土壤学报
土壤學報
토양학보
ACTA PEDOLOGICA SINICA
2013年
3期
486-491
,共6页
任长江%白丹%周蓓蓓%梁伟%陈燕
任長江%白丹%週蓓蓓%樑偉%陳燕
임장강%백단%주배배%량위%진연
水分运移%溶质运移%粒子群算法%有限差分法%参数识别%多目标函数
水分運移%溶質運移%粒子群算法%有限差分法%參數識彆%多目標函數
수분운이%용질운이%입자군산법%유한차분법%삼수식별%다목표함수
Water transport%Solute transport%Particle swarm algorithm%Finite difference method%Parameter identification%Multi-target function
非饱和土壤水分和溶质运移参数(导水率、扩散率、水动力弥散系数)的识别是进行数值模拟的关键.基于垂直一维非饱和吸附性土壤水分-溶质运移方程,以溴化钾为入渗溶液,分别以土壤含水率和溶质溶度的实测值与计算值标准差最小为优化目标,建立水分-溶质运移参数识别的多目标优化模型.应用权重系数法,将这一多目标优化问题转化为单目标优化问题,采用动态权重、异步时变学习因子的粒子群算法对模型求解.通过土柱实验,测定了220、380和780 min三组时刻的土壤含水率以及钾离子浓度的空间分布值,以前两组数据识别参数,第三组数据进行验证.结果表明入渗780 min权重系数为0.5时含水率以及钾离子浓度的计算值和实测值相关系数分别为0.977和0.952,标准差分别为0.007 4、2.369,实测值和计算值吻合较好,这表明粒子群识别水分和溶质运移参数是可行的.数值模拟表明,权重越大含水率实测和计算值的相关系数越大而浓度实测值和计算值的相关系数越小.
非飽和土壤水分和溶質運移參數(導水率、擴散率、水動力瀰散繫數)的識彆是進行數值模擬的關鍵.基于垂直一維非飽和吸附性土壤水分-溶質運移方程,以溴化鉀為入滲溶液,分彆以土壤含水率和溶質溶度的實測值與計算值標準差最小為優化目標,建立水分-溶質運移參數識彆的多目標優化模型.應用權重繫數法,將這一多目標優化問題轉化為單目標優化問題,採用動態權重、異步時變學習因子的粒子群算法對模型求解.通過土柱實驗,測定瞭220、380和780 min三組時刻的土壤含水率以及鉀離子濃度的空間分佈值,以前兩組數據識彆參數,第三組數據進行驗證.結果錶明入滲780 min權重繫數為0.5時含水率以及鉀離子濃度的計算值和實測值相關繫數分彆為0.977和0.952,標準差分彆為0.007 4、2.369,實測值和計算值吻閤較好,這錶明粒子群識彆水分和溶質運移參數是可行的.數值模擬錶明,權重越大含水率實測和計算值的相關繫數越大而濃度實測值和計算值的相關繫數越小.
비포화토양수분화용질운이삼수(도수솔、확산솔、수동력미산계수)적식별시진행수치모의적관건.기우수직일유비포화흡부성토양수분-용질운이방정,이추화갑위입삼용액,분별이토양함수솔화용질용도적실측치여계산치표준차최소위우화목표,건립수분-용질운이삼수식별적다목표우화모형.응용권중계수법,장저일다목표우화문제전화위단목표우화문제,채용동태권중、이보시변학습인자적입자군산법대모형구해.통과토주실험,측정료220、380화780 min삼조시각적토양함수솔이급갑리자농도적공간분포치,이전량조수거식별삼수,제삼조수거진행험증.결과표명입삼780 min권중계수위0.5시함수솔이급갑리자농도적계산치화실측치상관계수분별위0.977화0.952,표준차분별위0.007 4、2.369,실측치화계산치문합교호,저표명입자군식별수분화용질운이삼수시가행적.수치모의표명,권중월대함수솔실측화계산치적상관계수월대이농도실측치화계산치적상관계수월소.
