基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法与流程

技术特征：

1.基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法，其特征在于包括以下几个步骤：

第一步、将喷灌设备对其所喷灌区域划分成关于喷灌强度的矩阵ρ；并设重叠因子矩阵为F；

第二步、设叠加的喷灌强度矩阵为ρ′，ρ_i,j为测定的对应于组合喷灌中单个喷头所覆盖区域下各小的正方形/矩形区域的喷灌强度；其叠加的喷灌强度矩阵公式如下：

其中，rot180(ρ)表示将矩阵ρ顺时针旋转180度；

第三步、设净喷灌水量为W，作物喷灌有效面积为S，灌水定额为m，则：

W＝mS (2)

第四步、设喷灌时间为t，单位为h；喷灌系统的平均喷灌强度为ρ单位为：mm/h，则：

t = m ρ - - - ( 3 ) ]]>

对同面积同作物的相同喷灌量下，一般情况下的喷灌强度设为有重叠因子情况下的喷灌强度设为对应的相同灌水定额下时间为t和t′,则：

m = ρ ‾ t = ρ ‾ ′ t ′ - - - ( 4 ) ]]>

即：

t ′ = ρ ‾ ρ ‾ ′ t - - - ( 5 ) ]]>

第五步、喷灌强度的计算公式如下：

ρ ‾ = W S t = Σ i Σ j ρ i , j Δ S t a b Δ S t = Σ i Σ j ρ i , j / a b - - - ( 6 ) ]]>

其中：ρ_i,j为喷灌强度矩阵ρ中每个小区域的具体强度，其中ρ′_i,j为最终叠加的后喷灌强度矩阵ρ′中每个小区域的具体强度，ΔS为每个小区域面积，a,b分别为喷灌强度矩阵的行列数，t为喷灌时间，i,j取值范围分别为(1～a)、(1～b)；

同理求得：

ρ ‾ ′ = Σ i Σ j ρ i , j ′ / a b - - - ( 7 ) ]]>

对应单个喷灌区域喷灌强度下有：

ρ = ρ ‾ - - - ( 8 ) ]]>

ρ为喷灌强度，K_w为风系数，η为灌溉水利用系数即喷头损耗，Q_P为喷头流量，b₀为支管间距，l₀为喷头间距，S为要喷洒的面积，则：

ρ = K w 1000 Q P b 0 l 0 η - - - ( 9 ) ]]>

S＝b₀l₀ (10)

第六步、将公式(6)、(7)、(8)、(9)、(10)带入公式(5)中，得到喷灌重叠因子的喷灌时间t′和预测的单位区域所需的喷灌量W的关系公式如下：

t ′ = ρ ‾ ρ ‾ ′ * t = Σ i Σ j ρ i , j / a b Σ i Σ j ρ i , j ′ / a b * m K w 1000 Q P b 0 l 0 η = Σ i Σ j ρ i , j Σ i Σ j ρ i , j ′ * m S 1000 K w ηQ P = Σ i Σ j ρ i , j Σ i Σ j ρ i , j ′ * W 1000 K w ηQ P - - - ( 11 ) ]]>

2.根据权利要求1所述的基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法，其特征在于：所述重叠因子为喷灌重叠区域喷灌强度系数的叠加系数，所述喷灌重叠因子矩阵F为喷灌叠加因子形成的矩阵。

3.根据权利要求2所述的基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法，其特征在于：所述重叠因子矩阵F适用于喷灌设备呈矩形分布或三角分布的组合喷灌。

4.根据权利要求3所述的基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法，其特征在于：所述重叠因子矩阵为3*3矩阵。

5.根据权利要求4所述的基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法，其特征在于：所述重叠因子矩阵适用于喷灌设备呈正方形分布的组合喷灌。

6.根据权利要求5所述的基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法，其特征在于所述正方形分布的组合喷灌矩阵中重叠因子值的计算方法包括以下几个步骤：

1)设α_上、α_下、α_左、α_右分别对应于正方形矩阵的上下左右重叠区域的重叠因子值；α_上、α_下、α_左、α_右单位为喷灌强度单位；

2)判断该喷灌小区域上面相邻区域是否有喷灌设备进行喷灌，若有，则α_上＝α′_上，若无，则α_上＝0；

3)判断该喷灌小区域下面相邻区域是否有喷灌设备进行喷灌，若有，则α_下＝α′_下，若无，则α_下＝0；

4)判断该喷灌小区域左边相邻区域是否有喷灌设备进行喷灌，若有，则α_左＝α′_左，若无，则α_左＝0；

5)判断该喷灌小区域右边相邻区域是否有喷灌设备进行喷灌，若有，则α_右＝α′_右，若无，则α_右＝0。

7.根据权利要求4所述的基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法，其特征在于：所述重叠因子矩阵适用于喷灌设备呈三角形分布的组合喷灌。

8.根据权利要求7所述的基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法，其特征在于所述喷灌设备呈三角形分布的组合喷灌矩阵中重叠因子值的计算方法包括以下几个步骤：

1)设β_左上、β′_左、β_左下、β_右上、β′_右、β_右下分别对应相应区域的重叠因子值；β′_左和β′_右为综合左边、右边相邻区域的重叠因子值；

2)判断该喷灌小区域左上方相邻区域是否有喷灌设备进行喷灌，若有，则β_左上＝β′_左上，若无，则β_左上＝0；

3)判断该喷灌小区域左边相邻区域是否有喷灌设备进行喷灌，若有，则β′_左＝β″_左，若无，则β′_左＝0；

4)判断该喷灌小区域左下相邻区域是否有喷灌设备进行喷灌，若有，则β_左下＝β′_左下，若无，则β_左下＝0；

5)判断该喷灌小区域右上相邻区域是否有喷灌设备进行喷灌，若有，则β_右上＝β′_右上，若无，则β_右上＝0；

6)判断该喷灌小区域右边相邻区域是否有喷灌设备进行喷灌，若有，则β′_右＝β″_右，若无，则β′_右＝0；

7)判断该喷灌小区域右下相邻区域是否有喷灌设备进行喷灌，若有，则β_右下＝β′_右下，若无，则β_右下＝0。

9.根据权利要求3所述的基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法，其特征在于：所述重叠因子矩阵和喷灌强度矩阵可为5*5、7*7或5*3矩阵。