基于土壤水分的旱田灌溉用水量估算——以河南省鹤壁市为例

摘要

及时、准确地掌握区域灌溉用水量,对水资源管理及其优化配置具有重要的意义。然而,如何有效地获取区域灌溉用水量,仍是农业、水利及地理信息等学科亟需解决的重要问题。鉴于灌溉与土壤水分变化的联系,提出一种利用土壤水分估算灌溉用水量的方法。以鹤壁市16个土壤水分监测站点为研究对象,分别建立线性模型、对数模型和土壤水量平衡模型表达降水量与土壤水分的定量关系。首先,获取站点上的6年逐日气象数据(温度、降水、气压、风速、日照时长)和土壤水分数据,前4年数据用于建模,后2年数据用于模型验证。然后,在每个站点上建立基于土壤水分估算降水量的模型,并利用验证数据进行验证。结果表明:线性模型计算降雨量的RMSE为10.55 mm,对数模型计算结果的RMSE为10.3 mm,土壤水量平衡模型计算结果的RMSE为8.62 mm,基于土壤水量平衡原理的模型能更好地表达土壤水分与降水量之间的定量关系。最后,利用土壤水量平衡模型估算田间的灌溉用水量。与实测的灌溉用水量数据对比,采用水量平衡模型估算的灌溉用水量偏小约14.19%。综上,建立的利用土壤水分估算灌溉用水量方法,对准确获取灌溉用水量具有重要意义。

关键词

灌溉用水量 / 线性模型 / 对数模型 / 土壤水量平衡模型 / 土壤水分 / 降雨量