一种干旱损失模型构建方法
【专利摘要】本发明提供了一种干旱损失模型构建方法，通过考虑干旱损失主要计算对象为农作物，确定典型区域单元土层厚度0～100cm处平均土壤含水量作为致灾因子引入干旱损失函数；根据土壤田间持水量、毛管断裂含水量、凋萎系数计算典型区域单元干旱损失函数S型曲线拐点处对应的土壤含水量；根据典型单元的实地调查数据和历史统计资料，获取典型区域单元农业实际干旱损失，结合土壤含水量的各临界值确定典型单元的农业干旱最大损失率，并向相似单元扩展，构建干旱损失函数模型。本发明简化了现有干旱损失的评估方法，估测结果更加准确；函数中不同区域对应的参数系统，实现了已有参数在相似区域的可扩展性和同一区域时间上的可更新性。
【专利说明】一种干旱损失模型构建方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于灾害损失计量模型构建领域，尤其涉及一种构建干旱损失函数模型的 方法。
【背景技术】
[0002] 中国是一个水旱灾害频发的国家，每年因各类水害造成的经济损失巨大，其中尤 以旱灾发生最为频繁。干旱是一种气象灾害，其造成的经济损失在气象灾害中是较为严重 的。因此建立简便有效的旱灾损失评价方法对灾害损失进行及时准确的评估，对于防灾减 灾十分必要。
[0003] 由于发生频率高、持续时间长，干旱对农业的影响最为显著。干旱损失的评估，有 效的计量方式是从受灾区域所对应的最小单元（一块农田、一户家庭）出发，进行损失计量 统计、汇总。实际上，在干旱发生时采用调查统计的方法估算损失，其时效性差，可操作性 低。而现有的评估技术计算方法复杂，仅限于特定研究区进行损失评估，难以向其他区域推 广。至今为止，缺少一种简单、规范、可扩展的干旱损失快速评估技术。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种构建干旱损失函数模型的方法，旨在解决干旱损失评 估方法复杂、不统一、评估结果不准确的问题。
[0005] 本发明是这样实现的，一种干旱损失模型构建方法，包括以下步骤：
[0006] S1、考虑干旱损失主要计算对象为农作物，确定典型区域单元土层厚度0?100cm 处土壤平均含水量Θ作为致灾因子引入干旱损失模型；
[0007] S2、根据土壤田间持水量0f、毛管断裂含水量0b、凋萎系数03计算典型区域单 元干旱损失函数S型曲线拐点处对应的土壤含水量；
[0008] S3、根据典型单元的实地调查数据和历史统计资料，获取典型区域单元农业实际 干旱损失，结合土壤含水量的各临界确定典型单元的农业干旱最大损失率，并向相似单元 扩展，构建干旱损失函数模型。
[0009] 优选地，在步骤S1之前还包括步骤：
[0010] so、根据区域的经济状况、社会生活状况的地区分布情况，将区域划分为若干单 元，并在其中选择出典型单元。
[0011] 优选地，所述典型单元定义为：在历史年份下发生过干旱，损失资料较完善，容易 开展实地调研或借助统计资料收集数据；典型区域单元应设立土壤水分监测站点，对田间 持水量和凋萎系数进行实时监测。
[0012] 优选地，在步骤S1中，由于土壤含水量Θ表示的是土壤的湿润程度，土壤含水量 越大，土壤越湿润，干旱损失就越小。因此在将土壤含水量指标引入模型中时需进行一定的 处理，将其转换为与干旱损失率呈正向关系的指标。引入土壤缺水率 X为田间持水量与土 壤含水量之差，即X = Θ f- Θ，所述土壤缺水率为完全满足农作物生长需求的土壤含水量 ef与实际土壤含水量θ之间的差值。
[0013] 优选地，在步骤S2中，干旱损失函数S型曲线具体为：
[0014] 轻度干旱时，土壤含水量较高Θ，缺水量较小，基本不影响农作物生长发育需求， 损失较小；当干旱程度加剧，土壤含水量低于毛管断裂含水量Θ b时，农作物生长受到明显 影响，影响产量，干旱损失快速上升；在此期间，由于抗旱措施的进行，使得损失速率减慢， 中间存在拐点；当干旱程度越发严重，土壤含水量低于凋萎系数9 3时，农作物枯萎死亡， 损失接近最大，之后趋于恒定，干旱损失的整个过程反应出土壤含水量对农业损失影响呈S 型曲线形态。
[0015] 优选地，在步骤S3中，所述干旱损失函数的数学表达式为：
【权利要求】
1. 一种干旱损失模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤： 51、 考虑干旱损失主要计算对象为农作物，确定典型区域单元土层厚度0?100cm处土 壤平均含水量Θ作为致灾因子引入干旱损失模型； 52、 根据土壤田间持水量0f、、毛管断裂含水量0b、凋萎系数0s计算典型区域单元干 旱损失函数S型曲线拐点处对应的土壤含水量； 53、 根据典型单元的实地调查数据和历史统计资料，获取典型区域单元农业实际干旱 损失，结合土壤含水量的各临界确定典型单元的农业干旱最大损失率，并向相似单元扩展， 构建干旱损失函数模型。
2. 如权利要求1所述的干旱损失模型构建方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括步 骤： S0、根据区域的经济状况、社会生活状况的地区分布情况，将区域划分为若干单元，并 在其中选择出典型单元。
3. 如权利要求1所述的干旱损失模型构建方法，其特征在于，所述典型单元定义为：在 历史年份下发生过干旱，损失资料较完善，容易开展实地调研或借助统计资料收集数据；典 型区域单元应设立土壤水分监测站点，对田间持水量和凋萎系数进行实时监测。
4. 如权利要求1所述的干旱损失模型构建方法，其特征在于，在步骤S1中，所述土壤平 均含水量Θ在引入干旱损失模型前需将其转换为与干旱损失率呈正向关系的指标，引入 土壤缺水率X为田间持水量与土壤含水量之差，即X = Θ f- Θ，所述土壤缺水率为完全满足 农作物生长需求的土壤含水量9f与实际土壤含水量Θ之间的差值。
5. 如权利要求1所述的干旱损失模型构建方法，其特征在于，在步骤S2中，干旱损失函 数S型曲线具体为： 轻度干旱时，土壤含水量Θ较高，缺水量较小，基本不影响农作物生长发育需求，损失 较小；当干旱程度加剧，土壤含水量低于毛管断裂含水量9)3时，农作物生长受到明显影响， 影响产量，干旱损失快速上升；在此期间，由于抗旱措施的进行，使得损失速率减慢，中间存 在拐点；当干旱程度越发严重，土壤含水量低于凋萎系数9 3时，农作物枯萎死亡，损失接近 最大，之后趋于恒定，干旱损失的整个过程反应出土壤含水量对农业损失影响呈S型曲线 形态。
6. 如权利要求1所述的干旱损失模型构建方法，其特征在于，在步骤S3中，所述干旱损 失函数的数学表达式为：
⑴； (2); 毛管断裂含水量一般为田间持水量Θ f的65%，参照毛管断裂含水量来判定旱情是否 发生，将作物出现永久凋萎现象所对应的凋萎系数作为损失达到极限对应的致灾因子的状 态值，则田间持水量与毛管断裂含水量之差对应 xa，即xa= Qf_Qb;田间持水量θ? 与凋萎系数es之差对应于&，即Xc;= 0f-es;根据s型曲线的中心对称性，可求得对应的 XD ;脆弱性参数α、最大损失率S可以根据对典型单元的实地调查获得。
【文档编号】G06F19/00GK104112067SQ201410313389
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】陈敏建, 马静, 李锦秀, 周飞, 朱寿峰, 曾向辉, 陈根发, 胡雅杰 申请人:中国水利水电科学研究院