[发明专利]基于互联网的远程灌排系统实时动态监测系统

说明书

本发明提供一种基于互联网的远程灌排系统实时动态监测系统，包括数据采集单元，包括设置在田间的气象要素模块、渠系水位‑流量模块、田间土壤墒情模块、地下水位模块和排水流量模块，用于获取灌排系统所需要的参数；存储系统包括远程接收终端、云存储模块和数据可视化分析模块；模型系统通过云存储模块中的云平台自动获取所需要的参数，并进行数据处理，包括参数率定与反演模块、作物需水预测模型、灌溉制度优化模型、灌区水平衡计算模型及用水管理模块。本发明利用现代化信息技术实现灌区和流域水资源监测技术的远程化、智能化与高效化，为水利现代化建设与水资源智能化管理提供技术支持，有利于提高灌区的现代化管理水平和水资源利用效率。

技术领域

本发明属于灌区信息化和水利水电工程自动化控制领域，具体涉及一种基于互联网的远程灌排系统实时动态监测系统。

背景技术

随着经济社会快速发展和生态环境保护之间的矛盾日益突出，地区之间、流域上下游之间、用水与排水之间水权监管日显重要，也是多年来水利行业的短板，迫切需要充分发挥现代信息技术优势，建立更加规范、更加科学、更加便捷、更加快速的水资源监控体系，进一步提升灌区和流域水资源综合管理能力与水平。

我国是农业灌溉大国，根据水利部和统计局发布的《第一次全国水利普查公报》，全国共有大型灌区456处，总灌溉面积1867万hm²；中型灌区7316处，总灌溉面积1487万hm²；小型灌区205.82万处，总灌溉面积2280万hm²。灌区信息化是灌区实现动态计划用水，科学调配，提高经济效益的重要途径，是实现灌区现代化的基础。利用信息化技术可以对灌区长期累积的资料和实时的数据进行存储与整合，并通过互联网实现资源共享；可实现对灌区水资源相关要素的远程监测，为水资源优化配置提供决策支持，同时也可为灌区的水量调度和管理工作提供有效的辅助手段。

目前我国大部分灌区信息化和自动化的程度较低，灌区内水资源没有得到充分的利用，基础资料信息得不到有效的管理和维护，灌区整体的管理水平也相对低下。要实现灌区信息化，实时、准确的采集与监测灌区信息必不可少，同时对监测信息的存储与共享也非常重要。但目前大多数灌区仍然采用人工的方式监测，不仅效率低下，而且不能保证数据的及时性和准确性；同时大量实测数据的记录和整理均需要通过人工方式录入计算机系统，往往费时又费力，而且监测信息不能在同一研究组成员之间做到及时共享。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于互联网的远程灌排系统实时动态监测系统，能够自动进行灌区气象要素和水平衡要素的动态监测。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种基于互联网的远程灌排系统实时动态监测系统，其特征在于：它包括：

数据采集单元，包括设置在田间的气象要素模块、渠系水位-流量模块、田间土壤墒情模块、地下水位模块和排水流量模块，用于获取灌排系统所需要的参数；

存储系统，包括远程接收终端、云存储模块和数据可视化分析模块；其中，远程接收终端用于远程接收数据采集单元采集的参数；云存储模块用于存储接收到的参数；数据可视化分析模块用于将接收到的参数进行分类和分析，并按照预设的要求进行显示；

模型系统，通过云存储模块中的云平台自动获取所需要的参数，并进行数据处理，具体包括参数率定与反演模块、作物需水预测模型、灌溉制度优化模型、灌区水平衡计算模型及用水管理模块；其中，

参数率定与反演模块用于对作物需水预测模型、灌溉制度优化模型和灌区水平衡计算模型进行本地化操作，更好的代表研究区的实际情况，建立更为准确的模型，包括通过试验率定模型参数以及通过数学方法反演模型参数；

作物需水预测模型用于基于参数率定与反演模块得到的参数，依据气象要素模块采集的参数，采用蒙特卡洛方法随机模拟一定时间内的气象数据并进行统计分析，基于参考作物蒸发蒸腾量计算模型，预测随机气象条件下的作物需水量；