基于冠层高光谱的冬小麦植株含水率估算

为确定适用于冬小麦植株水分诊断的最佳高光谱指数及其在植株水分处于适宜状态时的阈值,设置4个水分处理(灌溉定额分别为0、60、120和180 mm),获取了小麦关键生育时期(返青期、拔节期和灌浆期)的冠层高光谱反射率、植株含水率、土壤含水率和产量等数据。依据高光谱指数与冬小麦植株含水率之间的相关性对高光谱指数进行筛选,以筛选的高光谱指数为输入变量,分别构建一元回归、偏最小二乘回归、随机森林回归和支持向量回归的冬小麦植株含水率估测模型。考虑到土壤含水率对冬小麦植株含水率的影响,进一步量化了当日植株含水率与不同时间土壤含水率的关系,通过产量比较法分别确定了冬小麦植株水分、土壤水分的阈值。结果表明:(1)在返青期、拔节期和灌浆期,一元回归模型的精度(r^(2)=0.673,RMSE=3.144%,RE=5.489%)较好,能确定高光谱指数阈值,可以较精准、快捷地实现冬小麦水分诊断。机器学习算法中随机森林回归的模型精度(r^(2)=0.904,RMSE=1.701%,RE=3.606%)最高,但模型参数较多,无法给出高光谱指数阈值。(2)当日植株含水率与其前一天0~50 cm土层的含水率之间具有较强的正相关关系(r^(2)为0.708,RMSE为2.436%,RE为7.755%)。(3)返青期、拔节期和灌浆期估测冬小麦植株水分最佳高光谱指数分别为MCARI/0SAVI、PRI3和VEG,其相应的阈值分别为0.765 1~1.130 1、0.155 2~0.225 7、1.633 9~1.668 5。因此,可根据植株含水率与土壤含水率之间的关系确定冬小麦在关键生育期内所处水分状态,从而采取相应对策。

考虑下界面水分通量的棉田土壤水分模拟研究

考虑根系层下界面水分通量,以根系层土体水量平衡方程为依据,构建了棉田土壤水分模拟模型。用2006—2008年山西省水利职业技术学院灌溉试验基地棉花生长季的土壤水分观测数据,对该模型进行参数确定和试验验证。结果表明:采用的根系层储水量模型的模拟计算值与实测值吻合较好,其相关系数达到0.916 3,F检验结果达到显著水平。模型用于其他地区时,土壤供水系数、作物系数和下边界通量等具体参数必须通过田间试验获得。

天津地区施肥对麦田土壤养分及产量的影响

根据2008年10月-2009年6月和2010年10月-2011年6月在天津农学院农田水循环试验基地进行的田间试验,通过室外采样和室内测定,研究了天津地区施肥对麦田土壤养分和产量的影响。结果表明:硝态氮和速效磷均表现出在表层0～20cm处含量远远高于其他土层,随土层深度的加深,含量逐渐降低,60cm以下土层硝态氮和速效磷的含量变化缓慢。高、中、低、零肥处理硝态氮含量最大值呈现与施肥量多少相同的趋势,速效磷含量最大值的分布规律与施肥多少关系不太明显。0～40cm土层中硝态氮和速效磷含量随时间变化较其他土层要明显,在天津地区复种指数较高的农田土壤中,底肥300kg/hm2,追肥150kg/hm2可以满足冬小麦生长需求,既节约资源,又保护环境。

盆栽负压灌溉供水规律与效果的试验研究

适宜的土壤水分是植物生长的有利条件,如何精确控制土壤水分一直是国内外研究的重点。对于家中无人看护的盆栽,水分的供应成为盆栽生存的限制因素。一种简易的负压灌溉装置解决了这一难题。试验表明负压灌溉装置能够持续地对盆栽进行供水,并且可以根据植物品种和种植条件来调整供水高度和导水管的直径,以调整供水效率,达到精确控水的目的。供水高度增高,供水效率会相应的有所降低。当植物对水分的需求量较大时,还可以考虑在导水管中加入导水材料(尼龙绳等),以提高供水效率。这种简易的供水装置制作简单,成本低,且能达到良好的供水效果,具有一定的推广价值。

苏帕河流域生态环境需水量研究

从水电开发中的生态环境保护问题出发,对河流系统生态环境需水量的概念及其内涵进行了探讨。以云南苏帕河流域为例,认为河流生态环境需水量为基本生态环境需水量、输沙需水量和污染防治需水量的有机整合。苏帕河流域朝阳、乌泥河、阿鸠田河的河流生态环境需水量分别为1.54×10~8 m^3、3.31×10~8 m^3、3.56×10~8 m^3,分别占来水量的48.9%、44.9%和52.3%,其中输沙需水量均占99%以上。因此,保护苏帕河流域生态环境的关键是在水电开发中防治水土流失,降低输沙需水量。

甘肃北部棉花灌溉保证率分析

甘肃地区水资源短缺,合理利用农业水资源对地区发展非常重要。根据甘肃瓜州1983-2012年30年的气象资料,计算出瓜州地区棉花作物的参考作物蒸发蒸腾量以及作物的实际蒸发蒸腾量,进而计算甘肃瓜州棉花作物多年灌溉需水量。通过调节灌水次数来调节灌溉供水量,以得出不同供水条件下的灌溉设计保证率,根据不同灌水次数对作物经济效益的影响,得到最大效益时的灌水量和灌溉设计保证率。分析结果表明,灌溉设计保证率在53%时经济效益最高,从而确定甘肃瓜州地区的最优灌水量为440mm,达到既保证效益又能做到节水灌溉的目的。

基于概念模型的麦田土壤水分动态模拟研究

农田土壤水分模拟是农业用水管理的重要依据。以根区土体水量平衡方程为依据,考虑根区下界面水分通量,构建了农田土壤水分变化模拟模型,该模型由作物蒸散量模型、根区下界面水分通量模型以及水量平衡方程等组成。采用山西水利职业技术学院试验基地2007年和2008年2个年度冬小麦试验资料,确定了模型参数。结果表明,土壤储水量模拟计算值与实测值有较好的一致性,其相关系数达到0.9555;F检验结果达到极显著水平,所建立的麦田土壤水分动态模型可用于作物蒸散量、根区下界面水分通量和田间土壤水分的模拟计算;计算精度平均达到3%～11%。表明该模型可较好地描述农田士壤水分转化过程。

不同水肥处理下冬小麦干物质积累动态及模型研究

为了研究不同水肥处理对冬小麦干物质积累和分配的影响,在大田试验条件下,分析了四种水肥处理下冬小麦干物质积累与分配的动态变化。结果表明,不同水肥处理下,冬小麦干物质在全生育期内变化相似,总体表现为"慢-快-慢"的增长趋势。高水、中水处理的干物质净积累量(NDMA)和群体生长率(CGR)峰值均出现在拔节-抽穗期,而低水、零水处理(低水中肥、零水零肥)的NDMA和CGR峰值均出现在抽穗-灌浆期。不同的水肥处理条件下,冬小麦不同生育期干物质在根、茎、叶和籽粒中的分配比例变化显著。水肥胁迫严重时,在根中的分配系数增大,而在籽粒中的分配系数减小,从而影响产量;中水以及中、低肥水平下可以获得较高的籽粒分配比例。干物质的积累过程拟合精度排序为:三次曲线模型>Logistic模型>S曲线模型。

基于隶属度-遗传神经网络模型的水质综合评价

针对水质综合评价问题,提出了基于隶属度-遗传神经网络的水质综合评价模型.水质综合评价模型对反向传播神经网络初始权值和阈值用遗传算法优化,并将隶属度的概念引入遗传神经网络,以便确定水质污染影响因子和水质等级.以苏帕河梯级电站水质监测数据为例,对该模型进行了测试,并与其他方法进行了比较.结果表明,该方法提高了运算精度,减小了全局误差,均方误差降低至6.337 14×10-5,用于水质综合评价合理、准确,有其独特的优越性.

我国上市公司的资产质量与企业绩效的实证研究

本文选用2003年在我国深、沪两地上市的A股1117家公司(ST除外)作为样本,对样本公司的资产质量与公司绩效之间的关系进行了实证研究。研究结果表明:我国上市公司的资产质量与公司绩效之间存在着显著的正相关关系,资产质量越高,公司的绩效则越好。这一结果说明在我国现行的环境下,提高公司的资产质量可以带来公司绩效的相应改善。

基于遗传神经网络模型的水质综合评价

建立了用于水质综合评价的遗传神经网络模型。该模型运用遗传算法优化改进型BP神经网络的初始权值和阈值,具有快速学习网络权重和全局搜索的能力,有效解决了BP神经网络容易陷入局部极小点和训练结果不稳定的问题。采用苏帕河梯级电站的水质监测数据对该模型进行了测试,并与其他方法进行了比较。结果表明,该方法用于水质综合评价客观、合理、准确,有其独特的优越性。

基于Hydrus-2D的负压灌溉水分动态模拟

负压灌溉是一种新型的节水灌溉技术,其灌溉过程中无需外界提水加压,利用土壤吸力自动从高程低于灌水器的水源中吸收水分,以补充作物和土壤蒸散发失去的水分。运用Hydrus-2D软件模拟研究土壤质地对负压灌溉水分运移的影响,分别对沙壤、壤土、黏壤土和黏土4种不同土壤质地进行模拟,分析土壤质地对湿润锋、土壤含水量和灌水量三方面的影响。结果表明:沙壤土因土壤含水率较低、水分下渗较快、保水能力差而不适宜采用负压灌溉系统,壤土、黏壤土和黏土保水能力较强,土壤含水率较高,湿润锋分布均匀,较适宜采用负压灌溉系统。

基于组合预测方法的海河流域生活用水量研究

针对用水量预测组合模型的优选问题,根据海河流域1988-2003年生活用水量时间序列的具体变化特征和拟合精度进行组合模型初选,并引入最优组合原理,确定组合权系数．所用的预测模型主要有回归模型、灰色模型和BP神经网络模型．以滦河分区和子牙河分区为例,计算的平均相对误差(MRE)分别为1．91％和1．54％, 2010年生活用水量将分别达到6．15×108m3和8．72×108 m3,2030年将分别达到7．37×108 m3和1.27×109 m3．结果表明,该方法提高了预测精度,可为水资源规划和管理提供依据．

区域工业用水量非线性预测模型的优选

针对BP神经网络在确定输入因子时的任意性,将相关性分析引入BP神经网络输入因子的选取中,通过计算输入因子和输出因子之间的相关系数,并根据相关程度来确定输入因子,同时利用遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值的方法,建立了改进BP神经网络模型.将该模型应用于永定河山区工业用水量预测中,通过和传统非线性回归法进行比较,结果表明改进BP神经网络拟合和预测精度均较高.改进BP神经网络法的平均相对误差达到1.4100/,预测的2010年和2030年工业用水量将分别达到3.63×108m3和4.46×108m3.预测结果可为水资源规划和管理提供依据.

滨海盐碱地微区改土系统刍议

针对滨海盐碱地地下水埋深浅、矿化度高,以及当前盐碱地绿化中广泛存在的客土费用高、破坏农田、土壤返盐性大等问题,提出了用塑料膜阻断土壤水盐运移,形成滨海盐碱地微区改土系统。该系统是一个相对独立封闭、有完整排水的系统,其规模可大可小,可灵活地进行建设和管理;不需要客土,少用或不用客水,可依靠自然降水进行脱盐和农业生产;排水量和排水费用极小;利用系统非耕作区地面高于耕作区地面的微地形,加蓄水池调节,可实现雨水资源的高效利用。初步分析表明,用于盐碱地绿化,其造价不足现有方法的1/3,用于设施农业种植,一年可收回成本。该系统是一些较为成熟技术的集成,技术上可行,具有广泛的应用前景。

复垦方式对农村宅基地土壤性质的影响研究

在滨海盐碱化地区,随着农村社会经济发展水平提高和城镇化速度加快,村庄废弃宅基地越来越多,急需整理复垦为耕地。论文通过田间试验研究,分析了村庄宅基地复垦前后土壤理化性质的变化情况,结果表明,复垦能明显降低耕作层土壤容重和增加宅基地土壤的入渗能力,特别是0~20cm土层的土壤容重明显减小,土壤饱和导水率比复垦前增大了约10倍;复垦模式I和复垦模式II均能显著提高土壤有机质含量和土壤微生物含量,降低土壤含盐量,提高土壤肥力;复垦模式II中,种植玉米的复垦土壤盐分降低最为明显,土壤微生物含量增大程度排序为番茄〉玉米〉茄子,种植番茄和玉米的复垦土壤中有机质含量提高较多。该研究可为滨海地区的宅基地复垦提供一定的理论依据。

基于应用型人才培养的水工建筑物综合设计性实践教学模式研究

本文分析了基于应用型人才培养的水工建筑物综合设计性实践教学中存在的问题,探讨了水工建筑物综合设计性实践教学的改革模式,从教学内容、更新综合设计性实践教学资源、充分利用现行计算软件及采用水利工程真实项目导向任务驱动教学等方面系统地研究了水工建筑物综合设计性实践教学模式,效果较好。

豫北地区冬小麦滴灌灌水技术参数研究

为优化豫北地区冬小麦在滴灌条件下的灌水技术参数,通过田间试验系统研究了不同滴头流量(2.0,4.0,6.0 L/h)和滴灌带间距(40,60,80,100,120 cm)对灌溉水在土壤中分布、冬小麦产量以及水分利用效率的影响。结果表明:就灌水均匀度而言,缩小滴灌带间距和增加滴头流量可以提高灌溉水在冬小麦根区的分布均匀度;本试验条件下滴灌带铺设超过80 cm,会影响冬小麦产量及其构成,滴灌带间距相同时,冬小麦产量随着滴头流量的增加呈递增趋势。就水分利用效率而言,适宜的滴灌带间距及滴头流量组合能在同一灌水条件下,有效减小耗水量并提高水分利用效率;本试验条件下滴灌带间距60 cm、滴头流量2.0 L/h的参数组合的产量最高,达到10626.45 kg/hm 2,水分利用效率最高,达到2.42 kg/m 3。综合分析灌溉水均匀度、冬小麦产量以及水分利用效率,滴灌带间距60 cm、滴头流量2.0 L/h,以及滴灌带间距80 cm、滴头流量6.0 L/h的参数组合是适宜的冬小麦滴灌灌水技术参数。

基于概念模型的棉田土壤水分变化模拟研究

农田土壤水分模拟是农业用水管理的重要依据。以根系层土体水量平衡方程为依据，考虑根系层下界面水分通量，构建了农田土壤水分变化模拟模型，该模型由作物蒸发蒸腾量模型、根区下界面水分通量模型以及水量平衡方程等组成。依据山西水利职业技术学院试验基地2006—2008年3年棉花试验资料，确定了模型参数。结果表明，土壤储水量模拟计算值与实测值有较好的一致性，其相关系数达到0．9287，F检验结果（F=96.44〉R0.001-3．27）达到高度显著水平，所建立的土壤水分变化模拟模型可用于棉花田间土壤水分的模拟计算，计算精度平均达到5．3％～15．8％；模型较好地反映了农田土壤水分转化过程以及降水、蒸发和深层土壤水分对作物蒸发蒸腾及产量的影响。

基于工程教育专业认证的《水环境与水生态》课程教学改革与实践

为适应工程教育专业认证要求的培养学生对生态环境相关思考的能力,水环境类课程在水利类专业课程设置中必不可少,《水环境与水生态》课程作为水利水电工程专业限选课程,是构建学生专业结构的重要板块。然而目前该课程的学习存在着学生学习积极性不高,学习效果差、考核形式单一等问题。为此,在工程教育专业认证背景下,通过修订课程教学大纲、提高课堂教学手段的多样性、科学设置课程考核体系等,提高学生学习的积极性、主动性和创新性,提高学生毕业要求达成情况。