耦合模拟退火优化最小二乘支持向量机的日参照蒸散量模拟计算

针对传统最小二乘支持向量机模型的训练速度慢、不易在线训练、计算量大及参数选择困难等缺陷,提出采用耦合模拟退火优化最小二乘支持向量机算法,建立基于耦合模拟退火优化最小二乘支持向量机的参照作物蒸散量预测模型。选取陕西省的榆林、安康和西安气象站监测的1971-2014年气象资料进行模型训练、测试与验证,研究气象监测获取原始数据作为网络输入,参照蒸散量ET0为输出,构建CSA-LSSVM预测模型,并将CSA-LS-SVM预测结果与LSSVM模型及经典ET0模型模拟计算结果进行比较。结果表明,CSA-LS-SVM模型模拟计算精度和总ET0模拟模型都优于LSSVM模型及其他经典模型模拟结果。该研究CSA-LS-SVM模型为陕西地区气象资料缺乏情况下ET0精确计算提供科学依据,为作物需水量的智能决策提供参考。

极端天气下作物参照蒸散量计算方法研究

针对我国很多地区气温异常波动的现状,分析典型Hargreaves公式、Mc Cloud公式和简易神经网络算法,提出了五变量输入、LM算法的三层网络结构的改进型-ET0预测模型。在1 461个预测值实验研究中,其绝对误差小于0.5mm的个数为1204,占82.4%;与PM-ET0之间呈正相关,R2为0.954 8,具有较好的一致性;应用预测标准误差SEE分析中,其标准误差明显低于简易型-ET0,而有效性指数EF较简易型-ET0提高了20%;应用于小麦实验中,该模型逼近PM公式的计算值,预测效果明显,精度高。改进算法成功解决了气象资料欠缺、气温异常波动双重背景下的ET0计算精度问题。

参照作物蒸散量计算模型在新疆干旱地区适用性研究

对作物需水信息实时、准确地获取是实现智能灌溉发展精准农业的关键技术和必要条件。参照作物蒸散量(ET0)是获取需水信息的重要依据和需水决策系统的核心,ET0计算模型的精确与否将直接影响作物的长势以及智能灌溉的效果。选取基于温度的Hargreaves-Samani法(H-S法)、基于辐射的Priestley-Taylor以及经验公式法Irmark-Allen进行比较,选择不同的气象条件下最佳的ET0计算模型。选择新疆地区的昭苏、乌鲁木齐、麦盖提、吐鲁番4个站点的气象数据,分别利用H-S法、经验公式法Irmark-Allen(I-A法)、Priestley-Taylor辐射公式(P-T法)、以及Penman-Monteith公式(PM-56)4种方法计算不同站点的ET0值,以PM-56为标准对其他方法计算结果进行评价并修正。结果表明,在4个站点中Irmark-Allen的计算结果与PM-56最为接近,标准误差分别为1.215、1.020、1.311、1.065。经过回归分析得,昭苏站拟合优度最佳的是Allen,r2为0.917,麦盖提站和吐鲁番站拟合优度最佳的是P-T法,r2值分别为0.862和0.889,乌鲁木齐站拟合优度最佳的是H-S法,r2值为0.926。对模型进行修正之后,昭苏站和乌鲁木齐站的最佳模型是H-S法,标准误差分别减小到了0.419和0.607,标准误差分别减少了90.6%和85.7%。麦盖提站和吐鲁番站的最佳模型是修正P-T法,标准误差分别减少到了0.670和0.439,标准误差减少了87.4%和89.8%。因此,可以在有限气象条件下将修正后的模型用于新疆地区相应站点ET0的计算中,为农业灌溉提供便利。

喀什噶尔河流域参考作物蒸散量变化趋势及其主要影响因素分析

根据喀什噶尔河流域2个气象台站的历史气候资料以及P-M公式,计算流域各地逐年参考作物蒸散量,采用线性回归方法,分析了近50年各站气候要素、年参考作物蒸散量的变化特征及参考作物蒸散量变化的气候成因。结果表明,全流域平均气温、日照时数、空气相对湿度呈升高趋势,年平均风速呈减小的趋势,降水量变化不明显;年参考作物蒸散量与平均气温、日照时数、风速呈正相关关系,与平均相对湿度呈负相关关系,与降水量没有直接的相关性;受各气候要素变化的综合影响,近50年喀什噶尔河流域的参考作物蒸散量总体呈减小趋势,这与全球和我国大部分地区的变化基本一致。

G1京哈高速公路绿色廊道植物灌溉需水量研究

选取G1京哈高速公路绿色廊道北戴河互通区5种植物红叶李、连翘、高杆金叶榆、迎春和油松为试材,运用PenmanMonteith方法计算参照作物蒸散量,并通过试验测得植物系数,计算植物需水量,利用有效降雨量,最终计算植物灌溉需水量,并运用回归分析拟合植物系数与灌溉需水量的关系,建立预测灌溉需水量模型。结果显示,灌溉需水量从小到大依次为油松<高杆金叶榆<迎春<连翘<红叶李,油松最为节水;5种植物的植物系数与灌溉需水量呈正相关的回归关系,回归拟合优度较高,可以作为利用植物系数预测灌溉需水量的模型。

G1京哈高速公路绿色廊道植物需水量研究

该文应用FAO推荐的Penman-Monteith方法对G1京哈高速公路绿色廊道的参照作物蒸散量,6种常见绿化植物的植物系数和需水量进行研究。结果表明:整个生长期,参照作物蒸散量呈单峰型曲线,6月达到峰值,为187.2 mm,10月达到最低值;6种植物的植物系数在整个生长期均呈现单峰型曲线,各个生长月的植物系数和品种间存在极显著差异(p<0.05),其中红叶李的植物系数最大,为0.98,五叶地锦的植物系数最小,为0.70。6种植物在整个生长期总需水量表现为:红叶李>高杆金叶榆>马蔺>油松>桧柏>五叶地锦。

内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦需水规律与灌溉定额研究

为了给内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦(Avena spp.)灌溉提供科学依据,本研究利用1984-2013年30年气象数据,采用联合国粮农组织推荐的彭曼-蒙特斯公式法,研究了内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦需水规律和灌溉定额。结果表明,内蒙古阿鲁科尔沁旗饲草燕麦第1、2茬和全生产期需水量分别为370、297和667mm,需水强度分别为4.1、2.9和3.5mm/d,灌溉需水量分别为295、149和443mm,灌溉定额分别为347、175和522mm。

长江上游流域1961—2000年气候及径流变化趋势

以长江上游流域及周边113个气象站1961—2000年的气象数据以及干流屏山、宜昌水文站的径流数据为基础,对40 a来的气温、降水、参照蒸散量和径流进行了趋势分析.长江上游流域大部分地区年平均温度呈现上升趋势,尤以1990年代的升温幅度最为显著,其中冬季的增温对年增温的贡献最大,增温区主要分布在长江源区及金沙江流域.长江上游流域年和冬季降水显著增加,年降水的增加主要由于夏季极端降水事件频率的增大,降水显著增加的区域主要分布在长江源区及金沙江流域.长江上游流域参照蒸散量呈显著的下降趋势,尤其是夏季参照蒸散量下降趋势最为显著,主要分布在川江流域.屏山站径流量表现为微弱增加趋势,而宜昌站径流量呈微弱下降趋势,这除了受人类活动的影响外,川江流域年降水量的下降是宜昌站径流量减少的主要原因.

阿鲁科尔沁旗紫花苜蓿需水规律与灌溉定额

为了给阿鲁科尔沁旗紫花苜蓿(Medicago sativa)灌溉提供科学依据,利用1984-2013年30年气象数据,采用联合国粮农组织推荐的彭曼-蒙特斯公式法,研究了阿鲁科尔沁旗紫花苜蓿需水规律和灌溉定额。结果表明,阿鲁科尔沁旗紫花苜蓿第1茬、第2茬、第3茬、第4茬、生长季、非生长季和全年需水量分别为221、187、169、179、755、70和825mm,需水强度分别为4.3、4.7、4.1、2.5、3.7、0.4和2.3 mm·d^(-1),灌溉需水量分别为194、118、66、131、508、56和564mm,灌溉定额分别为228、139、78、154、598、66和664 mm。

陕西省榆林市榆阳区饲草燕麦需水规律与.灌溉定额研究

为了给陕西省榆林市榆阳区饲草燕麦(Avena spp.)灌溉提供科学依据,本研究利用1996-2015年20年气象数据,采用联合国粮农组织推荐的彭曼-蒙特斯公式法,研究了陕西省榆林市榆阳区饲草燕麦需水规律和灌溉定额。结果表明,陕西省榆林市榆阳区饲草燕麦第1、2茬和全生产期需水量分别为376、324和699mm,需水强度分别为4.1、3.2和3.6mm/d,灌溉需水量分别为303、135和438mm,灌溉定额分别为356、159和515mm。

G1高速公路绿色廊道植物系数对比研究

以G1京哈高速京秦段k250+800-k259中北戴河互通区和路侧边坡的油松、红叶李、高杆金叶榆、连翘、迎春5种植物为研究对象,利用当地气象数据,运用Penman-Monteith公式计算参照作物蒸散量;分别测定土壤剖面含水量、田间持水量和径流量,运用公式计算植物系数,探讨植物的需水量。结果表明:(1)整个生长期,参照作物蒸散量由低到高,再到低,呈单峰型变化,6月达到峰值,为187.9 mm,而10月达到最低值,仅为55.6 mm。(2)5种植物平均植物系数大小排序为红叶李>连翘>高杆金叶榆>迎春>油松,植物需水能力反之。红叶李、连翘、迎春和油松在路侧边坡的植物系数均低于互通区,说明这4种植物对外界土壤含水量有较高的敏感度;高杆金叶榆在2个区域的植物系数无差别,说明敏感度低,对外界土壤含水量的变化适应能力也更强。