[发明专利]土壤饱和导水率测量系统、方法、电子设备及存储介质

说明书

本发明公开了土壤饱和导水率测量系统、方法、电子设备及存储介质，包括：恒流供水模块、线性源分布模块、土壤存储模块、图像获取模块以及数据处理模块；恒流供水模块与线性源分布模块连接，用于以恒定的流量向线性源分布模块供水并监测当前时刻输出的水流流量；线性源分布模块位于土壤存储模块的上方，用于使来自恒流供水模块的水流以线性源的方式流入土壤存储模块中的土壤；图像获取模块用于获取多个时刻土壤湿润锋图像；数据处理模块用于根据多个时刻土壤湿润锋图像确定土壤饱和导水率。本发明在线性分布水流作用下，拍摄完湿润锋的照片得到多个时刻土壤湿润锋图像之后即可得到土壤饱和导水率，实现了简单、准确的土壤饱和导水率的测量。

技术领域

本发明涉及土壤检测技术领域，具体涉及土壤饱和导水率测量系统、方法、电子设备及存储介质。

背景技术

土壤饱和导水率是水文模型和土壤-植被-大气过程模拟中的重要参数，是指土壤所有孔隙充满水时，单位土水势梯度下土壤水通量或渗流系数。土壤饱和导水率是土壤重要的物理性质之一，是土壤水分运动研究时不可缺少的参数之一，也是研究生态系统水分平衡的重要数，对水分入渗、径流比例及蒸散三者间的分配关系有着重要的影响。它能反映土壤的入渗性能和渗透性质，对非饱和导水率的获取起决定性因素，它的准确与否在很大程度上影响着水文模型的精度，在林业生产、资源利用以及水土保持工程中也有重要意义。

目前，获取土壤饱和导水率的方法有以下几种：经验计算法和双环法，具体如下：

1、利用经验计算：饱和导水率通过经验、反复实验得出，因为影响饱和导水率的因素很复杂，所以不可单单依靠公式和经验就计算出来，且这些公式只能在特定条件下并且极少数情况下才能使用。

2、双环法：使用两个高30cm左右、直径不同的玻璃制圆环，组成一个同心环，插入10cm深，用马里奥特瓶保持一定高度水层，经过一段时间土壤水分入渗稳定，通过同心环在一定时段内水位变化求得饱和导水率。此方法实验用水较多、实验时间较长且实际工艺繁琐。以上方法测定土壤的饱和导水率耗时费力。

目前亟需一种土壤饱和导水率测量的方法，用于解决上述现有技术存在的问题。

发明内容

由于现有方法存在上述问题，本发明提出土壤饱和导水率测量系统、方法、电子设备及存储介质。

第一方面，本发明提供了土壤饱和导水率测量系统，包括：恒流供水模块、线性源分布模块、土壤存储模块、图像获取模块以及数据处理模块；

所述恒流供水模块与所述线性源分布模块连接，用于以恒定的流量向所述线性源分布模块供水并监测当前时刻输出的水流流量；

所述线性源分布模块位于所述土壤存储模块的上方，用于使来自所述恒流供水模块的水流以线性源的方式流入所述土壤存储模块中的土壤；

所述土壤存储模块用于存储土壤；

所述图像获取模块用于获取多个时刻土壤湿润锋图像；

所述数据处理模块用于根据所述多个时刻土壤湿润锋图像确定土壤饱和导水率。

进一步地，所述恒流供水模块为马利奥特瓶。

进一步地，所述土壤存储模块呈长方体结构，所述土壤存储模块的顶端开口、底端封闭；所述土壤存储模块中不同位置的土壤具有相同的容重。

第二方面，本发明提供了一种基于上述第一方面的土壤饱和导水率测量的方法，包括：

获取多个时刻土壤湿润锋图像以及对应的水流流量；所述多个时刻各时刻间的时间间隔相同；

根据所述多个时刻土壤湿润锋图像确定多个时刻土壤湿润面积；

根据所述水流流量以及所述多个时刻土壤湿润面积确定土壤饱和导水率。