[發明專利]一種基于墑情指數的土壤墑情預報方法

在審

• 申請號: 201810457976.X
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108782187A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 王振龍
• 申請（專利權）人: 安徽省（水利部淮河水利委員會）水利科學研究院（安徽省水利工程質量檢測中心站）
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;G06Q10/04;G06Q50/02
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于墑情指數的土壤墑情預報方法，該方法所用的模型是經過多年野外實驗研究提出的半經驗半理論模型，具有參數簡單易得，便于實際應用的特點。該方法提出以失墑敏感層實測土壤含水量來計算作物根系發育層土壤墑情指數，依次進行20cm和50cm土層實測含水率計算、50cm土層墑情指數計算、50cm土層墑情指數預測、20cm土層含水率預測、50cm土層含水率預測、灌水時間預測、灌水定額預測，實現了土壤墑情監測、墑情預報、墑情更新、灌水時間及灌水定額預測技術的標準化，從而構建了土壤墑情監測與預報信息系統，方便墑情信息查詢、旱災評估及風險管控，特別適用于廣大的平原地區農田土壤墑情預報。

技術領域

本發明涉及農業、水資源開發利用、旱情災情評估技術領域，尤其涉及一種基于墑情指數的土壤墑情預報方法。

背景技術

土壤墑情預報就是田間土層含水量的預報。以節水為目標的土壤水調節，就是使灌水既能滿足土壤水向根系活動層的及時供水，又不產生深層滲漏導致灌水的浪費，是農田用水和區域水管理的一項基礎工作，對于農田適時適量灌水的實施和提高水的利用率等有重要作用。

墑情預報就是對土壤水分的增長和消退進行的預報，其關鍵是掌握田間根系層土壤水分的消長規律。國內外已有許多關于土壤墑情預報方法的研究，目前常用的墑情預報方法多從探求土壤含水量的變化規律及其與主要影響因素之間的關系，預報單站或區域未來土壤水分的增減情況，及其對作物生長的影響程度。綜觀各類方法，目前常用的墑情預報方法有經驗性或半經驗性模型、水量平衡模型、概念性模型、機理性模型等以及考慮時間或其它有關因素隨機特性的隨機性方法等。由于土壤水的增消變化影響因素眾多，土層水量變化復雜，空間變異性較大，所以上述方法中，有的理論較為成熟，但模型參數復雜不易獲得，實際應用很難，如以土壤水動力學方法為代表的機理性模型和水量平衡模型。神經網絡模型雖然有自身的一些優點，但模型仍有建立過程簡單、內部機制不明晰等局限性。

無論采用哪種模型，其預報模型的應用和預報方案的編制要靠技術人員來完成，而判斷一個墑情預報模型的優劣應具備兩個條件，一是預報精度要滿足實際應用要求；二是模型結構要盡可能簡化，即模型參數盡可能減少，且參數易得，便于基層應用。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種解決上述問題的基于墑情指數的土壤墑情預報方法。

本發明是這樣實現的，一種基于墑情指數的土壤墑情預報方法，提取深度為20cm和50cm的土層的實測土壤含水率計算、深度為50cm土層的墑情指數計算、深度為50cm土層的墑情指數預測、深度為20cm土層的土壤含水率預測、深度為50cm土層的土壤含水率預測、灌水時間預測、灌水定額預測及墑情信息查詢，構建土壤墑情監測與預報信息系統。

進一步地：所述基于墑情指數的土壤墑情預報方法的具體方法步驟如下：

a實測土壤含水率計算。

主要包括失墑敏感層（0～20cm）和根系發育層（0～50cm）土層平均含水率，其計算公式分別為：

失墑敏感層：；

根系發育層：；

式中：θ1、θ2……θ5為表示相應于測點深度為5、15、25、35、45cm處的實測土壤含水率（%）。

b墑情指數計算。

考慮灌水和農作物根系分布特點，目標土層確定為失墑敏感層（0～20cm）和根系發育層（0～50cm），依據降雨徑流預報理論，把表示根系發育層（0～50cm）的土壤水分的量化指標稱為墑情指數，則墑情指數計算模型表示為下式：

這就是基于墑情指數的實用墑情預報的技術原理，其特點是結構簡單、參數易得、精度可靠，式中：