基于实时含水率数据的土壤墒情动态建模及预测

摘要

实时准确地预测墒情是进行灌溉预报,实现农田水分精准化管理,提高水分利用效率的重要措施.基于根区(0-60cm土层)水量平衡原理,利用泰勒级数对根区下界面水分通量和作物蒸腾量进行了线性化处理,并以实时根区平均土壤含水率为自变量构建了动态的土壤墒情预测模型.采用天津市武清区西吕村无线土壤墒情监测系统(包含3个监测点)实时监测数据(地表下30cm和60cm处的土壤含水率),分别选取5d、10d、15d和20d作为建模系列长度进行回归分析,确定模型参数,对10d和15d两种预见期进行了土壤墒情预测精度分析.结果表明:(1)实时预测模型拟合程度较好,三种建模系列长度条件下的确定性系数均达到0.80以上(样本数均大于550);(2)15d建模系列长度下相对误差最小;(3)15d建模系列长度、15d预见期、10％相对误差界限值条件下,3个监测点的墒情预测合格率分别达到98％、100％和89％.由此可见,研究提出的实时墒情预测模型预测精度较高,便于建模分析,为土壤墒情的预测提供了新方法.