Estimación de parámetros hidráulicos del suelo durante la infiltración en estanques mediante un algoritmo híbrido
Autores: Li, Yibo; Liu, Ye; Ma, Xiaoyi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estimación de parámetros hidráulicos del suelo durante la infiltración en estanques mediante un algoritmo híbrido
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Inversión
Parámetros hidráulicos del suelo
Modelo de van Genuchten-Mualem
Optimización por enjambre de partículas
Algoritmo genético
Infiltración
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
La inversión precisa de los parámetros hidráulicos del suelo basada en el modelo de van Genuchten-Mualem ha recibido mucha atención en la investigación científica del suelo. Aquí, se utilizó un método de algoritmo híbrido que combina la optimización por enjambre de partículas y el algoritmo genético evaluado por vectores para invertir los parámetros , , , y , con las funciones objetivo de tasa de infiltración, infiltración acumulada y contenido de agua del suelo. Luego, se realizaron experimentos numéricos en cuatro suelos típicos a tres niveles iniciales de contenido de agua (20, 40 y 60% de saturación efectiva) para verificar la precisión del método inverso. Los resultados mostraron que las curvas de retención de agua y conductividad del suelo invertidas eran aproximadamente iguales a las curvas reales, con errores cuadráticos medios de 0.00101-0.00192 cm·cm, 0.00800-0.02519 cm·cm, respectivamente, y ambos coeficientes de Nash-Sutcliffe eran aproximadamente 1.0. Además, también se realizaron experimentos de laboratorio para comparar con los parámetros invertidos para su verificación, con pequeños errores cuadráticos medios y coeficientes de Nash-Sutcliffe aproximadamente 1.0. Además, el método también puede lograr una inversión de parámetros aceptablemente precisa incluso con errores de medición sustanciales incluidos en la infiltración acumulada, contenido de agua inicial y contenido de agua final. Por lo tanto, se encontró que el método es efectivo y robusto, y se considera práctico en experimentos de campo.
Descripción
La inversión precisa de los parámetros hidráulicos del suelo basada en el modelo de van Genuchten-Mualem ha recibido mucha atención en la investigación científica del suelo. Aquí, se utilizó un método de algoritmo híbrido que combina la optimización por enjambre de partículas y el algoritmo genético evaluado por vectores para invertir los parámetros , , , y , con las funciones objetivo de tasa de infiltración, infiltración acumulada y contenido de agua del suelo. Luego, se realizaron experimentos numéricos en cuatro suelos típicos a tres niveles iniciales de contenido de agua (20, 40 y 60% de saturación efectiva) para verificar la precisión del método inverso. Los resultados mostraron que las curvas de retención de agua y conductividad del suelo invertidas eran aproximadamente iguales a las curvas reales, con errores cuadráticos medios de 0.00101-0.00192 cm·cm, 0.00800-0.02519 cm·cm, respectivamente, y ambos coeficientes de Nash-Sutcliffe eran aproximadamente 1.0. Además, también se realizaron experimentos de laboratorio para comparar con los parámetros invertidos para su verificación, con pequeños errores cuadráticos medios y coeficientes de Nash-Sutcliffe aproximadamente 1.0. Además, el método también puede lograr una inversión de parámetros aceptablemente precisa incluso con errores de medición sustanciales incluidos en la infiltración acumulada, contenido de agua inicial y contenido de agua final. Por lo tanto, se encontró que el método es efectivo y robusto, y se considera práctico en experimentos de campo.