节水灌溉与数值测控技术研究

以SPAC理论多年来的试验成果为基础，给出了预报土壤湿度的两种方法：水量平衡法和水动力学法。据此确定未来的灌水时间和灌水量及相应的作物产量。采用数值测控技术及上述方法进行数据处理，可远程了解作物生长及其环境状况或控制喷、滴灌设备在大田或温室内实施灌溉。并根据环境数据的变化预测温室内是否有病虫害发生，试图将其消灭在萌发状态，以求达到节水、优质、高产之目的。     

一种土壤湿度检测系统设计

本文设计了一种无线土壤湿度采集装置,该装置通过湿度传感器HS1101对土壤湿度进行采集,然后将采集到的数据通过无线模块PTR2000发送出去,接收方接收到数据后解包,计算出湿度值并在液晶屏上显示。系统发射部分以AT89S52为核心,包括湿度采集、无线发射。接收部分也以AT89S52为核心,将无线接收、液晶显示结合起来,通过适当的软、硬件抗干扰处理,该系统具有实用性、小型化等特点。     

不同土壤湿度下硫酸盐还原菌对锌腐蚀的影响

利用微生物分析、交流阻抗测试技术等方法 ,研究了在不同湿度的同一类型土壤中硫酸盐还原菌对纯锌腐蚀的影响。结果表明 :土壤湿度对菌类生长的影响是显著的 ,硫酸盐还原菌量随着湿度的提高有递增现象 ;在不同的湿度下 ,接菌土壤中纯锌腐蚀速率和点蚀深度都明显大于灭菌土壤 ;随着含水量的增大 ,纯锌腐蚀速率也增大 ,当土壤含水量增大到 10 %～ 15 %时 ,腐蚀速率达到最大 ,然后腐蚀速率随着湿度增大而趋于减小 ;纯锌在接菌及灭菌土壤中的阻抗图谱均表现为单容抗半圆 ,在接菌土壤中阻抗值及阻抗半圆均比在灭菌土壤中小很多 ,说明硫酸盐还原菌增大了纯锌在土壤中的腐蚀速率。     

基于PLC的灌溉施肥控制系统的设计与实现

针对传统农田灌溉施肥存在的浪费水资源、液体肥不均匀等问题,提出利用欧姆龙SYSMAC C系列可编程控制器和组态王6.55监控软件设计一套PLC灌溉施肥控制系统,利用传感器采集数据控制农田按需灌溉、按量施肥,实现自动灌溉施肥和监控管理,节省人力、实用性强。     

基于ZigBee的土壤墒情监测系统

介绍了基于Zig Bee的土壤墒情监测系统的原理和设计.采用了大功率Zig Bee无线数传模块,有效地减少了节点的个数,提高了通信的可靠性.用太阳能电池供电,使得节点的长期稳定工作有了保障.可用于实时监测土壤的湿度、温度参数,为自动喷灌或滴灌提供土壤的墒情信息.实验证明:该系统具有可靠性高、成本低、实时性较强等优点,适合土壤墒情监测的需要.     

利用植被覆盖度-地表温度特征空间提取厦门市土壤湿度信息

土壤湿度是水文学、气象学以及农业科学研究领域的一个重要参数。利用1989年和1996年两个时相Landsat TM遥感卫星影像来获取厦门的植被覆盖度和地表温度,并由此构建了植被覆盖度和地表温度组成的特征空间,最后利用该特征空间反演了土壤湿度,并分析湿度在两个时相中的变化情况。结果显示,在所研究的时间段内,厦门西南老城区的湿度得到增加。但是在东北部城市建成区扩展的地区,土壤湿度则明显降低。     

不同土壤湿度和雨强下径流曲线模型的改进

前期土壤湿度条件和降雨强度是影响径流曲线（SCS-CN）模型径流量预测精度的重要因素。分析不同流域下二者对SCS-CN模型性能的影响,对提高模型预测精度至关重要。基于5个半干旱半湿润和湿润流域的降雨径流资料,利用偏相关分析和K-均值聚类改进SCS-CN模型。结果表明：在重新划分前期土壤湿度条件区间后,模型预测能力大幅度提升,有效降低模型平均偏差,纳什效率系数平均提高42.8%。基于最大10 min雨强对SCS-CN模型改进后,纳什效率系数得到一定提高,且半干旱半湿润流域的提升幅度略大于湿润流域。改进的模型在研究流域都取得较好的效果,平均偏差均低于7 mm;除呈村流域非汛期外纳什效率系数均达到0.93,平均提升89%;均方根误差平均降低29.2 mm。     

AMSR-E卫星反演土壤湿度与ECWMF,NECP再分析土壤湿度比较分析

土壤湿度是气象学、气候学研究领域的重要环境因子和过程参数。AMSR-E可提供全球范围的较长时序的卫星反演土壤湿度产品,将ECWMF和NECP再分析资料与AMSR-E土壤湿度产品进行时空比较,在评价三者一致性的同时对AMSR-E土壤湿度进行检验,并进一步使用站点观测资料(土壤湿度、降水量)对中国区域的AMSR-E、ECWMF以及NECP土壤湿度进行检验。结果表明：全球及中国区域AMSR-E、ECWMF与NECP土壤湿度空间分布特征一致性较好,但与ECWMF、NCEP相比AMSR-E土壤湿度在数值上明显偏小,尤其当AMSR-E土壤湿度数值较小时,与另两者的差距较大;三者土壤湿度均与降水量有较好的对应关系,比较而言,ECWMF和NECP土壤湿度与降水量的对应关系更好;与站点土壤湿度相比,ECWMF和NECP土壤湿度偏大,AMSR-E土壤湿度偏小,全国范围内2009年159个站点统计结果显示:ECWMF、NECP与站点的均方根误差(0.107、0.124)小于AMSR-E的均方根误差(0.127)。     

干旱灾害成灾过程数值模拟研究

以有限区域大气运动模式和土壤水热传导模式为基础,采用地表水分蒸发、地表水渗透、植被的蒸腾作用与根系吸水作用、地面风场4种过程作为模型的耦合方案,建立了用于干旱灾害成灾过程数值模拟的数学耦合模型.利用该数学模型模拟计算了1995年7月1～30日发生在长江中下游地区的干旱灾害,其干旱过程可分为土壤可供水量满足农作物需水量阶段、根系层土壤供水量小于农作物需水量阶段、农作物干旱阶段3个阶段,实践证明该模型对干旱灾害的发生发展过程具有很好的模拟能力.     

荒漠化露天矿土壤湿度监测模型的构建——以红沙泉矿区为例

土壤湿度作为表征矿区地表环境的重要指标,准确监测荒漠化露天矿的土壤湿度对矿区生态保护和可持续发展具有关键作用。以典型荒漠化露天矿区-准东红沙泉矿区及周边区域为研究对象,基于Landsat 8 OLI影像,利用基于植被信息的归一化植被指数NDVI、比值植被指数RVI、条件植被指数VCI,基于热红外波段的表观热惯量ATI和条件温度指数TCI以及基于反射率特征空间的垂直干旱指数PDI、土壤湿度监测指数SMMI反演红沙泉矿区的土壤湿度,结合实测土壤湿度数据验证得知上述指数的反演结果与实测样点的土壤湿度不符,即传统的土壤湿度指数不能单独作为研究区土壤湿度的指数因子。鉴于以上指数存在的不足和研究区特殊的生态环境,提出新裸岩石砾地指数NGLI,并结合SMMI、NGLI和NDVI通过线性加权构建一种适用于荒漠化露天矿区的土壤湿度模型NMSMI,最后评估其精度和适用性。结果表明：(1)构建的裸岩石砾地指数NGLI能够有效提取研究区裸岩石砾地和露天采坑的土壤湿度,NGLI与实测土壤湿度呈显著负相关(R²=0.245,P<0.01),验证点的均方根误差RMSE为0.009;(2)...