【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及果园管理，更具体的说是涉及一种基于hydrus模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法。
技术介绍
1、干旱区由于其特殊的气候和地理条件，水资源短缺，而果树冬季越冬和春季土壤返盐主要依赖于冬春灌。冬春灌是果园管理的一项重要技术措施，通过冬季灌溉，可以使果树的抗寒性提高，同时还可以防止早春出现干旱。冬季灌溉不仅使土壤的水分增加，提高寒冬低温下土壤的吸热、蓄热、散热能力，减缓寒流冷空气到来时的土壤降温速度，可以有效预防果树越冬休眠时发生冻害，为果树根系发育提供良好的生态环境，进而为果树地上部分的营养生长提供物质基础。
2、然而，目前针对果树冬春灌水量定额基本来自于当地种植户经验，灌溉管理措施粗放，容易造成水量严重浪费，同时易引起春季果树营养生长过于旺盛，树势控制难度增加，影响果树的产量及品质。通过果树根际土壤水盐情况可对冬春灌灌溉定额进行优化，但取样和测定受制于外界复杂的影响因素，因此常采用数值模拟的方式来分析及预测土壤中的水盐运移及溶质传输过程。hydrus模型与shaw、swat模型相比适合于不同复杂程度的一维、二维、三维系统的水、溶质、热运移过程模拟，并且其水流方程涵盖了根系吸水过程，在预测干旱区农田土壤剖面水盐运移规律方面具有良好的效果。因此，利用hydrus模型对果树根际土壤水盐运移模拟可以有效解决取样困难的问题，并可根据反馈情况对冬春灌灌溉定额进行调整。
3、因此，如何精确计算冬春灌灌溉定额，通过数值模型优化利用水资源，提高果树产量和质量是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
>技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于hydrus模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，解决了
技术介绍
存在的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于hydrus模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，包括以下步骤：
4、计算冬灌定额和春灌定额的理论值；
5、收集初始数据，建立hydrus模型，模拟冬灌定额和春灌定额的水盐运动过程；
6、利用hydrus模型生成适合果树生长的冬春灌定额的建议值并对建议值进行优化处理，得到最佳冬春灌定额；
7、基于最佳冬春灌定额，通过灌溉系统对果树进行灌溉，并根据实际效果进行反馈调整。
8、可选的，冬灌定额的理论值的计算方法具体为：
9、以一行果树为设计对象，确定一行果树计划湿润区深度h及一行果树计划湿润区面积a，a＝w×l；式中，w为一行果树的湿润宽度，m；l为一行果树的长度，m；
10、计算设计土壤体积含水率增量δθ＝θcontrol-θactual；式中，θcontrol、θactual分别为灌水后土壤适宜体积含水率和灌水前土壤的实际体积含水率，％；
11、计算一行果树冬灌设计定额m冬＝10ah(θcontrol-θactual)；式中，a为一行果树计划湿润区面积，m2；h为一行果树计划湿润区深度，m。
12、可选的，一行果树的湿润宽度w及一行果树计划湿润区深度h的计算方式具体为：
13、对于幼龄果树，w＝r；对于成龄果树，w＝1.5r；其中，r为果树树冠在地面垂直投影的冠幅直径；
14、一行果树计划湿润区深度h＝冻土层深度+0.1，由冻土层深度决定。
15、可选的，春灌定额的理论值的计算方法具体为：
16、以单位面积的果树为设计对象，确定淋洗盐分标准及计划淋洗层深度h；
17、计算淋洗层达到田间持水量所需的水量m1＝100γh(θf-θ0)；式中，γ为土壤容重，g/cm3；θf为淋洗土层田间持水量，％；θ0为淋洗前土壤实际体积含水量，％；
18、计算淋洗盐分水量m2＝100γh(s1-s2)/k；式中，s1为淋洗前土壤含盐量，％；s2为淋洗后土壤含盐量，％；k为排盐系数，即每平方米水在计划淋洗土层内能排出的盐分总量，kg/m3；
19、计算春灌定额m春＝m1+m2。
20、可选的，初始数据的类型包括：当地气象数据、土壤的理化性质基本数据、果树种类及树龄情况、果树越冬期土壤含水率数据、果树根系主要分布区域；
21、其中，当地气象数据包括非生育期当地降水量、蒸发量、空气温度、果树蒸发蒸腾实际数值；土壤的理化性质基本数据包括土壤类型、土壤粒径、土壤容重、土壤孔隙度、土壤田间持水量、土壤饱和含水量、土壤非生育期开始前的含盐量；果树根系主要分布区域包括吸收根的主要分布范围、根系在水平方向及竖直方向的分布范围。
22、可选的，hydrus模型的模拟内容包括土壤水分运移、土壤盐分运移及根系吸水三个部分，具体模拟过程为：
23、根据实际果树种植情况，确定模型模拟区域；
24、建立hydrus模型，在模拟模块中选择水流运动模块、溶质运移模块、根系吸水模块；
25、设置模拟时间步长，确定迭代准则；
26、根据实测土壤粒径及容重数据，利用rosetta神经网络模块对土壤水力学参数进行反演，获取模拟区域土壤情况；
27、选择feddes模型作为根系吸水模型，根据需求确认是否受到盐度胁迫；
28、输入气象及灌溉数据，根据实际需求选择hydrus-2d模型或hydrus-3d模型并绘制出模拟区域的坐标及范围；
29、设置初始条件及边界条件，运行hydrus模型并在计算完成后导出模拟数据。
30、可选的，得到最佳冬春灌定额，具体包括以下步骤：
31、将hydrus模型模拟出的土壤含水率与土壤含水率实测值、模拟出的土壤含盐量与土壤含盐量实测值进行一致性检验，完成模拟校正；
32、根据校正结果优化模型参数，并依据优化后的模型参数，输入不同的冬春灌定额，重复运行，输出不同冬春灌定额组合下的土壤剖面盐分分布及含水率变化情况；
33、建立多目标评价体系，分析不同灌溉定额情景下的模拟结果，优选出最佳灌溉定额情景作为最佳冬春灌定额。
34、可选的，评价标准为：0-100cm土层剖面上平均含水率达到70％田间持水量的百分比、0-80cm土壤平均盐分含量低于0.3％所占面积的百分比；多目标评价体系的评价指标包括：根际土壤的电导率、根系主要分布范围内的土壤含水率、灌溉水人工成本、脱盐率、0-100cm土层剖面上平均含水率达到70％田间持水量的百分比、0-80cm土壤平均盐分含量低于0.3％所占面积的百分比。
35、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于hydrus模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，具有以下有益效果：
36、(1)本专利技术的冬灌灌溉定额计算方法是采用一行果树作为独立灌水区域的计算单元，避免了相邻树之间灌水区域的重复计算，湿润区范围依据树龄和长势确定，计算得出的灌溉定额与根系实际分布更接近；
37、(2)本专利技术是基于理论值结合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于HYDRUS模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于HYDRUS模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，其特征在于，冬灌定额的理论值的计算方法具体为：
3.根据权利要求2所述的一种基于HYDRUS模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，其特征在于，一行果树的湿润宽度W及一行果树计划湿润区深度H的计算方式具体为：
4.根据权利要求1所述的一种基于HYDRUS模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，其特征在于，春灌定额的理论值的计算方法具体为：
5.根据权利要求1所述的一种基于HYDRUS模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，其特征在于，初始数据的类型包括：当地气象数据、土壤的理化性质基本数据、果树种类及树龄情况、果树越冬期土壤含水率数据、果树根系主要分布区域；
6.根据权利要求1所述的一种基于HYDRUS模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，其特征在于，HYDRUS模型的模拟内容包括土壤水分运移、土壤盐分运移及根系吸水三个部分，具体模拟过程为：
7.根据权利要
8.根据权利要求7所述的一种基于HYDRUS模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，其特征在于，评价标准为：0-100cm土层剖面上平均含水率达到70％田间持水量的百分比、0-80cm土壤平均盐分含量低于0.3％所占面积的百分比；多目标评价体系的评价指标包括：根际土壤的电导率、根系主要分布范围内的土壤含水率、灌溉水人工成本、脱盐率、0-100cm土层剖面上平均含水率达到70％田间持水量的百分比、0-80cm土壤平均盐分含量低于0.3％所占面积的百分比。
...【技术特征摘要】
1.一种基于hydrus模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于hydrus模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，其特征在于，冬灌定额的理论值的计算方法具体为：
3.根据权利要求2所述的一种基于hydrus模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，其特征在于，一行果树的湿润宽度w及一行果树计划湿润区深度h的计算方式具体为：
4.根据权利要求1所述的一种基于hydrus模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，其特征在于，春灌定额的理论值的计算方法具体为：
5.根据权利要求1所述的一种基于hydrus模型优化干旱区果树冬春灌定额的方法，其特征在于，初始数据的类型包括：当地气象数据、土壤的理化性质基本数据、果树种类及树龄情况、果树越冬期土壤含水率数据、果树根系主要分布区域；
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚萍，李彦杰，于旭永，何新林，刘洪光，吴振坤，王佳鑫，王春霞，李鹏飞，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：
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