2019107845798一种基于土壤水分动态平衡的作物生产水足迹测算方法.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN110490473B
(45)授权公告日2022.11.01
(21)申请号201910784579.8G06F17/18(2006.01)
(22)申请日2019.08.23(56)对比文件
(65)同一申请的已公布的文献号CN108077042A,2018.05.29
申请公布号CN110490473ACN107133881A,2017.09.05
CN105230451A,2016.01.13
(43)申请公布日2019.11.22CN103226791A,2013.07.31
(73)专利权人西北农林科技大学单纯宇等.海河流域作物水足迹研究《.灌溉
地址712100陕西省咸阳市杨凌示范区邰排水学报》.2016,
城路3号吴普特等.区域主要作物生产实体水-虚拟
(72)发明人吴普特卓拉王伟栗萌水耦合流动过程《.科学通报》.2019,
(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任审查员李丹
公司61200
专利代理师房鑫
(51)Int.Cl.
G06Q10/06(2012.01)
G06Q50/02(2012.01)权利要求书3页说明书7页附图1页
(54)发明名称
一种基于土壤水分动态平衡的作物生产水
足迹测算方法
(57)摘要
一种基于土壤水分动态平衡的作物生产水
足迹测算方法，包括以下步骤：获取测算区域土
壤类型与土壤含水量S；获取测算时段内作物种
植条件数据；获取测算对象作物的生产特征属
性；计算作物生长期内的土壤蒸发量与作物蒸腾
量；测算田间地表径流量；测算土壤深层下渗量；
表征土壤水分动态，区分蓝、绿土壤水分平衡；计
算相应供水和灌溉方式下作物蓝水资源消耗量、
绿水资源消耗量；计算作物相应供水和灌溉方式
下作物生产蓝水足迹、作物生产绿水足迹；计算
作物生产输水损失蓝水足迹；作物生产输水损失
蓝水足迹等于区域灌溉输配水量与该区域输配
水损失系数之积，区域灌溉输配水量为总灌溉用
水量。本发明有效提高了区域作物生产水足迹的
测算精度。
CN110490473B
CN110490473B权利要求书1/3页

1.一种基于土壤水分动态平衡的作物生产水足迹测算方法，其特征在于，包括以下步
骤：
步骤1：获取测算区域土壤类型与土壤含水量S；获取测算时段内作物种植条件数据，所
述作物种植条件数据包括测算区域日最高温、日最低温和日降水量PR[t]以及参考作物蒸

发蒸腾量ET0[t]；获取测算对象作物的生产特征属性，所述测算对象作物的生产特征属性

包括测算对象的灌溉方式、相应灌溉方式下作物表层土壤湿润率fw、灌水定额IRR[t]、作物
种植区灌溉水利用系数、作物生育期gp、作物单位面积产量Y、生长阶段植被覆盖度CC*[t]；
步骤2：计算作物生长期内的土壤蒸发量与作物蒸腾量；
作物生长期土壤蒸发量由参考作物蒸发蒸腾量、土壤蒸发系数与土壤水压力系数相乘
得到：

E[t]＝Kr[t]×Ke[t]×ET0[t](1)

式(1)中，E[t]为第t天田间土壤蒸发量，单位mm；Kr[t]为土壤水分压力系数，无量纲，指

示因土壤水分不足而达不到最大蒸发能力的程度；Ke[t]为土壤蒸发系数，无量纲，由植被
*
覆盖度CC[t]与相应灌溉方式下作物表层土壤湿润率fw共同决定其大小：
*
Ke[t]＝(1‑CC)×fw×Kex(2)

式(2)中，Kex为土壤最大蒸发系数，无量纲，指土壤完全湿润条件下蒸发强度；
作物生长期腾发量由植被覆盖度、作物系数与土壤水分胁迫系数共同决定；
*
Tr[t]＝Ks[t]×CC[t]×KC,Tr[t]×ET0[t](3)

式(3)中，Tr[t]为第t天作物腾发量，单位mm；Ks[t]为影响气孔关闭或土壤渗水能力的

水分胁迫系数，无量纲；KC,Tr[t]为作物蒸腾系数，无量纲；
ET[t]＝E[t]+Tr[t](4)
式(4)中，ET[t]为第t天田间蒸发蒸腾量，单位mm；
步骤3：根据降雨强度测算田间地表径流量；
步骤4：根据降雨、灌溉定额及土壤饱和时的含水量测算土壤深层下渗量；
步骤5：表征土壤水分动态，区分蓝、绿土壤水分平衡；

步骤6：计算相应供水和灌溉方式下作物蓝水资源消耗量CWUb、绿水资源消耗量CWUg；

步骤7：计算作物相应供水和灌溉方式下作物生产蓝水足迹WFb、作物生产绿水足迹WFg；
步骤8：计算作物生产输水损失蓝水足迹；作物生产输水损失蓝水足迹等于区域灌溉输
配水量与该区域输配水损失系数之积，区域灌溉输配水量为总灌溉用水量。
2.根据权利要求1所述基于土壤水分动态平衡的作物生产水足迹测算方法，其特征在
于：所述步骤1的测算区域土壤类型与土壤含水量S，是根据用户的设定划定测算对象，包括
作物、区域、时段，从系统数