《表3 冻融期不同土层含水率误差分析》

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《不同冻融时期土壤水分运动参数特征分析及数值模拟》

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冻融期，土壤的扩散率和导水率与含水率的关系曲线主要取决于方程（5）、方程（6）中A、B、D的数值，采用粒子群算法对试验得到的体积含水率和土壤扩散率、导水率进行拟合求解．为防止出现算法的早熟现象，对粒子群算法中初始群体的数目、迭代次数、加速因子进行反复测试与优选．最终确定计算参数:群体规模N=100，随机产生每个粒子的位置Xj、速度Vj，迭代次数k=300，加速常数c1=c2=1.5，经过试算，当α1=0.81，α2=0.19时，迭代40次后就可获得冻土导水率和扩散率的方程．将扩散率和导水率方程带入季节性冻土水分运动方程，分别计算出整个冻融期的含水率模拟值详细见图5．通过室外实验测得体积含水率真实值，不同土层剖面含水率在整个冻融期呈现出复杂的变化规律:各土层含水率值均呈现出先减小后增大的趋势，且最小值点出现在3月．但随土层深度增加，含水率降低趋势存在时间滞后效应．20、40cm土层含水率下降趋势发生在11月9日至12月13日；60、80cm土层含水率下降趋势发生在11月8日～1月20日；100、120cm土层含水率下降趋势发生在11月8日～2月25日．20、40cm含水率保持稳定不变的时期为:1月21日～3月17日；各土层含水率增长趋势一致均发生在3月18日～5月2日．由图5可以看出模拟值在整个冻融期较好的描述实测含水率的整体变化规律，各土层整体实测值与预测值的皮尔逊相关系数均大于0.9，相关性较强．在整体分析的预测趋势的基础上，不同时期模拟值和实测值的精度效果见表3.