基于贝叶斯分析的干热河谷区橙子林冠层蒸腾耗水模拟

需耗水机制是进行农田/果园水分管理和调控的基础。本文聚焦蒸腾耗水机制,基于贝叶斯参数估计方法对比了不同Jarvis-Stewart模型配置对干热河谷区橙子林蒸腾耗水量的模拟效果,探索了Jarvis-Stewart模型在影响因子交互效应较强条件下蒸腾耗水模拟中的适用性。结果表明,考虑不同影响因子及其限制函数会对模拟效果产生较大影响,其中考虑土壤含水率和叶面积指数对模拟效果改善作用明显,而引入饱和水汽压差和气温则不同程度地降低模拟精度;考虑的影响因子越多,模型结构越复杂,模拟效果不一定越好;筛选出的最佳模型结构基本实现了橙子林蒸腾耗水的可靠模拟,但模拟效果仍有明显改进空间,因此,应综合考虑模型复杂程度、模拟精度及不确定性等,进一步探究适宜的模型结构。研究可为果园节水灌溉技术体系建立和水分管理优化提供科学依据,也能为耗水模型的进一步发展和完善提供理论支撑。

BP人工神经网络模拟杨树林冠蒸腾

利用2008和2010年的气温、饱和差、总辐射和叶面积指数作为模型输入,液流法观测的蒸腾速率作为模型输出,建立了用于杨树林冠蒸腾模拟的BP人工神经网络模型,利用2009年的观测数据对模型的模拟能力进行了检验,并应用连接权值计算得到的输入变量对输出变量的相对贡献进行了敏感性分析。结果表明:建立的BP人工神经网络蒸腾模型可以很好的模拟林冠蒸腾大小和季节变化,模拟的绝对误差和绝对相对误差的平均值分别为0.11 mm/d和9.5%,纳什效率系数为0.83;输入变量对蒸腾的相对贡献以及蒸腾与输入变量之间的相关性大小顺序相同,均为总辐射>叶面积指数>饱和差>气温。

加氧灌溉温室甜瓜植株蒸腾特征及模拟

利用热技术方法研究了不同天气条件下温室甜瓜植株蒸腾速率的变化特征,分析了植株蒸腾与环境因子的相关关系,并利用环境因子对植株蒸腾进行了模拟。结果表明,晴天条件下温室甜瓜植株蒸腾日变化基本呈对称单峰曲线,蒸腾速率与太阳总辐射、气温、光合有效辐射和相对湿度的相关性较强,利用该环境因子预测蒸腾精度较高;阴天和雨天条件下温室甜瓜植株蒸腾日变化规律性较弱,蒸腾速率与环境因子的相关性较差。调控温室辐射强度和相对湿度是实现节水高效农业的有效手段。

西北地区夏玉米不同生育期蒸发蒸腾量模拟模型适用性评价

【目的】蒸发蒸腾量(ET)是农业生产的主要参数,ET的准确估算对农田精准用水管理和区域水资源优化配置具有重要意义。【方法】利用2012—2013年夏玉米作物指数与气象因子,采用基于参考作物蒸发蒸腾量(ET0)经验模型(Schendel、Hargreaves-M4(H-M4))的单作物系数法、单源模型(Priestley-Taylor(P-T))和双源模型(Shuttleworth-Wallace、Two-Patch)对作物蒸发蒸腾量进行模拟,并对比分析各估算模型模拟情况。【结果】基于不同生育期实测和平衡蒸发蒸腾量均值的比值修正P-T模型经验系数?,P-T修正模型对夏玉米全生育期ET模拟值与大型称质量式蒸渗仪实测值拟合的平均绝对误差(MAE)、决定系数(R2)、平均相对误差(MRE)、相对均方根误差(Relative root mean-squared error,RRMSE)和整体评价指标(GPI)排名分别为0.9775 mm/d、0.5689、0.8434、0.4504和1,苗期分别为0.9592 mm/d、0.3320、0.4784、0.4811和3,拔节抽雄期分别为1.0388 mm/d、0.5078、0.5517、0.4290和1,成熟期分别为0.5481 mm/d、0.7746、0.9158、0.4239、0.6921和1;H-M4模型对灌浆期ET模拟MAE、R2、MRE、RRMSE和GPI排名分别为1.3443 mm/d、0.7279、2.2983、0.4910和1。模拟结果均达到极显著(P<0.01,P代表显著性水平)。【结论】P-T和基于单作物系数法的H-M4均具有输入较少参数获取较精确ET估算值的优势,因此P-T可作为全生育期及苗期、拔节抽雄期和成熟期蒸发蒸腾量最优模拟模型,H-M4可作为灌浆期蒸发蒸腾量最优模拟模型。

基于广义回归神经网络模型模拟夏玉米蒸发蒸腾量

作物蒸发蒸腾(ET)是农业水管理的关键技术参数,ET的准确估算对精准灌溉管理的实现及区域水资源配置均具有重要意义。为有效提高西北地区夏玉米ET预报精度,利用2011-2013年夏玉米作物指数与气象因子,基于广义回归神经网络(GRNN)构建西北地区夏玉米蒸发蒸腾量估算模型,并与Shuttleworth-Wallace(S-W)物理模型估算结果进行比较。结果表明,与大型蒸渗仪实测夏玉米不同时段ET相比,GRNN对夏玉米各生育期及全生育期ET的模拟效果更优。夏玉米全生育期ET最优模拟模型为M12(输入T、n、LAI),其MAE、NSE、R2、MRE、RRMSE和GPI排名分别为0.9252 mm/d、0.5500、0.5536、0.8368、0.4307和4;夏玉米出苗-抽雄期ET模拟最优模型为MⅠ-14(输入fc、H),其MAE、NSE、R2、MRE、RRMSE和GPI排名分别为0.8660 mm/d、0.3917、0.4252、0.3606、0.3990和2;抽雄-灌浆期最优模型为MⅡ-9(输入n、T、RH、LAI),其MAE、NSE、R2、MRE、RRMSE和GPI排名分别为0.5933 mm/d、0.7537、0.7601、0.2299、0.2840和1;灌浆-收获期最优模型MⅢ-11(输入RH、n、T),其相关参数分别为0.3258 mm/d、0.8570、0.8852、0.2112、0.2155和2;同时GRNN模型模拟值较S-W模型模拟值精确度明显更高。因此,基于广义回归神经网络的蒸发蒸腾量估算模型可用于较少输入参数下西北地区夏玉米不同生育期蒸发蒸腾量精准模拟。

加氧灌溉温室甜瓜植株蒸腾人工神经网络分析

应用热技术方法研究了不同天气条件下温室甜瓜植株蒸腾速率的变化特征,利用BP人工神经网络模型对植株蒸腾与环境因子的定量关系进行了模拟。结果表明,晴天条件下温室甜瓜植株蒸腾日变化基本呈对称单峰曲线,阴天和雨天条件下植株蒸腾启动时间较晚且变化和缓;不同天气条件下的BP人工神经网络模型均具有较高的拟合精度,但雨天条件下当植株蒸腾速率较高时模型的偏差较大。

Numerical simulation on boiling heat transfer of evaporation cooling in a billet reheating furnace

The boiling heat transfer of evaporation cooling in a billet reheating furnace was simulated.The results indicate that the bubbles easily aggregate inside of the elbow and upper side of the horizontal regions in theπshaped support tubes.The circulation velocity increasing helps to improve the uniformity of vapor distribution and decrease the difference of vapor volume fraction between upper and down at end of the horizontal sections.With the increase of circulation velocity,the resistance loss and the circulation ratio both increase,but the former will decrease with the increase of work pressure.