[發(fā)明專(zhuān)利]一種適于灌區(qū)的灌溉調(diào)度方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911341486.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110754333A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋成法;繳錫云;徐銀忠;顏愛(ài)忠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中蘇科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A01G25/00
• 分類(lèi)號(hào): A01G25/00;G06Q10/06;G06Q50/02;G06N20/00
• 代理公司: 32252 南京鐘山專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 陳月菊

本發(fā)明公開(kāi)了一種適于灌區(qū)的灌溉調(diào)度方法，包括：生成輪灌組、干渠、片區(qū)三者之間的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)；以自流灌溉面積與計(jì)劃片區(qū)的總灌溉面積之比大于預(yù)設(shè)的比例閾值、每個(gè)計(jì)劃片區(qū)的灌溉量在允許灌溉量范圍內(nèi)為限定條件，生成至少一種灌溉方案，每種灌溉方案對(duì)應(yīng)一種輪灌組的啟動(dòng)方式；結(jié)合自流灌溉面積、輸水損失、渠首流量為評(píng)估因子，對(duì)生成的每種灌溉方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到對(duì)應(yīng)的灌區(qū)評(píng)價(jià)綜合系數(shù)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)大面積灌區(qū)的有效自流灌溉，減少輸水動(dòng)能損耗，綜合自流灌溉面積、輸水損失、渠首流量為評(píng)估因子對(duì)生成的灌溉方案進(jìn)行評(píng)估，減少輸水損耗，穩(wěn)定渠首流量，確保每個(gè)計(jì)劃片區(qū)的灌溉量和其對(duì)應(yīng)的理論需水量盡可能一致，提高灌溉效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及灌溉自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種適于灌區(qū)的灌溉調(diào)度方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)提倡對(duì)大范圍的農(nóng)田進(jìn)行統(tǒng)一管理，以提高農(nóng)作物耕種效率。農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中離不開(kāi)灌溉作業(yè)，傳統(tǒng)灌溉作業(yè)是采用人工開(kāi)關(guān)閘和人工監(jiān)控的方式，將水源內(nèi)的水資源沿各干渠輸送到整個(gè)灌區(qū)。

這種方式存在著極大的問(wèn)題，第一，人力損耗大，由于灌溉面積巨大，需要多人合作才可勉強(qiáng)完成灌溉任務(wù)，第二，灌溉方案選擇不合理，在多處需要通過(guò)機(jī)械輔助的方式對(duì)水資源進(jìn)行輸送，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重，第三，灌區(qū)內(nèi)各區(qū)域?qū)?yīng)的灌溉時(shí)間不合理，一方面，導(dǎo)致很多區(qū)域的實(shí)際灌溉量與理論需水量嚴(yán)重不符，另一方面，間接導(dǎo)致了水資源的進(jìn)一步浪費(fèi)。

目前的研究方向仍是從監(jiān)控角度出發(fā)，對(duì)灌區(qū)內(nèi)的各項(xiàng)灌溉參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，結(jié)合監(jiān)控結(jié)果不斷調(diào)整灌溉方案，甚至專(zhuān)門(mén)設(shè)置灌溉通道。例如，專(zhuān)利號(hào)為CN201811562630.2的發(fā)明專(zhuān)利中提及一種智慧灌區(qū)一體化斗口閘門(mén)測(cè)控系統(tǒng)，通過(guò)智能遙測(cè)終端機(jī)的總控程序，接收處理渠道內(nèi)各種傳感器的數(shù)據(jù)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)灌溉用水的流量、流速、水深等各項(xiàng)指標(biāo)，定時(shí)發(fā)送至數(shù)據(jù)中心，并接收來(lái)自中心的指令，控制斗口系統(tǒng)工作，在云端的智慧灌區(qū)平臺(tái)上，利用人工智能等決策技術(shù)和氣候、氣象、水文、農(nóng)作物生長(zhǎng)等模型，歷史數(shù)據(jù)分析和前端實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)比對(duì)的基礎(chǔ)上，對(duì)灌區(qū)各環(huán)境因素和農(nóng)作物產(chǎn)量做出中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，指導(dǎo)和監(jiān)督智慧灌溉系統(tǒng)制定和執(zhí)行灌溉。又例如，專(zhuān)利號(hào)為CN201810417748.X的發(fā)明專(zhuān)利中提及一種光伏計(jì)量泵閥智能化系統(tǒng)，包括：微波雷達(dá)儀、多光譜儀、多個(gè)傳感器模塊、信息采集與傳輸模塊、處理器和水泵；其中，微波雷達(dá)儀和多光譜儀設(shè)置在農(nóng)田上部；水渠與田埂之間設(shè)置有進(jìn)水口，田埂之下設(shè)置有灌水通道，田埂與農(nóng)田間設(shè)置有出水口；水泵設(shè)置在灌水通道一側(cè)，灌水通道上設(shè)置有自流閥門(mén)和流量計(jì)；處理器集成歷史遙感、土壤和氣象數(shù)據(jù)并接受實(shí)時(shí)遙感、土壤和氣象數(shù)據(jù)通過(guò)耦合計(jì)算待灌溉農(nóng)田中作物的需水量和需肥量，通過(guò)自流閥門(mén)以及流量計(jì)向待灌溉農(nóng)田注入水，直至灌水量達(dá)到農(nóng)田的需水量。當(dāng)自流滿(mǎn)足不了灌水量時(shí)啟動(dòng)水泵，直至灌水量達(dá)到農(nóng)田的需水量。但此種方式如果應(yīng)用在大面積灌區(qū)中，會(huì)立刻帶來(lái)新的問(wèn)題：（1）如此大范圍的監(jiān)控部署和水泵部署，成本高、維護(hù)難度高；（2）即使可以大范圍部署前述狀態(tài)，采集到的數(shù)據(jù)量極大，目前尚無(wú)一種可行方案，能夠根據(jù)如此大量的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)規(guī)劃出一種有效的灌溉方案，如灌溉過(guò)程中頻繁改動(dòng)灌溉方案，對(duì)灌溉方案進(jìn)行精調(diào)，不可避免的會(huì)帶來(lái)較大的輸水損耗和動(dòng)能損耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種適于灌區(qū)的灌溉調(diào)度方法，針對(duì)灌溉任務(wù)，以自流灌溉面積占比為限定條件，生成灌溉方案，再結(jié)合自流灌溉面積、輸水損失、渠首流量等評(píng)估因子對(duì)生成的灌溉方案進(jìn)行評(píng)估，篩選出最優(yōu)化的灌溉方案。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)大面積灌區(qū)的有效自流灌溉，減少輸水動(dòng)能損耗，綜合自流灌溉面積、輸水損失、渠首流量為評(píng)估因子對(duì)生成的灌溉方案進(jìn)行評(píng)估，減少輸水損耗，穩(wěn)定渠首流量，確保每個(gè)計(jì)劃片區(qū)的灌溉量和其對(duì)應(yīng)的理論需水量盡可能一致，提高灌溉效率。

為達(dá)成上述目的，結(jié)合圖1，本發(fā)明提出一種適于灌區(qū)的灌溉調(diào)度方法，所述灌溉調(diào)度方法包括：

S1：繪制灌區(qū)對(duì)應(yīng)的所有干渠的分布圖，每個(gè)干渠設(shè)置有干渠編號(hào)；

S2：結(jié)合干渠分布圖，將灌區(qū)劃分成若干個(gè)片區(qū)，每個(gè)片區(qū)設(shè)置有對(duì)應(yīng)的片區(qū)編號(hào)；