[发明专利]一种基于土壤水分动态平衡的作物生产水足迹测算方法

摘要

一种基于土壤水分动态平衡的作物生产水足迹测算方法，包括以下步骤：获取测算区域土壤类型与土壤含水量S；获取测算时段内作物种植条件数据；获取测算对象作物的生产特征属性；计算作物生长期内的土壤蒸发量与作物蒸腾量；测算田间地表径流量；测算土壤深层下渗量；表征土壤水分动态，区分蓝、绿土壤水分平衡；计算相应供水和灌溉方式下作物蓝水资源消耗量、绿水资源消耗量；计算作物相应供水和灌溉方式下作物生产蓝水足迹、作物生产绿水足迹；计算作物生产输水损失蓝水足迹；作物生产输水损失蓝水足迹等于区域灌溉输配水量与该区域输配水损失系数之积，区域灌溉输配水量为总灌溉用水量。本发明有效提高了区域作物生产水足迹的测算精度。

主权项

1.一种基于土壤水分动态平衡的作物生产水足迹测算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：获取测算区域土壤类型与土壤含水量S；获取测算时段内作物种植条件数据，所述作物种植条件数据包括测算区域日最高温、日最低温和日降水量PR[t]以及参考蒸发蒸腾量ET₀[t]；获取测算对象作物的生产特征属性，所述测算对象作物的生产特征属性包括测算对象的灌溉方式、相应灌溉方式下作物表层土壤湿润率f_w、灌水定额IRR[t]、作物种植区灌溉水利用系数、作物生育期gp、作物单位面积产量Y、生长阶段植被覆盖度CC^*[t]；/n步骤2：计算作物生长期内的土壤蒸发量与作物蒸腾量；/n作物生长期土壤蒸发量由参考作物蒸散量、土壤蒸发系数与土壤水压力系数相乘得到：/nE[t]＝K_r[t]×K_e[t]×ET₀[t] (1)/n式(1)中，E[t]为第t天田间土壤蒸发量，单位mm；K_r[t]为土壤水分压力系数，无量纲，指示因土壤水分不足而达不到最大蒸发能力的程度；K_e[t]为土壤蒸发系数，无量纲，由植被覆盖度CC^*[t]与相应灌溉方式下作物表层土壤湿润率f_w共同决定其大小：/nK_e[t]＝(1-CC^*)×f_w×K_ex (2)/n式(2)中，K_ex为土壤最大蒸发系数，无量纲，指土壤完全湿润条件下蒸发强度；/n作物生长期腾发量由植被覆盖度、作物系数与土壤水分胁迫系数共同决定；/nTr[t]＝K_s[t]×CC^*[t]×K_C，Tr[t]×ET₀[t] (3)/n式(3)中，Tr[t]为第t天作物腾发量，单位mm；K_s[t]为影响气孔关闭或土壤渗水能力的水分胁迫系数，无量纲；K_C，Tr[t]为作物蒸腾系数，无量纲；/nET[t]＝E[t]+Tr[t] (4)/n式(4)中，ET[t]为第t天田间蒸发蒸腾量，单位mm；/n步骤3：根据降雨强度测算田间地表径流量；/n步骤4：根据降雨、灌溉定额及土壤饱和时的含水量测算土壤深层下渗量；/n步骤5：表征土壤水分动态，区分蓝、绿土壤水分平衡；/n步骤6：计算相应供水和灌溉方式下作物蓝水资源消耗量CWU_b、绿水资源消耗量CWU_g；/n步骤7：计算作物相应供水和灌溉方式下作物生产蓝水足迹WF_b、作物生产绿水足迹WF_g；/n步骤8：计算作物生产输水损失蓝水足迹；作物生产输水损失蓝水足迹等于区域灌溉输配水量与该区域输配水损失系数之积，区域灌溉输配水量为总灌溉用水量。/n