[發明專利]一種渠系智能節水系統及其節水方法

在審

• 申請號: 202010814710.3
• 申請日: 2020-08-13
• 公開（公告）號: CN112005866A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 盧文龍;陳亮;王明冬;賀新;羅立;肖廷亭;羅朝傳
• 申請（專利權）人: 成都萬江港利科技股份有限公司
• 主分類號: A01G25/16
• 分類號: A01G25/16;G06F30/20;G06F111/04
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 尹新路

1.一種渠系智能節水系統，其特征在于，包括中央控制器、數據處理模塊、水渠流量計、水量控制閥；

所述水量控制閥與中央控制器連接，安裝在干渠、支渠、斗渠和毛渠之間的供水口，用于控制各水渠之間的供水量大小；

所述中央控制器依次與數據處理模塊、水渠流量計連接；

所述水渠流量計安裝在各水渠的供水口。

2.如權利要求1所述的一種渠系智能節水系統，其特征在于，所述水渠流量計包括流速測量單元、水位測量單元；

所述流速測量單元為安裝在各水渠中的固定形狀的槽狀結構，將水渠流過的水量轉換為定量的流速數據傳輸給數據處理模塊；

所述水位測量單元為超聲波傳感器，安裝在流速測量單元上端，且發射超聲波的一端朝向各水渠的水面，所述超聲波傳感器接收水面反射回的超聲波信號，并將數據傳輸給數據處理模塊。

3.如權利要求2所述的一種渠系智能節水系統，其特征在于，所述數據處理模塊包括數模轉換單元，所述數模轉換單元分別與流速測量單元、水位測量單元、中央控制器連接；

所述中央控制器內設置水動力節水算法模型；

所述中央控制器接收數模轉化單元傳輸的數據，輸入水動力節水算法模型進行計算后，根據計算結果控制水量控制閥對各水渠供水量進行調節。

4.如權利要求3所述的一種渠系智能節水方法，基于所述系統進行節水，其特征在于，首先將干渠、支渠、斗渠、毛渠按照連接關系分為二級連接渠；

然后在中央控制器中建立水動力節水算法模型，中央控制器接收流速測量單元及水位測量單元傳輸的測量數據，換算出對應水渠的水流量，然后通過水動力節水算法模型對二級連接渠進行節水控制計算；

最后根據節水控制計算的結果通過中央控制器控制水量控制閥，從而各水渠供水量進行調節

所述二級連接渠的構成形式為：包括一條供水主渠和多條分水的分渠；按照連接關系劃分出的所述二級連接渠分別為：一條干渠與對應連接的多條支渠為一種二級連接渠、一條支渠與對應連接的多條斗渠為一種二級連接渠、一條斗渠與對應連接的多條毛渠為一種二級連接渠。

5.如權利要求4所述的一種渠系智能節水方法，其特征在于，對于所述二級連接渠，在水動力節水算法模型中將二級連接渠的支渠分為M組，對于M組分渠進行輪流灌溉；M≤N；

分組的具體方式為：

首先設定二級連接渠的一條主渠上連接有N條分渠，所述主渠的配水量為Q_S，分渠的配水流量為q_j；

然后計算出二級連接渠中分渠的配水流量的均值并計算出配水量Q_S除以均值的值G；

最后用分渠數N除以值G得出二級連接渠的具體分組數M；上述操作以公式表達為：

6.如權利要求5所述的一種渠系智能節水方法，其特征在于，在分組時，還要使用下取整函數floor和上取整函數ceil對分組M進行修正，具體用公式表達為：

7.如權利要求5或6任一項所述的一種渠系智能節水方法，其特征在于，在將N條分渠分為M組后，對于任意分渠組i中的任意一條分渠進行實際引水時間和實際引水流量的計算，具體方法為：

首先將一條分渠灌溉時的配水量分為分渠需水量、分渠輸水損失量兩個部分；

然后計算分渠組i在沒有輸水損失下，完成配水任務的引水時間t_i，以及分渠組i因為輸送滲漏產生水量損失而增加的引水時間具體計算步驟為：

設定分渠組i內有H條分渠，每一條分渠的配水量為W_j，主渠的輸水長度為L，則：

在不考慮分渠輸水損失的情況下，分渠組i的引水時間t_i為：

在考慮分渠輸水損失的情況下，根據輸水滲漏損失經驗公式，求得引水時間

其中，A為渠床透水系數，m為渠床透水指數，β為渠道采取防滲措施后滲漏水量的折減系數；

最后計算出實際引水時間t^*和實際引水流量