[发明专利]一种基于气候的土壤水均衡模拟计算方法

说明书

本发明公开了一种基于气候的土壤水均衡模拟计算方法，包括：S1、构建关于气候的实际蒸散发互补关系模型，并确定不同气候模式下的实际蒸散发；S2、基于实际蒸散发，计算待研究区域的作物需水量；S3、基于待研究区域的水循环规律和作物需水量，构建土壤水均衡模型，进而确定土壤水均衡变化量。本发明充分考虑了气候对土壤水的影响，构建了关于气候的实际蒸散发互补关系模型，并基于该模型得到实际蒸散发，确定了研究区域的实际需水量，同时结合其他影响参数构建了土壤水均衡模型，进而实现了土壤水均衡的模拟计算，实现了对多层土壤含水量的实时监控，从而有利于加强区域水资源管理，合理利用降水资源和土壤水资源，缓解水资源匮乏。

技术领域

本发明属于生态水文科学技术领域，具体涉及一种基于气候的土壤水均衡模拟计算。

背景技术

土壤水分为水循环的重要组成部分，是水文学、气象学以及农业科学研究领域中的一个重要指标参数、土壤水的含量和运动变化，深刻地影响土壤内部物质的转化过程，并通过蒸腾的方式在农业生产、生态环境建设和保护方面发挥着重要作用。在全球土壤湿度计划中，土壤水已被作为专门的一体来进行探讨和研究，且已经成为全球变化研究的重要焦点之一。因此，深入研究土壤水分变化机理，厘清楚土壤水均衡过程变化，对加强区域水资源管理，合理利用降水资源，缓解水资源匮乏具有重要的现实意义。

所谓土壤水是指一个大气压下，在105摄氏度条件下能从土壤中分离出来的水分。土壤水是植物生长和生存的物质基础，它不仅影响林木、大田作物、蔬菜和果树的产量，还影响陆地表面植物的分布。

传统的土壤水水分监测方法有经验统计法(从气象和地形因素通过经验公式和数理统计方法计算土壤水分)、用于微气象学方法(能量平衡、空气动力能量平衡和空气动力涡度相关等)、土壤水运动规律分析法(土壤水量平衡计算、零通量面、测渗学法和土壤水动力学)等。但现有技术中的土壤水分监测方法虽然可以模拟厚层土壤水分变化规律，但是很难满足区域尺度土壤水分连续监测，因此，传统的土壤水分监测方法具有一定的局限性，无法满足与气候相关的多层土壤水分模拟的空间化和动态化需求。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于气候的土壤水均衡模拟计算方法解决了上述问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于气候的土壤水均衡模拟计算方法，包括：

S1、构建关于气候的实际蒸散发互补关系模型，并确定不同气候模式下的实际蒸散发；

S2、基于实际蒸散发，计算待研究区域的作物需水量；

S3、基于待研究区域的水循环规律和作物需水量，构建土壤水均衡模型，进而确定土壤水均衡变化量。

进一步地，所述步骤S1中的气候模式包括SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5、SSP1-1.9、SSP4-4.3、SSP5-3.4OS以及SSP3-7.0。

进一步地，所述步骤S1中的实际蒸散发互补关系模型为：

其中，气候对E_a变化的贡献率为：

P_cc＝ΔE_a,cc/(|ΔE_a,lc|+|ΔE_a,cc|)