南方地区非充分灌溉稻田土壤墒情预报模型研究

摘要

土壤墒情是指农作物主要根系活动层内的土壤水分状况.土壤墒情模拟和预报是灌区灌溉系统配水关键技术之一.水稻是中国主要粮食作物之一,水稻生产规模的稳定与发展,在粮食生产中占有举足轻重的位置.水稻又是灌溉用水最多的农作物,随着灌溉农业的发展和水资源紧缺问题的日益突出,水稻旱作甚至非充分灌溉的研究显得非常重要,对稻田的土壤墒情进行预报,实行高效的灌溉用水管理,对水土资源的持续利用和农业生产的持续发展有重大的理论和实践意义. 该文针对非充分灌溉稻田土壤墒情预报研究这一薄弱环节,通过田间实验、室内模拟和模型模拟计算,探讨非充分灌溉稻田土壤水分运动规律,建立了土壤墒情预报的经验模型、神经网络模型,并对非充分灌溉条件下水稻的根系发育情况进行分析模拟.根据实测资料,建立了非充分灌溉条件下水稻分蘖期根系吸水模型,形成南方地区非充分灌溉情况下稻田墒情预报的土壤水动力学宏观模型.同时用实测数据对上述三个模型进行了验证,结果表明,神经网络模型的精度最高,经验模型次之,土壤水动力学模型精度较低,这可能与试验手段和设备精度有关.

目录

1绪论

1.1研究的目的与意义

1.2研究现状与问题

1.2.1确定性模型

1.2.2随机性模型

1.2.3土壤墒情监测方法的发展

1.3展望

参考文献

2研究内容与方法

2.1研究的主要内容

2.2研究方法

2.2.1试验概况

2.2.2试验数据分析方法

参考文献

3非充分灌溉稻田土壤墒情预报的经验模型

3.1试验概况

3.2模型的建立

3.2.1模型因子的选择

3.2.2土壤特征曲线的测定

3.2.3模型建立

3.3模型检验

3.4小结

参考文献

4人工神经网络预测方法在墒情预报中的应用

4.1人工神经网络基本理论

4.1.1神经网络的结构和算法

4.1.2神经网络的设计

4.2土壤墒情预测神经网络模型的建立及预报结果

4.2.1BP网络模型中输入、输出变量的确定

4.2.2网络训练及预报结果

4.3小结

参考文献

5非充分灌溉稻田土壤墒情模拟的土壤水动力学模型

5.1土壤水动力学模型的原理

5.1.1非饱和土壤水运动基本方程

5.1.2土壤水运动方程的数值求解

5.2非饱和土壤水分运动参数的测定

5.2.1水平土柱入渗法测定土壤水分扩散率

5.2.2土壤水分特征曲线的测定

5.2.3垂直土柱试验测定土壤导水率

5.3室内模拟试验及其数值模拟

5.3.1试验概况

5.3.2非充分灌溉条件下水稻根系分布特征的分析

5.3.3根系吸水模型的建立

5.3.4土壤水分运动的数值模拟

5.4小结

参考文献

6结语

6.1研究成果

6.2展望

致谢

发表文章与参加课题研究情况