析研究[J]. 李昊哲,樊贵盛.  节水灌溉. 2017(11)
[6]海州露天煤矿排土场复垦区不同土地利用类型土壤入渗特征[J]. 吕刚,傅昕阳,李叶鑫,王磊,宋子岭.  水土保持学报. 2017(03)
[7]土壤水分入渗参数的非线性预报模型[J]. 郭华,樊贵盛.  灌溉排水学报. 2016(10)
[8]土壤入渗模型参数的多元线性预测模型精度的对比分析[J]. 岳海晶,樊贵盛.  灌溉排水学报. 2016(10)
[9]基于WinSRFR模拟灌溉农田土壤入渗参数年变化规律[J]. 蔡焕杰,徐家屯,王健,陈新明,朱大炯,谢菲.  农业工程学报. 2016(02)
[10]土壤入渗参数的灰色预测模型研究[J]. 雷国庆,樊贵盛.  节水灌溉. 2015(11)

博士论文
[1]区域尺度上土壤入渗模型特征参数传输函数的研究[D]. 冯锦萍.太原理工大学 2017
[2]土壤持水参数传输函数研究[D]. 韩勇鸿.太原理工大学 2013
[3]PHILIP入渗模型参数预报模型研究与应用[D]. 原林虎.太原理工大学 2013

硕士论文
[1]基于Kostiakov-Lewis入渗模型参数的BP预报模型研究[D]. 武雯昱.太原理工大学 2016
[2]农田有效水分的试验研究与预报[D]. 贾芳.太原理工大学 2008



本文编号：3163878