[发明专利]一种基于墒情指数的土壤墒情预报方法

说明书

本发明涉及一种基于墒情指数的土壤墒情预报方法，该方法所用的模型是经过多年野外实验研究提出的半经验半理论模型，具有参数简单易得，便于实际应用的特点。该方法提出以失墒敏感层实测土壤含水量来计算作物根系发育层土壤墒情指数，依次进行20cm和50cm土层实测含水率计算、50cm土层墒情指数计算、50cm土层墒情指数预测、20cm土层含水率预测、50cm土层含水率预测、灌水时间预测、灌水定额预测，实现了土壤墒情监测、墒情预报、墒情更新、灌水时间及灌水定额预测技术的标准化，从而构建了土壤墒情监测与预报信息系统，方便墒情信息查询、旱灾评估及风险管控，特别适用于广大的平原地区农田土壤墒情预报。

技术领域

本发明涉及农业、水资源开发利用、旱情灾情评估技术领域，尤其涉及一种基于墒情指数的土壤墒情预报方法。

背景技术

土壤墒情预报就是田间土层含水量的预报。以节水为目标的土壤水调节，就是使灌水既能满足土壤水向根系活动层的及时供水，又不产生深层渗漏导致灌水的浪费，是农田用水和区域水管理的一项基础工作，对于农田适时适量灌水的实施和提高水的利用率等有重要作用。

墒情预报就是对土壤水分的增长和消退进行的预报，其关键是掌握田间根系层土壤水分的消长规律。国内外已有许多关于土壤墒情预报方法的研究，目前常用的墒情预报方法多从探求土壤含水量的变化规律及其与主要影响因素之间的关系，预报单站或区域未来土壤水分的增减情况，及其对作物生长的影响程度。综观各类方法，目前常用的墒情预报方法有经验性或半经验性模型、水量平衡模型、概念性模型、机理性模型等以及考虑时间或其它有关因素随机特性的随机性方法等。由于土壤水的增消变化影响因素众多，土层水量变化复杂，空间变异性较大，所以上述方法中，有的理论较为成熟，但模型参数复杂不易获得，实际应用很难，如以土壤水动力学方法为代表的机理性模型和水量平衡模型。神经网络模型虽然有自身的一些优点，但模型仍有建立过程简单、内部机制不明晰等局限性。

无论采用哪种模型，其预报模型的应用和预报方案的编制要靠技术人员来完成，而判断一个墒情预报模型的优劣应具备两个条件，一是预报精度要满足实际应用要求；二是模型结构要尽可能简化，即模型参数尽可能减少，且参数易得，便于基层应用。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种解决上述问题的基于墒情指数的土壤墒情预报方法。

本发明是这样实现的，一种基于墒情指数的土壤墒情预报方法，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。

进一步地：所述基于墒情指数的土壤墒情预报方法的具体方法步骤如下：

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：