[发明专利]垄沟灌溉适宜沟、垄比例的确定方法

摘要

本发明提供了一种垄沟灌溉适宜沟、垄比例的确定方法，包括步骤：步骤1：初始化步骤；步骤2：获得不同垄宽模拟情景的灌水入渗的湿润体空间分布值和实际土壤含水量空间分布值；步骤3：将垄沟灌溉入渗湿润体进行空间离散化，以作物生长对根区土壤水分的要求为目标含水量，根据欧式距离公式计算不同垄宽模拟情景中的作物根区实际土壤含水量和目标土壤含水量之间的欧式距离；步骤4：确定不同垄宽模拟情景的实际侧向入渗距离；步骤5：综合兼顾得到垄宽较为适宜。本发明在已知土壤水分运动参数、耕作技术参数的情况下，只需通过数值模拟和模型计算，便可获得垄沟灌溉适宜的沟、垄比例，无需进行田间试验，确定方法简便。

主权项

一种垄沟灌溉适宜沟、垄比例的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：初始化步骤：设定垄沟灌溉的不同垄宽模拟情景；获取垄沟灌溉土壤水分运动参数；确定垄沟灌溉耕作技术参数，耕作技术参数包括沟底宽、沟中水深、垄高、以及垄边与沟底夹角；并设定作物灌水量；步骤2：根据垄沟灌溉耕作技术参数确定垄沟灌溉土壤水分入渗的初始条件和边界条件，将步骤1中的垄沟灌溉土壤水分运动参数代入到垄沟灌溉土壤水分运动方程，即式(1)中，对式(1)进行伽辽金有限元数值求解，在设定的作物灌水量基础上，获得不同垄宽模拟情景的灌水入渗的湿润体空间分布值和实际土壤含水量空间分布值，其中，式（1）为： ∂ θ ∂ t = ∂ ∂ x ( K ( h ) ∂ h ∂ x ) + ∂ ∂ z ( K ( h ) ∂ h ∂ z ) + ∂ K ( h ) ∂ z 式(1)其中，θ是土壤体积含水量，单位cm3/cm3，h是基质势，单位cm，t是入渗时间，单位min，K(h)是非饱和导水率，单位cm/min，x是横坐标，单位cm，z是垂直坐标，单位cm；步骤3：将垄沟灌溉入渗湿润体进行空间离散化，以作物生长对根区土壤水分的要求为目标含水量，根据欧式距离公式，即式(2)，计算不同垄宽模拟情景中的作物根区实际土壤含水量和目标土壤含水量之间的欧式距离dij： d ij 2 = ( Σ k = 1 m | θ ik - θ jk | 2 ) 1 / 2 式(2)其中，dij为欧氏距离，θik为待判断值，即指某垄宽模拟情景的实际土壤含水量空间分布值，θjk为目标值，即指作物生长对根区土壤水分所要求的目标含水量空间分布值，k=1……m，为垄沟灌溉入渗湿润体空间离散个数；步骤4：根据所述步骤2中的灌水入渗的湿润体空间分布值得到不同垄宽模拟情景的湿润体侧向入渗距离，以水平湿润锋前端和发生交汇入渗为界，确定不同垄宽模拟情景的实际侧向入渗距离；步骤5：从所对应实际侧向入渗距离落在设定的合理范围内的垄宽模拟情景中，选取这些垄宽模拟情景所对应作物根区实际土壤含水量和目标土壤含水量之间的欧式距离中的最小值，判断该最小值是否小于合理阈值，进一步地：‑若该最小值小于合理阈值，则根据该最小值所对应的垄宽模拟情景中的垄宽确定垄沟灌溉适宜的沟、垄比例；‑若该最小值大于等于合理阈值，则缩小垄断范围，返回步骤1进行初始化。