本发明涉及农业水资源管理，具体为一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估方法。
背景技术：
1、气候变化导致降水模式的变化和极端高温的增加，水稻对水资源的消耗有所增加。然而，有限的水资源无法满足水田用水量的增加，导致区域水供需失衡，加剧了区域水资源短缺。提高农业用水效率是缓解农业缺水的关键，分析水稻供需平衡变化特征可为提高农业用水效率提供坚实支撑。
2、在过去的几十年里，稻田的供需平衡及其对气候变化的反应不断增加。灌溉需水量是指实现最佳作物生长和产量所需的灌溉用水量，是灌溉水资源管理的重要指标。有效降水量是作物可用降水量的一部分。是维持区域农业水资源供需平衡的重要一环。近期研究基于灌溉需水量和有效降雨量，主要集中在3个方面：(1)历史灌溉需水量和有效降雨量的时空格局；(2)气候变化对作物灌溉需水量的影响)；(3)区域综合水资源、可用水资源与农业生产的关系。这些研究为区域农业水资源管理和农业水安全提供了重要支撑。
3、区域水资源供需平衡研究对水资源可持续管理具有重要意义，因为区域水资源往往受到气候变化和当地土地利用模式变化等多种因素的影响。已有研究往往借助于地面实测数据、多源遥感数据或者长序列气象数据，分析灌溉农田的供需变化，并评估了提高灌溉效率对农田扩张的贡献；或者分析气象因子和作物灌溉需水量的时空变化规律，通过建立基尼系数探讨水土资源平衡。
4、但是，现有技术存在的问题及缺陷为：
5、(1)这些研究主要集中在点尺度观测的灌溉需水量上，忽视了区域作物种植面积的动态演变及其空间分布格局。
6、(2)在开展区域水资源配置和调控时，基于作物实际分布评估水资源的供需是必不可少的。此外，大多数研究仅计算了整个作物生育期的作物灌溉需水量，而忽略了不同生育期作物需水量的时空差异。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估方法，能够动态评估水稻生育期内的水分供需状况，通过科学计算有效降雨量、作物需水量以及水土资源匹配指数，为精确灌溉提供了理论依据和实施指南。
2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估方法，包括以下步骤：
3、计算水稻生育期的有效降雨量；
4、根据作物系数和潜在蒸散量计算水稻的需水量；
5、评估水稻生育期的水土资源匹配指数；
6、计算水稻生育期的灌溉需水量。
7、优选的，所述潜在蒸散量是通过以下公式计算：
8、
9、其中，et0为作物潜在蒸散量(mm)；δ为温度变化曲线与饱和水汽压之间的斜率(kpa·℃-1)；rn为作物净辐射量(mj·m-2·d-1)；g为土壤热通量(mj·m-2·d-1)；γ为干湿表常数(kpa·℃-1)；t为空气温度(℃)；u2为地面2m高处平均风速(m·s-1)；es为饱和水汽压(kpa)；ea为实际水汽压(kpa)。
10、优选的，所述水土资源匹配指数是通过比较水资源有效供给量与作物需水量得到的，通过以下公式计算：
11、
12、其中，rt为研究时段t内的水土资源匹配指数；st为研究时段t内的水资源有效供给量，即广义水农业中的降雨量(m3)；dt为该平衡时段t内的水资源需求量，即水田作物需水量(m3)。
13、优选的，所述灌溉需水量是通过从作物需水量中减去有效降雨量得到的，通过以下公式计算：
14、iwrt＝dt-st
15、其中，iwrt表示单个棚格的灌溉需水量(mm)；dt表示单个棚格内作物生育期t内作物的需水量，即etc(mm)；st示单个棚格内作物生长期t内的有效降水量，即pem(mm)。
16、优选的，所述计算水稻生育期的灌溉需水量步骤还包括：
17、基于历史多期水田分布图计算整个研究区的灌溉需水量。
18、优选的，所述有效降雨量计算公式是根据美国农业部土壤保持局的方法确定的，通过以下公式计算：
19、
20、其中，pem为月有效降雨量(mm)，pm为月降雨量(mm)。
21、优选的，所述作物系数是根据作物的不同生育期预先确定的。
22、本发明还提供一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估装置，包括：
23、输入模块，用于接收水稻生育期降雨量和气象数据；
24、计算模块，用于执行有效降雨量和需水量的计算；
25、评估模块，用于确定水土资源匹配指数；
26、输出模块，用于显示灌溉需水量和水土资源匹配指数。
27、本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述的方法。
28、本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述的方法。
29、本发明提供了一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估方法。具备以下有益效果：
30、本发明可以准确评估水稻生育期内的水分供需状况，进而优化灌溉管理，节约用水，提高作物产量和品质。此外，通过科学的水土资源匹配指数评估，有助于实现水资源的可持续利用，对农业生产和水资源管理都具有重要意义。
1.一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估方法，其特征在于，所述潜在蒸散量是通过以下公式计算：
3.根据权利要求1所述的一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估方法，其特征在于，所述水土资源匹配指数是通过比较水资源有效供给量与作物需水量得到的，通过以下公式计算：
4.根据权利要求1所述的一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估方法，其特征在于，所述灌溉需水量是通过从作物需水量中减去有效降雨量得到的，通过以下公式计算：
5.根据权利要求4所述的一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估方法，其特征在于，所述计算水稻生育期的灌溉需水量步骤还包括：
6.根据权利要求1所述的一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估方法，其特征在于，所述有效降雨量计算公式是根据美国农业部土壤保持局的方法确定的，通过以下公式计算：
7.根据权利要求1所述的一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估方法，其特征在于，所述作物系数是根据作物的不同生育期预先确定的。
8.一种水稻生育期水分供需及其匹配度变化评估装置，用于实施如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
