[发明专利]一种基于天气预报信息的水平衡茶树浇水方法

权利要求书

1.一种基于天气预报信息的水平衡茶树浇水方法，其特征在于：

包括以下步骤：

S100：根据国家气象局关于茶园地区未来一周或一月的气象预测数据，每日更新目标茶园地区的气象预测结果；

S200：计算目标茶园地区土壤当前含水量变化曲线；

其中，土壤当前含水量变化曲线为预测两次降雨或者浇水之间的土壤含水量情况，在每次降雨或者浇水后进行更新，用于预测下次降雨时土壤中含水量；

所述土壤当前含水量变化曲线具体步骤为：

S201：采用四个指数函数分别对应土壤水分流失、土壤水汽蒸发、茶树吸收叶片蒸腾以及空气因素四个影响土壤含水量的主要变化因子；

S202：在不同地点、不同时刻下，四个指数函数的表现不同、指数函数的变化斜率不同，具备不同的幅度系数a和指数系数β；对四个指数函数进行归一化处理，使其具备整体一致的合理自然变化规律，最终得到的不同地点、不同时刻的土壤含水量变化曲线，具体预测公式如下：

式中，A、a_i、β_i分别为超参数，在使用过程中不断更新匹配得到；不同地点，其参数不同，即与实际情况相关；曲线中时间变量t以天为单位；曲线中超参数每天迭代更新一次；

S300：根据目标茶园地区土壤当前含水量变化曲线，结合目标茶园地区的气象预测结果中最近一次降雨距离当前的时间，预测目标茶园地区在未来最近一次降雨时的土壤含水量；

S400：将目标茶园地区的气象预测结果中的降雨量换算为土壤含水量，结合预测目标茶园地区在未来最近一次降雨时的土壤含水量，生成自动化的浇水策略，最后对茶园茶树进行浇灌；

将目标茶园地区的气象预测结果中的降雨量换算为土壤含水量的具体步骤为：

S401：根据目标茶园地区的降雨量与土壤含水量的转换关系式进行计算，其中，转换关系式为：

式中，M为目标茶园地区的降雨量、其单位为ml/m²；g为目标茶园地区的土壤含水量；x为目标茶园地区一平米土壤中的水重量；y为目标茶园地区一平米土壤中的烘干土壤重量；

S402：采用标定实验方法计算x、y，在标定实验中，首先测定土壤的湿度，计算公式为：

式中，g₁为土壤的湿度；

然后对土壤实行定量浇水，浇水量为M₀、其单位为ml/m²，并计算此时的土壤含水量g₂：

最终，得到降雨量与土壤含水量的转换关系式为：

式中，M₀，g₁，g₂为标定试验中的测试值；

自动化的浇水策略具体为：

S403：首先，设定茶树最佳需求土壤含水量的门限值h₁、最低防干旱土壤含水量的门限值h₂以及最高防涝土壤含水量的门限值h₃；

S404：根据目标茶园地区的气象预测结果，假定未来最近一次降雨开始的时间距离现在为t₀天、降雨量为m₀；同时根据当前土壤含水量预测曲线预测下雨前土壤含水量为

S405：

若则进行浇水灌溉，且浇水量控制为：

式中，g_t为根据土壤含水量预测曲线预测的当前时刻、即浇水时刻土壤含水量的值；λ为调节因子；

若且则不作任何处理、继续监测并观察；

式中，g_r为预测下雨量带来的土壤含水量，具体为：

若且则发布预警警告并继续监测与观察，便于人工参与防止，避免降雨过大引起洪涝。

2.根据权利要求1所述的一种基于天气预报信息的水平衡茶树浇水方法，其特征在于：所述土壤含水量变化曲线的超参数采用预估处置、匹配更新的方式得到。