CN114487354A - 一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法 - Google Patents

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吕爱锋
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
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    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G01N5/04—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder
    • G01N5/045—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder for determining moisture content

Abstract

本发明是一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法，包括以下步骤：S1、收集各深度的土壤样品；S2、将所收集的土壤进行水分分析，得到土壤各深度的水分含量；S3、通过分析上述水分含量信息，可以得出此土壤的水分含量与深度的关系式Y1；S4、对不同土壤进行循环上述S1‑S3的步骤，得出各个土壤的水分含量与深度的关系式Yn；S5、统计上述公式得出土壤水分含量与深度关系数据库集；S6、检测地表土壤到深层土壤之间的土壤种类、各种土壤厚度及地表土壤的水分信息；S7、将地表土壤的水分信息，通过上述数据库集中的公式计算即可估算出深层土壤的水分，具有监测成本低，更新方便及能够在大范围内进行推广应用的优点。

Description

一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法
技术领域
本发明具体为一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法。
背景技术
地表土壤水分是陆面水资源形成、转换、消耗过程研究中的基本参数，是联系地表水和地下水的纽带，也是研究地表能量交换的基本要素，对气候变化起着非常重要的作用。同时，土壤水分作为土壤学、水文学、生态学等领域关注的重要内容，通过对土壤水分时空模式的研究，可以更好地理解土壤物理水文学特性，从而有效地把水文学模型与气候、生态等模型在不同尺度上进行结合，加强对陆面过程的认识，是区域资源环境动态、农业干旱监测等方面应用的重要内容。
由于地表温度不仅受土壤含水量的影响，还受太阳辐射、空气温度、相对湿度和风速等气象因素的影响，利用现有模型进行土壤水分含量估算通常需要耗时进行每一天参数的计算和校准。因此，现有的基于地表温度和植被指数特征空间模型进行土壤水分估算时存在一定不确定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法，包括以下步骤：
S1、收集各深度的土壤样品；
S2、将所收集的土壤进行水分分析，得到土壤各深度的水分含量；
S3、通过分析上述水分含量信息，可以得出此土壤的水分含量与深度的关系式Y1；
S4、对不同土壤进行循环上述S1-S3的步骤，得出各个土壤的水分含量与深度的关系式Yn；
S5、统计上述公式得出土壤水分含量与深度关系数据库集；
S6、检测地表土壤到深层土壤之间的土壤种类、各种土壤厚度及地表土壤的水分信息；
S7、将地表土壤的水分信息，通过上述数据库集中的公式计算即可估算出深层土壤的水分。
优选的，所述所述S1中的收集土壤样品采用土壤收集器进行收集。
优选的，所述S2中的水分分析具体方法为：
1)将收集的土壤样品进行称重G1；
2)将称重后的土壤在电子烘箱内进行烘干，烘干的环境为通风并保持100-110℃，烘干至恒重；
3)将烘干后的土壤进行称重G2；
4)将步骤1)中的土壤重量G1减去步骤3)中烘干后的土壤重量即为土壤中的水分G3。
优选的，所述S3中，将得到的土壤水分信息和土壤所处深度作为坐标轴，绘制水分信息和深度的关系曲线，通过对比分析关系曲线得出水分信息和土壤深度的关系式。
优选的，所述S6中所述土壤采样的方法具体为：
1)确定采样部位和深度；
2)使用土壤采样装置进行采样；
3)对比各土壤种类和所处深度范围。
优选的，所述步骤S7中所述计算方法具体为：
1)先测定地表土壤的水分信息和土壤种类；
2)将地表水分信息带入到相应的土壤水分和深度的关系式中，得到在进入下一层土壤中前的土壤水分信息；
3)将步骤2)中得到的水分信息带入到与下一层土壤相对应的关系式中，一次重复上述操作，直到计算出所需深层土壤水分的预估值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、具有监测成本低，更新方便及能够在大范围内进行推广应用的优点；
2、无需再耗时去校正，能够提高土壤水分含量估算准确度。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本实施例为本技术方案中一种优选实施方式，一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法，包括以下步骤：
S1、收集各深度的土壤样品；
S2、将所收集的土壤进行水分分析，得到土壤各深度的水分含量；
S3、通过分析上述水分含量信息，可以得出此土壤的水分含量与深度的关系式Y1；
S4、对不同土壤进行循环上述S1-S3的步骤，得出各个土壤的水分含量与深度的关系式Yn；
S5、统计上述公式得出土壤水分含量与深度关系数据库集；
S6、检测地表土壤到深层土壤之间的土壤种类、各种土壤厚度及地表土壤的水分信息；
S7、将地表土壤的水分信息，通过上述数据库集中的公式计算即可估算出深层土壤的水分。
所述所述S1中的收集土壤样品采用土壤收集器进行收集。
所述S2中的水分分析具体方法为：
1)将收集的土壤样品进行称重G1；
2)将称重后的土壤在电子烘箱内进行烘干，烘干的环境为通风并保持100-110℃，烘干至恒重；
3)将烘干后的土壤进行称重G2；
4)将步骤1)中的土壤重量G1减去步骤3)中烘干后的土壤重量即为土壤中的水分G3。
所述S3中，将得到的土壤水分信息和土壤所处深度作为坐标轴，绘制水分信息和深度的关系曲线，通过对比分析关系曲线得出水分信息和土壤深度的关系式。
所述S6中所述土壤采样的方法具体为：
1)确定采样部位和深度；
2)使用土壤采样装置进行采样；
3)对比各土壤种类和所处深度范围。
所述步骤S7中所述计算方法具体为：
1)先测定地表土壤的水分信息和土壤种类；
2)将地表水分信息带入到相应的土壤水分和深度的关系式中，得到在进入下一层土壤中前的土壤水分信息；
3)将步骤2)中得到的水分信息带入到与下一层土壤相对应的关系式中，一次重复上述操作，直到计算出所需深层土壤水分的预估值。
以上内容是结合具体实施方式对本发明做进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以作出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、收集各深度的土壤样品；
S2、将所收集的土壤进行水分分析，得到土壤各深度的水分含量；
S3、通过分析上述水分含量信息，可以得出此土壤的水分含量与深度的关系式Y1；
S4、对不同土壤进行循环上述S1-S3的步骤，得出各个土壤的水分含量与深度的关系式Yn；
S5、统计上述公式得出土壤水分含量与深度关系数据库集；
S6、检测地表土壤到深层土壤之间的土壤种类、各种土壤厚度及地表土壤的水分信息；
S7、将地表土壤的水分信息，通过上述数据库集中的公式计算即可估算出深层土壤的水分。
2.根据权利要求1所述的一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法，其特征在于：所述所述S1中的收集土壤样品采用土壤收集器进行收集。
3.根据权利要求1所述的一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法，其特征在于：所述S2中的水分分析具体方法为：
1)将收集的土壤样品进行称重G1；
2)将称重后的土壤在电子烘箱内进行烘干，烘干的环境为通风并保持100-110℃，烘干至恒重；
3)将烘干后的土壤进行称重G2；
4)将步骤1)中的土壤重量G1减去步骤3)中烘干后的土壤重量即为土壤中的水分G3。
4.根据权利要求1所述的一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法，其特征在于：所述S3中，将得到的土壤水分信息和土壤所处深度作为坐标轴，绘制水分信息和深度的关系曲线，通过对比分析关系曲线得出水分信息和土壤深度的关系式。
5.根据权利要求1所述的一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法，其特征在于：所述S6中所述土壤采样的方法具体为：
1)确定采样部位和深度；
2)使用土壤采样装置进行采样；
3)对比各土壤种类和所处深度范围。
6.根据权利要求1所述的一种基于地表土壤水分信息的深层土壤水分估算方法，其特征在于：所述步骤S7中所述计算方法具体为：
1)先测定地表土壤的水分信息和土壤种类；
2)将地表水分信息带入到相应的土壤水分和深度的关系式中，得到在进入下一层土壤中前的土壤水分信息；
3)将步骤2)中得到的水分信息带入到与下一层土壤相对应的关系式中，一次重复上述操作，直到计算出所需深层土壤水分的预估值。
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