基于降水量的土壤墑情診斷模型建立及其應(yīng)用.pdf

1、長期以來，國家對土壤墑情監(jiān)測、診斷和預(yù)報工作高度重視，先后在農(nóng)業(yè)部、水利部和氣象局三個部門建立了墑情監(jiān)測和預(yù)報系統(tǒng)，對實時指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮了極為重要的作用。國家“十三五”百大工程中的第17項“確保建成高標準農(nóng)田8億畝、力爭10億畝（灌溉是基本保障）”和第19項“新增高效節(jié)水灌溉面積1億畝（墑情監(jiān)測、診斷和預(yù)報是合理灌溉的科學依據(jù)）”都與墑情有著直接和重要的關(guān)系，同時互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等也為現(xiàn)代化、信息化和實時的墑情監(jiān)測、診斷

2、和預(yù)報平臺建設(shè)和運行提供了先進的技術(shù)手段和保障，然而現(xiàn)實中的一個難題是墑情診斷與預(yù)報的理論和方法并不成熟，迫切需要理論和方法創(chuàng)新、技術(shù)體系創(chuàng)新和服務(wù)模式創(chuàng)新。因此基于土壤墑情預(yù)報模型現(xiàn)狀對2012-2014年（部分監(jiān)測點數(shù)據(jù)從2010或2011年開始）的農(nóng)業(yè)部部分土壤墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了系統(tǒng)研究，建立了6個獨立的土壤墑情診斷模型（平衡法、統(tǒng)計法、差減統(tǒng)計法、比值統(tǒng)計法、間隔天數(shù)統(tǒng)計法、移動統(tǒng)計法）和將6個獨立的診斷模型聯(lián)合應(yīng)用的1個綜合診

3、斷模型，稱為綜合診斷模型，并應(yīng)用2015年土壤墑情監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了診斷驗證，旨在通過長期觀測數(shù)據(jù)，建立本地降水量與土壤墑情即土壤含水量之間的定量關(guān)系，實現(xiàn)根據(jù)降水量逐日預(yù)測土壤墑情以及實時墑情監(jiān)測、診斷和預(yù)報服務(wù)的目的。
　　結(jié)果表明:
　　(1)基于就近氣象站降水量數(shù)據(jù)建立的7個墑情診斷模型均可以實現(xiàn)對應(yīng)歷史監(jiān)測日的時段和逐日的土壤含水量診斷，具有普遍適用性，根據(jù)預(yù)測結(jié)果逐日模型法好于時段模型法。
　　(2)重點考慮采

4、用綜合診斷流程的同時，又避免出現(xiàn)異常值情況下，6個診斷模型優(yōu)劣順序如下:差減統(tǒng)計法、間隔天數(shù)統(tǒng)計法＞移動統(tǒng)計法＞比值統(tǒng)計法＞統(tǒng)計法＞平衡法，綜合模型法土壤墑情診斷模型的精度明顯高于其他模型。
　　(3)在模型建立過程和參數(shù)優(yōu)選中，每個監(jiān)測點都進行單獨運算，因此模型和參數(shù)是特異的，參數(shù)里包含了監(jiān)測點的各項環(huán)境影響因素如氣候、地貌、土壤、作物和耕作方式等，因此，六個診斷模型和綜合模型具有普遍適宜性，在七個不同省份均有很好的適應(yīng)性。

5、r>　　(4)本文所建立的模型中，精度高的模型從數(shù)學角度評價至少應(yīng)具備4個條件，即:自變量最多3個并且為相對獨立的變量、能同時遵循質(zhì)量守恒定律和統(tǒng)計學方法、能處理不固定監(jiān)測天數(shù)的方法、在處理數(shù)據(jù)過程中最好不人為確定參數(shù)。
　　(5)年平均降水量影響模型精度，年平均降水量越少，模型精度越高。
　　基于就近氣象站降水量建立的墑情診斷綜合模型具有科學性和實用性，6個獨立模型的預(yù)測精度有待提高，綜合模型有效規(guī)避了獨立模型的缺點，一定