植物根系可以通过机械加固直接增加土壤强度,抑制其附近土壤开裂。基于三维土壤开裂模型,结合以趋势项和随机波动项为特征的非平稳随机场,建立了描述根系影响下三维土壤干缩开裂过程的数值模型。该模型通过引入三维根系密度分布函数,并...植物根系可以通过机械加固直接增加土壤强度,抑制其附近土壤开裂。基于三维土壤开裂模型,结合以趋势项和随机波动项为特征的非平稳随机场,建立了描述根系影响下三维土壤干缩开裂过程的数值模型。该模型通过引入三维根系密度分布函数,并利用临界应变与根密度的指数函数关系将根系对土壤的加固作用具现在非平稳随机场中。采用闵可夫斯基密度(即面积密度、长度密度和欧拉数密度)来量化裂纹模式。通过现场实验结果对模型参数进行率定和验证,并对模型的精度进行了评价。实验与模拟裂纹图像的闵可夫斯基密度及裂纹深度相对频率的决定系数在0.7697~0.9983之间,均方根误差在0.005~0.083之间,偏差在0.0148~0.0810之间,一致性指标大于0.9617,表明新构建的模型能够很好地模拟根系影响下的三维土壤干缩开裂。此外,敏感性分析表明,土壤表面裂纹分布随着根系三维径向分布密度函数(Radial Distribution Density Function,RDDF)的横向分布半径的增加而减少,裂纹深度相对频率则受极半径的影响更加明显。研究成果对于干旱条件下的土壤结构变化具有一定意义。展开更多
为解决黑河中游大满灌区水资源分配不合理,地下水超采等问题,该研究根据灌区实际情况预测了不同规划年(2026、2030年)灌区的需水量,提出了一种包含成本效益、缺水风险和磷污染控制的多目标水资源配置模型,采用自适应的非支配排序遗传算...为解决黑河中游大满灌区水资源分配不合理,地下水超采等问题,该研究根据灌区实际情况预测了不同规划年(2026、2030年)灌区的需水量,提出了一种包含成本效益、缺水风险和磷污染控制的多目标水资源配置模型,采用自适应的非支配排序遗传算法(adaptive nondominated sorting genetic algorithmⅢ,A-NSGA-Ⅲ)对模型进行求解,建立水资源配置方案评价体系,通过客观赋权法(criteria importance through intercriteria correlation,CRITIC)-优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)法对不同配置方案进行优选。结果表明:大满灌区2026年和2030年规划的供水量指标较预测的最大需水量分别缺水约1383.97万和332.93万m^(3),水资源供需矛盾突出;经优化配置后,2026年和2030年灌区用水总量分别是21043万和21459.17万m^(3),均满足灌区规划年供水总量指标约束;相较2021年,配置方案中不同规划年地表水使用量分别增加约3171.95万和4943.59万m^(3),地下水开采量减少约6301.48万和7656.95万m^(3),较大程度地减少了灌区地下水的开采量。该研究提出的多目标水资源优化配置模型在大满灌区有较好的适用性,水资源优化配置方案符合实际,可为黑河中游其他灌区的水资源优化配置提供理论支撑和参考依据。展开更多
文摘植物根系可以通过机械加固直接增加土壤强度,抑制其附近土壤开裂。基于三维土壤开裂模型,结合以趋势项和随机波动项为特征的非平稳随机场,建立了描述根系影响下三维土壤干缩开裂过程的数值模型。该模型通过引入三维根系密度分布函数,并利用临界应变与根密度的指数函数关系将根系对土壤的加固作用具现在非平稳随机场中。采用闵可夫斯基密度(即面积密度、长度密度和欧拉数密度)来量化裂纹模式。通过现场实验结果对模型参数进行率定和验证,并对模型的精度进行了评价。实验与模拟裂纹图像的闵可夫斯基密度及裂纹深度相对频率的决定系数在0.7697~0.9983之间,均方根误差在0.005~0.083之间,偏差在0.0148~0.0810之间,一致性指标大于0.9617,表明新构建的模型能够很好地模拟根系影响下的三维土壤干缩开裂。此外,敏感性分析表明,土壤表面裂纹分布随着根系三维径向分布密度函数(Radial Distribution Density Function,RDDF)的横向分布半径的增加而减少,裂纹深度相对频率则受极半径的影响更加明显。研究成果对于干旱条件下的土壤结构变化具有一定意义。
文摘为解决黑河中游大满灌区水资源分配不合理,地下水超采等问题,该研究根据灌区实际情况预测了不同规划年(2026、2030年)灌区的需水量,提出了一种包含成本效益、缺水风险和磷污染控制的多目标水资源配置模型,采用自适应的非支配排序遗传算法(adaptive nondominated sorting genetic algorithmⅢ,A-NSGA-Ⅲ)对模型进行求解,建立水资源配置方案评价体系,通过客观赋权法(criteria importance through intercriteria correlation,CRITIC)-优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)法对不同配置方案进行优选。结果表明:大满灌区2026年和2030年规划的供水量指标较预测的最大需水量分别缺水约1383.97万和332.93万m^(3),水资源供需矛盾突出;经优化配置后,2026年和2030年灌区用水总量分别是21043万和21459.17万m^(3),均满足灌区规划年供水总量指标约束;相较2021年,配置方案中不同规划年地表水使用量分别增加约3171.95万和4943.59万m^(3),地下水开采量减少约6301.48万和7656.95万m^(3),较大程度地减少了灌区地下水的开采量。该研究提出的多目标水资源优化配置模型在大满灌区有较好的适用性,水资源优化配置方案符合实际,可为黑河中游其他灌区的水资源优化配置提供理论支撑和参考依据。
