[發明專利]一種灌水頻率與強度的確定方法

有效

• 申請號: 201710551828.X
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107330805B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 張國華;謝崇寶;皮曉宇
• 申請（專利權）人: 中國灌溉排水發展中心;北京中灌綠源國際咨詢有限公司
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02;G06F30/20
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 江崇玉

本發明公開了一種灌水頻率與強度的確定方法，屬于灌溉領域。所述方法通過接收用戶輸入的多個灌水強度集合，然后計算出每個灌水強度集合對應的水分利用率，水分利用率越高的灌水強度集合，造成的水資源利用率越高，水分利用率越低的灌水強度集合，造成的水資源利用率越低。在本實施例中，輸出水分利用率最高的灌水強度集合包括的每個灌水強度以及每個灌水強度對應的灌水持續時間和灌水起始時間，供用戶對作物進行灌水，從而提高了水資源的利用效率。

技術領域

本發明涉及灌溉領域，特別涉及一種灌水頻率與強度的確定方法。

背景技術

農田灌水頻率指灌水間隔的時長，農田灌水強度指每次灌水的水量，農田灌水頻率和灌水強度是擬定農田灌溉計劃需要確定的重要內容。

少數有條件的地區，通常采用農田灌溉試驗方法來確定灌水頻率和灌水強度，其他地區只能依靠以往的灌水經驗確定。然而，試驗方法確定灌水頻率和灌水強度是一項費時費力的工作，不同地區的灌水頻率和灌水強度也不能通用，因此，目前大部分地區僅憑經驗來擬定農田灌溉計劃，造成水資源利用效率低下。

發明內容

為了提高水資源的利用效率，本發明提供了一種灌水頻率與強度的確定方法。所述技術方案如下：

本發明提供了一種灌水頻率與強度的確定方法，所述方法包括：

接收用戶輸入的多個灌水強度集合、下邊界條件方程的方程名稱、T個單位時段內的每個單位時段的理論蒸騰強度、所述每個單位時段的下邊界水分通量和待測試土壤中的Z個位置點中每個位置點在第0單位時段的土壤含水率，所述Z個位置點位于同一條直線上且所述直線垂直于所述待測試土壤的表面，所述Z個位置點中相鄰兩位置點之間的間隔為預設距離，所述多個灌水強度集合中的任一個灌水強度集合包括多個灌水強度以及所述多個灌水強度中的每個灌水強度對應的灌水持續時間和灌水起始時間；

建立所述方程名稱對應的下邊界條件方程；

根據目標灌水強度集合中包括每個灌水強度對應的灌水起始時間，確定所述目標灌水強度集合中是否定義在第i個單位時段內灌水，所述目標灌水強度集合是所述多個灌水強度集合中的任一個灌水強度集合，i＝1、2、3……T，T為大于0的整數；

如果沒有定義在第i個單位時段內灌水，則根據所述每個位置點在第i-1單位時段的土壤含水率計算第i個單位時段內待測試土壤的表層平均體積含水率根據所述表層平均體積含水率構建上邊界方程，且所述上邊界方程為如下公式(1)所示的第i單位時段的目標上邊界方程：

在公式(1)中，E_S(i)為第i單位時段內的土壤蒸發強度；θ₁和θ₂分別為預設的表層土壤平均體積含水率，E_S0為預設水面蒸發強度，a、b為預設值；

如果定義在第i個單位時段內灌水，根據所述每個位置點在第i-1單位時段的土壤含水率建立第i單位時段的目標上邊界方程；

根據所述下界條件方程、所述目標上邊界方程和預設的土壤含水率分布變化模型計算第i個單位時段內所述每個位置點的土壤含水率；

根據第i個單位時段內所述每個位置點的土壤含水率，按如下公式(2)計算第i個單位時段內作物的實際蒸騰量

在公式(2)中，為第z個位置點在第i個單位時段內的土壤含水率，L(i)為作物根系在第i個單位時段內的生長長度，E_C(i)為第i單位時段的理論蒸騰強度，Δz為相鄰兩個位置點之間的距離，Δt為單位時段的時長，A、θ_min和θ_max分別為預設值；