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目次
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《土壤水動力學模型及在SPAC系統建模中的應用》以第一作者在浙江大學攻讀博士期間、英國華威大學聯合培養博士研究生期間及中國礦業大學工作期間所做的研究為基礎撰寫而成，主要介紹了土壤-植物-大氣系統土壤水動力學模型及在建模中的應用。全書共8章，第1章主要介紹了本書的研究背景與意義和研究歷史與現狀；第2、3、4章分別介紹了土壤水動力學基本理論、裸地條件下蒸發模型理論和人滲模型理論及應用研究；第5、6章分別論述了土壤-植物-大氣系統土壤水動力學有限元模型和積分型的Richards方程求解模型；第7、8章分別論述了土壤-植物-大氣系統水肥優化使用決策支持系統和EU-ROTATE_N決策支持系統的發展和實例驗證。為描述方便，本書作如下約定：SPAC系統(Soil-Plant-Atmosphere Continuum)指的是土壤-植物-大氣系統。
《土壤水動力學模型及在SPAC系統建模中的應用》可供土壤學、地學、水利工程、土木工程、農學和生態環境等相關領域的科技人員和高校教師、研究生參考。本書由楊德軍、張土喬、張科鋒著。
《土壤水動力學模型及在SPAC系統建模中的應用》可供土壤學、地學、水利工程、土木工程、農學和生態環境等相關領域的科技人員和高校教師、研究生參考。本書由楊德軍、張土喬、張科鋒著。
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《土壤水動力學模型及在SPAC系統建模中的應用》的主要內容來自第一作者的博士論文《基于SPAC系統的土壤水動力學模型研究》和近幾年來的研究成果。本書從介紹土壤水動力學的一些基本概念著手；在參閱了大量國內外文獻的基礎上，詳細地分析和總結了可用于模擬裸地蒸發和人滲的各種計算模型；闡述了用于求解SPAC系統土壤水動力過程的有限元模型和步驟；最後，介紹了作者幾年來的研究成果，即積分型的Richards方程求解模型的研究及應用，和對最新研發的水肥決策系統EU-ROTATE_N模型的改進。本書由楊德軍、張土喬、張科鋒著。
目次
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.1.1 我國水資源現狀和節水農業
1.1.2 我國農業環境污染現狀
1.2 研究歷史與現狀
1.2.1 土壤水動力學模型研究
1.2.2 污染物遷移動力學研究
1.2.3 植物根系模型研究
1.2.4 農田水利模型研究
1.2.5 基于模型的水肥優化管理研究
1.2.6 基于模型的氮污染風險評價技術研究
1.2.7 土壤水動力學及污染物運移模擬數值方法研究
第2章 土壤水動力學基本理論
2.1 土壤水動力學概述
2.2 土壤一植物一大氣連續體基本概念
2.3 土壤水動力參數
2.3.1 土壤水勢
2.3.2 土壤水分特征曲線
2.3.3 土壤水分運動參數
2.4 土壤物理常數
2.5 直角坐標系土壤水分運動基本方程
2.6 直角坐標系一維土壤水分運動方程的不同形式
2.7 直角坐標系一維土壤水分運動方程的定解條件
2.8 蒸發和人滲邊界條件的基本理論
2.9 根系吸水模型
2.10 土壤質地
2.10.1 土壤質地分類
2.10.2 土壤質地對土壤生產性能的影響
第3章 裸地條件下蒸發模型理論
3.1 引言
3.2 表土蒸發模型理論
3.2.1 形成千土層前的表土蒸發過程
3.2.2 土壤水非穩定蒸發的解析解
3.2.3 形成干土層後的表土蒸發過程
3.2.4 現階段表土蒸發模型
3.3 潛水蒸發模型理論
3.3.1 一維均質土潛水蒸發時的土壤水穩定運動
3.3.2 一維均質土潛水蒸發時，最大潛水蒸發強度的統一計算式
3.3.3 一維均質土潛水穩定蒸發的求解
3.3.4 一維非均質土潛水蒸發時土壤水穩定運動
3.3.5 潛水蒸發的經驗公式
3.4 本章小結
第4章 裸地條件下入滲模型理論及應用研究
4.1 引言
4.2 裸地條件下入滲模型理論
4.2.1 經驗性入滲模型
4.2.2 機理性入滲模型
4.2.3 入滲過程的非均勻流研究
4.3 入滲模型數值試驗研究
4.3.1 分層土體入滲響應數值試驗研究
4.3.2 積水條件下入滲響應數值試驗研究
4.4 本章小結
第5章 土壤-植物-大氣系統土壤水動力學有限元模型
5.1 引言
5.2 基于SWMS_2D模型的有限元基本理論
5.2.1 二維土壤水分運動方程
5.2.2 初始條件和邊界條件
5.2.3 有限元數值解法
5.2.4 SWMS 2D模型程序組成
5.3 基于動態根系生長的土壤水動力學有限元模型
5.4 實例驗證
5.4.1 實例說明
5.4.2 模型驗證
5.5 本章小結
第6章 裸地條件下土壤水動力學IRE模型
6.1 引言
6.2 裸地條件下的IRE方法基本原理
6.3 裸地條件下改進的IRE土壤水動力學模型
6.4 實例驗證
6.4.1 實例一
6.4.2 實例二
6.4.3 結論
6.5 FEM與IRE的土體蒸發響應模擬研究
6.5.1 實例介紹
6.5.2 分項結果
6.5.3 綜合結果
6.5.4 結論
6.6 本章小結
第7章 土壤-植物-大氣系統水肥優化使用決策支持系統
7.1 引言
7.2 EU-ROTATE_N決策支持系統
7.2.1 模型和架構
7.2.2 水模塊基本理論
7.3 N_ABLE動力學模型
7.3.1 作物需求量計算模塊
7.3.2 根生長與分布模塊
7.3.3 作物氮吸收模塊
7.3.4 N ABLE模型計算流程圖
7.4 Daisy模型
7.5 NPK綜合動力學模型
7.5.1 磷動力學模型
7.5.2 鉀動力學模型
7.6 本章小結
第8章 EU-ROTATE_N決策支持系統的發展和實例驗證
8.1 引言
8.2 EU-ROTATE_N決策支持系統水模塊的改進
8.2.1 實際入滲量或蒸發量計算
8.2.2 實際蒸騰量計算
8.2.3 IR正方法
8.3 實例驗證
8.3.1 實例說明
8.3.2 模型驗證
8.4 SMCR_N模型
8.5 實例驗證
8.5.1 實驗介紹
8.5.2 輸入數據
8.5.3 結果及討論
8.6 本章小結
參考文獻
1.1 研究背景與意義
1.1.1 我國水資源現狀和節水農業
1.1.2 我國農業環境污染現狀
1.2 研究歷史與現狀
1.2.1 土壤水動力學模型研究
1.2.2 污染物遷移動力學研究
1.2.3 植物根系模型研究
1.2.4 農田水利模型研究
1.2.5 基于模型的水肥優化管理研究
1.2.6 基于模型的氮污染風險評價技術研究
1.2.7 土壤水動力學及污染物運移模擬數值方法研究
第2章 土壤水動力學基本理論
2.1 土壤水動力學概述
2.2 土壤一植物一大氣連續體基本概念
2.3 土壤水動力參數
2.3.1 土壤水勢
2.3.2 土壤水分特征曲線
2.3.3 土壤水分運動參數
2.4 土壤物理常數
2.5 直角坐標系土壤水分運動基本方程
2.6 直角坐標系一維土壤水分運動方程的不同形式
2.7 直角坐標系一維土壤水分運動方程的定解條件
2.8 蒸發和人滲邊界條件的基本理論
2.9 根系吸水模型
2.10 土壤質地
2.10.1 土壤質地分類
2.10.2 土壤質地對土壤生產性能的影響
第3章 裸地條件下蒸發模型理論
3.1 引言
3.2 表土蒸發模型理論
3.2.1 形成千土層前的表土蒸發過程
3.2.2 土壤水非穩定蒸發的解析解
3.2.3 形成干土層後的表土蒸發過程
3.2.4 現階段表土蒸發模型
3.3 潛水蒸發模型理論
3.3.1 一維均質土潛水蒸發時的土壤水穩定運動
3.3.2 一維均質土潛水蒸發時，最大潛水蒸發強度的統一計算式
3.3.3 一維均質土潛水穩定蒸發的求解
3.3.4 一維非均質土潛水蒸發時土壤水穩定運動
3.3.5 潛水蒸發的經驗公式
3.4 本章小結
第4章 裸地條件下入滲模型理論及應用研究
4.1 引言
4.2 裸地條件下入滲模型理論
4.2.1 經驗性入滲模型
4.2.2 機理性入滲模型
4.2.3 入滲過程的非均勻流研究
4.3 入滲模型數值試驗研究
4.3.1 分層土體入滲響應數值試驗研究
4.3.2 積水條件下入滲響應數值試驗研究
4.4 本章小結
第5章 土壤-植物-大氣系統土壤水動力學有限元模型
5.1 引言
5.2 基于SWMS_2D模型的有限元基本理論
5.2.1 二維土壤水分運動方程
5.2.2 初始條件和邊界條件
5.2.3 有限元數值解法
5.2.4 SWMS 2D模型程序組成
5.3 基于動態根系生長的土壤水動力學有限元模型
5.4 實例驗證
5.4.1 實例說明
5.4.2 模型驗證
5.5 本章小結
第6章 裸地條件下土壤水動力學IRE模型
6.1 引言
6.2 裸地條件下的IRE方法基本原理
6.3 裸地條件下改進的IRE土壤水動力學模型
6.4 實例驗證
6.4.1 實例一
6.4.2 實例二
6.4.3 結論
6.5 FEM與IRE的土體蒸發響應模擬研究
6.5.1 實例介紹
6.5.2 分項結果
6.5.3 綜合結果
6.5.4 結論
6.6 本章小結
第7章 土壤-植物-大氣系統水肥優化使用決策支持系統
7.1 引言
7.2 EU-ROTATE_N決策支持系統
7.2.1 模型和架構
7.2.2 水模塊基本理論
7.3 N_ABLE動力學模型
7.3.1 作物需求量計算模塊
7.3.2 根生長與分布模塊
7.3.3 作物氮吸收模塊
7.3.4 N ABLE模型計算流程圖
7.4 Daisy模型
7.5 NPK綜合動力學模型
7.5.1 磷動力學模型
7.5.2 鉀動力學模型
7.6 本章小結
第8章 EU-ROTATE_N決策支持系統的發展和實例驗證
8.1 引言
8.2 EU-ROTATE_N決策支持系統水模塊的改進
8.2.1 實際入滲量或蒸發量計算
8.2.2 實際蒸騰量計算
8.2.3 IR正方法
8.3 實例驗證
8.3.1 實例說明
8.3.2 模型驗證
8.4 SMCR_N模型
8.5 實例驗證
8.5.1 實驗介紹
8.5.2 輸入數據
8.5.3 結果及討論
8.6 本章小結
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