[發明專利]一種模擬節水灌溉稻田水量平衡各要素的裝置及方法

在審

• 申請號: 201811464610.1
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109377848A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 江賾偉;楊士紅;夏超凡;和玉璞;龐晴晴
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種模擬節水灌溉稻田水量平衡各要素的裝置，包括蒸滲儀(2)、土壤含水率數據采集系統(5)、雨量計(6)、控制中心(7)、透水管(1)、第一水位計(15)、定位水箱(16)、補水瓶(10)和蒸發皿(12)，其特征在于：所述蒸滲儀(2)上部種植植物(4)并與土壤含水率數據采集系統(5)相連，所述蒸滲儀(2)底部通過透水管(1)與定位水箱(16)底部的一側連接，所述定位水箱(16)底部的側壁與補水瓶(10)相連以形成平衡時維持水位和流速平衡的馬氏瓶系統，所述定位水箱(16)底部開設出水口，出水口與第一水位計(15)相連，所述土壤含水率數據采集系統(5)、雨量計(6)和蒸發皿(12)與控制中心(7)相連。

2.根據權利要求1所述的模擬節水灌溉稻田水量平衡各要素的裝置，其特征在于：所述控制中心(7)包括傳感器(71)、單片機(72)、人機交互設備(73)、計算機(74)和電源(75)，所述傳感器(71)收集土壤含水率、降雨量、蒸發量、滲漏量并傳遞給單片機(72)以調控灌水。

3.根據權利要求1所述的模擬節水灌溉稻田水量平衡各要素的裝置，其特征在于：所述補水瓶(10)內加裝第二水位計(11)，第二水位計(11)深至底部以測量補水瓶(10)的水位變化進而求得補水量。

4.根據權利要求1所述的模擬節水灌溉稻田水量平衡各要素的裝置，其特征在于：所述補水瓶(10)頂部設補水口(9)，并與控制中心(7)相連。

5.根據權利要求4所述的模擬節水灌溉稻田水量平衡各要素的裝置，其特征在于：所述補水瓶(10)的補水口(9)處和出水口處分別設置閥門a(8)和閥門b(14)，定位水箱(16)底部設有閥門c(17)，以控制馬氏瓶切換平衡和供水狀態。

6.根據權利要求1所述的模擬節水灌溉稻田水量平衡各要素的裝置，其特征在于：所述土壤含水率數據采集系統(5)每隔設定距離加裝探頭(3)，以測量不同深度的土壤含水率。

7.根據權利要求1所述的模擬節水灌溉稻田水量平衡各要素的裝置，其特征在于：所述蒸發皿(12)內部加裝液位測量儀(13)，測得實時蒸發量并反饋給控制中心(7)。

8.一種采用如權利要求1所述的模擬節水灌溉稻田水量平衡各要素的裝置的模擬方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟(1)，搭建水量平衡模擬裝置，并根據當地情況確定定位水箱(16)的埋深；

步驟(2)，關閉補水瓶(10)的閥門b(14)、定位水箱(16)的閥門c(17)，打開閥門a(8)，通過補水口(9)將補水瓶(10)加水至最大量程后完全密封，打開定位水箱(16)的閥門c(17)，補水瓶(10)向定位水箱(16)補水至平衡；

步驟(3)，打開補水瓶(10)的閥門b(14)進入測量狀態，分別測量稻田滲漏水量、地下水補給量和土壤含水率，計算蒸發量，測量降雨量，并通過控制中心(7)將數據傳給計算機，當補水瓶(10)缺水時補水并重復以上步驟；

步驟(4)，水量平衡各要素的校核：設蒸滲儀(2)的底面積為A，定位水箱(16)的底面積為S，補水瓶的底面積S₁，第一水位計(15)測得定位水箱(16)的水位變化為Δh₁，補水瓶(10)的第二水位計(11)測得水位變化為Δh₂，則滲漏量為(A+S)Δh₁，補水量為

9.根據權利要求8所述的模擬節水灌溉稻田水量平衡各要素的方法，其特征在于：步驟(3)中，根據第一水位計(15)測量稻田滲漏水量、根據第二水位計(11)測量地下水補給量，根據土壤含水率數據采集系統(5)測定土壤含水率，根據蒸發皿(12)的液位測量儀(13)計算蒸發量，根據雨量計(6)測量降雨量，并通過控制中心(7)將以上數據傳給計算機，當補水瓶(10)缺水時補水并重復以上步驟。