【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及土壤分析，具體涉及一種識別土壤含水率中間穩定層的方法、裝置和設備。
技術介紹
1、在包氣帶水分運移過程中，水分通量的垂向流速往往是水平流速的100倍以上，因此包氣帶內水分通量的水平流速可忽略不計，研究包氣帶內水分通量的垂向運移特征便可探明包氣帶內的水分運移規律。因此，研究者通過設立土壤監測剖面，在包氣帶垂向方向不同深度處放置監測儀器來探明土壤含水率的變化規律，進而判斷土壤水在包氣帶內的流動特征以及土壤水與地下水的耦合關系。在常規條件下，在一場降水事件后，隨著水分逐漸向下入滲，土壤含水率對降水的響應時間隨著深度依次增加，在地表蒸散發等自然條件影響下，土壤含水率的日波動幅度隨著深度依次減小，這便是包氣帶的阻尼效應。然而，在地下水淺埋區，由于地下水臨近地表，使得該區域包氣帶較薄部位地下水位波動劇烈，進而影響該處附近的地下水位波動，地下水位的波動又會沿包氣帶垂直向上影響包氣帶內的水分運移。此環境下包氣帶內的土壤水受兩種驅動機制影響，其上部受地表氣象條件影響，其下部受地下水位波動影響，這兩種驅動力的作用使得土壤水在包氣帶中部受影響最弱，土壤含水率波動程度最小，即為土壤含水率中間穩定層。
2、現有的土壤含水率中間穩定層的識別方法是根據土壤含水率對降雨事件的響應時間來判斷，其具體方法是根據一場降雨事件后土壤含水率抬升幅度達到降水前土壤含水率10%的時刻為響應時刻，將響應時刻與降雨事件發生時刻差值即可獲得響應時間，通過響應時間沿著土壤剖面向下是否單向依次增加來判斷是否存在土壤含水率中間穩定層，在判斷土壤剖面存在土壤含水
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種識別土壤含水率中間穩定層的方法、裝置和設備，以克服現有技術中存在的問題。
2、為實現以上目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、第一方面，本申請提供了一種識別土壤含水率中間穩定層的方法，包括：
4、獲取監測剖面的土壤含水率實測數據集；
5、對所述實測數據集進行預處理，根據氣象條件對所述實測數據集進行劃分；其中，劃分后的所述實測數據集至少包括降水期實測數據集和干旱期實測數據集其中一種；
6、確定所有劃分后的所述實測數據集的土壤含水率中間穩定層；
7、根據所有劃分后的所述實測數據集的土壤含水率中間穩定層，確定所述監測剖面的土壤含水率中間穩定層。
8、進一步的，以上所述的方法，所述獲取監測剖面的土壤含水率實測數據集，包括：
9、確定至少3個所述監測剖面的監測點；
10、獲取每個監測點的土壤含水率實測數據集連續時間序列樣本；其中，每個所述監測點的實測數據集的時間跨度至少為1天，每天的數據量至少為12條，采集時間的氣象條件至少包括降雨情景和干旱情景其中一種。
11、進一步的，以上所述的方法，所述對所述實測數據集進行預處理，根據氣象條件對所述實測數據集進行劃分，包括：
12、通過監測數據統計方法，并根據數據采集時的氣象條件，對所述實測數據集進行劃分。
13、進一步的，以上所述的方法，確定所述降水期實測數據集的土壤含水率中間穩定層，包括：
14、根據所述降水期實測數據集，確定降雨情景初始時刻土壤各深度的含水率；
15、將降水后土壤含水率抬升10％的時刻定義為土壤含水率響應點，確定土壤各深度的響應時間；
16、根據所述土壤各深度的響應時間，確定所述監測剖面降水期的土壤含水率中間穩定層。
17、進一步的，以上所述的方法，確定所述干旱期實測數據集的土壤含水率中間穩定層，包括：
18、對所述干旱期實測數據集進行快速傅里葉變換，獲得不同頻率的功率譜密度；
19、根據所述不同頻率的功率譜密度，將所述干旱期實測數據集隨時間的變化規律轉變為頻率特征；
20、以預設時間為周期，監測土壤不同深度的功率譜密度大小；
21、根據所述土壤不同深度的功率譜密度大小，確定所述監測剖面干旱期的土壤含水率中間穩定層。
22、進一步的，以上所述的方法，所述根據所有劃分后的所述實測數據集的土壤含水率中間穩定層，確定所述監測剖面的土壤含水率中間穩定層，包括：
23、當所述實測數據集同時具有降水期實測數據集和干旱期實測數據集時，確定所述監測剖面降水期的土壤含水率中間穩定層的土壤深度和所述監測剖面干旱期的土壤含水率中間穩定層的土壤深度；
24、確定所述監測剖面降水期的土壤含水率中間穩定層的土壤深度和所述監測剖面干旱期的土壤含水率中間穩定層的土壤深度的重疊部分；
25、將所述重疊部分的土壤深度確定為所述監測剖面的土壤含水率中間穩定層；
26、當所述實測數據集只具備降水期實測數據集時，將根據所述降水期實測數據集測定的土壤含水率中間穩定層，確定為所述監測剖面的土壤含水率中間穩定層；
27、當所述實測數據集只具備干旱期實測數據集時，將根據所述干旱期實測數據集測定的土壤含水率中間穩定層，確定為所述監測剖面的土壤含水率中間穩定層。
28、第二方面，本申請提供了一種識別土壤含水率中間穩定層的裝置，包括：
29、數據獲取模塊，用于獲取監測剖面的土壤含水率實測數據集；
30、數據預處理模塊，用于對所述實測數據集進行預處理，根據氣象條件對所述實測數據集進行劃分；其中，劃分后的所述實測數據集至少包括降水期實測數據集和干旱期實測數據集其中一種；
31、子集土壤含水率中間穩定層確定模塊，用于確定所有劃分后的所述實測數據集的土壤含水率中間穩定層；
32、土壤含水率中間穩定層確定模塊，用于根據所有劃分后的所述實測數據集的土壤含水率中間穩定層，確定所述監測剖面的土壤含水率中間穩定層。
33、第三方面，本申請提供了一種識別土壤含水率中間穩定層的設備，包括處理器和存儲器，所述處理器與存儲器相連：
34、其中，所述處理器，用于調用并執行所述存儲器中存儲的程序；
35、所述存儲器，用于存儲所述程序，所述程序至少用于執行以上任一項所述的識別土壤含水率中間穩定層的方法。
36、本專利技術的有益效果為：
37、1.增加了新的判斷指標：傳統方法只是對降水時段的數據進行分析處理，從而確定土壤含本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種識別土壤含水率中間穩定層的方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取監測剖面的土壤含水率實測數據集，包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述對所述實測數據集進行預處理，根據氣象條件對所述實測數據集進行劃分，包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，確定所述降水期實測數據集的土壤含水率中間穩定層，包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，確定所述干旱期實測數據集的土壤含水率中間穩定層，包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據所有劃分后的所述實測數據集的土壤含水率中間穩定層，確定所述監測剖面的土壤含水率中間穩定層，包括：
7.一種識別土壤含水率中間穩定層的裝置，其特征在于，包括：
8.一種識別土壤含水率中間穩定層的設備，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述處理器與存儲器相連：
【技術特征摘要】
1.一種識別土壤含水率中間穩定層的方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取監測剖面的土壤含水率實測數據集，包括：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述對所述實測數據集進行預處理，根據氣象條件對所述實測數據集進行劃分，包括：
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，確定所述降水期實測數據集的土壤含水率中間穩定層，包括：
5.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：史佳鑫，歐陽愷皋，張震斌，史佳峰，
申請(專利權)人：遼寧工業大學，
類型：發明
國別省市：
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