农业机械学报

作者：苏李君，郭媛，陶汪海，张亚玲，单鱼洋，王全九

单位：西安理工大学,西安理工大学,西安理工大学,西安理工大学,西安理工大学,西安理工大学,

关键词：土壤水动力参数;参数反演;智能优化算法;Brooks-Corey-Mualem模型

基金：国家自然科学基金面上项目(51979220、52179042)、兵团重大科技项目（2021AA003-2）和陕西省创新能力支撑计划项目（2020PT-023）

土壤水动力参数是模拟田间土壤物质传输过程的基本参数，准确确定土壤水动力参数对实现农田生境精准调控具有重要意义。基于一维垂直入渗试验数据，采用代数方法和数值方法，构造3个不同的目标函数，并分析鲸鱼优化算法和灰狼优化算法反演Brooks-Corey-Mualem模型参数的适用性。结果表明：通过选择合适的目标函数，两种群智能优化算法均可用于反演土壤水动力参数。在代数方法中，鲸鱼优化算法在目标函数2下（由累积入渗量、入渗时间、含水率构成的相对误差）固定参数θr?、θs优化得到的土壤水动力参数误差最小，反演参数得到的累积入渗量、入渗率、含水率的相对误差都在9.74%以下，决定系数都在0.9040以上，反演时间为70s；在数值方法中，灰狼优化算法在目标函数3下（由累积入渗量、湿润锋深度、含水率构成的相对误差）固定参数θr?、θs优化得到的参数误差最小，反演参数得到的累积入渗量、入渗率、含水率的相对误差都在2.53%以下，决定系数都在0.9917以上，反演时间为115s。因此，代数方法所用时间短、精度相对较低，数值方法所用时间较长、精度相对较高，在反演土壤水动力参数时，可根据误差精度需求，选择合适的优化方法。

来源：2023年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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