一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法

本发明涉及坡地园林灌溉，尤其涉及一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法。

背景技术：

1、城市园林绿化用地与农田、温室、苗圃、运动草坪球场等的灌溉条件具有较大的差异，剧烈的地面坡度变化是其中的一种主要体现。

2、在农业、温室、苗圃、运动草坪球场等用地条件下，地形多是平坦的，坡度接近于平整的条件，灌溉系统的设计、灌水方式都较为简单方便。

3、在坡度地形多变的城市园林绿化中，以往的灌溉系统设计与管理的应对方法，大多是克服地形高差变化对管网内水压造成的影响，在管网布置时，尽可能将同标高的喷头用同一支管连接起来，支管上增加控制阀门来调节因压力不同导致的水流量变化，降低地形较低的支管水压，保证灌水的均匀性；在同一支管上的多个喷头，也可能存在地形的高差变化，这时压差较小，就通过在喷头上增加止溢阀来控制，避免支管关闭时剩余在管内的水从较低的喷头处流出，造成局部灌溉量大，灌溉不均的情况。

4、实际上由于地形坡度的存在，不仅仅是对管道中的水压产生了影响，还对土壤渗水速度、土壤水分蒸散发速度等都有影响。

5、在自动灌溉系统中，喷头喷洒的水落地后不能产生流动，灌溉水应就地渗透到土壤中去。灌溉系统分配到地面的水分如果产生了径流，会导致灌溉不均匀，高坡得到的水分减少，同时低地灌溉过量；平坦的用地不会产生径流的现象，而在坡地高强度灌溉时径流不可避免。

6、在存在有地形坡度的地区进行灌溉，还需要根据坡向进行灌溉系统分区，东南向、南向、西南向、西向的坡接收的太阳光直射，土壤水分损失速度快，而东向、东北向、北向、西北向的坡面蒸发速度慢，土壤水分损失速度慢，如果采用相同的灌溉频率，则阳坡与阴坡的单次灌溉量应不同；反之，则灌溉间隔周期应不同。

7、对地形的坡向综合考虑时，要同时考虑坡度的大小，一般在坡度小于10％时，无论阳坡与阴坡的水分消耗差距不大，但是坡度较大时阳坡、阴坡的灌水都需要执行不同的策略。

8、传统的城市园林绿地灌溉在进行管线布置时，没有根据坡度进行合理的灌溉分区设计，导致无论是人工经验判断还是土壤湿度传感器判断浇水时机，都会产生错误的浇水结果，有的地方可能过于干旱了，而有的地方还可以坚持一定的时间再灌溉，无法达到精准灌溉的目标，节水效果不强。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有灌溉技术无法根据坡地地形进行分区灌溉，可能会造成水源的浪费的问题，而提出的一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，包括以下步骤：

4、步骤一、对坡地进行分区划分；

5、步骤二、在划分后的坡地中进行灌溉分区设计；

6、步骤三、使用环境感知设备采集环境数据信息；

7、步骤四、将步骤三中采集的环境数据信息传输至灌溉控制软件系统中；

8、步骤五、使用灌溉控制软件系统分析采集的信息，并判定灌溉条件；

9、步骤六、判定后，通过灌溉控制软件系统执行灌溉；

10、所述步骤一中划分坡地主要根据地形坡度、坡向、和高差进行划分。

11、优选的，所述地形坡度划分步骤如下：

12、a1、将绿化用地中坡度小于10％的平坡划分为单独的灌溉范围；

13、a2、将绿化用地中坡度介于10％-25％的缓坡坡地划分为单独的灌溉范围；

14、a3、将绿化用地中坡度介于25％-45％的斜坡坡地划分为单独的灌溉范围；

15、a4、将绿化用地中坡度介于45％-100％的陡坡和急坡坡地划分为单独的灌溉范围；

16、a5、将绿化用地中坡度大于100％的险坡坡地划分为单独的灌溉设计范围。

17、进一步的，所述坡向划分步骤为对坡度大于10％的坡地都按照坡向进行细化划分，细化划分具体包括阳坡划分和阴坡划分，所述阳坡包括无坡向、东、东南、南、西南、西六个坡面；所述阴坡包括东北、北、西北三个坡面。

18、进一步的，所述坡地高差划分时，每个设计灌溉分区内喷头安装的地面高度高差范围为1-2m。

19、进一步的，所述环境感知设备包括气象站、土壤湿度传感器、智能远传水表；

20、所述气象站包括翻斗式雨量计和风速计；

21、所述翻斗式雨量计包括感应器和记录器；

22、所述感应器由承水器、上翻斗、计量翻斗、计数翻斗、干簧开关等组成；所述记录器由计数器、录笔、自记钟、控制线路板组成。

23、进一步的，所述步骤五中的判定条件具体包括：平坡灌溉分区的灌溉条件、斜坡、缓坡及陡坡的灌溉条件和不同坡向的灌溉条件。

24、进一步的，所述平坡灌溉分区的灌溉条件具体为根据布置在该区域的土壤湿度传感器数据，确定是否需要开始灌溉，且每次灌溉的水量由智能远传水表的读数差额来记取，灌溉水量达到设定值后，控制支管阀门关闭。

25、进一步的，所述斜坡、缓坡及陡坡的灌溉条件具体为根据布置在各自区域的土壤湿度传感器数据，确定是否需要开始灌溉；灌溉时，相同灌溉条件下斜坡、缓坡及陡坡的坡面产生径流的时间小于平坡地，为保证灌溉水不会因坡面径流产生二次分配，应根据相应的坡度大小，减少单次灌溉时间，并在灌溉间歇一定的时间后，再开启同一灌区，且每次灌溉的水量由智能远传水表的读数差额来记取，多次灌溉后累计灌溉水量达到设定值后，控制支管阀门关闭。

26、进一步的，所述不同坡向的灌溉条件具体为根据该区域的土壤湿度传感器数据，确定是否需要开始灌溉，斜坡、缓坡及陡坡的阳坡区域灌溉频率高于阴坡，根据各自灌区土壤湿度传感器的数据，确定各自灌溉的间隔时间。

27、与现有技术相比，本发明提供了一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，具备以下有益效果：

28、1、该坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，通过本发明的分区灌溉控制方法，在灌溉过程中，通过软件控制系统对不同坡地进行分区灌溉，综合分析了地形坡度、坡向对土壤水分的影响，结合物联网环境感知设备的使用，按不同坡向和坡度对园林绿地进行了灌区划分，使得每个灌区的灌水周期、灌水量以及灌水方法都进行对应的调整，实现了在保证植物生长效果的前提下的精准灌溉，节约水资源，进而提高了节水效果。

技术特征：

1.一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，其特征在于，所述地形坡度划分步骤如下：

3.根据权利要求2所述的一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，其特征在于，所述坡向划分步骤为对坡度大于10％的坡地都按照坡向进行细化划分，细化划分具体包括阳坡划分和阴坡划分，所述阳坡包括无坡向、东、东南、南、西南、西六个坡面；所述阴坡包括东北、北、西北三个坡面。

4.根据权利要求3所述的一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，其特征在于，所述坡地高差划分时，每个设计灌溉分区内喷头安装的地面高度高差范围为1-2m。

5.根据权利要求1所述的一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，其特征在于，所述环境感知设备包括气象站、土壤湿度传感器、智能远传水表；

6.根据权利要求1所述的一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，其特征在于，所述步骤五中的判定条件具体包括：平坡灌溉分区的灌溉条件、斜坡、缓坡及陡坡的灌溉条件和不同坡向的灌溉条件。

7.根据权利要求6所述的一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，其特征在于，所述平坡灌溉分区的灌溉条件具体为根据布置在该区域的土壤湿度传感器数据，确定是否需要开始灌溉，且每次灌溉的水量由智能远传水表的读数差额来记取，灌溉水量达到设定值后，控制支管阀门关闭。

8.根据权利要求6所述的一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，其特征在于，所述斜坡、缓坡及陡坡的灌溉条件具体为根据布置在各自区域的土壤湿度传感器数据，确定是否需要开始灌溉；灌溉时，相同灌溉条件下斜坡、缓坡及陡坡的坡面产生径流的时间小于平坡地，为保证灌溉水不会因坡面径流产生二次分配，应根据相应的坡度大小，减少单次灌溉时间，并在灌溉间歇一定的时间后，再开启同一灌区，且每次灌溉的水量由智能远传水表的读数差额来记取，多次灌溉后累计灌溉水量达到设定值后，控制支管阀门关闭。

9.根据权利要求6所述的一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，其特征在于，所述不同坡向的灌溉条件具体为根据该区域的土壤湿度传感器数据，确定是否需要开始灌溉，斜坡、缓坡及陡坡的阳坡区域灌溉频率高于阴坡，根据各自灌区土壤湿度传感器的数据，确定各自灌溉的间隔时间。

技术总结
本发明公开了一种坡地条件下园林智能灌溉的分区灌溉控制方法，属于坡地园林灌溉技术领域。具体包括以下步骤：包括以下步骤：对坡地进行分区划分；在划分后的坡地中进行灌溉分区设计；采集环境数据信息；将采集的环境数据信息传输至灌溉控制软件系统中；使用灌溉控制软件系统分析采集的信息，并判定灌溉条件；执行灌溉；本发明通过软件控制系统对不同坡地进行分区灌溉，综合分析了地形坡度、坡向对土壤水分的影响，结合物联网环境感知设备的使用，按不同坡向和坡度对园林绿地进行了灌区划分，使得每个灌区的灌水周期、灌水量以及灌水方法都进行对应的调整，实现了在保证植物生长效果的前提下的精准灌溉，节约水资源，进而提高了节水效果。

技术研发人员：王沛永,李昂,王鹏,梁声洪,汤林子
受保护的技术使用者：北京林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17