[发明专利]农业灌溉以电折水算法管控系统及水电转换系数修正方法

说明书

一种农业灌溉以电折水测算法的管控系统，包括区域内农业灌溉用机井用电用水量采集装置、便携式水电系数测量装置、用电数据采集通讯网关、水电转换系数参照井、区域气候数据采集装置、区域地下水位数据采集装置、以及管控数据中心；管控数据中心内设置有机井水电转换系数数据修正模型，各装置分别与管控数据中心进行数据传输。这种管控系统及修正方法，对区域内的每口通过以电折水计算用水量的机井建立一个管控系统，并通过该管控系统和修正方法确定每口机井的实时、专属的水电转换系数，提高各机井通过以电折水计算用水量的精准性，计量精准，可操控性强，大大减少水量计量设施的投入。

技术领域

本发明涉及农业灌溉设备及管理领域，具体地说是一种农业灌溉以电折水算法管控系统及水电转换系数修正方法。

背景技术

目前，农业灌溉时的用水量，都是按照水量收取水费，且国家明确提出按照“一泵一表、一户一卡”的要求，安装IC卡只能计量设施，按水量水费，实行“先充值缴纳水费、后刷卡取水浇地”。对于暂时未安装IC卡智能计量设施的，采用“以电折水”的方法计收水费。

传统的“以电折水”是通过计量机井水泵灌溉的用电量诚意水电转换系数来推算本次灌溉用水总量的一种方法。水电转换系数一般定义为在一定时段内水泵的总用水量和总用电量的比值，计算公式为：T_C=A_W/A_E，式中，T_C为水电转换系数，A_W为总出水量，A_E为总用电量。当T_C一定时，理论上可以通过精确计量水泵的总用电量A_E ，即可得出水泵的总用水量A_W。而现实操作时，水电转换系数T_C受很多因素的影响，主要有以下四项：

1、水泵本身的特性：水泵可分为叶片泵、容积泵和其他类型泵，目前，在农业灌溉中绝大部分使用的是叶片泵，叶片泵是将泵中叶轮高速旋转的机械能转化为液体的动能和压能。由于叶轮中有弯曲且扭曲的叶片，故称叶片泵。根据叶轮结构对液体作用力的不同，叶片泵可分为：离心泵、轴流泵和混流泵。轴流泵和混流泵属于低扬程、大流量泵型，一般扬程在1-12m。从机井中抽水的扬程比较高、出水量较小时，选用的泵型大部分是离心泵。由于每个水泵厂家生产的叶轮的弯曲度和扭曲度不同，不同型号的水泵都有各自的流量功率特性曲线，直接影响水电转换系数。

2、地下水位的变化：因为1kw=102kg·m/s，所以，1kw·h在理想状态下理论做功量为102*3600kg·m=367.2t·m。即机泵综合效率为100%时，1度点可将267.2m³的水提升1m的高度，如果将1000m³的水提升1m，耗电量则为2.72kw·h。因此，不同区域、不同机井所在位置地下水位不同，水电转换系数也不相同。另外，即便是同一眼机井，由于不同季节水位变化，水电转换系数也各不相同，故地下水位成为影响水电转换系数的重要影响因素。

3、农村电网变化的影响：农村机井电压变化大，特别是浇地高峰期电压比较低，也影响水电转换系数。

4、不同灌溉方式管道压力的影响：管灌、喷灌、滴灌对水电转换系数也有不同程度的影响。

由此可见，通过水电转换系数影响因素分析，在不同区域、不同机井所在位置和不同的季节对水电转换系数影响都很大，如果用综合平均系数来代替每眼机井的系数，误差比较高，对最后这个的水费的金额误差较大。

发明内容

本发明针对背景技术中提及的有关水电转换系数不稳定所造成用水量误差大的缺陷，一是提供一种对每一眼机井作出专属水电转换系数的管控系统，二是提供这种管控系统所应用的水电转换系数的修正方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种农业灌溉以电折水测算法的管控系统，其特征在于，包括区域内农业灌溉用机井用电用水量采集装置、便携式水电系数测量装置、用电数据采集通讯网关、水电转换系数参照井、区域气候数据采集装置、区域地下水位数据采集装置、以及管控数据中心；