[发明专利]考虑饲草料质量的家庭牧场水土草畜平衡计算方法及系统

说明书

本发明公开了考虑饲草料质量的家庭牧场水土草畜平衡计算方法及系统，以家庭牧场为计算单元，从水循环过程入手，计算家庭牧场的各项地下水补给量，采用可开采系数法计算可用的地下水量，与灌溉用水需求及人畜饮水需求进行水土平衡计算；利用各类饲草料的总可消化养分将各类饲草料折算为标准干草进行草畜平衡计算，确定家庭牧场最大可支撑的灌溉人工草地种植面积和牲畜饲养数量。本发明通过计算灌溉人工草地的最大种植规模和牲畜饲养的最大规模达到获得家庭牧场在考虑饲草料质量条件下可承载的最大规模的目的。

技术领域

本发明涉及数学模型计算技术领域，特别涉及考虑饲草料质量的家庭牧场水土草畜平衡计算方法及系统。

背景技术

由于水资源评价工作多以行政单元或水资源分区开展评价，确定区域水资源量或可用的水资源量，以往的水土草畜平衡系统计算多为行政单元(县、乡镇)或水资源分区尺度，多是进行区域性控制，落入实地管理如家庭牧场单元，则很难确定可用的水资源量有多少？尤其是以地下水为水源的家庭牧场，如何确定每户应开发多少灌溉人工草地和饲养多少牲畜对合理开发利用水资源及保护草地生态安全尤为重要。同时以往牲畜饲养量多按照草地生产力(产草量)确定，产草量往往只考虑了饲草的数量，而忽略了各类饲草料之间的质量(营养价值)差异，而造成饲草料的浪费或者实际上草畜不平衡。

因此，如何提供一种可以确定家庭牧场最大可支撑的灌溉人工草地种植面积和牲畜饲养数量的考虑饲草料质量的家庭牧场水土草畜平衡计算方法及系统是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对上述研究现状和存在的问题，提供考虑饲草料质量的家庭牧场水土草畜平衡计算方法及系统。具体包括：

本发明首先提供了一种考虑饲草料质量的家庭牧场水土草畜平衡计算方法：包括如下步骤：

S1，根据各类灌溉人工草地面积参数和牲畜饲养数量构建家庭牧场地下水可供水量方程和家庭牧场用水需求量方程；

S2，根据家庭牧场地下水可供水量方程和家庭牧场用水需求量方程之间的等式约束条件，确定水土平衡计算方程；

S3、采用各类草地饲草料总可消化养分将各类草地折算为标准干草，获得各类草地标准干草产量，根据各类草地标准干草产量、各类灌溉人工草地面积参数和牲畜饲养数量构建饲草料可利用量方程和饲草料需求量方程；

S4、根据饲草料可利用量方程和饲草料需求方程之间的等式约束条件，确定草畜平衡计算方程；

S5、联立水土平衡计算方程和草畜平衡计算方程，求解获得各类灌溉人工草地面积参数和牲畜饲养数量。

优选的，所述家庭牧场地下水可供水量方程为：

W_S＝R×β

R＝10³A×P×α_p+∑A_i×m_i×α_i

其中：R为家庭牧场地下水补给量(m³)；β为可开采系数，A为家庭牧场土地面积(km²)；P为降雨量(mm)；α_p为降雨的入渗补给系数；A_i为各类草地面积(hm²)，包括灌溉人工草地和天然草地；m_i为各类草地灌溉定额(m³/hm²)，天然草地不灌溉，定额为0；；α_i为灌溉入渗补给系数。

所述家庭牧场用水需求量方程为：

W_R＝R×m_r+A_i×m_i+L×m_l