申请/专利权人：扬州大学

申请日：2019-04-29

公开（公告）日：2021-10-12

公开（公告）号：CN110419415B

主分类号：A01G25/00(20060101)

分类号：A01G25/00(20060101);G06Q10/04(20120101);G06Q50/02(20120101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.10.12#授权;2019.12.03#实质审查的生效;2019.11.08#公开

摘要：本发明涉及一种基于降水预报的大型灌区水稻田灌溉计划优化方法，包括以下步骤：1确定所需灌溉要求的参数；2测量灌区稻田水层灌溉起始日前一日实时深度，确定灌溉水层的起始深度；3根据灌区面积和干渠闸门分布划分轮灌组，确定每组灌溉所需时间di，以及完成所有灌溉所需时间ds；4获取优化灌溉所需要的ds天内灌区每天平均降水量预报数据；5通过灌区平均降水量预报数据，灌溉起始田间水层深度，田间渗漏量推算灌溉所需ds天内逐日田间水层深度；6根据逐日田间水层深度及灌溉要求完成每个轮灌组的灌溉计划：7重复步骤1到6直至水稻整个生育期结束。通过本发明，能够优化并减少灌溉用水，提高水资源利用效率。

主权项：1.一种基于降水预报的大型灌区水稻田灌溉计划优化方法，其特征在于，包括以下步骤：1根据水稻生长时期、灌溉方式、灌溉时段及灌区地点确定所需灌溉要求的参数；2测量灌区稻田水层灌溉起始日前一日实时深度，确定灌溉水层的起始深度；3根据灌区面积和干渠闸门分布划分轮灌组，确定每组灌溉所需时间di，以及完成所有灌溉所需时间ds，其中，ds小于等于7；4获取优化灌溉的ds天内灌区每天平均降水量预报数据；5通过灌区平均降水量预报数据，灌溉起始田间水层深度、田间渗漏量及作物需水量利用水量平衡方程推算灌溉ds天内灌区逐日田间水层深度；6根据逐日田间水层深度及灌溉要求完成每个轮灌组的灌溉计划；7重复步骤1到6直至水稻整个生育期结束；所述步骤1具体包括以下步骤：a.确定需要优化灌溉水量的灌区地点、灌溉时段、所使用的灌溉方式及灌溉时该区域水稻所属生长时期；b.根据步骤a中信息确定该灌区适宜水层上限hmax，适宜水层下限hmin，土壤含水量下限θmin，土壤干容重田间渗漏量DP以及水面蒸发量Z以及α值，田间持水量θ0，水稻的根系活动层深度S；α值由下表给定： c.根据水稻生长时期，利用α值法，即下式将水面蒸发量Z转化为作物需水量ET：ET＝αZ；d.根据土壤含水量下限θmin，土壤干容重利用下式计算地下湿润水层下限hsmax： 其中ρ为水的密度，ρ＝1gcm3；所述步骤2具体包括以下步骤：a.确定灌溉起始日；b.在灌溉起始日前一日在灌区实测水层深度H0；所述步骤3具体包括以下步骤：a.确定灌区的面积；b.根据灌区面积及干渠闸门分布情况，将灌区划分为s个轮灌组，每组面积不大于20万亩；c.根据轮灌组面积确定每组所需天数di；灌区组面积小于或等于5万亩，di等于1；灌区组面积大于5万亩且小于或等于10万亩，di等于2；灌区组面积大于10万亩且小于或等于20万亩，di等于3；e.计算灌区灌溉所需总时间ds： ds需小于等于7。f.确定每个轮灌组灌溉的先后顺序与日期；所述步骤4具体包括以下步骤：a.获取以灌区中心为圆心，以100公里为半径的圆形区域内所有m个气象预报站点ds天内每天的降水量预报数据yi,ji＝1,2,...,ds；j＝1,2,...,m；b.计算灌区中心至有m个气象预报站点的距离rm，以及总距离rs： c.计算每个气象站点降水在灌区平均降水量预报数据中的权重ωj,j＝1,2,...,m： d.计算灌区ds天内每天的平均降水量预报数据Ti,i＝1,2,...,ds： 所述步骤5具体包括以下步骤：a.通过灌区平均降水量预报数据，灌溉起始田间水层深度H0，田间渗漏量DP，作物需水量ET，利用下式推算灌溉ds天内逐日田间水层深度Hi，注意无表面水层时，水层深度指地下水层表面到稻田表面的距离；Hi＝Hi-1+Ti-ET-DP,i＝1,2,...,ds；第i,i-1天都有表面水层；或者Hi＝-Hi-1+Ti-ET-DP,i＝1,2,...,ds；第i天有表面水层，第i-1天无表面水层；或者Hi＝|Hi-1+Ti-ET-DP|,i＝1,2,...,ds；第i天无表面水层，第i-1天有表面水层；或者Hi＝|-Hi-1+Ti-ET-DP|,i＝1,2,...,ds；第i,i-1天都无表面水层；b.未灌溉时，每个轮灌组的田间水层深度都相等；所述步骤6具体包括以下步骤：a.有表面水层时比较轮灌组第i天田间水层深度Hi与hmax的大小；若Hi大于hmax则该轮灌组在第i天需要排水，排水量hp＝Hi-hmax；若Hi小于等于hmax且轮灌计划中已轮到该组灌溉则第i天开始灌溉该组至田间水层达到hmax，然后在本次灌溉计划中将该组排除，不再灌溉；否则该组第i天不需要灌溉也不需要排水；b.无表面水层时，比较第i天水层深度Hi与hsmax的大小；若Hi大于或等于hsmax则该组必须在第i天开始灌溉至适宜水层上限hmax；若Hi小于hsmax且轮灌计划中未轮到该组灌溉，则该组第i天不需要灌溉；若Hi小于hsmax但轮灌计划中已轮到该组灌溉，则第i天开始灌溉该组至田间水层深度达到hmax，然后在本次灌溉计划中将该组排除，不再灌溉；e.重复以上步骤a和b，直至所有轮灌组完成灌溉计划。

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