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irrgiation/soil_Ke.py

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+# 计算土壤蒸发系数
+def calculate_ke(h, u2, rh_min, k_cb, DE_i_1,REW,fw,theta_fc,theta_wp):
+    """
+    计算土壤蒸发系数 ke
+    参数:
+        h: 株高(m)
+        u2: 2米高处风速(m/s)
+        rh_min: 最小相对湿度(%)
+        k_cb: 基础作物系数
+        DE_i_1: 前一天从土壤表层蒸发的累积深度(mm)
+        TEW: 总可蒸发水量(mm)
+        REW: 易蒸发水量(mm)
+        few: 裸露湿润的土壤的比值
+    返回:
+        ke: 土壤蒸发系数
+    """
+    K_cmin = 0.175
+    Z_e=0.12
+    kc_max = calculate_kc_max(h, u2, rh_min, k_cb)
+    fc = calculate_fc(k_cb, K_cmin, kc_max, h)
+    few = calculate_fev(fc, fw)
+    TEW = calculate_tew(theta_fc, theta_wp, Z_e)
+    kr = calculate_Kr(DE_i_1, TEW, REW)
+    term1 = kr * (kc_max - k_cb)
+    term2 = few * k_cb
+    return min(term1, term2),few
+
+# 每日土壤蒸发量累积量
+#土壤蒸发有效部分
+def calculate_fev(fc, fw):
+    fev = min(1 - fc, fw)
+    return fev
+#计算作物覆盖率fc
+def calculate_fc(Kcb, Kcmin, Kcmax, h):
+    #Kcb：作物基础系数，Kcmin：无地表覆盖的干燥土壤最小  值（约为 0.15－0.20），Kcmax：紧随湿润过程的土壤最大  值
+
+    fc = ((Kcb- Kcmin) / (Kcmax - Kcmin)) ** (1 + 0.5 * h)
+    return fc
+# 计算蒸发减少系数
+def calculate_Kr(DE_i_1, TEW, REW):
+    if DE_i_1 <= REW:
+        Kr = 1
+    else:
+        print("dd")
+        Kr = (TEW - DE_i_1) / (TEW - REW)
+    return Kr
+#计算Kcmax
+def calculate_kc_max(h: float, u2: float, rh_min: float, k_cb: float) -> float:
+    """
+    计算作物系数上限 kc_max
+    参数:
+        h: 株高(m)
+        u2: 2米高处风速(m/s)
+        rh_min: 最小相对湿度(%)
+        k_cb: 基础作物系数
+    返回:
+        kc_max: 作物系数上限
+    """
+    term1 = 1.2 + (0.04 * (u2 - 2) - 0.004 * (rh_min - 45)) * (h / 3) ** 0.3
+    term2 = k_cb + 0.5
+    return max(term1, term2)
+#计算TEW
+def calculate_tew(theta_fc: float, theta_wp: float, Z_e: float) -> float:
+    """
+    计算总可蒸发水量 TEW
+    参数:
+        theta_fc: 田间持水量(m³/m³)
+        theta_wp: 萎蔫系数(m³/m³)
+        Z_e: 土壤蒸发层深度(cm)
+    返回:
+        TEW: 总可蒸发水量(mm)
+    """
+    return 1000 * (theta_fc - theta_wp) * Z_e
+# 计算深层渗漏损失
+def calculate_DP_ei(P_i, RO_i, I_i, D_e_prev, f_w):
+    if (P_i - RO_i) + I_i / f_w - D_e_prev >= 0:
+        return (P_i - RO_i) + I_i / f_w - D_e_prev
+    else:
+        return 0
+
+# 计算每日土壤蒸发量累积量
+def calculate_D_ei(D_e_prev, P_i, I_i, E_i, f_w, f_ew):
+    RO_i=0
+    T_ew_i=0
+    DP_ei = calculate_DP_ei(P_i, RO_i, I_i, D_e_prev, f_w)
+    D_ei = D_e_prev - (P_i - RO_i) - I_i / f_w + E_i / f_ew + T_ew_i + DP_ei
+    return D_ei
+# 示例计算
+if __name__ == "__main__":
+    # # 示例参数
+    # h = 0.07  # 株高(m)
+    # u2 = 3.0  # 2米高处风速(m/s)
+    # rh_min = 20.0  # 最小相对湿度(%)
+    # k_cb = 0.4  # 基础作物系数
+    # K_s = 0.6  # 土壤导水率
+    # K_cmin = 0.175
+    #
+    # fw = 0.35  # 土壤表层被灌溉浸湿的部分
+    # DE_i = 6.24  # 前一天从土壤表层蒸发的累积深度(mm)
+    # DE_i_1 = 2.965  # 前一天从土壤表层蒸发的累积深度(mm)
+    # theta_fc = 0.2884  # 田间持水量(m³/m³)
+    # theta_wp = 0.1086  # 萎蔫系数(m³/m³)
+    # Z_e = 0.1 # 土壤蒸发层深度(m)
+    #
+    # # # # 计算 TEW
+    # # TEW = calculate_tew(theta_fc, theta_wp, Z_e)
+    # REW = 5.178  # 假设REW为TEW的40%
+    # # #
+    # # # # 计算各参数
+    # # kc_max = calculate_kc_max(h, u2, rh_min, k_cb)
+    # # fc = calculate_fc(k_cb, K_cmin, kc_max, h)
+    # # few= calculate_fev(fc, fw)
+    # # kr = calculate_Kr(DE_i_1,DE_i, TEW, REW)
+    # ke=calculate_ke(h, u2, rh_min, k_cb, DE_i_1,DE_i,REW)
+    # # 输出结果
+    #
+    # print(f"土壤蒸发系数 Ke: {ke:.4f}")
+    # 假设初始参数
+    TEW = 1000  # 总可蒸发水量，单位：mm
+    D_e_start = TEW  # 模拟开始时的初始D_e
+    D_e_prev = 0  # 模拟第一天的D_e，假设充分灌溉后为0
+    # 假设一些每日数据，实际应用中需替换为真实数据
+    P_i = 10  # 第i天的降雨量，单位：mm
+    RO_i = 0  # 第i天的降雨形成地表径流量，这里假定为0，单位：mm
+    I_i = 19  # 第i天渗入土壤的灌溉量，单位：mm
+    k_e = 0.14  # 土壤蒸发系数
+    ET_o = 8.188  # 参考作物蒸散量，单位：mm
+    E_i = k_e * ET_o  # 第i天的蒸发量
+    T_ew_i = 0  # 第i天湿润裸露表层土壤的蒸腾量，这里假定为0，单位：mm
+    f_w = 0.8  # 经灌溉湿润的土壤面积比值
+    f_ew = 0.6  # 裸露湿润土壤面积比值
+    D_ei = calculate_D_ei(D_e_prev, P_i, RO_i, I_i, f_w, f_ew)
+    print(f"第i天末土壤完全湿润后的累积蒸发（消耗）量为: {D_ei} mm")