[發明專利]一種地下水深埋區農業水生產力模擬方法

有效

• 申請號: 202211188076.2
• 申請日: 2022-09-28
• 公開（公告）號: CN115292966B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 陳石磊;王磊;劉偉;劉康;張恒飛;楊云龍;陳瑞;楊剛;歐陽磊
• 申請（專利權）人: 長江信達軟件技術（武漢）有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/02;G06Q50/06;G06F113/08
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 陳家安

本發明公開了一種地下水深埋區農業水生產力模擬方法。它包括如下步驟，步驟一：在區域內選取田間試驗區并于試驗區內布設典型監測點，采集各測點的土壤顆分與容重數據、作物物候發育數據、墑情監測數據與灌溉數據；步驟二：形成農業水生產力模型；步驟三：確定田間尺度農業水生產力模型的作物參數值與土壤參數值；步驟四：采集氣象、灌區、土壤類型、種植結構的空間分布數據，基于空間疊加分析功能劃分農業水文響應單元；步驟五：擬定區域尺度各農業水文響應單元的模型參數值，分布式模擬各響應單元的農業水生產力。本發明具有以少量參數、簡單結構動態模擬作物生長?水分運移的互饋效應，改善地下水深埋區農業水生產力模擬效果的優點。

技術領域

本發明涉及灌區水資源配置領域，更具體地說它是一種地下水深埋區農業水生產力模擬方法。

背景技術

傳統農業，其發展依賴于農業灌溉。近年來，受氣候變化和人類活動的影響，水資源短缺同用水需求之間的矛盾日益加劇，地表水資源不足以滿足當地的用水需求，地下水被過度開發利用，還造成了植被退化、土壤鹽漬化、土地沙漠化等一系列生態環境問題；為保障農業生產效益與生態環境安全，提高農業水分生產力水平、實現灌區水資源高效配置勢在必行；

基于物理過程的農業水生產力模擬技術是估算不同灌溉情景下農業水分利用效率的重要手段，可支撐灌區水資源優化配置；盡管國內外對干旱半干旱灌區的水分生產力模擬技術取得了一定進展，但存在模型參數較多、地下水深埋區模擬精度不足、區域尺度應用困難的缺點；因此，具有簡單結構、豐富物理涵義的地下水深埋區農業水分生產力模擬技術值得深入研究。

發明內容

本發明的目的是提供一種地下水深埋區農業水生產力模擬方法，以少量參數、簡單結構動態模擬作物生長-水分運移的互饋效應，改善地下水深埋區農業水生產力的模擬效果，易應用于區域尺度的分布式模擬，地下水深埋區模擬精度高，為灌區水資源高效配置提供技術支撐。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：一種地下水深埋區農業水生產力模擬方法，其特征在于：包括如下步驟，

步驟一：選取田間試驗區、布設典型監測點以及采集各測點的數據；

在區域內選取田間試驗區并于試驗區內布設典型監測點，采集各測點的土壤顆分與容重數據、作物物候發育數據、墑情監測數據與灌溉數據；

步驟二：建立適用于地下水深埋區的概念性土壤水文模型，并耦合EPIC作物生長模型，形成農業水生產力模型；

步驟三：利用田間試驗數據進行模型率定與驗證，確定田間尺度農業水生產力模型的作物參數值與土壤參數值；

步驟四：采集氣象、灌區、土壤類型、種植結構的空間分布數據，基于Arcgis的空間疊加分析功能將區域劃分為若干個農業水文響應單元；

步驟五：擬定區域尺度各農業水文響應單元的模型參數值，分布式模擬各響應單元的農業水生產力。

在上述技術方案中，在步驟一中，選取田間試驗區、布設典型監測點以及采集各測點的數據，具體包括如下步驟：

S11：在區域內選取田間試驗區，并在試驗區布設多個典型監測點，監測點具有區域代表性，覆蓋區域范圍主要的土壤類型、作物類型與灌溉制度；

S12：采集各監測點不同深度土層的土壤樣本，基于烘干法測得土樣容重數據，利用顆粒分析儀獲取土樣顆分數據；

S13：監測并記錄各監測點每次灌溉的日期與灌溉水量數據；

S14：定期監測并記錄作物生長指標與土壤墑情數據，其中葉面積指數通過冠層分析儀直接測量，地上部干物質量根據75℃恒溫烘干法測量。

在上述技術方案中，在步驟二中，建立適用于地下水深埋區的概念性土壤水文模型，并耦合EPIC作物生長模型，形成農業水生產力模型，具體包括如下步驟：