一种自动灌溉方法与流程

本发明涉及农业灌溉领域，具体涉及一种自动灌溉方法。

背景技术：

当前国内和国际上的灌溉管理软件均以手动开启阀门和给阀门一个固定的时间方式进行灌溉，并没有真正的与作物耗水情况关联。其灌溉水量相当于人为经验，对于节水灌溉和作物高产方面还存在一定的差距。而通过作物真实耗水情况进行的灌溉更加的科学合理。作物真实耗水量通过是通过蒸发法和计算法(彭曼公式)以及土壤墒情监测法确定。土壤墒情监测法虽然准确，但是只能对局部土壤和作物具有真实反映，对于大面积作物不具有代表性。因此，宏观计算法更具有实际指导和操作意义。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种自动灌溉方法解决了现有灌溉技术不适用于大面积作物的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种自动灌溉方法，其包括以下步骤：

s1、获取作物的类型、所处区域的土壤类型，以及该作物在每个生长阶段中的当地历史最大耗水量；获取灌水器的相关数据，并获取气象数据；

s2、根据土壤类型获取土壤的蓄水能力和有效水允许亏损量；根据灌水器相关数据获取灌水器的灌水强度和调整系数；

s3、根据该作物在当前生长阶段中的当地历史最大耗水量和土壤的有效水允许亏损量获取该土壤当前的最小灌溉需求量；根据气象数据获取作物在当前生长阶段的耗水量；

s4、判断作物当前的耗水量是否大于等于最小灌溉需求量，若是则根据灌水器的调整系数和作物的耗水量获取待灌溉水量；否则返回步骤s3；

s5、根据待灌溉水量和灌水器的灌水强度得到灌溉时长，并根据作物生长阶段判断其是否还存在灌溉需求，若是则重置作物在当前生长阶段的耗水量并返回步骤s3，否则结束灌溉。

进一步地，步骤s1中

土壤类型包括：黏土、粉质黏土、粘壤土、粉质黏壤土、沙质黏壤土、沙质黏土、粉质土、粉质壤土、壤土、沙质壤土、壤质沙土和细沙土；

灌水器的相关数据包括：灌水器流量q、灌水器布置间距a、灌水器布置行距b和灌水器灌水利用率η。

进一步地，步骤s2中根据灌水器相关数据获取灌水器的灌水强度的方法为：

根据公式

p＝q÷(a×b)

得到灌水器的灌水强度p；

根据灌水器相关数据获取灌水器的调整系数的方法为：

根据公式

ks＝kc×kv÷η×100％

得到灌水器的调整系数ks，其中kc为作物系数；kv为作物系数的修正系数。

进一步地，步骤s3中获取该土壤当前的最小灌溉需求量的具体方法为：

根据公式

etmin＝mad-et0max×kc

得到作物当前的最小灌溉需求量etmin；其中mad为该作物所种植土壤的有效水允许亏损量；et0max为该作物在当地历史的最大耗水量；kc为作物系数。

进一步地，步骤s4中根据灌水器的调整系数和作物的耗水量获取待灌溉水量的具体方法为；

根据公式

q＝σet0×ks

得到待灌溉水量q；其中σet0为作物在当前生长阶段的耗水量；ks为灌水器的调整系数。

进一步地，步骤s5中根据待灌溉水量和灌水器的灌水强度得到灌溉时长的具体方法为：

根据公式

tr＝q÷p

得到灌溉时长tr。

本发明的有益效果为：本发明以气象站数据获取作物耗水量为依据，通过作物系数kc及对其进行修正的系数kv和灌水器灌溉水利用率η共同作用的调整系数ks作为灌溉水量的确定参数，使得本方法更实用于大面积种植，能有效节约灌溉用水。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，该自动灌溉方法包括以下步骤：

s1、获取作物的类型、所处区域的土壤类型，以及该作物在每个生长阶段中的当地历史最大耗水量；获取灌水器的相关数据，并获取气象数据；

s2、根据土壤类型获取土壤的蓄水能力和有效水允许亏损量；根据灌水器相关数据获取灌水器的灌水强度和调整系数；

s3、根据该作物在当前生长阶段中的当地历史最大耗水量和土壤的有效水允许亏损量获取该土壤当前的最小灌溉需求量；根据气象数据获取作物在当前生长阶段的耗水量；

s4、判断作物当前的耗水量是否大于等于最小灌溉需求量，若是则根据灌水器的调整系数和作物的耗水量获取待灌溉水量；否则返回步骤s3；

s5、根据待灌溉水量和灌水器的灌水强度得到灌溉时长，并根据作物生长阶段判断其是否还存在灌溉需求，若是则重置作物在当前生长阶段的耗水量并返回步骤s3，否则结束灌溉。

步骤s1中土壤类型包括：黏土、粉质黏土、粘壤土、粉质黏壤土、沙质黏壤土、沙质黏土、粉质土、粉质壤土、壤土、沙质壤土、壤质沙土和细沙土；灌水器的相关数据包括：灌水器流量q、灌水器布置间距a、灌水器布置行距b和灌水器灌水利用率η。

步骤s2中根据灌水器相关数据获取灌水器的灌水强度的方法为：根据公式

p＝q÷(a×b)

得到灌水器的灌水强度p；

根据灌水器相关数据获取灌水器的调整系数的方法为：

根据公式

ks＝kc×kv÷η×100％

得到灌水器的调整系数ks，其中kc为作物系数；kv为作物系数的修正系数。

步骤s3中获取该土壤当前的最小灌溉需求量的具体方法为：根据公式

etmin＝mad-et0max×kc

得到作物当前的最小灌溉需求量etmin；其中mad为该作物所种植土壤的有效水允许亏损量；et0max为该作物在当地历史的最大耗水量；kc为作物系数。

步骤s4中根据灌水器的调整系数和作物的耗水量获取待灌溉水量的具体方法为；根据公式

q＝σet0×ks

得到待灌溉水量q；其中σet0为作物在当前生长阶段的耗水量；ks为灌水器的调整系数。

步骤s5中根据待灌溉水量和灌水器的灌水强度得到灌溉时长的具体方法为：根据公式

tr＝q÷p

得到灌溉时长tr。

在本发明的一个实施例中，系数kc的确定可以通过安装于田间的土壤墒情传感器和气象站测得的数据进行计算：由土壤墒情传感器监测一个时间段的土壤水分消耗量，与气象站在同一个时间段内测量计算得出的累积消耗之比即是此阶段作物的系数kc。系数kc也可以在c)世界粮农组(fao)的cropwat软件上查找得到。

kv修正系数与作物覆盖程度、种植密度和小环境有关。作物覆盖程度和种植密度反应在遮荫率上。小环境是相对于气象站位置环境的比较，比如阴面、风口、水面等。其取值范围一般为0.5-1.2。

在具体实施过程中，土壤类型和蓄水能力、有效水允许亏损量的对应关系如表1：

表1：土壤类型和蓄水能力、有效水允许亏损量的对应关系

综上所述，本发明以气象站数据获取作物耗水量为依据，通过作物系数kc及对其进行修正的系数kv和灌水器灌溉水利用率η共同作用的调整系数ks作为灌溉水量的确定参数，使得本方法更实用于大面积种植，能有效节约灌溉用水。