一种利用标准化贝塔分布函数准确估算沟槽横截面和湿润周长的新方法

《Irrigation and Drainage》：A Novel Approach for Accurate Estimation of Furrow Cross-Section and Wetted Perimeter Using a Normalized Beta Distribution Function

本研究提出基于归一化贝塔分布函数的新模型，用于估计沟灌系统的横截面积（MAPE=5.5%）和湿润周长（MAPE=5.7%）。对比CF、SR、WS及SC方法，新模型误差显著更低，误差离散度最优，为灌溉系统设计提供高精度工具。

　　

摘要

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准确估算横截面积（A）和湿润周长（P）对于分析沟灌系统至关重要。本研究提出了一种基于标准化贝塔分布函数的新模型来估算这些参数。数据来自伊朗南部Haft Tappeh农业综合体内22条沟渠，使用的是轮廓仪进行测量。将新模型的性能与现有方法进行了比较，包括曲线拟合（CF）、WinSRFR（SR）和Walker与Skogerboe（WS）用于估算A值，以及Strelkoff与Clemmens（SC）和WS用于估算P值。结果表明新模型具有更优的性能。估算A值的平均绝对百分比误差（MAPE）为5.5%，不到CF方法误差的一半，且低于SR和WS方法误差的三分之一；估算P值的平均MAPE为5.7%，不到SC方法误差的一半，并显著低于WS方法的误差。该模型还表现出较高的精度，其标准化均方根误差值较低。箱线图分析进一步证实了其最低的误差分散性。这些发现凸显了该模型在表面灌溉系统设计和管理中的优越性。

总结

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精确估算横截面积（A）和湿润周长（P）对于分析沟灌系统非常重要。本研究提出了一种基于标准化贝塔分布函数的新模型。数据通过轮廓仪在伊朗南部Haft Tappeh农业综合体内的22条沟渠中采集。新模型的性能与现有方法（曲线拟合（CF）、WinSRFR（SR）和Walker与Skogerboe（WS）用于估算A值，以及Strelkoff与Clemmens（SC）和WS用于估算P值）进行了对比。结果显示新模型具有更优的性能。估算A值的平均绝对百分比误差（MAPE）为5.5%，不到CF方法误差的一半，且低于SR和WS方法误差的三分之一；估算P值的平均MAPE为5.7%，不到SC方法误差的一半，并显著低于WS方法的误差。该模型还具有较高的精度，其标准化均方根误差值较低。箱线图分析进一步证实了其最低的误差分散性。这些结果表明该模型在表面灌溉系统的设计和管理中具有出色的应用性能。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据获取说明

如需获取支持本研究结果的数据，可向通讯作者提出合理请求。