【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)灌溉，具體涉及一種基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法和系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、機(jī)井灌溉工程是一種用于農(nóng)田灌溉的設(shè)施工程，通過設(shè)置機(jī)井和相應(yīng)的管道系統(tǒng)，將地下水或河水提升到地表進(jìn)行灌溉。該工程可以有效利用水資源，提高農(nóng)田的灌溉效率，同時減少對地下水的開采。
2、機(jī)井是利用動力機(jī)械驅(qū)動水泵提水的水井。針對于大面積的灌溉需求，灌區(qū)需要建立多個機(jī)井。由于機(jī)井的位置不同，因此其內(nèi)的水質(zhì)存在一定的差異，同時，根據(jù)不同區(qū)域、不同機(jī)井所在位置地下水位不同，所耗費(fèi)的電能也不盡相同，進(jìn)而導(dǎo)致水費(fèi)也存在較大的差異。
3、因此，如何提供一種灌溉方法，使其能針對大面積的灌溉需求，節(jié)約能源，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為此，本專利技術(shù)提供一種基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法和系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于大面積的灌溉需求而導(dǎo)致的多個機(jī)井灌溉造成的水源能源浪費(fèi)的問題。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，提供了一種基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，包括以下步驟：
4、步驟s1：獲取灌溉所在地的氣候信息、土壤信息和作物信息，預(yù)測所述灌溉所在地的目標(biāo)用水量；
5、步驟s2：標(biāo)記灌區(qū)上多個機(jī)井的位置，篩選出距離適合所述灌溉所在地的多個機(jī)井；
6、步驟s3：獲取多個機(jī)井的井徑和井深，預(yù)測所述機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能；
7、步驟s4：基于所述機(jī)井對應(yīng)的
8、步驟s5：基于所述灌溉所在地的目標(biāo)用水量和多個所述機(jī)井的單位時間流量，建立與灌溉時間相關(guān)的第一公式；
9、步驟s6：基于多個所述機(jī)井的單位時間的灌溉耗能，結(jié)合灌溉時間，建立與所述灌溉所在地的灌溉總耗能相關(guān)的第二公式；
10、步驟s7：基于第一公式和與第二公式，確定節(jié)能灌溉下不同機(jī)井的灌溉時間。
11、進(jìn)一步地，所述步驟s1中，獲取灌溉所在地的氣候信息和土壤信息，預(yù)測所述灌溉所在地的目標(biāo)用水量，具體包括以下步驟：
12、步驟s101：獲取所述灌溉所在地的土壤含水量；
13、步驟s102：獲取所述灌溉所在地多個時間段的降水量和水汽蒸發(fā)量；
14、步驟s103：獲取所述灌溉所在地的作物類型；
15、步驟s104：基于第一預(yù)測評估模型，預(yù)測得到所述灌溉所在地的目標(biāo)用水量。
16、進(jìn)一步地，所述第一預(yù)測評估模型為：
17、
18、其中，q為灌溉所在地的目標(biāo)用水量，θ1為土壤水飽和量，θ2為灌溉所在地的土壤含水量，x為灌溉所在地的作物類型對應(yīng)的系數(shù)，η1為灌溉所在地多個時間段的平均降水量，η2為灌溉所在地多個時間段的水汽蒸發(fā)量。
19、進(jìn)一步地，所述步驟s3中，通過第二預(yù)測評估模型，預(yù)測所述機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能，所述第二預(yù)測評估模型為：
20、
21、其中，ci為第i個機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能，λi為第i個機(jī)井對應(yīng)水泵運(yùn)行的能耗系數(shù)，ri為第i個機(jī)井的井口直徑，hi為第i個機(jī)井的井深，g為重力加速度，i為篩選出的機(jī)井的個數(shù)。
22、進(jìn)一步地，所述步驟s4中，基于所述機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能，結(jié)合所述機(jī)井所處地形和土質(zhì)情況，預(yù)測得到多個所述機(jī)井的單位時間的灌溉耗能，具體包括以下步驟：
23、步驟s401：獲取預(yù)測得到的機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能；
24、步驟s402：獲取所述機(jī)井所處地的坡度，確定所述機(jī)井所處地的土地勢能；
25、步驟s403：獲取所述機(jī)井所處地的土壤孔隙，確定所述機(jī)井所處地的流水速度；
26、步驟s404：基于所述機(jī)井所處地的流水速度和土地勢能，根據(jù)第三預(yù)測評估模型，預(yù)測所述機(jī)井所處地的流水耗能；
27、步驟s405：將所述抽水耗能和所述流水耗能相加，得到所述機(jī)井的單位時間的灌溉耗能。
28、進(jìn)一步地，所述第三預(yù)測評估模型為：
29、si＝k1ei(sinαi)+k2vi(wi)；
30、其中，si為第i個機(jī)井所處地的流水耗能，αi為第i個機(jī)井所處地的坡度，ei(sinαi)為第i個機(jī)井所處地的土地勢能的預(yù)設(shè)函數(shù)，k1為土地勢能的預(yù)設(shè)權(quán)重，wi為第i個機(jī)井所處地的土壤孔隙，vi(wi)為第i個機(jī)井所處地的流水速度的預(yù)設(shè)函數(shù)，k2為流水速度的預(yù)設(shè)權(quán)重，i為篩選出的機(jī)井的個數(shù)。
31、進(jìn)一步地，所述第一公式為：
32、q＝q1t1+q2t2+......+qiti：
33、其中，q為灌溉所在地的目標(biāo)用水量，qi為第i個機(jī)井的單位時間流量，ti為第i個機(jī)井的灌溉時間，i為篩選出的機(jī)井的個數(shù)。
34、進(jìn)一步地，所述第二公式為：
35、w＝p1t1+p2t2+……+piti；
36、其中，w為灌溉所在地的灌溉總耗能，pi為第i個機(jī)井的單位時間的灌溉耗能，ti為第i個機(jī)井的灌溉時間，i為篩選出的機(jī)井的個數(shù)。
37、進(jìn)一步地，所述步驟s7中，確定節(jié)能灌溉下不同機(jī)井的灌溉時間后，不同機(jī)井按其灌溉時間，同時向所述灌溉所在地進(jìn)行灌溉。
38、根據(jù)本專利技術(shù)的第二方面，提供了一種基于井電雙控的節(jié)能灌溉系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，包括：
39、第一信息獲取單元，用于獲取灌溉所在地的氣候信息、土壤信息和作物信息；
40、第一預(yù)測單元，用于預(yù)測所述灌溉所在地的目標(biāo)用水量；
41、篩選單元，用于標(biāo)記灌區(qū)上多個機(jī)井的位置，篩選出距離適合所述灌溉所在地的多個機(jī)井；
42、第二信息獲取單元，用于獲取多個機(jī)井的井徑和井深；
43、第二預(yù)測單元，用于預(yù)測所述機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能；
44、第三預(yù)測單元，用于基于所述機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能，結(jié)合所述機(jī)井所處地形和土質(zhì)情況，預(yù)測評估多個所述機(jī)井的單位時間的灌溉耗能；
45、第一信息處理單元，用于基于所述灌溉所在地的目標(biāo)用水量和多個所述機(jī)井的單位時間流量，建立與灌溉時間相關(guān)的第一公式；
46、第二信息處理單元，用于基于多個所述機(jī)井的單位時間的灌溉耗能，結(jié)合灌溉時間，建立與所述灌溉所在地的灌溉總耗能相關(guān)的第二公式；
47、反饋單元，用于確定節(jié)能灌溉下不同機(jī)井的灌溉時間。
48、本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：
49、本申請獲取灌溉所在地的氣候信息、土壤信息和作物信息，預(yù)測灌溉所在地的目標(biāo)用水量。標(biāo)記灌區(qū)上多個機(jī)井的位置，篩選出距離適合灌溉所在地的多個機(jī)井。獲取多個機(jī)井的井徑和井深，預(yù)測機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能。基于機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能，結(jié)合機(jī)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，所述步驟S1中，獲取灌溉所在地的氣候信息和土壤信息，預(yù)測所述灌溉所在地的目標(biāo)用水量，具體包括以下步驟：
3.如權(quán)利要求2所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，所述第一預(yù)測評估模型為：
4.如權(quán)利要求1所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，所述步驟S3中，通過第二預(yù)測評估模型，預(yù)測所述機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能，所述第二預(yù)測評估模型為：
5.如權(quán)利要求1所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，所述步驟S4中，基于所述機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能，結(jié)合所述機(jī)井所處地形和土質(zhì)情況，預(yù)測得到多個所述機(jī)井的單位時間的灌溉耗能，具體包括以下步驟：
6.如權(quán)利要求5所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，所述第三預(yù)測評估模型為：
7.如權(quán)利要求1所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，所述第一公式為：
8.如權(quán)利要求1所述的基于井電雙控的節(jié)
9.如權(quán)利要求1所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，所述步驟S7中，確定節(jié)能灌溉下不同機(jī)井的灌溉時間后，不同機(jī)井按其灌溉時間，同時向所述灌溉所在地進(jìn)行灌溉。
10.一種基于井電雙控的節(jié)能灌溉系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，所述步驟s1中，獲取灌溉所在地的氣候信息和土壤信息，預(yù)測所述灌溉所在地的目標(biāo)用水量，具體包括以下步驟：
3.如權(quán)利要求2所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，所述第一預(yù)測評估模型為：
4.如權(quán)利要求1所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，所述步驟s3中，通過第二預(yù)測評估模型，預(yù)測所述機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能，所述第二預(yù)測評估模型為：
5.如權(quán)利要求1所述的基于井電雙控的節(jié)能灌溉方法，其特征在于，所述步驟s4中，基于所述機(jī)井對應(yīng)的水泵在單位時間的抽水耗能，結(jié)合所述機(jī)井所處...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：顏福隨，顏?zhàn)逾x，顏武祥，李亞軍，顏福德，王靈，
申請(專利權(quán))人：錦玉電力科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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