[发明专利]一种基于墒情指数的土壤墒情预报方法

权利要求书

1.一种基于墒情指数的土壤墒情预报方法，其特征在于：提取深度为20cm和50cm的土层的实测土壤含水率计算、深度为50cm土层的墒情指数计算、深度为50cm土层的墒情指数预测、深度为20cm土层的土壤含水率预测、深度为50cm土层的土壤含水率预测、灌水时间预测、灌水定额预测及墒情信息查询，构建土壤墒情监测与预报信息系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于墒情指数的土壤墒情预报方法，其特征在于：具体方法步骤如下：

a实测土壤含水率计算；

主要包括失墒敏感层（0～20cm）和根系发育层（0～50cm）土层平均含水率，其计算公式分别为：

失墒敏感层：；

根系发育层：；

式中：θ1、θ2……θ5为表示相应于测点深度为5、15、25、35、45cm处的实测土壤含水率（%）；

b墒情指数计算；

考虑灌水和农作物根系分布特点，目标土层确定为失墒敏感层（0～20cm）和根系发育层（0～50cm），依据降雨径流预报理论，把表示根系发育层（0～50cm）的土壤水分的量化指标称为墒情指数，则墒情指数计算模型表示为下式：

这就是基于墒情指数的实用墒情预报的技术原理，其特点是结构简单、参数易得、精度可靠，式中：

θ_a，t+1、θ_a，t分别为第t+1日和第t日墒情指数（mm）；

P_t为第t日的降水量；

q_t为第t日的灌水量(mm)；

K_t为第t日的土壤水分消退系数；

c灌水时间预测；

首先确定一次旱情的开始和结束时间：

砂姜黑土区：把墒情指数θ_a消退至35mm的时间定义为轻旱开始时间；

砂壤土：把墒情指数θ_a消退至30mm的时间定义为轻旱开始时间；

而把一次旱情直至迎来丰富降水过程或透墒水前的最后一个晴天作为一次旱情的结束日期，因此，把轻旱开始时间，即墒情指数消退至35mm或30mm的日期定为适时适量灌水时间；

把重旱开始时间，即墒情指数消退至20mm或15mm的日期定为抗旱灌水时间；

从数据库中获取土壤含水率，用50cm土层的实时墒情指数预测模型获得50cm土层的墒情指数预测值，用灌水时间预测模型和灌水定额预测模型分别计算旱情发生时的灌水时间和灌水定额；

灌水时间包括适时灌水时间和抗旱灌水时间，预测指标值根据土壤类型而不同，适时灌水时间：砂姜黑土为墒情指数预测值≤35，砂壤土为墒情指数预测值≤30；抗旱灌溉时间（重旱开始时间）：砂姜黑土为墒情指数预测值≤20，砂壤土为墒情指数预测值≤15，计算公式：

式中：n为适时/抗旱灌水时间，取小数点后一位，若实测数据计算所得墒情指数已经达到轻旱或重旱指标时，n值取0，反映相应旱情开始日期即为实测日期；

d灌水定额预测；

包括适时灌水定额和抗旱灌水定额，计算公式为：

式中：γ为土壤容重，取值与土壤类型及预测时段有关（t/m³）；H为计划湿润层厚度(m)；

θ_上为适宜作物生长的土壤含水率上限（%），取值与土壤类型和所预报的时段有关；

θ_0.5预为轻旱/重旱开始时的50cm深预测土壤含水率（%）；q为适时/抗旱灌水定额（m³/亩）；

e参数指标确定及预报流程图；

包括土壤水份消退系数确定、墒情指数范围及干旱指标确定、墒情预报作业流程和墒情预报系统及信息查询四个方面。

3.根据权利要求2所述的一种基于墒情指数的土壤墒情预报方法，其特征在于：所述获取土壤水份消退系数方法为：根据多年实验资料分析，查询主要农作物各生长阶段的消退系数表和砂姜黑土和砂壤土各月的简化取值表。

4.根据权利要求2所述的一种基于墒情指数的土壤墒情预报方法，其特征在于：所述获取墒情指数范围及干旱指标方法为根据多年实验资料分析，查询砂姜黑土和砂壤土的干旱级别分级表。