[發明專利]稻田自動化智能灌溉系統以及采用該系統進行農田灌溉的方法

有效

• 申請號: 201410030349.X
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103814795A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 黃勇;陳子潤;陳志良;曹衛紅
• 申請（專利權）人: 江蘇冠甲水利科技有限公司
• 主分類號: A01G25/00
• 分類號: A01G25/00;A01G25/16;E03B5/00
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

1.一種稻田自動化智能灌溉系統，其特征在于：包括提水泵站、農渠、農田灌溉自動控制裝置和稻田土壤水分監控裝置；

一提水泵站，該提水泵站設置在水源側，包括一個與水源連通的進水池，一個與農渠連通的出水池，一組配備變頻電機的提水泵，以及一控制提水泵變頻電機啟閉的提水泵啟閉控制器；提水泵的進水口A、出水口A分別對應進水池和出水池，并在進水池、出水池內分別設置有液位傳感器A和液位傳感器B，所述液位傳感器A和液位傳感器B接入提水泵啟閉控制器；

若干農渠，由干渠以及連通干渠的支渠組成，干渠與出水池直接連通；

至少一設置在農田內的稻田土壤水分監控裝置，包括一個地下水位觀測井，一個設置在地下水位觀測井內的液位計，以及一個稻田土壤水分控制器，該稻田土壤水分控制器可根據液位計的輸出信號控制提水泵啟閉控制器動作；

若干農田灌溉自動控制裝置，設置在農田與農渠之間，用于根據農田水位將支渠內灌溉水自動灌入農田或切斷灌水。

2.根據權利要求1所述的稻田自動化智能灌溉系統，其特征在于：所述稻田自動化智能灌溉系統還包括一水質自動檢測裝置，該水質自動檢測裝置具有一個PH值檢測儀，一個溶解氧檢測儀，以及一個水質自動報警控制器，所述PH值檢測儀以及一個溶解氧檢測儀的輸出信號接入水質自動報警控制器；水質自動報警控制器還具有一個與提水泵啟閉控制器通訊的輸出端口。

3.根據權利要求1所述的稻田自動化智能灌溉系統，其特征在于：所述農田灌溉自動控制裝置包括儲水箱、增壓機構、閥瓣和浮球引導機構；儲水箱具有一個位于底部的出水口B，出水口B設置有閥座，還具有一個位于底部或側壁的進水口B，該進水口B通過管道與支渠連通；增壓機構為一內置于儲水箱底部的導流增壓罩，該導流增壓罩罩在儲水箱的出水口B上；導流增壓罩的頂部具有一個位于出水口B正上方的導流增壓口；所述導流增壓罩內的空間中由導流增壓口至出水口之間形成的區域為導流增壓區，其余區域為緩沖區；閥瓣內置于導流增壓罩內，并可與出水口B閥座配合實現出水口B的完全密封；浮球引導機構用于根據農田水層深度控制閥瓣動作的，包括一用于引導閥瓣動作的浮球，以及連接浮球與閥瓣的杠桿組件；該浮球設置在儲水箱外，所述浮球位于下限位狀態，浮球通過杠桿組件驅動閥瓣移動至導流增壓口一側；浮球位于上限位狀態，浮球通過杠桿組件驅動閥瓣與出水口閥座配合封閉出水口B。

4.根據權利要求1、2或3所述的稻田自動化智能灌溉系統，其特征在于：所述稻田土壤水分控制器通過無線通訊模塊實現與提水泵啟閉控制器的通訊。

5.根據權利要求1、2或3所述的稻田自動化智能灌溉系統，其特征在于：所述稻田土壤水分控制器配備有水稻生育期各時段所需灌水量上、下限的波段開關。

6.根據權利要求1、2或3所述的稻田自動化智能灌溉系統，其特征在于：所述稻田土壤水分控制器配備有水稻生育期各時段所需灌水量上、下限的可編程數據庫，以及石英鐘模塊。

7.一種采用權利要求1所述稻田自動化智能灌溉系統進行稻田灌溉的方法，其特征在于本發明中稻田灌溉方法具體為：

步驟S1：首先，由稻田土壤水分監控裝置檢測稻田地下水埋深；并根據稻田土壤的土質、土層深度選擇相應的稻田地下水埋深與土壤含水率關系曲線，進而計算出該片稻田的即時土壤含水率，記做Wa；

步驟S2：將即時土壤含水率Wa與稻田的生育期對應，選擇出稻田在該生育期內需要良好生長所需的土壤含水率下限W_下；

當即時土壤含水率低于稻田在該生育期內土壤含水率下限時，即Wa＜W_下；提水泵啟閉控制器根據稻田土壤水分檢測裝置的輸出信號控制提水泵的開啟，給農渠進行供水；

當即時土壤含水率高于稻田在該生育期內土壤含水率上限時，即Wa＞W_上；提水泵啟閉控制器根據稻田土壤水分檢測裝置的輸出信號控制提水泵的關閉，停止給農渠供水；

步驟S3：農田灌溉自動控制裝置根據稻田的即時水位間歇性的將支渠內灌溉水自動灌入稻田，當稻田內水位切斷灌水。

8.根據權利要求7所述稻田灌溉的方法，其特征在于：所述稻田地下水埋深與土壤含水率關系曲線中，

當土質為輕壤土時，水稻根系密集層的土壤深度在0~20cm時，Wa=26.5H-0.155；水稻根系密集層的土壤深度為0~30cm時，Wa=26.5H-0.146；

當土質為砂壤土時，水稻根系密集層的土壤深度在0~20cm時，Wa=29.7H-0.067；水稻根系密集層的土壤深度為0~30cm時，Wa=27.3H-0.062；

當土質為重壤土時，水稻根系密集層的土壤深度在0~20cm時，Wa=31.1H-0.067；水稻根系密集層的土壤深度為0~30cm時，Wa=29.7H-0.063；

其中，H為淺層地下水埋深，其單位為m。