引言
土壤水分特征是水文學(xué)研究的重點(diǎn)，在作物模型中也是計(jì)算土壤水平衡不可或缺的參數(shù)居凶。研究中一般用水分特征曲線來反映土壤的持水特征致板，滲透特征曲線可以反映土壤滲透特征右锨。
這里面有幾個主要的參數(shù)
- 永久萎蔫點(diǎn)（土壤水勢約為-1500kp）
- 最大田間持水量（土壤水勢約為-33kp）
- 飽和含水量（土壤水勢為0kp）
- 飽和滲透率（mm/h）
美國農(nóng)業(yè)局研發(fā)的軟件 soil water characteristic可以根據(jù)土壤的質(zhì)地（砂粒匾寝、粘粒搬葬、有機(jī)質(zhì)、土壤容重艳悔、碎石子含量急凰、鹽濃度）來估算土壤水分特征參數(shù)。
軟件界面
本文基于說明文檔里的參數(shù)計(jì)算基于python實(shí)現(xiàn)了土壤特征參數(shù)的估算以便于程序化的應(yīng)用猜年，由于鹽含量的沒看太多抡锈，本程序沒有考慮鹽含量的影響
代碼
import numpy as np
def soil_data(s, c, om, b=1.37, Rw=0):
"""
author: Shuai-jie Shen 沈帥杰
CSDN: https://blog.csdn.net/weixin_45452300
公眾號: AgBioIT
簡書: http://www.reibang.com/u/340aa9a27181
輸入?yún)?shù)包括砂粒s、粘粒c乔外、有機(jī)質(zhì)含量om床三，土壤容重b和碎石子含量Rw(可選)
輸出為永久萎蔫點(diǎn)pwp、田間持水量fc_v袁稽、飽和含水量sat_v勿璃、飽和最大滲透率Kb(mm/h)
"""
s = s # sand % (0-100)
c = c # clay % (0-100)
om = om # organic matter % (0-100)
b = b # bulk g/cm3 (0-100)
Rw = Rw # gravel weight rate (0-1)
# 永久萎蔫點(diǎn) PWP文中θ1500
pwp = 1.14*(-0.00024*s+0.00487*c+0.006*om+0.00005*s*om-0.00013*c*om+0.0000068*s*c+0.031)-0.02
# 田間持水量 FC 文中θ33
o33 = -0.00251*s+0.00195*c+0.011*om+0.00006*s*om-0.00027*c*om+0.0000452*s*c+0.299
fc = o33+1.283*o33*o33-0.374*o33-0.015
# 飽和含水量-FC θ（S-33）
s_33 = 1.636*(0.00278*s+0.00034*c+0.022*om-0.00018*s*om-0.00027*c*om-0.0000584*s*c+0.078)-0.107
# 飽和含水量
sat = fc+s_33-0.00097*s+0.043
# 校正后田間持水量與飽和含水量
pn = 2.65*(1-sat)
df = b/pn
if df<0.9:
df=0.9
elif df>1.3:
df=1.3
pdf = pn*df
# 校正過的田間持水量
fc_v = fc-0.2*(fc+s_33-0.00097*s+0.043-(1-pdf/2.65))
# 校正后飽和含水量
sat_v = 1-(pdf/2.65)
# 飽和導(dǎo)水率mm/h
y = (np.log(fc_v) - np.log(pwp))/(np.log(1500) - np.log(33))
Ks = 1930*(sat_v - fc_v)**(3 - y)
# gravel校正導(dǎo)水率
a = b/2.65
kb_ks = (1-Rw)/(1-Rw*(1-3*a/2))
Kb = kb_ks*Ks
return [pwp, fc_v, sat_v, Kb]
soil_data(20,20,2.5,1.37,0.0)
結(jié)果
[0.1365448, 0.3210563234370656, 0.4830188679245282, 12.32810667755292]
軟件的option里可以換單位擒抛，結(jié)果與軟件有微小差異推汽，可能是計(jì)算時保留小數(shù)位數(shù)不同所致。
