一、土壤-植物系统中瞬态水流的电模拟（论文文献综述）
徐天宇[1]（2020）在《植物木质部结构水分输运特性研究与仿生灌水器设计》文中指出土壤-植物-大气连续体（SPAC）系统中植物体内水分输运机制始终被作为系统水循环核心要素而受到广泛关注,植物木质部内部结构决定植物自身输水能力,木质部中的导管、管胞、穿孔板、纹孔等结构构成了相互交错的管道系统,因其结构尺寸微小,导致木质部结构水分输运计算较为困难。目前采用计算流体动力学的方法探究木质部内部流动特性。在应用中存在出如下三个问题:1.对木质部中一些组织结构（导管网纹、孔纹增厚）研究较少,同时忽略多种结构结合的输水特性;2.没有通过实验获取植物木质部不同组织结构参数,导致模型构建的不准确性;3.未考虑植物木质部中各结构的流阻特点在工程上的应用。为了解决上述问题,更深入地研究植物体内水分输运的机理,将其组织结构通过仿生设计在工程上进行应用,本文主要围绕如下几个方面展开工作:（1）提出一种网纹螺旋线数量分布模型,研究网纹增厚导管流动阻力特性,分析导管壁面网纹结构参数（螺旋线数量、螺纹间距、网纹高度、网纹宽度、导管内径）变化对导管内部流动的影响,得出网纹结构参数及其引起的回旋流动区域共同影响网纹增厚导管的水分输运,且回旋流动区域是主要影响因素。同时对比三种不同导管增厚结构,网纹增厚导管结构流阻最大,环纹增厚导管次之,螺纹增厚导管最小。（2）基于实验获取分析多组织结构导管输水特性,以被子植物小桐子树木为研究对象,植物学切片获得带有穿孔板及孔纹增厚的小桐子导管结构参数,对其3D模型分析表明,其木质部导管流动阻力由光滑导管、孔纹增厚和穿孔板流动阻力构成,且光滑导管流动阻力占比最大,孔纹增厚流动阻力次之,穿孔板流动阻力最小。导管的流动阻力与纹孔深、穿孔板高度和穿孔板宽度成正比,与导管内径和纹孔膜孔隙率成反比。其中纹孔深和导管内径对导管的流动阻力影响最大。导管孔纹增厚中的纹孔结构导致水分径向传输,且纹孔膜孔隙率对径向传输效率影响最大,其径向传输效率为0%-5.09%。（3）基于实验获取分析管胞具缘纹孔结构输水特性,以裸子植物塔柏树木为研究对象,植物学切片获得塔柏根茎部具缘纹孔结构参数,对其3D模型分析表明,根茎中具缘纹孔尺寸差异性较大,但其组成部分流动阻力占比具有相似性,为塞缘流动阻力占比最大,纹孔塞流动阻力和纹孔缘流动阻力占比次之,次生壁流动阻力占比最小。塞缘上孔隙的大小和位置对具缘纹孔结构中流体速度影响明显,孔隙越大且越靠近纹孔塞其流速越高,反之越低。具缘纹孔的流动阻力与纹孔塞直径、纹孔塞顶部宽度和纹孔塞中部宽度成正比,与塞缘孔隙率成反比,其参数变化对较小具缘纹孔结构（茎部）的影响更大。（4）基于实验获取建立单管胞流动阻力计算模型,植物学离析获得塔柏根茎木质部单管胞结构参数（管胞宽度、管胞长度、具缘纹孔数量）,分析表明管腔流动阻力由管胞宽度和管胞长度决定,具缘纹孔总流动阻力由单管胞中纹孔数量和单具缘纹孔流动阻力决定。幂曲线,S曲线和反曲线同时拟合单管胞具缘纹孔总流动阻力、单管胞总流动阻力和单管胞总阻率与管胞长度的散点图,发现两者之间均存在负相关,并且三种流动阻力值在茎部比根部大,表明根部单管胞结构比茎部更有利于水分输运。单管胞中管腔流动阻力与具缘纹孔总流动阻力比值在茎中主要小于0.6,在根中主要小于1,表明具缘纹孔总流动阻力在塔柏茎部和根部中占主导地位。（5）仿生植物木质部导管和管胞中的具缘纹孔结构,提出了一种纹孔式滴灌灌水器,并设计了四种结构优化模型。在流态指数,消能效果和抗阻塞能力进行试验和模拟,得出通过减小纹孔式流道模型上下两端流通面积并增加纹孔塞两侧阻力的优化设计模型3和4具有更好的性能,其流态指数为0.4817～0.4862（试验值）,能量耗散系数为843～912（试验值）,通过增加结构阻力和减小低速涡流区来提高抗阻塞能力。流态指数和能量耗散系数的试验值与模拟值误差均小于3%,表明研究中使用数值模拟结合试验验证的分析方法是可靠的。
马昌坤[2]（2018）在《黄土高原人工刺槐林地生态水文过程研究》文中提出退耕还林（草）措施有效地增加了黄土高原地区的植被覆盖度,减小了水土流失,改善了生态环境,但大面积的植树造林也产生了一些负面影响,比如林下土壤干燥化和人工林过早衰败。其原因可能与人工林地的蒸散耗水有关。人工林拦蓄并过度消耗土壤水分,打破固有水分平衡,形成土壤干层,当遭遇严重干旱或水分补给不足时导致人工林衰败死亡。人工林地蒸散耗水过程是生态系统水循环过程的重要环节,也是生态水文过程的重要研究内容,因此研究黄土高原地区代表性人工林地的生态水文过程,深入分析水循环过程特征和规律,对明确该地区林-水相互作用关系和人工林植被的恢复和可持续发展具有重要理论意义。本研究以黄土高原地区主要造林树种刺槐为研究对象,通过野外试验和室内模拟分析的方法,研究了刺槐树干边材木质部导管形态特征及其影响因素,校准了热扩散探针法液流计算经验公式系数,分析了刺槐蒸腾耗水、冠层截留和林地蒸散发特征及其影响因素,并以实测数据为基础校准了Hydrus1-D模型并模拟了林地土壤水分与蒸散发的动态变化过程,同时分析了林地水量平衡特征。所取得的主要结论如下:1.健康生长刺槐（15年林龄）与衰败刺槐（35年林龄）的边材木质部导管等效直径概率分布差异显着（p=0.032）。随林龄增加,也即刺槐由健康生长状态变为衰败状态时,树干边材木质部导管直径变小,导管大小的偏正态分布程度增加,导管的理论水力导度变小。随树高增加,刺槐树干边材木质部导管直径显着减小。健康生长刺槐边材木质部导管渐缩比与树高的拟合公式斜率（0.212,95%CI 0.201–0.287）高于水力优化模型理论最优值0.20,表明健康生长刺槐导管结构最优化分布,水分传输阻力不随树高的增加而增加;衰败刺槐木质部导管渐缩比与树高的拟合公式斜率（0.175,95%CI0.146–0.198）显着小于理论最优值,表明衰败刺槐导管结构非最优化分布,水分传输阻力会随树高的增加而增加,树顶枝条的生长和代谢易受水分胁迫影响。与土壤水分含量和树干胸径相比,树高是决定刺槐树干木质部导管大小变异的直接因素。土壤水分通过影响树高而间接影响树干边材木质部导管的大小。2.根据称重法获得的实测液流通量密度为基础,结合热扩散探针温度系数K,拟合了基于刺槐的热扩散法Granier液流计算公式系数。研究结果表明:拟合公式系数α(0.051g cm-2 s-1)显着大于（p<0.0001）Granier经验公式系数(0.0119 g cm-2 s-1),拟合公式指数β（1.18）与Granier经验公式指数（1.231）相差不显着（p>0.05）。应用Granier经验公式计算刺槐蒸腾耗水时,低估刺槐实际蒸腾耗水量达80%,而应用本实验校准的公式进行刺槐蒸腾耗水计算时,低估量仅为3.5%。利用热扩散探针方法测定树木蒸腾耗水时,应充分考虑树干边材厚度与液流探针长度的关系,当液流探针长度大于边材厚度时需采用Clearwater et al（1999）校准方法进行观测温度系数的校准。除此之外,采用热扩散探针方法进行新植物物种液流观测时,需要进行经验公式的实验校准。刺槐树干液流通量密度（SFD）与环境因子的日变化过程存在明显的滞后效应。SFD的日变化滞后于太阳光合有效辐射Rn的日变化约1小时;饱和水汽压差VPD和空气温度T的日变化滞后于Rn的日变化约2小时。2015年和2016年生长季SFD与环境因子的滞后效应相似,但2015年的滞后效应环大于2016年的滞后效应环。日尺度上,潜在蒸散发ET0与蒸腾变量VT是影响刺槐树干SFD变化的主要环境因素,其次为太阳光合有效辐射Rn、空气温度T和饱和水汽压差VPD。土壤水分SWC与SFD之间无显着相关关系（p>0.05）。构建了耦合环境因子ET0和叶面积指数LAI的刺槐树干SFD简化预测模型（SFD（28）21.89ET0×LAI（10）59.84）,该简化模型可以解释75%的刺槐树干SFD变异。小时尺度上,太阳光合有效辐射Rn是影响刺槐树干SFD变化的主要环境因子,其次为饱和水汽压差VPD和空气温度T。土壤水分SWC与SFD之间无明显相关关系。饱和水汽压差VPD对树干液流速率SFD的影响存在明显阈值效应,2015年VPD的影响阈值为1.9KPa,2016年VPD的影响阈值为1.6KPa。3.2015和2016年研究时段,刺槐林地穿透降雨量、冠层截留量和树干茎流量分别占林外降雨量的比例为82.1%,16.3%和1.6%;油松林地穿透降雨量、冠层截留量和树干茎流量占林外降雨量的比例分别为75.0%,24.0%和1.0%。刺槐林和油松林的降雨再分配特征差异显着（p<0.05）。与油松林相比,刺槐林可更加高效的增加林地净降雨量（林外降雨-冠层截留量）。人工刺槐林产生穿透降雨和树干茎流的次降雨量阈值分别为1.1mm和2.3 mm;而油松林产生穿透降雨和树干茎流的次降雨量阈值分别为1.6 mm和5.0mm。在相同气象环境和地形特征条件下,刺槐林和油松林降雨再分配特征的差异主要由林木结构差异造成。采用降雨特征因子（降雨量、降雨历时和降雨强度）可以准确预测林地降雨再分配特征量（mm）;但需要结合其它环境因素（例如气象因子）进行刺槐林地降雨再分配比率（%）的准确预测。4.2016年生长季,刺槐林涡动相关观测系统的能量闭合度为74%,处于森林生态系统能量闭合度范围（60-90%）的中等水平,表明采用涡动相关方法评估的人工刺槐林生态系统能量和水量分配特征具有可靠性。2016年生长季平均潜热通量（LE）的日变化过程表现为单峰形态,其最低值出现在夜晚,最高值出现在午后。2016年生长季潜热通量占太阳净辐射（Rs）的比例为61%,表明人工刺槐林生长季的能量消耗主要用于植被生命活动（即蒸散发耗热）。潜在蒸散发（ET0）、太阳净辐射（Rs）、饱和水汽压差（VPD）、空气温度（T）和叶面积指数（LAI）是影响人工刺槐林蒸散发的主要因素,分别可以解释LE变异的83%、81%、76%、63%和46%。日尺度上,土壤水分含量SWC与LE之间无明显相关关系。LE的季节变化特征显示,人工刺槐林LE最大值出现在6月(282.6 MJ m-2month-1,相当于115 mm降水量),最小值出现在10月(128.9 MJ m-2month-1,相当于52.5 mm降水量)。生长季总潜热通量为1262.2 MJ m-2,相当于515 mm降水量,占生长季降水量（461 mm）的112%,表明该研究时段刺槐林生态系统土壤水分过度消耗,处于亏缺状态。5.根据2015年实测土壤水分数据和刺槐蒸腾数据率定的Hydrus1-D模型可很好地模拟人工刺槐林地2016年的土壤水分、刺槐蒸腾和林地蒸散发的动态变化。分析2015和2016年的林地水量平衡模拟结果可以发现,林地蒸散发是人工刺槐林地主要的水分输出项,约占全年降水量的114.4%,表明研究时段人工刺槐林地的土壤水分持续消耗,处于亏缺状态,将会引起土壤剖面形成干燥层,进一步影响人工刺槐林的健康生长。林地蒸散发分量中,刺槐蒸腾（ETt）所占比例最大,其次为林下土壤蒸发（ETs）和林冠截留蒸发（ETi）,其中ETt、ETs和ETi分别占蒸散发总量的62.6%、26.8%;和10.6%。土壤含水量增加,刺槐蒸腾耗水的水分胁迫强度降低。土壤水分含量对人工刺槐林蒸腾耗水的影响存在阈值效应,2015年的土壤含水量阈值为0.31 cm3 cm-3;2016年的土壤含水量阈值为0.29 cm3 cm-3。
周珊珊[3]（2018）在《黄土塬区旱作春玉米蒸腾与农田蒸散过程及其对地膜覆盖的响应》文中指出本研究通过盆栽试验由称重法测定的玉米蒸腾速率对包裹式茎流计测定的玉米茎流速率进行标定,进而藉由标定方程,在田间条件下用包裹式茎流计连续监测旱作玉米蒸腾速率（T）,并由土壤水量平衡法测算农田蒸散量（ET）,结合作物生长过程、土壤水热条件及气象要素的测定,分析旱作春玉米蒸腾、农田蒸散的时程变化规律及其比例（T/ET）关系;在此基础上,通过观测和比较地膜覆盖对旱作春玉米生长过程、产量和WUE的影响,及其与T/ET的关系,揭示玉米田覆膜节水增产作用机理。研究结果表明:（1）与称重法测定的蒸腾值相对比,包裹式茎流计测定的茎流值存在一定的偏差,因此标定茎流计从而提高其测量精度是十分必要的。在日变化尺度上,由于土壤—植物—大气系统水流的非稳态性,叶片蒸腾速率与茎流速率表现出不同步,取日平均值为测定值,对二者进行回归分析,得出线性标定方程:y=0.764x+4.944（R2=0.97**）;y=0.839x（过坐标原点,R2=0.96**）。（2）传统平作大田玉米茎流量的日变化一般表现为单峰或者双峰型曲线。玉米蒸腾累积量呈S型曲线。不同天气条件下,玉米蒸腾速率存在显着差异。玉米蒸腾速率与太阳总辐射、光合有效辐射、空气温度及饱和水汽压差有显着的正相关性。与相对湿度有显着的负相关性。黄土塬区玉米生长中后期T/ET为63.3%,全生育期的T/ET为53%;且T/ET与LAI呈线性函数关系。为减少传统种植方式的无效土壤蒸发,应采用适应性的保墒措施。（3）玉米田覆膜处理对比表明,由于提高土壤温度,覆膜玉米的出苗率显着高于露地玉米,分别为98.1%和80.2%,覆膜提早玉米各生育阶段的时间平均为1.6 d,全生育期缩短14 d。覆膜能显着地促进玉米出苗并加快玉米生育进程,是有效的抗旱保苗种植方式。2013年在抽雄吐丝期后,株高和LAI基本达到全生育期的最大值,覆膜玉米的株高和LAI比露地的分别高40.3%和17.13%;在成熟期,覆膜玉米的生物量比露地的多40.1%。2015年覆膜处理LAI在播种2个月后比露地处理高92%。覆膜促进了玉米的生长,使玉米在生育前期干物质迅速累积。（4）覆膜玉米植株的蒸腾速率始终高于露地玉米,蒸腾速率日变化的峰值显着地高于露地玉米。两年不覆膜旱作玉米生长中后期的T/ET分别为68.1%和61.6%,覆膜玉米的T/ET分别为85.5%和85.9%。T/ET随LAI的增加而呈对数函数形式上升。当LAI由1增加到3.5时,覆膜处理的T/ET由47.9%迅速增大到84.1%,不覆膜处理的T/ET也迅速的由29.6%增至68.8%。相同的LAI下,覆膜处理的T/ET均大于不覆膜处理。将本研究实测所得的T/ET值与通过康绍忠公式计算得出的T/ET值相比较,二者接近,变化趋势基本相同。（5）覆膜与露地处理下的玉米行粒数差异不显着,但覆膜处理的玉米穗粒数、单穗重及百粒重等显着大于露地处理的。覆膜玉米的产量、生物量及收获指数明显高于露地（P<0.05）。两年覆膜玉米全生育期的蒸腾量分别为299.1和303.4 mm,显着高于不覆盖处理的224.7和235.0 mm;同时,两年的T/ET分别为73.0%和74.7%,显着高于不覆膜处理的55.1%和54.0%。两年的覆膜玉米WUEET为35.5 kg ha-1 mm-1和30.6 kg ha-1mm-1,也显着高于不覆膜玉米的18.7 kg ha-1 mm-1和20.9 kg ha-1 mm-1。（6）地膜覆盖对土壤温度的作用主要表现为增温。在早8:00时刻,覆膜的温度在5 cm和10 cm土层显着地高于不覆膜处理,且略高于无作物种植的裸地,降低了玉米土壤的昼夜温差。与不覆膜处理相比,覆膜早期使土壤温度提高1-4℃。覆膜条件下各个土层各个时刻的土壤温度均高于不覆膜处理。由于玉米植株的叶片对土壤遮阴作用明显,7月中旬至8月初,覆膜对土壤的增温效果没有生育前期大。（7）从玉米播种至7月初,覆膜处理下的土壤贮水量（0-300 cm）持续高于不覆膜处理,然而随后,覆膜处理在0-40 cm土层的贮水量比露地的高;在40-140cm土层,随着玉米的蒸腾耗水增大,覆膜的土壤含水量小于露地,使得不覆膜处理的土壤贮水量反而高于覆膜处理的。因此,覆膜显着提高了玉米在营养生长阶段保蓄的土壤水分,促进了其后期的生殖生长;同时,覆膜条件下旺盛生长的玉米植株也增加了玉米对土壤深层水分的利用。（8）地膜覆盖的效应是温度和水分综合影响的结果,其为玉米的生长发育提供了有利的水热条件。与露地玉米比较,覆膜玉米的表层土壤温度的增加,显着地促进了植株的生长发育,增加了生物量和LAI,强化了蒸腾耗水T;同时,覆膜增加了土壤水库中的可利用水分含量,调节了土壤对玉米的水分供给,降低了作物无效蒸腾E,从而增加了T/ET比例。（9）土壤—春玉米系统水分运移的研究结果表明,从土壤到叶片的水势差表现为早晨和傍晚小,中午较大。蒸腾（茎流）速率随着土壤水势的降低,峰值逐渐降低,日蒸腾（茎流）量逐渐减小。土壤—春玉米系统水流阻力的日变化表现为上午较小,下午较大。土壤水势对系统水流阻力有显着影响,随着土壤水势降低,系统水流阻力显着增加。系统水容的日变化为上午较小,下午较大。系统水流阻力与水容密切相关,即当水流阻力降低时,系统水容升高。当土壤水势降低时,时间“常数‖增加。
李瑞娟[4]（2012）在《土壤—春小麦系统水分运移过程的实验研究》文中研究表明本研究通过盆栽试验,对上壤—春小麦系统水分运动过程进行研究,结果如下：通过人工气候生长室（光照、温度、湿度以及风速分别为240umol·m-2·s-1、25℃、45%和1.1m.s-1）盆栽试验,对不同珍珠岩覆盖量下的上壤蒸发特征进行研究,同时采用热平衡原理设计的茎流计对3个水分处理（高、中、低）下的盆栽春小麦蒸腾特征进行研究并依据称重法结果加以标定,得出结论：（1）珍珠岩厚度80g（约2cm）时能够达到较好地抑制蒸发的效果,并据此换算出测定时段植物实际蒸腾量占总蒸腾蒸发量的比值为83%；（2）不同水分处理下单株小麦茎流速率（g/d）与实际蒸腾速率（g/d）间的回归分析得出相关系数r=0.92,标定方程中a、b值分别为a=0.4463、b=8.3391,而以小时为单位进行回归分析得出类似结果；（3）以小时（h）为单位,11月11日（抽穗期）单株春小麦标定后的蒸腾速率（g/h）为：高水1.10、中水0.75、低水0.55；日（d）为单位时,以10月31日（抽穗期）为例,标定后的单株小麦蒸腾速率（g/d）为：高水26.51、中水17.13、低水12.71。另外,通过对土壤—植物系统水流运动电模拟的方法,对露天条件下盆栽春小麦叶片、土壤水势及蒸腾进行测定,并计算土壤—春小麦系统稳态水流阻力,结果表明：（1）春小麦叶片水势在08：00-18：00间表现为：水势随时间变化呈现先减小后增大的趋势。同一生育期叶片水势表现为高水>中水>低水,相同水分处理不同生育期叶片水势表现为拔节期>抽穗期>灌浆期。（2）不同水分处理下上壤水容比（Mpa）分别为：高-2.49,中-7.58,低-58.09；（3）春小麦蒸腾速率在同一生育期表现为高水>中水>低水,相同水分处理下表现为拔节期>抽穗期>灌浆期；（4）系统水流阻力具明显日变化。同一生育期系统水流阻力中水>高水,相同水分处理下系统水流阻力灌浆期>抽穗期>拔节期。以拔节期为例,系统水流阻力（109Mpa.s.m-3）日平均值为：高0.35,中0.42；以高水处理为例,不同生育期系统水流阻力（109Mpa.s.m-3）日均值为：拔节期0.35,抽穗期0.41,灌浆期0.53。
黄操军[5]（2011）在《E形传感器机理及浅表地层含水率预测》文中进行了进一步梳理水是人类的命脉,水资源状况和利用水平已成为评价一个国家一个地区经济能否持续发展的重要指标。我国是一个水资源相对贫乏的国家,人均占有水量仅2300M3,只相当于世界人均水平的四分之一,是世界上人均占有水资源最贫乏的13个国家之一；耕地水资源占有量28500M3/hm2,不足世界平均数的80%。从全国对水资源量总的需求来看,在中等干旱年景下,全国总需水量为5500亿M3左右,全国实际缺水量在300～400亿M3之间。2010年春季我国云南的大旱造成全省660多万人饮水困难、64条中小河流断流、934座小型水库和山塘干涸,已为我们敲响了警钟。在全国总用水量中仅农业用水就占73%,且有效性很差,水资源浪费极为严重。例如,渠灌区水的有效利用率只有40%左右,井灌区也只有60%左右,与发达国家相比还存在着很大的差距。因此,采取一切必要的措施实施节水已成为我们每个人的责任和义务,特别是作为科技工作者更应担负起这份责任,但与此同时,也让我们看到了在中国发展节水农业的巨大潜力和广阔前景。本文从国内外学者对土壤水分检测和土壤水分预测的研究现状出发,分析了土壤水分检测与预测在农业生产中的研究现状和应用前景。在此基础上,本文主要从两方面展开了研究工作,为充分利用水资源,科学合理地进行农田灌溉提供了科学依据和实现手段：一是土壤水分检测方面。针对现有土壤水分传感器存在测量精度低、实时性差、造价高等因素提出了基于容性阻抗原理的E形土壤水分监测方法,并将该系统成功用于土壤水分测量。实践结果表明,基于该原理的土壤水分传感器具有测试精度较高、实时性强、造价低廉等特点。二是土壤含水量预测方面。基于E形土壤水分传感器获得的土壤水分数据和作物根系在不同阶段需水状况,提出了分阶段进行两种土壤水分预测应用对比研究的构想,建立了三个阶段的关联温度、相对湿度、日照时数、降雨量和蒸发量等因素的土壤水分预测模型,为科学指导农田灌溉提供了理论依据。本文的主要研究内容如下：1.提出了基于容性阻抗原理的E形土壤水分传感器模型,阐述了E形土壤水分传感器的设计原理和电学模型。对传感器的电学模型进行了分析和说明,提出了一种新型的基于阻抗原理的土壤含水率检测装置的基本原理。在理论模型的基础上,分析了土壤的组成对传感器电抗部分的影响,阐明了将非电量的土壤介电系数转化成计算机所能够识别的电量的转换过程,并利用该结果进行进一步的设计。同时在Top等人提出的介电系数与土壤体积含水率之间的关系基础上,提出了适合本设计的关系表达式。2.基于E形土壤水分传感器设计了监测系统。通过在黑龙江省红星农场试验表明,该系统具有结构简单、测量精度高并可用于实时测量等特点,与目前市场上同类精度的土壤水分传感器相比,成本降低了50-60%,具有极好的推广价值和应用前景。3.在土壤水分预报中引入了神经网络预测模型。详细阐述了神经网络应用于土壤含水量预测过程中的设计原则、设计方法和实现过程。重点论述了用于土壤含水量预报的神经网络的输入/输出层、隐含层节点数的确定方法。4.根据对不同时期农作物根系的生长状况与水分需求状况的分析,提出了农作物在不同生长时段采用不同神经网络预测模型的构想,建立了不同生长时段与不同土壤含水量监测层的三种水分预测模型（模型Ⅱ、模型Ⅱ和模型Ⅲ）。经过分段后的模型预测精度较单一模型的预测精度大为提高。5.为进一步提高土壤含水量预报精度,提出了结合遗传算法的神经网络预测方法并详细阐述了该方法的基本原理及其实现过程。根据已有利用E型土壤水分传感器测得的数据建立的遗传神经网络土壤水分预测模型来对田间土壤水分进行预测。实际应用表明,遗传神经网络土壤水分预测模型相比于神经网络土壤水分预测模型具有更高预测精度,更加准确的反映了试验区内土壤水分的变化规律。
吴元芝[6]（2010）在《黄土区土壤水分对典型植物有效性的研究》文中研究表明黄土高原地区水资源匮乏,气候暖干化背景下土壤干燥化不断加剧,生态和农业可持续发展都面临严峻挑战。研究不同土壤质地、植物及气象条件下土壤水分有效性对黄土高原植被恢复和发展旱地农业具有指导意义。本文选取3种代表性土壤、2种代表性作物和一种常见造林树种进行盆栽及田间小区的控水试验,观测不同水分处理条件下植物的生长、蒸腾和光合等生理参数的变化,系统分析了不同土壤、气象和植物条件下的土壤水分有效性,并借助Hydrus-1D模型从理论上探讨了不同因子对植物水分有效性的影响。取得如下结论:（1）比较了盆栽和田间小区试验作物生长和蒸腾对水分亏缺的响应,发现:盆栽玉米和小麦的绝对生长量和蒸腾量明显低于田间小区,但是盆栽和田间小区作物的相对生长和相对蒸腾随土壤含水量的动态变化没有明显差异。（2）分析了不同生理指标评价土壤水分有效性的差异,发现:不同指标随土壤含水量的动态变化具有一致的规律,即都存在阈值反应。不同指标的土壤水分阈值不同,瞬时指标的水分阈值低于日指标和生育期指标,与生长有关的指标的水分阈值低于与蒸腾有关的指标,灌浆前日蒸腾的水分阈值高于灌浆后日蒸腾,而灌浆前后生长指标的土壤水分阈值差异不明显。（3）研究了不同质地、不同植物土壤水分有效性的差异,发现:玉米各项生理指标的土壤水分阈值塿土最高、黑垆土和黄绵土相近,在田间稳定湿度附近,土壤水分有效性黑垆土>黄绵土>塿土;小麦各项植物指标的土壤水分阈值黄绵土最高、塿土居中、黑垆土最低,在田间稳定湿度附近,土壤水分有效性黑垆土>塿土>黄绵土;刺槐各项指标的土壤水分阈值塿土最高、黄绵土居中、黑垆土最低,在田间稳定湿度附近土壤水分有效性,塿土>黑垆土>黄绵土。（4）分析气象因子对土壤水分有效性的影响,发现:塿土的水分有效性在高温时不受湿度影响,在低温时随湿度升高而降低;黄绵土的植物水分有效性在高温时随湿度升高而升高,在低温时随湿度升高而降低;玉米3种土壤的盆栽试验中土壤水分阈值随大气蒸发力虽有升高但升高不明显;小麦3种土壤试验中土壤水分阈值随大气蒸发力的升高而升高,且ET0 > 3.0 mm d-1时土壤水分阈值有明显升高;刺槐3种土壤试验中黄绵土的土壤水分阈值在ET0 > 3.0 mm d-1时明显升高,塿土和黑垆土的水分阈值随大气蒸发力的升高反而明显降低。（5）利用Hydrus-1D模型模拟土壤水分有效性动态变化过程及其影响因素,发现:大气蒸发力和叶面积指数对土壤水分有效性动态变化曲线的形状没有明显影响,对土壤水分阈值略有影响;而根系深度和根系分布形状不仅对土壤水分有效性动态变化曲线的形状有影响,而且对土壤水分阈值影响的也很大;3种土壤以绝对含水量表示的水分阈值大小顺序是塿土>黑垆土>黄绵土;根系吸水速率的土壤水分阈值随着大气蒸发力的升高而升高,但还受其叶面积指数、根系深度和根系分布影响;在冠层郁闭前后土壤水分阈值随叶面积指数的变化不同;随着根系深度和深层根系分布的增加土壤水分阈值降低,但是在黄绵土中降低程度小于塿土和黑垆土。本研究结果表明,利用归一化植物生理指标研究盆栽试验中土壤水分对作物的有效性可以应用到田间,评价土壤水分有效性的结果会因所用指标的时间尺度、生育期及涉及生理过程不同而有差异,土壤水分有效性是土壤质地、气象条件和植物生长状况等因素综合影响下植物对土壤水分变化的响应。
朱建刚,余新晓,陈丽华[7]（2010）在《预测植物瞬态液流的BP神经网络模型》文中研究指明
付微,黄明斌,邵明安[8]（2009）在《不同生育期土壤-苜蓿系统水流阻力和水容变化规律研究》文中研究表明紫花苜蓿是水蚀风蚀交错带重要的人工种植牧草,具有较强的耐寒、耐旱性。自然条件下的模拟土柱试验在陕北神木试验站进行,采用抑制蒸腾法定量分析了水蚀风蚀交错带土壤-苜蓿系统水流阻力、水容等瞬态水流参数变化过程。结果表明:不同生育期内瞬态水流阻力及水容有明显差异:开花旺盛期平均水流阻力最小0.22×108Mpa.s.m-3,约为干枯老化期的1/9;平均水容最大5.38×10-4m3/Mpa;是现蕾期的4倍多。该研究结果有助于揭示紫花苜蓿体内水分调节作用及抗旱机制,对干旱半干旱地区植被恢复有重要指导意义。
许海涛[9]（2009）在《灌溉管网的电模拟研究》文中提出管道化灌溉是灌溉发展的趋势,跟其它灌溉方式相比,管道化灌溉日益受到国内外的重视,各种管网水力计算、优化的新方法不断的改进、完善。针对目前管网设计现状,拟借用成熟的电网设计理论和方法,提高管网设计的合理性和可靠性。利用物理相似理论和计算机数值模拟技术,采用管网电模拟方法,用测量电学物理量来代替管网复杂方程组的计算,对电模拟在灌溉管网上的模拟仿真技术做了初步的探讨。取得的主要结论如下:将电模拟引入灌溉管网研究,建立电学与水力学模拟的物理模型,并以计算机的方式加以体现。对电模拟灌溉管网进行了可行性分析,将管网水力物理特性和电路和电学物理特性进行对比,提出了对应水力学公式的电模拟模型公式,针对不同流态输水管选取了不同的电器元件进行模拟。采用美国国家工业标准的Pspice软件进行电模拟试验,在元件选取上,层流管道的模拟,采用线性电阻,根据水头损失通用公式得出相应电模拟线性电阻公式;紊流管道利用了二极管正向伏安特性曲线,对紊流管道管段的水头损失与流量的Q—H曲线进行了模拟。将Pspice软件中元件二极管D1N4002模型针对二极管传统模型公式的系数拟定,二极管模型公式拟合水力计算曲线,确定了与水力计算曲线相吻合的二极管模型公式的参数,优选拟合优度最佳系数组合,并验证参数的可行性。对层流流态和紊流流态输水管分别进行了实例模拟,结果表明,电模拟具有较好直观表达,且模拟精度较高。对层流和紊流下的树状管网分别进行了电模拟电路布置。层流管网选用线性电阻进行布网,布置方式分为对称布置与非对称布置,对称布置完全按照管网布置;为保证与管网分流的完全模拟,对非对称布置管网做出相应的调整。紊流管网利用二极管,应用元件及电路对偶特性进行布网,分别研究了起点流量固定和不固定的管网模拟,能在很小的误差范围内反映各个节点的电压与电流。模拟管网的末端接地,得到的模拟结果为直接反映管网的水头损失,对末端水头有要求的模拟,在末端增加相应分压电阻反映管网实际水头,实例模拟主要是针对沿程损失模拟,如计算总水头损失,只需增加相应的局部损失系数。
原鹏飞[10]（2009）在《盐池沙地水分动态与干沙层形成规律研究》文中研究说明本研究通过对宁夏盐池沙地固定沙丘的不同部位土壤水分2007年4～10月的定位观测,探讨了固定沙丘不同部位土壤水分动态变化以及干沙层形成规律。其结果如下:（1）受降雨量的影响,不同月份0～200cm土壤水分变化存在较大的差异。2007年4～10月可将沙丘水分分为3个阶段:4～6月份的水分积累期;7～8月份水分亏缺期;9～10月份二次水分积累期。从垂直分布来看,土壤含水量在不同样地、不同季节呈现出不同的规律。根据土壤水分特点,固定沙丘分为:表层干沙层;水分活跃层;水分稳定层。（2）在盐池沙地中,降雨入渗深度随降雨量的增加而增大。但是<5mm的降雨量基本不能被沙区植被所利用,只有当降雨量大于10mm时,才能在沙地近地表水分循环中起到非常重要的作用。而15mm以上的降雨由于稳定干沙层的抑制作用,不能全部蒸发完,有一部分水分补充了地下水。（3）降雨后随着蒸发量增大,使得表层含水量减低,热容量和导热率也随之降低,热量难以传输到沙土下层。同时沙地毛管水上升高度较低,毛管孔隙无法将地下水补充到土壤表层。因此土壤水分蒸发完全是以水汽扩散方式进行运移,从而形成表层干燥的干沙层。（4）干沙层的逐渐发育对土壤水分的蒸发具有明显的抑制作用,并且干沙层越厚,对沙地水分蒸发的抑制性越强。因此沙地中的一些大型流动沙丘,在保护沙地水分方面有着非常重要的作用。
二、土壤-植物系统中瞬态水流的电模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、土壤-植物系统中瞬态水流的电模拟（论文提纲范文）
（1）植物木质部结构水分输运特性研究与仿生灌水器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 植物内部水分输运方式及组织结构 |
| 1.2.1 植物内部水分输运方式 |
| 1.2.2 植物木质部导管和管胞结构 |
| 1.2.3 木质部输水单元(导管和管胞)连接结构 |
| 1.2.4 植物木质部水分输运的驱动力 |
| 1.3 植物木质部水分输运的研究现状 |
| 1.4 植物木质部纹孔式仿生灌水器的研究 |
| 1.4.1 仿生设计的发展 |
| 1.4.2 滴灌灌水器的研究 |
| 1.5 本文主要研究工作和技术路线 |
| 1.5.1 主要研究工作 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 木质部结构及仿生灌水器数值计算方法 |
| 2.1 木质部结构及仿生灌水器计算流体力学(CFD)求解过程 |
| 2.1.1 流体流动控制方程 |
| 2.1.2 湍流方程及模型 |
| 2.1.3 常用的离散方法 |
| 2.1.4 离散方程的求解 |
| 2.2 并行计算软硬件平台 |
| 2.3 植物木质部输水结构和仿生灌水器阻力计算方法 |
| 2.3.1 沿程阻力因素 |
| 2.3.2 局部阻力因素 |
| 第三章 植物木质部网纹增厚导管水分输运特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 壁面网纹增厚导管模型 |
| 3.2.1 增厚导管模型 |
| 3.2.2 网纹增厚模型参数 |
| 3.2.3 网纹增厚模型阻力分析 |
| 3.2.4 不同类型增厚导管模型 |
| 3.3 CFD数值模拟 |
| 3.3.1 网纹控制方程及初始条件 |
| 3.3.2 网格设计与数值实现 |
| 3.4 数值结果分析 |
| 3.4.1 网纹结构参数变化对导管流动特性的影响 |
| 3.4.2 网纹导管内部流动特性分析 |
| 3.4.3 不同类型增厚导管与光滑导管结构流阻分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 小桐子木质部导管水分输运特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备及解剖观察 |
| 4.2.1 小桐子样品取材 |
| 4.2.2 小桐子样品制备 |
| 4.2.3 FSEM观察和结构参数 |
| 4.3 CFD数值模拟 |
| 4.3.1 模型构建 |
| 4.3.2 控制方程和初始条件 |
| 4.3.3 网格设计与数值实现 |
| 4.4 结果分析 |
| 4.4.1 小桐子木质部导管上流速和压力梯度分析 |
| 4.4.2 小桐子木质部导管总流动阻力的组成部分分析 |
| 4.4.3 导管结构参数变化对总流动阻力的影响 |
| 4.4.4 木质部导管的径向传输效率 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 塔柏根茎木质部具缘纹孔结构流动阻力特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 塔柏植物解剖结构特征 |
| 5.2.1 塔柏样品取材 |
| 5.2.2 塔柏具缘纹孔样品制备 |
| 5.2.3 显微结构获取 |
| 5.2.4 塔柏具缘纹孔模型构建 |
| 5.3 CFD数值模拟 |
| 5.3.1 模型构建 |
| 5.3.2 控制方程和初始条件 |
| 5.3.3 网格设计与数值实现 |
| 5.3.4 塔柏具缘纹孔模型阻力分析 |
| 5.4 结果与分析 |
| 5.4.1 具缘纹孔中流体的速度分布云图 |
| 5.4.2 塔柏根茎具缘纹孔差异及组件阻力分析 |
| 5.4.3 纹孔塞和塞缘孔隙率结构变化对流动阻力的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 塔柏根茎木质部单管胞结构流动阻力特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 塔柏植物解剖结构特征 |
| 6.2.1 塔柏样品取材及管胞样品制备 |
| 6.2.2 塔柏具缘纹孔样品制备 |
| 6.2.3 单管胞阻力计算模型 |
| 6.2.4 数据处理 |
| 6.3 结果分析 |
| 6.3.1 管胞长度,管胞宽度与管胞纹孔数量之间的关系 |
| 6.3.2 管胞中单具缘纹孔流动阻力 |
| 6.3.3 单管胞具缘纹孔总流动阻力分析 |
| 6.3.4 单管胞总流动阻力分析 |
| 6.3.5 单管胞总阻率分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 纹孔式滴灌灌水器结构设计与性能优化研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 纹孔结构仿生灌水器设计及数值模拟与试验方案 |
| 7.2.1 纹孔式仿生灌水器设计理念 |
| 7.2.2 模型结构设计与优化 |
| 7.2.3 模型构建 |
| 7.2.4 CFD控制方程和边界条件 |
| 7.2.5 网格设计与数值实现 |
| 7.2.6 试验模型及验证 |
| 7.2.7 能量耗散系数及流态指数计算方法 |
| 7.3 结果分析 |
| 7.3.1 纹孔式滴灌灌水器流态指数分析 |
| 7.3.2 纹孔式滴灌灌水器流道内速度流线分布(抗阻塞能力) |
| 7.3.3 纹孔式滴灌灌水器流道内能量耗散分析 |
| 7.3.4 试验结果和误差分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A (攻读博士学位期间获得的学术成果) |
| 附录 B (塔柏根茎木质部单管胞相关图片) |
（2）黄土高原人工刺槐林地生态水文过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 SPAC水分传输及土壤水分动态模拟研究 |
| 1.2.2 森林生态系统蒸散发估算方法与研究内容 |
| 1.2.3 植物体内水分传输 |
| 1.3 研究中存在的问题 |
| 第二章 试验区介绍、研究内容与方法 |
| 2.1 试验区概括 |
| 2.2 研究内容 |
| 2.2.1 刺槐树干边材木质部导管分布特征 |
| 2.2.2 刺槐树干液流动态及影响因素 |
| 2.2.3 刺槐林降水再分配特征 |
| 2.2.4 刺槐林地蒸散发特征及影响因素 |
| 2.2.5 刺槐林地土壤水分动态模拟 |
| 2.3 研究方法概述 |
| 2.3.1 刺槐树干边材木质部导管分布特征及影响因素 |
| 2.3.2 基于刺槐的热扩散探针法Granier经验公式校准 |
| 2.3.3 刺槐树干液流动态及影响因素 |
| 2.3.4 刺槐林降雨截留特征与影响因素 |
| 2.3.5 刺槐林地蒸散耗水特征及影响因素 |
| 2.3.6 人工刺槐林地土壤水分动态模拟 |
| 2.4 研究思路与技术路线 |
| 2.5 主要测定项目及方法 |
| 2.6 数据处理与统计方法 |
| 第三章 刺槐树干边材木质部导管分布特征及影响因素 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 坡面土壤水分 |
| 3.3.2 木质部导管分布特征 |
| 3.3.3 导管渐缩比 |
| 3.3.4 木质部导管直径、胸径和树高 |
| 3.3.5 土壤水分对导管直径-树高的影响 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 木质部导管直径与概率分布 |
| 3.4.2 导管渐缩比(Taperingratio) |
| 3.4.3 导管直径,胸径和树高 |
| 3.5 本章取得的主要进展 |
| 第四章 刺槐树干液流动态及影响因素 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 液流通量密度对比 |
| 4.2.2 Granier经验公式系数校准与验证 |
| 4.2.3 刺槐树干液流速率日变化过程 |
| 4.2.4 刺槐树干液流速率季节变化规律 |
| 4.2.5 刺槐树干液流速率与环境因子的关系 |
| 4.3 本章取得的主要进展 |
| 第五章 刺槐林降雨再分配特征及影响因素 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 实验区降雨特征 |
| 5.2.2 林地降雨再分配特征 |
| 5.2.3 降雨量与降雨再分配特征的关系 |
| 5.2.4 降雨历时与降雨再分配特征的关系 |
| 5.2.5 降雨强度与降雨再分配特征的关系 |
| 5.2.6 降雨再分配特征与气象因子及叶面积指数关系 |
| 5.3 讨论 |
| 5.3.1 林地降雨再分配特征 |
| 5.3.2 降雨再分配特征与环境因子和叶面积指数的关系 |
| 5.4 本章取得的主要进展 |
| 第六章 刺槐林蒸散发特征及影响因素 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 结果与分析 |
| 6.2.1 能量闭合分析 |
| 6.2.2 森林蒸散的日变化和季节变化 |
| 6.2.3 蒸散与环境因子的关系 |
| 6.2.4 林地蒸散耗水量 |
| 6.3 本章取得的主要进展 |
| 第七章 刺槐林地土壤水分动态模拟 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 材料与方法 |
| 7.2.1 Hydrus1-D模型概括 |
| 7.2.2 模型输入和初始设定 |
| 7.2.3 模型模拟方法 |
| 7.2.4 模型评价指标 |
| 7.3 结果与分析 |
| 7.3.1 土壤水动力学参数 |
| 7.3.2 Hydrus1-D模型校准及验证 |
| 7.3.3 刺槐林地水循环特征 |
| 7.3.4 土壤水分胁迫 |
| 7.4 本章取得的主要进展 |
| 第八章 主要结论与研究展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）黄土塬区旱作春玉米蒸腾与农田蒸散过程及其对地膜覆盖的响应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及目的意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 作物蒸腾的研究 |
| 1.2.2 玉米蒸腾与蒸散比例的研究概况 |
| 1.2.3 地膜覆盖对玉米生长过程、蒸腾蒸散、水热效应及WUE的影响研究 |
| 1.2.4 土壤—植物系统水分运移的研究 |
| 1.2.5 问题 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 研究方法和数据处理 |
| 2.1 试验地概况 |
| 2.2 试验设计 |
| 2.2.1 盆栽试验 |
| 2.2.2 大田试验 |
| 2.3 测定项目及方法 |
| 2.3.1 单株玉米茎流量 |
| 2.3.2 盆栽玉米蒸腾量 |
| 2.3.3 包裹式茎流计的标定 |
| 2.3.4 土壤含水量和土壤贮水量 |
| 2.3.5 农田蒸散量 |
| 2.3.6 叶水势和土壤水势 |
| 2.3.7 土壤温度 |
| 2.3.8 作物生长指标及产量 |
| 2.3.9 水分利用效率(WUE) |
| 2.3.10 气象数据 |
| 2.3.11 数据处理 |
| 第三章 玉米蒸腾特征及其与农田蒸散的比例关系 |
| 3.1 玉米蒸腾的时程变化 |
| 3.2 玉米蒸腾与气象因子的关系 |
| 3.3 玉米蒸腾与农田蒸散的比例关系 |
| 3.4 T/ET与LAI的关系 |
| 3.5 产量和WUE |
| 3.6 讨论和小结 |
| 第四章 地膜覆盖对玉米蒸腾特征及其与农田蒸散比例关系的影响 |
| 4.1 地膜覆盖对玉米生长过程的影响 |
| 4.1.1 地膜覆盖对玉米出苗率和生育期的影响 |
| 4.1.2 地膜覆盖对玉米株高、LAI和生物量的影响 |
| 4.2 地膜覆盖对玉米蒸腾时程变化的影响 |
| 4.3 地膜覆盖对玉米蒸腾与气象因子关系的影响 |
| 4.4 地膜覆盖对玉米蒸腾与农田蒸散的比例关系的影响 |
| 4.5 地膜覆盖对T/ET与LAI关系的影响 |
| 4.6 与康绍忠T/ET公式计算结果比较 |
| 4.7 地膜覆盖对产量及WUE的影响 |
| 4.8 讨论和小结 |
| 第五章 地膜覆盖下玉米田土壤水热效应及其与蒸腾蒸散的关系 |
| 5.1 土壤温度 |
| 5.1.1 土壤温度的日际变化 |
| 5.1.2 土壤温度的日变化 |
| 5.2 土壤水分时空分布 |
| 5.2.1 土壤贮水量 |
| 5.2.2 土壤水分垂直分布 |
| 5.3 T/ET与土壤温度和土壤水分的关系 |
| 5.4 讨论和小结 |
| 第六章 土壤—春玉米系统水分运移的研究 |
| 6.1 土壤—春玉米系统水分运移的研究 |
| 6.1.1 盆栽试验 |
| 6.1.2 非稳态水流阻力、水容及时间“常数”的计算方法 |
| 6.2 叶水势和土壤水势的日变化 |
| 6.3 玉米蒸腾的日变化 |
| 6.4 土壤—玉米系统水分运移变化规律 |
| 6.5 讨论和小结 |
| 第七章 主要结论、创新点及有待进一步研究的问题 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 进一步研究的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）土壤—春小麦系统水分运移过程的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 目的意义 |
| 1.2 选题依据 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 作物蒸腾 |
| 1.3.2 土壤—植物(SP)系统水流电模拟 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 不同有效土壤水势下的春小麦蒸腾特征 |
| 1.4.2 土壤—春小麦系统中水流阻力以及水势的特征及时间变化 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 第二章 茎流计在春小麦蒸腾测定中的标定及其应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 试验区概况 |
| 2.2.2 试验材料与设计 |
| 2.3 测定项目及方法 |
| 2.3.1 土壤蒸发及作物蒸腾 |
| 2.3.2 单株作物茎流 |
| 2.3.3 数据处理 |
| 2.4 结果与分析 |
| 2.4.1 不同量珍珠岩覆盖下土壤蒸发特征 |
| 2.4.2 不同水分处理下春小麦茎流特征 |
| 2.4.3 不同水分处理下春小麦茎流与蒸腾回归分析 |
| 2.4.4 标定后春小麦蒸腾特征 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 土壤—春小麦系统水分运移变化规律研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 试验区概况 |
| 3.2.2 试验材料与设计 |
| 3.3 测定项目及方法 |
| 3.3.1 土壤、叶片水势测定 |
| 3.3.2 蒸腾速率 |
| 3.4 稳态水流阻力计算方法 |
| 3.5 结果与分析 |
| 3.5.1 春小麦叶片水势日变化 |
| 3.5.2 土壤水势日变化 |
| 3.5.3 春小麦蒸腾特征日变化 |
| 3.5.4 土壤—春小麦系统水流阻力日变化 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 结论、存在问题及展望 |
| 4.1 主要结论 |
| 4.2 存在问题及展望 |
| 4.2.1 土壤—植物系统水分运移模拟模型 |
| 4.2.2 热平衡法测量作物(植物)蒸腾 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）E形传感器机理及浅表地层含水率预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 创新点摘要 |
| 目录 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 土壤含水量预测的国内外研究现状 |
| 1.3 课题研究关键技术 |
| 1.4 土壤水分预报模型研究 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 E形土壤水分传感器测量机理研究 |
| 2.1 E形土壤水分传感器模型研究 |
| 2.2 E形土壤含水量传感器标定 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 E形土壤水分传感测量系统设计 |
| 3.1 E形土壤水分检测传感器的外观设计 |
| 3.2 探针及盒体设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 土壤水分含量检测及人工神经网络 |
| 4.1 土壤水分含量检测技术概述 |
| 4.2 E形土壤水分检测传感器的优点 |
| 4.3 BP神经网络 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于神经网络的浅表地层水分预测及遗传算法实现 |
| 5.1 BP神经网络结构及算法实现 |
| 5.2 基于神经网络的浅表地层水分预测 |
| 5.3 遗传神经网络结构及算法实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于E型传感器的GA-BP网络浅表地层水分预测实现 |
| 6.1 作物根系分布对土壤水分吸收情况研究 |
| 6.2 数据选取 |
| 6.3 遗传神经网络预测模型的网络结构和参数的确定 |
| 6.4 遗传神经网络土壤水分预测实现 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
（6）黄土区土壤水分对典型植物有效性的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 土壤有效含水量的概念 |
| 1.2.2 土壤水分有效性的概念 |
| 1.2.3 土壤水分有效性的研究与评价 |
| 1.2.4 土壤水分有效性的影响因素 |
| 1.2.5 SPAC 系统中水分传输模拟 |
| 第二章 研究内容与方法 |
| 2.1 研究内容 |
| 2.1.1 盆栽和小区试验中植物生长和蒸腾对水分亏缺的响应分析 |
| 2.1.2 分析不同评价指标对土壤水分有效性动态曲线的影响 |
| 2.1.3 土壤质地对土壤水分有效性的影响 |
| 2.1.4 不同植物种类间土壤水分有效性的差异分析 |
| 2.1.5 气象因子对不同土壤中植物水分有效性的影响研究 |
| 2.1.6 土壤水分有效性动态变化的模拟 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 试验地概况 |
| 2.2.2 试验材料 |
| 2.2.3 试验设计 |
| 2.2.4 测定项目与方法 |
| 2.2.5 数据分析方法 |
| 第三章 盆栽和小区试验植物生长和蒸腾对水分亏缺的响应分析 |
| 3.1 试验控水阶段土壤水分动态变化 |
| 3.2 盆栽和小区试验地上部干重和累积蒸腾的差异 |
| 3.3 地上部干重和总蒸腾的关系 |
| 3.4 蒸腾对土壤有效水分亏缺的响应 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 不同评价指标对土壤水分有效性的影响 |
| 4.1 土壤含水量、玉米生长及蒸腾耗水量的动态变化 |
| 4.2 土壤水分有效性对植物生长、蒸腾及光合作用的影响 |
| 4.2.1 土壤水分对玉米生长的有效性 |
| 4.2.2 土壤水分对玉米蒸腾的有效性 |
| 4.2.3 土壤水分有效性对玉米光合生理指标的影响 |
| 4.3 讨论 |
| 4.3.1 方程的适用性 |
| 4.3.2 不同指标对土壤水分有效性评价结果的影响 |
| 4.3.3 土壤水分有效性适宜指标的选取 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 不同质地土壤水分有效性差异 |
| 5.1 3 种土壤的水分物理性质 |
| 5.1.1 土壤的持水性和供水性 |
| 5.1.2 土壤有效含水量 |
| 5.2 土壤质地对玉米水分有效性的影响 |
| 5.2.1 试验控水阶段不同土壤的水分动态变化 |
| 5.2.2 土壤水分亏缺玉米蒸腾的影响 |
| 5.2.3 土壤水分亏缺对玉米生长的影响 |
| 5.2.4 土壤水分对玉米有效性的质地差异 |
| 5.3 土壤质地对小麦水分有效性的影响 |
| 5.3.1 试验控水阶段不同土壤的水分动态变化 |
| 5.3.2 土壤水分亏缺对小麦蒸腾的影响分析 |
| 5.3.3 土壤水分亏缺对小麦生长及产量的影响分析 |
| 5.3.4 土壤水分对小麦有效性的质地差异 |
| 5.4 土壤质地对刺槐水分有效性的影响 |
| 5.4.1 试验控水阶段不同土壤的水分动态变化 |
| 5.4.2 土壤水分亏缺对刺槐蒸腾的影响分析 |
| 5.4.3 土壤水分亏缺对刺槐生长及生物量的影响分析 |
| 5.4.4 土壤水分对刺槐有效性的质地差异 |
| 5.5 不同植物间土壤水分有效性的差异分析 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 气象因子对土壤水分有效性的影响 |
| 6.1 影响植物蒸腾的关键因子分析 |
| 6.1.1 人工气候室内的温度和湿度及参考蒸散量的动态变化 |
| 6.1.2 人工气候室内刺槐日蒸腾量的动态变化 |
| 6.1.3 不同温度和湿度条件下刺槐蒸腾的对水分亏缺的响应 |
| 6.1.4 不同蒸发力条件下刺槐蒸腾对水分亏缺的响应 |
| 6.2 大气蒸发力对不同土壤中水分有效性的影响 |
| 6.2.1 大气蒸发力对3 种土壤中玉米蒸腾的影响 |
| 6.2.2 大气蒸发力对3 种土壤中小麦蒸腾的影响 |
| 6.2.3 大气蒸发力对3 种土壤中刺槐蒸腾的影响 |
| 6.2.4 土壤、植物和气象条件在水分有效性评价中的交互效应 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 土壤水分有效性动态变化过程的模拟研究 |
| 7.1 HYDRUS-1D 模型组成 |
| 7.1.1 水分运动方程 |
| 7.1.2 根系吸水速率 |
| 7.1.3 潜在蒸腾速率的计算 |
| 7.2 模型验证 |
| 7.3 模型输入 |
| 7.3.1 边界条件 |
| 7.3.2 土壤条件 |
| 7.3.3 气象条件 |
| 7.3.4 植物生长状况 |
| 7.4 结果与分析 |
| 7.4.1 不同大气蒸发力下根系吸水速率动态变化过程 |
| 7.4.2 不同叶面积指数条件下根系吸水速率动态变化过程 |
| 7.4.3 不同根深条件下根系吸水速率动态变化过程 |
| 7.4.4 不同根系分布形状下根系吸水速率动态变化过程 |
| 7.4.5 不同土壤、气象和植物生长条件下的土壤水分阈值 |
| 7.5 小结 |
| 第八章 主要结论及展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新性结论 |
| 8.3 主要展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（7）预测植物瞬态液流的BP神经网络模型（论文提纲范文）
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验地概况 |
| 1.2 研究材料 |
| 1.3 测定项目与方法 |
| 1) 气象因子监测 |
| 2) 树干液流监测 |
| 3) 树干径向变化监测 |
| 4) 土壤水势监测 |
| 5) 数据处理与分析 |
| 2 模型的理论架构 |
| 3 模型构建 |
| 3.1 样本数据预处理 |
| 3.2 改善泛化能力 |
| 1) 贝叶斯正则化模式 |
| 2) 早停止模式 |
| 3.3 确定最佳隐含层节点数 |
| 3.4 优化网络初始权值 |
| 4 模型检验与分析 |
| 5 结论与讨论 |
（8）不同生育期土壤-苜蓿系统水流阻力和水容变化规律研究（论文提纲范文）
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验区概况 |
| 1.2 试验材料与方法 |
| 1.3 瞬态水流阻力、水容的计算方法 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 叶水势恢复过程 |
| 2.2 阻-容值 |
| 2.3 水势差与蒸腾速率关系 |
| 2.4 瞬态水流阻力 |
| 2.5 水容 |
| 3 讨论 |
| 4 结论 |
（9）灌溉管网的电模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 管网水力解析 |
| 1.2.2 管网优化设计 |
| 1.2.3 干管管网优化设计 |
| 1.2.4 微灌管网优化设计 |
| 1.2.5 灌溉管网优化设计计算机应用 |
| 1.2.6 电模拟的研究进展 |
| 第2章 研究内容与方法 |
| 2.1 研究对象 |
| 2.2 研究内容 |
| 2.3 研究方案 |
| 第3章 灌溉管网水力计算理论 |
| 3.1 基本公式 |
| 3.1.1 沿程水头损失计算 |
| 3.1.2 局部水头损失计算 |
| 3.2 基础方程 |
| 3.2.1 节点方程 |
| 3.2.2 降压方程 |
| 3.2.3 回路方程（能量方程） |
| 3.3 计算方法 |
| 3.3.1 流量法 |
| 3.3.2 水压法 |
| 3.4 田间管网的水力解析 |
| 3.4.1 多孔管沿程水头损失 |
| 3.4.2 多孔管沿程压力分析 |
| 3.4.3 毛管设计 |
| 3.4.4 支管设计 |
| 第4章 电模拟基本理论与设计 |
| 4.1 电路模拟管网的可行性分析 |
| 4.1.1 相似理论 |
| 4.1.2 电路和管网对比 |
| 4.1.3 模拟元件选取 |
| 4.2 模拟电路 |
| 4.2.1 Pspice 仿真软件 |
| 4.2.2 模拟方法 |
| 4.3 管段模拟模型实例 |
| 4.3.1 层流管段模拟实例 |
| 4.3.2 紊流管段模拟实例 |
| 4.4 电模拟管网其他电路的应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 电模拟管网布置 |
| 5.1 层流管网 |
| 5.1.1 对称树状布置 |
| 5.1.2 非对称树状布置 |
| 5.1.3 模拟误差 |
| 5.2 紊流管网 |
| 5.2.1 传统水头损失计算 |
| 5.2.2 紊流树状管网电模拟 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.1.1 电模拟 |
| 6.1.2 灌溉管网布置优化 |
| 6.2 存在问题与研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
（10）盐池沙地水分动态与干沙层形成规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景、目的及意义. |
| 1.2 土壤水分动态与干沙层研究进展 |
| 1.2.1 国内外对土壤水分研究进展 |
| 1.2.2 国内外干沙层研究现状 |
| 1.3 趋势与展望 |
| 2 研究区概况 |
| 2.1 毛乌素沙地概况 |
| 2.2 研究区自然概况 |
| 2.2.1 气象 |
| 2.2.2 地形地貌 |
| 2.2.3 土壤 |
| 2.2.4 水文地质 |
| 2.2.5 植被特征 |
| 2.3 社会经济状况 |
| 2.3.1 人口经济状况 |
| 2.3.2 土地利用状况 |
| 3 研究内容、方法及技术路线 |
| 3.1 研究内容及方法 |
| 3.1.1 样地的选取 |
| 3.1.2 沙地特征值的测定 |
| 3.1.3 降雨量的观测 |
| 3.1.4 沙地不同月份含水量的观测 |
| 3.1.5 沙面水分降雨入渗和蒸发 |
| 3.1.6 干沙层形成规律观测 |
| 3.1.7 干沙层的抑制作用 |
| 3.1.8 不同月份的干沙层厚度 |
| 3.2 技术路线 |
| 4 沙地土壤水分特征及水分动态研究 |
| 4.1 盐池沙地土壤物理性质分析 |
| 4.1.1 沙地土壤水分特征 |
| 4.1.2 土壤机械组成 |
| 4.1.3 土壤容重变化 |
| 4.1.4 土壤孔隙度 |
| 4.1.5 土壤最大吸湿水 |
| 4.1.6 土壤凋萎含水量 |
| 4.1.7 土壤入渗速率 |
| 4.2 降雨及其分布特征 |
| 4.2.1 降水量年际变化 |
| 4.2.2 降雨特征 |
| 4.3 土壤水分动态 |
| 4.3.1 土壤水分季节动态 |
| 4.3.2 土壤水分垂直动态 |
| 4.4 小结 |
| 5 沙地干沙层形成规律 |
| 5.1 沙地降雨入渗与蒸发 |
| 5.1.1 降雨量与入渗深度之间的关系 |
| 5.1.2 降雨量与入渗湿润峰迁移速率之间的关系 |
| 5.1.3 入渗完成后日蒸发量 |
| 5.2 沙地干沙层形成机理研究 |
| 5.2.1 热特性 |
| 5.2.2 毛管水高度 |
| 5.3 干沙层的作用 |
| 5.4 沙地干沙层厚度变化 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论和讨论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 讨论 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 导师简介 |
| 成果清单 |
| 致谢 |
四、土壤-植物系统中瞬态水流的电模拟（论文参考文献）
- [1]植物木质部结构水分输运特性研究与仿生灌水器设计[D]. 徐天宇. 昆明理工大学, 2020
- [2]黄土高原人工刺槐林地生态水文过程研究[D]. 马昌坤. 西北农林科技大学, 2018(11)
- [3]黄土塬区旱作春玉米蒸腾与农田蒸散过程及其对地膜覆盖的响应[D]. 周珊珊. 西北农林科技大学, 2018(11)
- [4]土壤—春小麦系统水分运移过程的实验研究[D]. 李瑞娟. 西北农林科技大学, 2012(06)
- [5]E形传感器机理及浅表地层含水率预测[D]. 黄操军. 东北石油大学, 2011(01)
- [6]黄土区土壤水分对典型植物有效性的研究[D]. 吴元芝. 中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）, 2010(05)
- [7]预测植物瞬态液流的BP神经网络模型[J]. 朱建刚,余新晓,陈丽华. 林业科学, 2010(01)
- [8]不同生育期土壤-苜蓿系统水流阻力和水容变化规律研究[J]. 付微,黄明斌,邵明安. 草地学报, 2009(05)
- [9]灌溉管网的电模拟研究[D]. 许海涛. 河北工程大学, 2009(S2)
- [10]盐池沙地水分动态与干沙层形成规律研究[D]. 原鹏飞. 北京林业大学, 2009(11)