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[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
尚松浩
土壤墒情预报是在土壤水分模拟模型的基础上对农田耕作层土壤水分的增长和消退程度所进行的预报。墒情预报是灌溉预报的基础 ,对于水资源短缺条件下农田水分的合理调控具有重要意义。墒情预报模型可以分为确定性模型与随机性模型两大类 ,其中确定性模型包括水量平衡模型、土壤 -植物 -大气连续体 (SPAC)水分传输模型、SPAC水热耦合传输模型等 ,随机性模型包括数理统计模型 (包括回归模型、时间序列模型、人工神经网络模型等 )、随机水量平衡模型与随机土壤水动力学模型等。本文对各类墒情预报模型进行比较 ,并对其发展趋势进行了展望
[期刊] 地理科学进展
[作者]
邵晓梅,严昌荣,徐振剑
土壤水分是土地持续利用、水资源规划与管理、节水农业技术研究的基础,土壤水分的监测与模拟已经成为国际前沿研究领域的热点之一。本文总结了国内外在土壤水分监测、空间变异和预测模拟等方面的研究进展,分析了土壤水分研究的现状,并对发展趋势进行了展望。目前,“3S”技术在土壤水分监测中发挥着重要作用,世界上一些发达国家已实现土壤水分监测的实时化、网络化,以及数据处理的自动化和智能化,而国内同类工作相对滞后;地统计学理论已被广泛用于分析土壤水分空间变异性,但多局限于相对小的空间尺度,对大尺度土壤水分空间格局及其变异性研究还有待深入;已有模拟模型各有长处与不足,以“3S”技术和地统计学方法为手段,应用非参数化方法建立综合性的土壤水分预测模型将是土壤水分模拟发展的主要趋势。
关键词：
土壤水分 监测 空间变异 模拟 进展
[期刊] 地理科学进展
[作者]
胡健 吕一河
土壤水是地球表层系统的重要组成,是水文循环的核心,控制着最基本的陆地生态系统格局与过程,是陆地生态系统健康运行的关键。土壤水分动态是研究水文过程和陆地生态系统过程相互作用及反馈必不可少的一环,是一系列水文、气候和生态过程非线性动态作用的结果。因此,土壤水分动态表现为脉动、无规律和随机的过程,对其研究需要随机方法。本文综述了基于土壤水分平衡的土壤水分动态随机模拟的研究进展,主要关注土壤水分动态随机模型的分类比较和适用性。希望能为国内生态水文学的定量研究提供一些参考,促进对水文循环与陆地生态系统之间相互作用更好的理解,最终有助于水资源和生态系统的可持续管理。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
朱青 廖凯华 赖晓明 刘亚 吕立刚
土壤水分调控着陆地表层系统空间格局和过程,作为地表不同圈层中物质和能量输移转化的关键纽带和驱动力,连接着一系列的水文、生态、气候和地质学过程。论文首先介绍了流土壤水分静态特征(土壤含水量和基质势时空变化)在流域范围内不同空间尺度上监测方法的优缺点,包括直接手动监测、直接自动监测、地球物理探测和遥感监测等;同时介绍了其动态特征(土壤水分运动)监测方法(径流小区法、示踪剂法和地球物理探测)的局限性和模拟模型(动力波模型、水量平衡模型和水动力模型等)的关键参数和过程。在此基础上提出了:①加强土壤水分监测尺度与方法的集成;②消除土壤水分运动模型不确定性;③耦合土壤水分与碳氮输移循环过程等3个方面的研究展望和建议,从而为高时空分辨率和高精度的土壤水分数据获取,以及土壤水分运动与分布及其驱动下的碳氮排放过程、机理的揭示和模拟提供新的研究视角与思路。
[期刊] 资源科学
[作者]
潘兴瑶 夏军 张橹
土壤水是联系陆地水文过程与生态过程的纽带,且土壤水分动态表现出明显的随机属性。所以土壤水分随机模拟逐渐成为当前生态水文学研究的一个热点,土壤水分随机模拟研究是土壤-植被-大气连续体(Soil-Plant-Atmosphere Continuum,SPAC)水分传输机理的关键。本文系统分析了土壤水分随机模型的内涵,对当前典型的土壤水分随机动态模型进行归纳和总结,包括:Milly模型(Step model)、Porporato模型(Linear Model)、Shuttleworth andEllis模型(Ramp Model)、Rodriguez模型、Laio模型,并对这些模型在土壤水平衡分析中...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
林耀明
本文根据黄淮海地区１９９３～１９９５年麦季实测土壤水分、农业气象资料和卫星监测资料，试验了区域性土壤水分模型，以便模拟区内土壤水分及其相关要素的动态变化过程，解决以往土壤水分遥感模型只确定土壤水分含量不能确定水量结构的缺点。试验取得比较满意的效果，成功地利用遥感数据作为模型的输入，达到土壤墒情监测、水文水利分析和农作物遥感估产的目的。模型在输出水量结构的同时还提供了人类活动对水环境影响的信息。
关键词：
土壤水分监测,水循环,模拟模型
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
李安定 喻理飞 韦小丽
通过对贵州花江喀斯特典型峡谷区土壤水分动态变化的模拟实验及野外实地造林的对比研究,了解喀斯特地区水分变化规律及保墒技术。结果表明:在控制实验条件下,土壤水分的消耗除了与覆盖物及覆盖程度有关外,还与有无植物有关,且以完全覆盖最好;薄膜覆盖保水效果优于石块覆盖,枯枝落叶覆盖的保水效果较差。但实地人工造林试验结果证明,覆盖程度需达植苗穴的60%以上;石面覆盖存活率最高,其次是枯枝落叶覆盖。尽管薄膜覆盖保水效果最好,但存活率最差,因而薄膜覆盖在喀斯特典型峡谷区植苗造林值得进一步研究。图6表2参11
[期刊] 林业科学
[作者]
周择福 洪玲霞
由达西定理和能量守恒原理推导了土壤水分入渗的数学模型，水平土柱法实测了模型中的基本运动参数：土壤水分扩散率Ｄ（θ），推求了土壤水分非饱和导水率Ｋ（，经过计算机用有限差分法模拟了六块不同林地的土壤水分入渗过程，实地试验检验了模拟结果。结果表明计算的累积入渗量和入渗率与实测值非常一致。经过模拟结果绘制的入渗时水分随时间变化的剖面图，形象地反映了不同林地的土壤水分入渗的全过程。
关键词：
土壤水分入渗,动态模拟,不同林地类型
[期刊] 林业科学研究
[作者]
张强 孙向阳 张广才
论述了国内外在土壤水分入渗方程模拟、土壤水分运动参数和SPAC理论等方面的研究进展。文中指出沙地水分研究所采用的主要观点由形态学观点转到了能态学观点;土壤水分运动参数的测定方面做了大量的工作,取得了较好的成绩;随着计算机的迅速发展,数值模拟得以广泛的发展。
关键词：
土壤水分运动参数 SPAC 数值模拟
[期刊] 自然资源学报
[作者]
游松财 邸苏闯
论文应用Vrsmarty水量平衡模型模拟黄土高原地区的土壤水分对全球气候变化的响应。该模型综合考虑了土壤、植被、高程、温度、太阳辐射、水汽压、风速和降雨等因子对土壤水分的影响。模型运行的结果表明,黄土高原地区土壤水分在1961—2000年期间是一种逐渐减小的变化趋势:该地区6月的平均土壤水分从1960s的42.3 mm降低到了1990s的38 mm;10月的土壤水平均值从1960s的93.9 mm降低到了1990s的56.7 mm,这种变化的原因是降雨量不断减少,年平均降水从1960s的443 mm降低到了1990s的406 mm,同时潜在蒸发量也在不断减少,月最大潜在蒸发量从1960s的19...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
姜勃 田静 苏红波
论文基于CLM 4.5模拟1980—2009年月尺度中亚陆表蒸散发和土壤水分,并和GLDAS、GLEAM数据产品进行对比,结果表明CLM 4.5模拟的蒸散和土壤水分区域平均值和其他产品具有较好的一致性。从CLM 4.5模拟的陆表蒸散结果分析可知:全年蒸散大部分集中于春夏2季,在5月达到一年的最大值,夏季中亚的蒸散高值区集中在哈萨克斯坦北部和东北部、东南部的山地区,对应主要的农田区和林地区,植被蒸腾占主导因素;春季东南部天山山脉和帕米尔高原是蒸散高值区,主要因为该地区春季降水量较大,且积雪开始融化,水量充足,地表蒸散发充分;蒸散低值区主要在西南的土库曼斯坦和乌兹别克斯坦,地表覆盖以荒漠为主,植被覆盖较少,降水也较少,导致地面蒸散量较低。模拟的表层土壤水分结果表明:冬季陆面蒸散低,降水大多储存在表层土壤内或者以积雪的形式覆盖在地面上,春季气温升高,积雪融化下渗到土壤中,土壤水分持续增加,4月份达到峰值;夏季蒸散增加,降水减少,土壤水分持续下降,9月份达到最低值;进入秋冬季后蒸散降低,土壤水分呈上升趋势。中亚土壤水分高值区集中在北部和东北部的林地、农田区,以及天山山脉和下游的阿姆河、锡尔河流域区,西南部的荒漠区依然是低值区。一年中,夏季降水较少,由于地面蒸发的作用,土壤水分持续较少,蒸散也随之降低。三者之间相关性很高;冬季降水和土壤之间的相关性较高,尤其是裸地区;在植被覆盖较大的情况下,春季降水和蒸散相关性较高,土壤水分和降水、蒸散之间相关性较低,会出现负相关情况。CLM 4.5模拟的结果为进一步中亚地区的水问题研究奠定基础。
关键词：
陆表蒸散 土壤水分 CLM 4.5 中亚
[期刊] 中国农业科学
[作者]
刘匣 丁奠元 张浩杰 褚晓升 余坤 冯浩
【目的】通过评价AquaCrop模型对覆膜条件下冬小麦的生长发育、土壤水分、产量以及水分利用效率的模拟效果,为AquaCrop模型在覆膜条件下的校准和应用提供科学的方法和理论依据。【方法】试验设臵不覆盖(CK)和白色地膜覆盖(PM)两个处理,于2013年10月至2016年6月年在陕西杨凌进行田间试验,利用2014—2015年度试验数据对AquaCrop模型进行参数校准,利用2013—2014年度和2015—2016年度的冬小麦观测数据对AquaCrop模型进行验证。【结果】AquaCrop模型较好地模拟了
[期刊] 华北农学报
[作者]
厉玉昇 申双和
以土壤水动力学原理为依据,在河南省土壤水分自动监测网和自动气象站数据的基础上,建立垂向一维土壤水分运动数值模拟数学模型,采用有限差分法模拟了河南省三种主要土壤类型的耕层土壤含水率变化。对模拟的结果验证后表明,该模型能够模拟自然条件下土壤水分的运动规律,为进一步研究河南省不同土壤类型的抗旱能力奠定了基础。
关键词：
土壤水分运动 一维 数值模拟 有限差分法
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
潘琦 夏爽 郭珊珊 单宝英 郭萍
为制定满足渠系运行实际情况和作物生长发育所需土壤含水量条件的渠系优化配水方案,将考虑输水渗漏损失的渠系优化配水模型与土壤水量平衡模拟模型耦合,构建基于渠系输水模拟与土壤水量平衡模拟的两级渠系优化配水模型,使用改进的遗传算法求解多目标模型的Pareto解集。选择黑河流域中游西干灌区下的两级渠系作为研究区域,得到50组非劣的渠系优化配水方案。在Pareto前沿面上选取3组代表方案进行对比分析,再将3组中最优的方案与灌区实际灌水方案进行对比,结果表明:Pareto解集可以体现目标之间的博弈关系,当权重值向配水量最少目标偏移时会对土壤水含量等指标产生影响,进而产量下降;当权重值向产量最大目标偏移时会产生水资源浪费现象;而当目标函数的权重值处于中间水平时,产量和配水量目标都可以得到较好地满足,并且与实际灌水方案相比配水量减少113.54万m~3、总产量增加660t,能够达到节水增产的效果。该模型在兼顾渠系运行条件和土壤含水量的前提下权衡了2个目标之间的博弈关系,Pareto解集得出的结果能够满足决策者对于目标的不同需求,为灌区管理者的决策提供理论依据和指导。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李军 邵明安 张兴昌
在EPIC模型介绍和模拟精度验证的基础上,利用EPIC模型对黄土高原旱塬地冬小麦水分生产潜力和土壤水分动态进行了中期(12a)和长期(30a)评价定量模拟研究。结果表明:(1)在12a实时气象条件下的模拟时段内,旱塬地小麦水分生产潜力随降水量变化呈现波动性降低趋势,3m土层土壤有效含水量也表现为剧烈波动性和逐渐下降趋势,土壤干燥化趋势明显;(2)在30a模拟气象条件下的模拟时段内,旱塬地小麦水分生产潜力呈现波动性轻微降低趋势,3m土层土壤有效含水量季节性和年际间波动性显著,但土壤干燥化趋势并不明显;(3)综合分析认为,在降水量减少幅度不显著的情况下,旱塬地麦田土壤干燥化只是一种短期现象,不会导...
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