[发明专利]一种基于地表水深信息的地面灌溉控制方法

摘要

本发明公开了一种基于地表水深信息的地面灌溉控制方法，属于灌溉技术领域。该方法包括：实时测量目标田块前半段各个测点的地表水深和水流推进时间，并将其代入地面灌溉模型，求出土壤入渗参数初值，将土壤入渗参数初值代入地面灌溉模型，求出目标田块前半段中水流推进到预定测点时，预定测点之前各有水测点的地表水深模拟值，并与其对应的实测值的误差平均值最小为目标函数对土壤入渗参数进行反求并优化；将优化的土壤入渗参数再代入地面灌溉模型，对地面灌溉全过程进行预测，并根据预测结果来调整灌溉时间，实现对地面灌溉过程的精准控制。本发明提供的方法能对地面灌溉进行精确控制，有效提高灌溉质量且能提升田间管理水平。

主权项

1.一种基于地表水深信息的地面灌溉控制方法，包括：步骤a、实时测量目标田块前半段各个测点的地表水深和水流推进时间；步骤b、将所述地表水深和水流推进时间代入地面灌溉模型，求出土壤入渗参数初值，将所述土壤入渗参数初值再代入所述地面灌溉模型，求出所述目标田块前半段中水流推进到预定测点时，所述预定测点之前各有水测点的地表水深模拟值，以所述目标田块前半段中水流推进到所述预定测点时，所述预定测点之前各有水测点的地表水深实测值与所述预定测点之前各有水测点的地表水深模拟值的误差的平均值最小为目标函数建立土壤入渗参数求解模型，对土壤入渗参数进行反求并优化；步骤c、将反求并优化得到的土壤入渗参数再次代入所述地面灌溉模型，来对地面灌溉全过程进行预测，并根据预测结果来调整灌溉时间，从而实现对地面灌溉过程的精准控制；所述地面灌溉模型的计算公式如下所示： ∂ h ∂ t + ∂ Q ∂ x = - i c ]]> ∂ Q ∂ t + ∂ ∂ x ( Q U + gh 2 2 ) = - g h ∂ b ∂ x - gn 2 U | U | h 4 / 3 + 1 2 Ui c ]]>其中，x为已知的目标田块水平方向上的横坐标，单位为m；t为实际测量的目标田块前半段的水流推进时间，单位为s；h为实际测量的目标田块前半段的地表水深，单位为m；Q为实际测量的沿所述x方向上的水流的单宽流量，单位为m3/(s·m)；U为实际测量的沿垂直于所述x方向的方向上的水流的平均流速，单位为m/s；b为已知的目标田块的畦面高程，单位为m；n为曼宁糙率系数，经验值为0.08-0.12，单位为m/s1/3；g为重力加速度，单位为m/s2；ic为地表水入渗率，单位为m3/(s·m2)，其中，ic＝kαtα-1，k和α均为所述土壤入渗参数；所述目标田块前半段为：自所述目标田块起点起，至所述目标田块长度的2/5-4/5的位置处的区域。