土壤持水曲线实验报告

实验报告（一）课程名称计算方法引论实验项目名称Matlab拟合vanGenuchten方程参数实验项目类型验证演示综合设计其他指导教师成绩实验1Matlab拟合vanGenuchten方程参数一、 实验目的及意义直观了解拟合的基本内容；了解非线性拟合的基本思想；掌握用MATLAB非线性拟合函数Isqcurvefit方法；掌握用MATLAB软件的绘图函数plot作图；通过MATLAB非线性拟合得到土壤持水曲线vanGenuchten模型中的四个未知参数以及土壤水吸力和土壤水分含量实测数据的散点图和拟合曲线；通过自己动手作实验学习如何用拟合方法解决实际问题，提高探索和解决问题的能力。通过撰写实验报告，促使自己提炼思想，按逻辑顺序进行整理，并以他人能领会的方式表达自己思想形成的过程和理由。提高写作、文字处理、排版等方面的能力。二、 实验内容编写土壤持水曲线vanGenuchten模型的M文件；用非线性拟合方法对土壤持水曲线vaGenuchten模型进行拟合，通过数值和图形输出，得到土壤持水曲线vanGenuchten模型中的四个未知参数以及土壤水吸力和土壤水分含量实测数据的散点图和拟合曲线；3.针对实际问题，试建立数学模型，并求解。三、实验步骤开启软件平台——MATLAB，开启MATLAB编辑窗口；编写M文件；3.保存M文件；在命令窗口输入初始数据、非线性拟合函数lsqcurvefit的命令、plot函数的命令;观察运行结果（求得土壤持水曲线vanGenuchten模型中四个未知参数及图形）；写出实验报告，并浅谈学习心得体会。四、实验要求与任务根据实验内容和步骤，完成以下具体实验，要求写出实验报告（实验目的f问题f数学模型f算法与编程f计算结果f分析、检验和结论…心得体会）基础实验：以东北褐土的一组土壤水吸力和土壤水分含量数据为例，研究土壤持水曲线vanGenuchten模型。土壤类型土壤水吸力土壤含水量褐土00.56550.650.4013293.770.2502790.140.2324992.740.230750650.1926101300.1812151950.173五、实验过程建立fun.m文件先打开M-file创建窗口，输入：functionF=fun(x,xdata)F=x(1)+(x(2)-x(1))./(1+(x(3)*xdata).八x(4)).八(1-1./x(4));%其中，vanGenuchten模型的4个参数9、9$、。、n分别以x(1)、x(2)、x(3)、x(4)代表。将其保存为fun.m文件名。在命令窗口输入初始数据xdata=[050.65293.77790.14992.7450651013015195];ydata=[0.5650.40130.25020.23240.23070.19260.18120.1730];%输入实验数据xdata,ydatax0=[0.10.10.011];%设定迭代初始值3.lsqcurvefit函数拟合[x,resnorm]=lsqcurvefit(@fun,x0,xdata,ydata)(lsqcurvefit函数拟合)%x为拟合的土壤持水曲线参数，resnorm为残差平方和4.plot函数作图x1=[0:1:15195];y1=x(1)+(x(2)-x(1))./(1+(x(3)*xdata).八x(4)).八(1-1./x(4));plot(xdata,ydata,'ko',x1,y1,'k-')%土壤水吸力和土壤水分含量实测数据的散点图和拟合曲线六、实验结果Optimizationterminated:relativefunctionvaluechangingbylessthanOPTIONS.TolFun.x=0.1641 0.5652 0.0506 1.5003resnorm=4.8701e-004即可获得。,、0s、a、n参数后，即可建立该土壤水分特征曲线:9=0.1641+9=0.1641+ 、1-*[1+(0.0506xh)、5003]1.5003土壤水吸力和土壤水分含量实测数据的散点图和拟合曲线如下图:土壤水分特征拟合曲线和实测数据点0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000土壤水吸力0.650 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000土壤水吸力0.B0.550.5七、实验体会这个实验主要是运用MATLAB软件对土壤持水曲线的vanGenuchter模型进行非线性拟合，获得土壤持水曲线的vanGenuchten§型中四个未知参数、土壤水吸力和土壤水分含量实测数据的散点图和拟合曲线，相对来说这个方法比较简单，解决此种问题的方法也比较