[发明专利]一种非充分灌溉预报与控制方法

摘要

一种非充分灌溉预报与控制方法，确定作物对象，从系统数据库中调用作物生长周期L、划分生长阶段、每阶段作物需水量V_i及需水优先程度λ_i等相关数据；确定非充分灌溉执行的区域及区域大小，调用该区域的土壤、气象数据，包括降雨量R_i、温度T_i、土壤类型T_s、土壤容重ρ，田间持水量h等；计算各阶段最大腾发量ET_mi；确定当前可供水量W_i，当前土壤墒情θ采用存贮模型，计算出该作物在第i阶段最佳灌水定额m₁₀，灌溉定额M₀，及最佳灌水周期t₀；将计算出m₁₀、M₀、t₀转化成控制量输出给专用灌溉设备控制器。本发明准确预测预报了作物在缺水情况下的减产程度，以PDA为硬件实现平台，体积小，携带方便，操作简单，功能齐全，适应性强等优点，具有广阔的市场前景。

主权项

1、一种非充分灌溉预报与控制方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤一：根据确定的作物对象，从系统数据库中调用作物生长周期L、划分生长阶段、每阶段作物需水量Vi及需水优先程度λi等相关数据；步骤二：确定非充分灌溉执行的区域及区域大小，从系统数据库中调用该区域的土壤、气象数据，包括降雨量Rl、温度Tl、土壤类型Ts、土壤容重ρ，田间持水量h等；步骤三：计算出各阶段最大腾发量ETmi；最大腾发量的计算采用公式：ETm＝Kc·ET0 式中：Kc为作物系数，ET0利用下列公式计算，${\mathrm{ET}}_0=\frac{0.408\Delta (R_n-G)+\gamma \frac{900}{T+273}{U}_2(e_s-e_d)}{\Delta +\gamma (1+0.34U_2)}$ 其中：ET0为参考作物需水量(mm/d)，Rn为作物表面净辐射量(MJ/m2d)，G为土壤热通量(MJ/m2d)，Δ为饱和水汽压与温度关系曲线的斜率(kPa/℃)，γ为湿度计常数(kPa/℃)，T为空气平均温度，以摄氏度(℃)表示，U2为在地面以上2m高处的风速(m/s)，es为空气饱和水汽压(kPa)，ed为空气实际水汽压(kPa)；步骤四：确定当前可供水量Wi，当前土壤墒情θt；当前土壤墒情采用仪器直接测定或是用公式：$10\mathrm{\gamma H}{\theta }_t=10\mathrm{\gamma H}{\theta }_0+\underset{0}{\overset{t}{\Sigma }}{P}_0+\underset{0}{\overset{t}{\Sigma }}\mathrm{\beta ET}$ 式中，θt为第t日作物根系吸水层(深度为H)中平均土壤含水率(占于土重％，下同)；θ0为预报时段初土壤含水率；P0为有效降水量(mm)；β＝1-k/100，k为地下水补给系数(％)，γ计划湿润层内土壤的干容重，t/m3；步骤五：计算作物在第i阶段需水量；采用存贮模型，计算出该作物在第i阶段最佳灌水定额m10，灌溉定额M0，及最佳灌水周期t0；最佳灌溉定额计算采用公式：m＝10γH(θmax-θmin)其中θmin为作物允许的最低含水率，θmax为作物允许的最高含水率。最佳灌水周期计算采用公式：$10\mathrm{\gamma H}{{\theta }_t=10\mathrm{\gamma H\theta }}_0+\underset{0}{\overset{t}{\Sigma }}{P}_0+\underset{0}{\overset{t}{\Sigma }}\mathrm{\beta ET},$ 当θt降到θmin 的日期即为最佳灌水期；步骤六：将计算出m10、M0、t0转化成控制量输出给专用灌溉设备控制器。