农田土壤水分实用模式初探.pdfVIP

维普资讯 第 16卷 第 3期 气 象 科 学 vo1．16．No．3 1996年 9月 SCIENTIA M ETEOROLOGICA SINICA Sep 1096 。一 牟。农田土壤水分实用 式!初探·／。 申双 和 金 龙 (南京气象学院．南京 2k(}044) (江苏省气象科学研究所 ，南京 2lo0o8) 周 英 张谋草 (南京气象学院，南京 210044) (庆阳地区气象局，甘肃 745000) 提 要 根据土壤水分运动方程建立了旱地农 田土壤水分动态数值模拟模式 ，该模式利用作物发 育期和一些参数估算作物根系琛度和相对根密度垂直分布动态变化，避免过去必须对根系进 行测定的田难 ，增强了模式的应用性掘。通过参数敏感性硷验和模式应用效果分析表明，该撬 式可用于干早 、半干早气候区农田土壤水分预测，为分析作物水分利用和确定农 田灌溉量提供 科学依据 。模式所需的输入为韧始土壤含水量 土壤物理常数、作物播种期、逐 日平均气温 、相 对湿度和降水量 关键词，圭!生坌；壅里堡塞趋盟握童鏖- 一 、 引 言 干旱地区农业生产中的主要问题是 自然降水不足，从而限制了作物正常生长发育，使丰富 的光热资源得不到充分利用，农业产量水平较低。在具有灌溉条件的地方，由于缺乏合理的水 分管理使宝贵的水分资源大大浪费。及时了解作物生育期内水分供应状况非常重要 ，可以为制 定科学的灌溉方案或采取合理的水分管理措施提供定量依据，保证农业生产既节约用水又能 取得较高产量 。 农 田土壤水分动态模拟和预测研究领域在 国内外均 已取得许多重要成果 ，如陶祖文利用 对农 田蒸散 的计算米预测土壤水分状况 ，吴厚水则通 过估算农 田蒸发力确定农 田灌溉预 报 ，而鹿浩忠从水分平衡观点出发定量计算农 田干旱情况并做出适当预报 “，Jeevananda也 提出一种估算土壤水分平衡的简单方法 】，所有这些研究都是经验的或形态上的。80年代中 期 ，随着能态观点的提出及计算机的发展与推广应用。研究方法 已从经验上升到理论，通过揭 示土壤水分运动的本质来描述其动态变化过程 ，作者也 曾研究了几种不 同模式的性 能 ，发现这些模式都有一个共同缺陷，即它们需要输入大量实测参量 ，给模式的应用带来 困难。解决这一问厝的办法应当是在精度允许的范围内对若干参量进行经验佶算，使模式的输 入参量个数降低到最少范围，且模式中包含的参量又易于获得，这就是本文所要探讨的内容。 ① 1996年 7月 29日收到．1996年 8月 99日收到咎改稿 维普资讯 3期 申双和等 ：农 田土壤水分实用模式韧探 24i 二、模式框架 1 基本方程 运用一维非饱和土壤水分运动方程并引入容积汇函数作为根系水分吸收 霎一妻 z,t， (1) 式 中0为土壤容积含水率 (eracin )，q为水分通量 (eraday )，S(z，t)是根系吸水强度 (day )或源一汇项 ，t和 z分别表示时间 (day)和深度 (era)。 引入 ~aroy定律并与 (”联列得 霎一D 一0K(0) z,t)