一種干旱損失模型構(gòu)建方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種干旱損失模型構(gòu)建方法，通過考慮干旱損失主要計算對象為農(nóng)作物，確定典型區(qū)域單元土層厚度0～100cm處平均土壤含水量作為致災(zāi)因子引入干旱損失函數(shù)；根據(jù)土壤田間持水量、毛管斷裂含水量、凋萎系數(shù)計算典型區(qū)域單元干旱損失函數(shù)S型曲線拐點(diǎn)處對應(yīng)的土壤含水量；根據(jù)典型單元的實地調(diào)查數(shù)據(jù)和歷史統(tǒng)計資料，獲取典型區(qū)域單元農(nóng)業(yè)實際干旱損失，結(jié)合土壤含水量的各臨界值確定典型單元的農(nóng)業(yè)干旱最大損失率，并向相似單元擴(kuò)展，構(gòu)建干旱損失函數(shù)模型。本發(fā)明簡化了現(xiàn)有干旱損失的評估方法，估測結(jié)果更加準(zhǔn)確；函數(shù)中不同區(qū)域?qū)?yīng)的參數(shù)系統(tǒng)，實現(xiàn)了已有參數(shù)在相似區(qū)域的可擴(kuò)展性和同一區(qū)域時間上的可更新性。
【專利說明】一種干旱損失模型構(gòu)建方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于災(zāi)害損失計量模型構(gòu)建領(lǐng)域，尤其涉及一種構(gòu)建干旱損失函數(shù)模型的 方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 中國是一個水旱災(zāi)害頻發(fā)的國家，每年因各類水害造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大，其中尤 以旱災(zāi)發(fā)生最為頻繁。干旱是一種氣象災(zāi)害，其造成的經(jīng)濟(jì)損失在氣象災(zāi)害中是較為嚴(yán)重 的。因此建立簡便有效的旱災(zāi)損失評價方法對災(zāi)害損失進(jìn)行及時準(zhǔn)確的評估，對于防災(zāi)減 災(zāi)十分必要。
[0003] 由于發(fā)生頻率高、持續(xù)時間長，干旱對農(nóng)業(yè)的影響最為顯著。干旱損失的評估，有 效的計量方式是從受災(zāi)區(qū)域所對應(yīng)的最小單元（一塊農(nóng)田、一戶家庭）出發(fā)，進(jìn)行損失計量 統(tǒng)計、匯總。實際上，在干旱發(fā)生時采用調(diào)查統(tǒng)計的方法估算損失，其時效性差，可操作性 低。而現(xiàn)有的評估技術(shù)計算方法復(fù)雜，僅限于特定研究區(qū)進(jìn)行損失評估，難以向其他區(qū)域推 廣。至今為止，缺少一種簡單、規(guī)范、可擴(kuò)展的干旱損失快速評估技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種構(gòu)建干旱損失函數(shù)模型的方法，旨在解決干旱損失評 估方法復(fù)雜、不統(tǒng)一、評估結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。
[0005] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種干旱損失模型構(gòu)建方法，包括以下步驟：
[0006] S1、考慮干旱損失主要計算對象為農(nóng)作物，確定典型區(qū)域單元土層厚度0?100cm 處土壤平均含水量Θ作為致災(zāi)因子引入干旱損失模型；
[0007] S2、根據(jù)土壤田間持水量0f、毛管斷裂含水量0b、凋萎系數(shù)03計算典型區(qū)域單 元干旱損失函數(shù)S型曲線拐點(diǎn)處對應(yīng)的土壤含水量；
[0008] S3、根據(jù)典型單元的實地調(diào)查數(shù)據(jù)和歷史統(tǒng)計資料，獲取典型區(qū)域單元農(nóng)業(yè)實際 干旱損失，結(jié)合土壤含水量的各臨界確定典型單元的農(nóng)業(yè)干旱最大損失率，并向相似單元 擴(kuò)展，構(gòu)建干旱損失函數(shù)模型。
[0009] 優(yōu)選地，在步驟S1之前還包括步驟：
[0010] so、根據(jù)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)狀況、社會生活狀況的地區(qū)分布情況，將區(qū)域劃分為若干單 元，并在其中選擇出典型單元。
[0011] 優(yōu)選地，所述典型單元定義為：在歷史年份下發(fā)生過干旱，損失資料較完善，容易 開展實地調(diào)研或借助統(tǒng)計資料收集數(shù)據(jù)；典型區(qū)域單元應(yīng)設(shè)立土壤水分監(jiān)測站點(diǎn)，對田間 持水量和凋萎系數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測。
[0012] 優(yōu)選地，在步驟S1中，由于土壤含水量Θ表示的是土壤的濕潤程度，土壤含水量 越大，土壤越濕潤，干旱損失就越小。因此在將土壤含水量指標(biāo)引入模型中時需進(jìn)行一定的 處理，將其轉(zhuǎn)換為與干旱損失率呈正向關(guān)系的指標(biāo)。引入土壤缺水率 X為田間持水量與土 壤含水量之差，即X = Θ f- Θ，所述土壤缺水率為完全滿足農(nóng)作物生長需求的土壤含水量 ef與實際土壤含水量θ之間的差值。
[0013] 優(yōu)選地，在步驟S2中，干旱損失函數(shù)S型曲線具體為：
[0014] 輕度干旱時，土壤含水量較高Θ，缺水量較小，基本不影響農(nóng)作物生長發(fā)育需求， 損失較??；當(dāng)干旱程度加劇，土壤含水量低于毛管斷裂含水量Θ b時，農(nóng)作物生長受到明顯 影響，影響產(chǎn)量，干旱損失快速上升；在此期間，由于抗旱措施的進(jìn)行，使得損失速率減慢， 中間存在拐點(diǎn)；當(dāng)干旱程度越發(fā)嚴(yán)重，土壤含水量低于凋萎系數(shù)9 3時，農(nóng)作物枯萎死亡， 損失接近最大，之后趨于恒定，干旱損失的整個過程反應(yīng)出土壤含水量對農(nóng)業(yè)損失影響呈S 型曲線形態(tài)。
[0015] 優(yōu)選地，在步驟S3中，所述干旱損失函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種干旱損失模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 考慮干旱損失主要計算對象為農(nóng)作物，確定典型區(qū)域單元土層厚度0?100cm處土 壤平均含水量Θ作為致災(zāi)因子引入干旱損失模型； 52、 根據(jù)土壤田間持水量0f、、毛管斷裂含水量0b、凋萎系數(shù)0s計算典型區(qū)域單元干 旱損失函數(shù)S型曲線拐點(diǎn)處對應(yīng)的土壤含水量； 53、 根據(jù)典型單元的實地調(diào)查數(shù)據(jù)和歷史統(tǒng)計資料，獲取典型區(qū)域單元農(nóng)業(yè)實際干旱 損失，結(jié)合土壤含水量的各臨界確定典型單元的農(nóng)業(yè)干旱最大損失率，并向相似單元擴(kuò)展， 構(gòu)建干旱損失函數(shù)模型。
2. 如權(quán)利要求1所述的干旱損失模型構(gòu)建方法，其特征在于，在步驟S1之前還包括步 驟： S0、根據(jù)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)狀況、社會生活狀況的地區(qū)分布情況，將區(qū)域劃分為若干單元，并 在其中選擇出典型單元。
3. 如權(quán)利要求1所述的干旱損失模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述典型單元定義為：在 歷史年份下發(fā)生過干旱，損失資料較完善，容易開展實地調(diào)研或借助統(tǒng)計資料收集數(shù)據(jù)；典 型區(qū)域單元應(yīng)設(shè)立土壤水分監(jiān)測站點(diǎn)，對田間持水量和凋萎系數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測。
4. 如權(quán)利要求1所述的干旱損失模型構(gòu)建方法，其特征在于，在步驟S1中，所述土壤平 均含水量Θ在引入干旱損失模型前需將其轉(zhuǎn)換為與干旱損失率呈正向關(guān)系的指標(biāo)，引入 土壤缺水率X為田間持水量與土壤含水量之差，即X = Θ f- Θ，所述土壤缺水率為完全滿足 農(nóng)作物生長需求的土壤含水量9f與實際土壤含水量Θ之間的差值。
5. 如權(quán)利要求1所述的干旱損失模型構(gòu)建方法，其特征在于，在步驟S2中，干旱損失函 數(shù)S型曲線具體為： 輕度干旱時，土壤含水量Θ較高，缺水量較小，基本不影響農(nóng)作物生長發(fā)育需求，損失 較??；當(dāng)干旱程度加劇，土壤含水量低于毛管斷裂含水量9)3時，農(nóng)作物生長受到明顯影響， 影響產(chǎn)量，干旱損失快速上升；在此期間，由于抗旱措施的進(jìn)行，使得損失速率減慢，中間存 在拐點(diǎn)；當(dāng)干旱程度越發(fā)嚴(yán)重，土壤含水量低于凋萎系數(shù)9 3時，農(nóng)作物枯萎死亡，損失接近 最大，之后趨于恒定，干旱損失的整個過程反應(yīng)出土壤含水量對農(nóng)業(yè)損失影響呈S型曲線 形態(tài)。
6. 如權(quán)利要求1所述的干旱損失模型構(gòu)建方法，其特征在于，在步驟S3中，所述干旱損 失函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
⑴； (2); 毛管斷裂含水量一般為田間持水量Θ f的65%，參照毛管斷裂含水量來判定旱情是否 發(fā)生，將作物出現(xiàn)永久凋萎現(xiàn)象所對應(yīng)的凋萎系數(shù)作為損失達(dá)到極限對應(yīng)的致災(zāi)因子的狀 態(tài)值，則田間持水量與毛管斷裂含水量之差對應(yīng) xa，即xa= Qf_Qb;田間持水量θ? 與凋萎系數(shù)es之差對應(yīng)于&，即Xc;= 0f-es;根據(jù)s型曲線的中心對稱性，可求得對應(yīng)的 XD ;脆弱性參數(shù)α、最大損失率S可以根據(jù)對典型單元的實地調(diào)查獲得。
【文檔編號】G06F19/00GK104112067SQ201410313389
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】陳敏建, 馬靜, 李錦秀, 周飛, 朱壽峰, 曾向輝, 陳根發(fā), 胡雅杰 申請人:中國水利水電科學(xué)研究院