[发明专利]基于互联网的远程灌排系统实时动态监测系统

摘要

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。

主权项

1.一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；灌溉制度优化模型用于依据田间土壤墒情模块和地下水位模块采集的参数，选择AquaCrop模型，通过试验数据率定模型参数，建立不同类型作物的模型参数集，根据当地灌溉习惯和多年观测的地下水位变动情况，设置不同灌溉情景和地下水情景，基于率定后的AquaCrop模型，以作物需水预测模型得到的随机气象条件下的作物需水量驱动基于率定后的AquaCrop模型，对研究区不同类型作物进行灌溉制度优化模拟，以作物产量最大、水分生产率最高为优化目标，确定各种作物最优灌溉制度和研究区最适宜的地下水位；灌区水平衡计算模型用于根据各种作物最优灌溉制度和研究区最适宜的地下水位，结合灌区种植结构，通过尺度转化确定区域最优化灌溉制度，再结合灌区远程监测数据，构建灌区水平衡模型，计算区域内地表水和地下水交换量，分析灌区用水效率；用水管理模块用于根据各种作物最优灌溉制度和研究区最适宜的地下水位，以及区域内地表水和地下水交换量，进行灌区用水分配与管理。