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畦田Philip入渗参数和田面综合糙率同步推求

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农业机械学报 2009年第5期40卷 39-44页

作者：聂卫波马孝义西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

以水量平衡原理为基础,通过对畦灌地表水面线的概化,并将Philip入渗公式等同为α=0.5的Kostiakov修正模型,由此建立了利用畦灌水流推进过程同步推求Philip土壤入渗参数和田面综合糙率的模型。结合文献资料和大田试验对所建模型进行验证... 详细信息

以水量平衡原理为基础,通过对畦灌地表水面线的概化,并将Philip入渗公式等同为α=0.5的Kostiakov修正模型,由此建立了利用畦灌水流推进过程同步推求Philip土壤入渗参数和田面综合糙率的模型。结合文献资料和大田试验对所建模型进行验证,并采用Matlab软件求解,得出不同地表储水形状系数σh下的入渗参数和糙率,并分别对入渗参数和田面综合糙率的可靠性进行了验证,结果表明所建模型同步推求土壤入渗参数和田面综合糙率是可靠的,并且计算方便,精度较高。

关键词：畦灌土壤入渗参数田面综合糙率 Philip模型同步推求

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区域尺度土壤入渗参数空间变异性规律研究

农业机械学报 2011年第7期42卷 102-108页

作者：聂卫波费良军马孝义西安理工大学水资源研究所西安710048 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

以在杨凌区进行的土壤入渗试验为基础,利用标定理论、统计学与地统计学相结合的方法研究了Philip入渗公式的标定过程,以及标定因子的空间变异规律。研究结果表明:在研究区域内不同标定因子中αA标定的效果最优,可用αA对入渗曲线进行标... 详细信息

以在杨凌区进行的土壤入渗试验为基础,利用标定理论、统计学与地统计学相结合的方法研究了Philip入渗公式的标定过程,以及标定因子的空间变异规律。研究结果表明:在研究区域内不同标定因子中αA标定的效果最优,可用αA对入渗曲线进行标定;利用统计学原理计算了不同置信水平和精度要求下入渗测点的合理取样数;采用ArcGIS软件对标定因子αA的空间变异规律进行了分析;建立了可根据易测定的土壤物理参数直接估算αA的土壤转换函数,并通过验证,其结果可较好地解决区域尺度内土壤入渗参数的点面转换问题。

关键词：土壤入渗参数区域尺度标定空间变异合理取样数土壤转换函数

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一种沟灌累积入渗量简化计算方法

水科学进展 2015年第6期26卷 801-810页

作者：聂卫波费良军马孝义西安理工大学水资源研究所陕西西安710048 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

为简化沟灌二维累积入渗量的数值计算,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究分析了土壤初始含水率、入渗水深、沟底宽、边坡系数、土壤质地和容重等因素对沟灌边界效应和拟合系数γ的影响,并建立了系数γ与主要影响因素间的函数关系... 详细信息

为简化沟灌二维累积入渗量的数值计算,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究分析了土壤初始含水率、入渗水深、沟底宽、边坡系数、土壤质地和容重等因素对沟灌边界效应和拟合系数γ的影响,并建立了系数γ与主要影响因素间的函数关系式,提出了沟灌累积入渗量简化计算方法。结果表明,土壤初始含水率、沟底宽和边坡系数对沟灌边界效应的影响较小,而入渗水深、土壤质地和容重对沟灌边界效应的影响显著;拟合系数γ主要与入渗水深的变化有关,随入渗水深的增大呈现减小趋势,但对初始含水率、沟底宽、边坡系数、土壤质地和容重等因素变化的敏感性较低,可忽略其影响;建立了估算拟合系数γ的计算式,结合已有文献资料对其可靠性进行了验证,结果表明黏壤土和砂壤土不同入渗时间内,其沟灌累积入渗量计算值与实测值和HYDRUS软件模拟值具有高的一致性,说明文中所建公式估算拟合系数γ值可靠。研究结果可为简化沟灌累积入渗量的数值计算提供理论依据和技术支撑。

关键词：二维入渗累积入渗量数值模拟边界效应

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畦灌灌水技术要素组合优化

农业机械学报 2012年第1期43卷 83-88,107页

作者：聂卫波费良军马孝义西安理工大学水资源研究所西安710048 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

以杨凌区进行的畦灌大田试验为基础,采用WinSRFR软件对各试验点的灌水质量进行了模拟,并分析了畦长、田面坡度、入畦单宽流量和改口成数对灌水效率Ea、灌水均匀度Ed和储水效率Es的影响;在此基础上,结合均匀试验设计与多元回归分析的方法... 详细信息

以杨凌区进行的畦灌大田试验为基础,采用WinSRFR软件对各试验点的灌水质量进行了模拟,并分析了畦长、田面坡度、入畦单宽流量和改口成数对灌水效率Ea、灌水均匀度Ed和储水效率Es的影响;在此基础上,结合均匀试验设计与多元回归分析的方法,构建了包含灌水效率Ea、灌水均匀度Ed和储水效率Es在内的单目标优化模型,以入畦单宽流量和灌水时间为变量,采用遗传算法对模型进行求解,提出了试验点不同计划灌水深度条件下畦灌灌水技术要素的优化组合,结果表明其可获得高的灌水质量,达到常规畦灌节水的目的。

关键词：畦灌灌水质量灌水技术要素优化模型

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畦灌地表储水形状系数的变化规律

农业工程学报 2011年第2期27卷 33-37页

作者：聂卫波费良军马孝义西安理工大学水资源研究所西安710048 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100

为了提高水量平衡模型模拟水流运动过程的精度。以水量平衡原理为基础,结合动力波(KW)模型,通过对其无量纲化,研究了畦灌过程中的地表储水形状系数变化规律并提出了估算其值的经验计算式。研究表明同一次畦灌过程中地表储水形状系数并... 详细信息

为了提高水量平衡模型模拟水流运动过程的精度。以水量平衡原理为基础,结合动力波(KW)模型,通过对其无量纲化,研究了畦灌过程中的地表储水形状系数变化规律并提出了估算其值的经验计算式。研究表明同一次畦灌过程中地表储水形状系数并非恒定值,而是随灌水时间和水流推进距离等因素变化的。结合已有文献资料验证,结果表明采用水量平衡模型模拟畦灌水流运动过程,考虑动态的地表储水形状系数取值,可有效提高模型的计算精度23.32%。同时也表明采用该文所建经验计算式估算畦灌地表储水形状系数值是可靠的。

关键词：灌溉模型试验水量平衡模型动力波(KW)模型地表储水形状系数下渗水形状系数

基于水量平衡原理的沟灌水流推进解析模型研究

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农业机械学报 2010年第5期41卷 42-46页

作者：聂卫波马孝义费良军西安理工大学水资源研究所西安710048 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

传统的基于水量平衡原理的沟灌水流推进模型研究,必须给定下渗水形状系数σz的具体值,导致模型精度受到一定影响。本文通过对下渗水形状系数σz与水流推进关系的理论分析,建立基于水量平衡原理的沟灌水流推进解析模型,确定其迭代算法,... 详细信息

传统的基于水量平衡原理的沟灌水流推进模型研究,必须给定下渗水形状系数σz的具体值,导致模型精度受到一定影响。本文通过对下渗水形状系数σz与水流推进关系的理论分析,建立基于水量平衡原理的沟灌水流推进解析模型,确定其迭代算法,研究地表储水形状系数不同取值（介于0.70~0.80之间）对模型计算精度的影响,并结合已有的文献资料和田间试验对模型验证。研究表明：所建模型可解决沟灌过程中下渗水形状系数难以直接给定的问题,提高了模型的精度;地表储水形状系数在0.70~0.80之间的不同取值对模拟结果影响较小,且取0.75时的模拟值优于取0.70或0.80时的计算结果。验证结果表明所建立的解析模型有较为严谨的物理基础,计算方便,精度较高,具有较强的实用性。

关键词：水量平衡模型沟灌地表储水形状系数下渗水形状系数解析解

基于土壤入渗参数空间变异性的畦灌灌水质量评价

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农业工程学报 2012年第1期28卷 100-105页

作者：聂卫波费良军马孝义西安理工大学水资源研究所西安710048 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100

畦灌灌水质量的客观评价是制定合理灌水方案的重要基础。该文假定土壤空间变异性主要体现在入渗系数的变化上,以在杨凌区一级阶地和三级阶地上进行的大田畦灌试验为例,分析土壤空间变异性对畦灌灌水质量的影响,并揭示畦灌灌水质量变化... 详细信息

畦灌灌水质量的客观评价是制定合理灌水方案的重要基础。该文假定土壤空间变异性主要体现在入渗系数的变化上,以在杨凌区一级阶地和三级阶地上进行的大田畦灌试验为例,分析土壤空间变异性对畦灌灌水质量的影响,并揭示畦灌灌水质量变化规律。结果表明灌水效率、灌水均匀度和储水效率随入渗系数的变异系数增大均呈现下降趋势,其中灌水效率和储水效率下降幅度较小,而灌水均匀度下降幅度较大。由此说明土壤入渗系数的变异性对灌水均匀度影响最大,而对灌水效率和储水效率影响相对较小。该文的研究方法对畦灌灌水质量评价结果可更好地反映客观实际,从而为制定合理的灌水方案提供依据和技术支持。

关键词：灌溉土壤入渗畦灌空间变异性灌水质量评价

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基于土壤入渗变异性的畦灌单宽流量优化

农业工程学报 2017年第16期33卷 119-126页

作者：聂卫波张凡马孝义黄恒西安理工大学水资源研究所西安710048 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌712100

农田土壤入渗变异性给畦灌系统的设计和管理带来了困难。为进一步提高畦灌灌水质量,该研究利用已有考虑土壤变异条件下的畦灌灌水质量计算模型,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,扩展了模型的使用范围,并结合畦灌试验资料对其进行了... 详细信息

农田土壤入渗变异性给畦灌系统的设计和管理带来了困难。为进一步提高畦灌灌水质量,该研究利用已有考虑土壤变异条件下的畦灌灌水质量计算模型,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,扩展了模型的使用范围,并结合畦灌试验资料对其进行了验证;在此基础上分析了土壤入渗变异性对畦灌灌水质量的影响,提出了考虑农田土壤入渗变异条件下入畦单宽流量的确定方法。结果表明,文中扩展后的模型可用于计算异质土壤和均质土壤情景模式下的畦灌灌水质量指标,其计算值与田间实测值和WinSRFR软件模拟值一致性较好,相对误差均值分别为10%;土壤入渗变异对畦灌灌水质量的影响显著,贡献度高达56.71%~95.68%,其对灌水均匀度的影响最为敏感,其次为灌水效率和储水效率;基于均质土壤入渗条件下优化的入畦单宽流量,可用于异质土壤畦灌灌水流量设计,两者符合1∶1的线性关系。研究结果可为考虑农田土壤变异性的畦灌系统设计和管理提供理论依据和技术支撑。

关键词：土壤入渗模型畦灌变异性数值模拟灌水质量入畦单宽流量

波涌灌间歇入渗饱和-非饱和土壤水分运动数值模拟及试验

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农业工程学报 2015年第2期31卷 66-71页

作者：傅渝亮费良军聂卫波王博西安理工大学水资源研究所西安710048

考虑到地下水浅埋对上层包气带水分分布造成一定影响,该研究结合波涌灌技术,对地下水浅埋下间歇入渗的土壤水分分布特征和运动规律进行了分析,建立了基于饱和-非饱和土壤条件下一维间歇入渗水分运动模型,根据试验实测资料采用Hydrus-1D... 详细信息

考虑到地下水浅埋对上层包气带水分分布造成一定影响,该研究结合波涌灌技术,对地下水浅埋下间歇入渗的土壤水分分布特征和运动规律进行了分析,建立了基于饱和-非饱和土壤条件下一维间歇入渗水分运动模型,根据试验实测资料采用Hydrus-1D软件反推土壤水分运动参数,并对入渗过程进行了模拟。在此基础上,确定了饱和导水率的估算模型。结果表明:所建参数估算模型较好地反映了饱和导水率与间歇周期数、循环率以及周期时间之间的相关关系,所建水分运动模型模拟值与实测值比较,累计入渗量、土壤含水率以及湿润体运移距离总体相关系数高于0.96,均方差在0.5以内,吻合度较高,能够较好地描述了地下水影响条件下波涌灌间歇入渗饱和-非饱和土壤水分运动特征。该研究为波涌灌技术进一步发展奠定了科学基础。

关键词：灌溉土壤数值方法波涌灌间歇入渗水分运动 Hydrus-1D