[發明專利]一種大型區域水土要素耦合的測算方法

有效

• 申請號: 201910365891.3
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110070457B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 周鵬;鄧偉;彭立;張少堯
• 申請（專利權）人: 中國科學院;水利部成都山地災害與環境研究所
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02;G06Q10/06
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.一種大型區域水土要素耦合的測算方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）資料收集：獲取研究區的地形數據、年月降水量、土壤類型、作物系數、土地利用、實際蒸發量、潛在蒸散發量，建立研究區水土要素耦合評估的地理信息基礎數據庫；

（2）計算區域的水資源有效供給量和土地面積需水量；

其中，水資源有效供給量分為植被冠層截留降水量、作物年有效降水量，生態空間水資源供給量采用天然降水量減去地表徑流量和植物截留量表示，農業生產空間水資源量采用有效降水量表示；

土地面積需水量包括植被需水量和作物需水量，植被需水量通過最小生態需水量計算得到，作物需水量采用聯合國糧農組織推薦的方法；

具體的：

水資源有效供給量W計算方法為：

(1)

式中，W為水資源有效供給量，a為各種植被地表徑流系數，S_v為植被冠層截留降水量，P為年降水量，P_e為作物年有效降水量；

(2)

式中，S_v為植被冠層截留降水量，mm；P為年降水量，mm；S_max為植被冠層最大截留能力，mm；η為校正系數，LAI為葉面積指數；

（3）

(4)

式中，P_m 為月降雨量，L為土地面積需水量，L₁為最小生態需水量，L₂為作物需水量；

所述的最小生態需水量即為最小土壤含水量是指能夠維持植被的生命和正常生產所需要的土壤含水量，采用臨界土壤有效含水量表示最小土壤含水量，其值為田間持水量的70%-80%；所述的田間持水量、凋萎系數和土壤容重的取值，需根據植被類型的土層厚度來確定相關系數：

（5）

式中，L₁為最小生態需水量，mm；為潛在蒸散量，mm；為蒸發比系數；其中，為土壤有效含水量，cm³/cm³；是臨界土壤有效含水量，cm³/cm³；

所述的作物需水量的計算：

（6）

式中，L₂為作物需水量，mm；K_p為作物系數，根據研究區情況確定；Ks為土壤水分限制系數，其中砂土、黏土、粉砂土水分限制系數分別為0.9007、0.8936、0.9004；

（3）構建區域水土要素耦合指數，根據耦合指數分級為缺水區、平衡區和充沛區三種類型；

（7）

式中，表示水土要素耦合指數，表示水資源有效供給量，表示土地面積需水量，水土資源供給量與需水量同土地利用方式有關；

（4）GIS軟件輸出圖片，通過ArcGIS進行空間可視化。