一种测量农田降雨有效系数的测量系统及其测量方法技术方案

本发明专利技术公开了一种测量农田降雨有效系数的测量系统，属于土壤水分数据测量装置技术领域，包括有效降雨量测量装置、标准量雨筒，有效降雨量测量装置包括地下室、设置在地下室内部的自动称重机构，自动称重机构上设有收集桶，收集桶的容腔深度与农作物主根部深度相匹配，收集桶的桶口伸出地下室的顶壁且桶口与周围农田的土壤平齐，收集桶的底部设有排水口，标准量雨筒设置在同一农田处；还公开了一种测量农田降雨有效系数的测量方法，S1、根据自动称重机构测得的重量差值计算出有效降雨量；S2、根据标准量雨桶获得降雨量；S3、有效降雨量与降雨量的比值为有效降雨系数，可直观地、有效地测出有该处农田的降雨有效系数。地测出有该处农田的降雨有效系数。地测出有该处农田的降雨有效系数。

【技术实现步骤摘要】
一种测量农田降雨有效系数的测量系统及其测量方法


[0001]本专利技术涉及土壤水分数据测量装置
，特别是涉及一种测量农田降雨有效系数的测量系统及其测量方法。

技术介绍

[0002]在干旱、半干旱农田，降雨是补充灌溉的主要水源。作物对降雨的有效利用越充分，则对灌溉的需求就越少，因此能够有效测出农田对降雨的利用率，对于制定灌溉的制度是至关重要的。通常农田对降雨的利用率用降雨有效系数来表示，即有效降雨量与总降雨量的比值，有效降雨量的计算主要涉及降雨量、作物截留的雨水、地表径流损失、深层渗漏损失。
[0003]目前对于有效降雨量的测定没有直接的测量装置，国内外通常采用三种方式估算而得，第一种为传统的经验估算模型，即有效降水量是总降水量与有效降水利用系数(经验系数)之积。第二种和第三种分别为USDA
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SCS方法和Hershfield方法，这两种方法不考虑土壤种类，认为任一地区都可统一取普通类型的土壤、气候和土壤蓄水量的平均数进行估算，对不同地点的适用性有所限制。且有效降雨的影响因素众多，如降水总量、降水强度及历时；气象因素(包括气温、湿度、风速等)；土壤质地因素(包括地形、坡度、有机质量等)；还有降雨前根系层土壤贮水量、根系深度等，传统的经验估算模型仅把降雨量作为主导因素，对次降雨进行简单的折减计算分析，进而得到有效降雨量，这一过程忽略了许多重要的影响因素，其计算结果不能满足现代精细耕作的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是解决上述技术问题，提供一种测量农田降雨有效系数的测量系统及其测量方法，可直观地、简单有效地测出有效降雨量，通过标准量雨桶测出降雨量，根据有效降雨量和降雨量的比值即可准确测出该处农田的降雨有效系数。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种测量农田降雨有效系数的测量系统，包括有效降雨量测量装置、标准量雨筒，有效降雨量测量装置包括设置在农田下的地下室、设置在地下室内部的自动称重机构，自动称重机构上设有装满与周围农田相同土壤的收集桶，收集桶的容腔深度与农作物主根部深度相匹配，收集桶的桶口伸出地下室的顶壁且桶口与周围农田的土壤平齐，收集桶的底部设有排水口，标准量雨筒设置在同一农田处。
[0006]优选地，收集桶内表层土壤设有若干不同深度的TDR检测器。
[0007]优选地，TDR检测器的埋深分别为5cm、10cm、15cm、20cm和25cm。
[0008]优选地，收集桶内从表层土壤到底部土壤设有若干不同深度的张力计。
[0009]优选地，张力计的埋深分别为20cm、40cm、60cm、80cm和100cm。
[0010]优选地，桶口为与周围农田坡度相同、坡度倾斜方向相同的倾斜开口，倾斜开口的底部设有径流收集装置。
[0011]优选地，径流收集装置包括贴在收集桶侧壁上的径流收集量筒、引导桶口土壤径流流入径流收集量筒的导流板，导流板呈倒八字形。
[0012]优选地，地下室内设有与排水口连通的深层渗漏收集装置。
[0013]优选地，收集桶的外壁与地下室的内壁之间具有空腔。
[0014]还公开了一种测量农田降雨有效系数的测量方法，包括以下步骤：
[0015]S1、根据自动称重机构测得的收集桶在降雨前和降雨停止时的重量差值，计算出有效降雨量；
[0016]S2、根据标准量雨桶获得降雨停止时的降雨量；
[0017]S3、根据有效降雨量与降雨量的比值得到有效降雨系数。
[0018]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0019]1.通过标准量雨筒可测得一次降雨量，通过收集桶可模拟周围土壤环境、农作物生长情况和收集雨水，并在自动称重机构作用下测出一次降雨量前后重量变化下，即可得到当地农田有效降雨量，通过有效降雨量与降雨量比值即可得到降雨有效系数。
[0020]2.桶口底部加设径流收集装置，可测出径流降雨流失量，收集桶底部加设深层渗漏收集装置，可测出深层渗漏流失量，为灌溉所需用水提供重要参考依据。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为有效降雨量测量装置的示意图；
[0023]图2为有效降雨量测量装置的俯视图。
[0024]附图标记说明：1、地下室；2、自动称重机构；3、收集桶；4、桶口；5、农田土壤；6、排水口；7、径流收集量筒；8、导流板；9、深层渗漏收集装置；10、20cm深张力计；11、40cm深张力计；12、60cm深张力计；13、80cm深张力计；14、100cm深张力计；15、5cm深TDR检测器；16、10cm深TDR检测器；17、15cm深TDR检测器；18、20cm深TDR检测器；19、25cm深TDR检测器；20、空气；21、作物；22、封盖垫板；23、径流方向。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例1
[0027]本实施例提供了一种测量农田降雨有效系数的测量系统，如图1至图2所示，包括有效降雨量测量装置和标准量雨筒，标准量雨筒设置在有效降雨量测量装置的一旁。有效降雨量测量装置包括地下室1、自动称重机构2和收集桶3；在农田预定好的位置挖出一个凹坑，在凹坑上盖上封盖垫板22即得到了地下室1，封盖垫板22中部设有开口。自动称重机构2
安装在地下室1的底壁上，自动称重机构2的上方安放一个收集桶3，自动称重机构2可自动对收集桶3进行称重。收集桶3内装满农田中的土壤，收集桶3的桶口4通过封盖垫板22中部的开口伸出地下室1，收集桶3的桶口4与周围的农田土壤5平齐，使桶口4处的土壤也与周围的农田土壤5平齐，桶口4处种植上作物21，作物21的种类、播种密度和生长阶段与实测大田一致。收集桶3内部容腔深度与作物21主根部深度大致相同，收集桶3的底部设有排水口6。
[0028]一次降雨分成次降雨和有效降雨两种情况。
[0029]次降雨：主要是小于5mm的降雨量，这部分降雨会被作物21的叶片和茎秆吸收截留，不能到达作物21根区，对农田根区的水量没有任何贡献，所以称之为次降雨或者无效降雨。此时收集桶3中土壤的水分没有发生改变，有效降雨量为0mm，有效降雨系数为0。
[0030]有效降雨分成三种情况：
[0031]一是大于5mm的降雨，但不产生地表径流，有效降雨量为进入土层内部的降雨量(即进入收集桶3内的降雨量)，根据自动称重机构2在降雨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量农田降雨有效系数的测量系统，其特征在于，包括有效降雨量测量装置、标准量雨筒，所述有效降雨量测量装置包括设置在农田下的地下室、设置在所述地下室内部的自动称重机构，所述自动称重机构上设有装满与周围农田相同土壤的收集桶，所述收集桶的容腔深度与农作物主根部深度相匹配，所述收集桶的桶口伸出所述地下室的顶壁且所述桶口与周围农田的土壤平齐，所述收集桶的底部设有排水口，所述标准量雨筒设置在同一农田处。2.根据权利要求1所述的一种测量农田降雨有效系数的测量系统，其特征在于，所述收集桶内表层土壤设有若干不同深度的TDR检测器。3.根据权利要求2所述的一种测量农田降雨有效系数的测量系统，其特征在于，所述收...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小飞，段爱旺，王景雷，刘祖贵，陈震，张寄阳，
申请(专利权)人：中国农业科学院农田灌溉研究所，
类型：发明
国别省市：