【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及灌溉預報，尤其涉及基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法與系統。
技術介紹
1、水稻灌區實時灌溉預報針對以水稻為主要種植作物的灌區，以當前條件下灌區內部水源和田間水層保水情況為前提，根據未來一旬逐日氣象預報，對灌區范圍內水庫和塘堰等蓄水水利工程的來水進行預報，對灌區范圍內主要種植作物水稻進行需水預測，對灌區內部各類水源進行配置與調度，預測灌區內部水源灌溉水量、田間水層深度變化過程以及所需外部水源的毛灌溉水量。以實時灌溉預報來指導灌區水分管理、調整灌溉用水計劃，使得作物得到適時、適量、適地的灌溉，提高灌水效率，將有利于促進農業高效用水，是解決水資源緊缺問題的有效途徑，對推進農業高質量發展、實現農業現代化具有重要意義。
2、灌區實時灌溉預報模型中計算單元的選擇至關重要，選取田間尺度為單元可很好地描述土壤、作物等要素的空間變異性，但是覆蓋全灌區的田間尺度資料收集、田間監測與觀測必然耗費大量資源且存在一定難度；選取灌區尺度為單元，可能導致忽視土壤質地、作物類型、內部水源等要素的空間變異性，無法很好地預測灌溉需水量，同時也無法指導各級渠道上分水口門的灌溉用水。因此，在灌區實時灌溉預報模型中采用可變單元計算方法，在模型的實際應用中可結合灌區監測站網覆蓋度和顆粒度來劃分計算單元，是灌區實時灌溉預報模型實現精準模擬亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術目的在于提供基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法與系統，充分利用現代化灌區在水情監測、雨情監測、作物監測
2、為達到上述目的，本專利技術方法的技術方案為：
3、基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，包括如下步驟：
4、步驟1.分別獲取灌區氣象單元劃分圖、灌區最小管理范圍圖、灌區土壤類型分布圖、灌區水稻種植結構分布圖并進行疊加，針對不同氣象單元、不同土壤類型、不同作物種植結構、不同管理范圍進行疊加取交集，確定最小基礎單元，并對確定最小基礎單元進行合并處理，形成不同覆蓋面積的需水計算單元；
5、步驟2.分別獲取灌區范圍內蓄水工程分布圖、蓄水工程匯水區域類型圖、蓄水工程集水區域面積、具有完整資料的蓄水工程分布圖、蓄水工程水位監測站點分布圖并進行疊加，選取包含不同大小類型、不同匯水區域類型的蓄水工程作為典型蓄水工程，以每個典型蓄水工程作為水文計算單元，形成不同蓄水類型的水文計算單元；
6、步驟3.基于需水計算單元、水文計算單元以及灌溉范圍，針對不同水源劃分不同集合程度的供水計算單元；
7、步驟4.基于步驟1中劃分的需水計算單元生成需水計算單元屬性表，結合氣象預報數據，計算各需水計算單元內預報雨量和實際作物騰發量預測值，并基于田間水分動態平衡模型預測各需水計算單元內凈灌溉需水量；
8、步驟5.基于步驟2中劃分的水文計算單元生成水文計算單元屬性表，結合氣象預報數據，預測各水文計算單元來水過程，并基于蓄水工程水量平衡模型預測各水文計算單元內可供水量；
9、步驟6.基于步驟3劃分的供水計算單元，對各供水計算單元內灌溉水量進行配置與調度，計算各水文計算單元內水源灌溉水量并更新對應蓄水工程總蓄水量，計算各需水計算單元內灌溉水量并更新對應田間水層深度；
10、步驟7.以各供水計算單元內水源缺水量最小為目標函數，以水量平衡、蓄水工程庫容、供水能力為約束條件，針對各供水計算單元進行水資源配置。
11、進一步地，所述步驟1包括如下子步驟，
12、步驟1.1.對于不同等級灌區，結合灌區灌溉范圍矢量圖層、灌區范圍內及其附近氣象站點分布情況，形成氣象單元劃分圖，確保每個氣象單元內存在一個氣象站；
13、步驟1.2.以灌區范圍內管理處或管理段所管理的灌溉范圍為灌溉單元，形成灌區最小管理范圍圖；
14、步驟1.3.基于灌區范圍內網格化土壤類型數據，形成灌區土壤類型分布圖；
15、步驟1.4.基于遙感反演的水稻灌區范圍內水稻種植結構，形成灌區水稻種植結構分布圖；
16、步驟1.5.疊加氣象單元劃分圖、灌區最小管理范圍圖、灌區土壤類型分布圖、灌區水稻種植結構分布圖，針對不同氣象單元、不同土壤類型、不同作物種植結構、灌區最小管理范圍進行疊加取交集，確定最小基礎單元，根據預設渠道級別對最小基礎單元進行合并處理，形成不同覆蓋面積的需水計算單元。
17、進一步地，所述步驟2包括如下子步驟，
18、步驟2.1.?基于灌區范圍內蓄水工程經緯度，形成灌區范圍內蓄水工程分布圖；
19、步驟2.2.基于灌區范圍內蓄水工程大小類型，形成灌區范圍內蓄水工程大小類型圖，并結合灌區范圍內蓄水工程匯水區域類型，形成灌區范圍內蓄水工程匯水區域類型圖；
20、步驟2.3.提取灌區范圍內蓄水工程的匯水區域，生成蓄水工程集水區域面積；
21、步驟2.4.收集灌區范圍內蓄水工程基礎資料，包括水位-容積曲線、特征水位和特征庫容，剔除蓄水工程基礎資料不完整的蓄水工程，形成具有完整資料的蓄水工程分布圖；
22、步驟2.5.收集灌區范圍內蓄水工程的水位監測站點，形成灌區范圍內蓄水工程水位監測站點分布圖；
23、步驟2.6.疊加灌區范圍內蓄水工程分布圖、蓄水工程大小類型圖、蓄水工程匯水區域類型圖、具有完整資料的蓄水工程分布圖、蓄水工程水位監測站點分布圖，選取包含不同大小類型、不同匯水區域類型的蓄水工程作為典型蓄水工程，以每個典型蓄水工程作為水文計算單元，分為水庫類水文計算單元和塘堰類水文計算單元。
24、進一步地，所述步驟3中的供水計算單元為獨立供水計算單元或聚合供水計算單元，其中，
25、（1）獨立供水計算單元
26、對于灌區范圍內存在的大、中型水庫，選取其灌溉范圍作為獨立的供水計算單元；
27、（2）聚合供水計算單元
28、對于灌區范圍內存在的小型水庫或塘堰，結合灌區管理范圍和業務需求劃分聚合供水計算單元，確保每個聚合供水計算單元內存在至少一個典型蓄水工程。
29、進一步地，所述步驟4包括如下子步驟，
30、步驟4.1.基于步驟1中劃分的需水計算單元生成需水計算單元屬性表，所述需水計算單元屬性表包括每個需水計算單元的編碼和名稱、所屬灌區和干渠、所屬管理段和管理處，每個需水計算單元對應的氣象單元，每個需水計算單元的田間滲漏率和作物種植結構；
31、步驟4.2.結合各氣象單元內實測氣象數據，計算歷史時段內各氣象單元內參考作物騰發量，并計算參考作物歷史時段內多年平均最大日騰發量均值及其對應的日序數；
32、步驟4.3.?獲取各氣象單元內氣象預報數據，計算各氣象單元內預報雨量，并計算各氣象單元內參考作物騰發量預本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于：所述步驟1包括如下子步驟，
3.根據權利要求1所述的基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于：所述步驟2包括如下子步驟，
4.根據權利要求1所述的基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于：所述步驟4包括如下子步驟，
6.根據權利要求5所述的基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于：所述步驟5包括如下子步驟，
7.根據權利要求6所述的基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于：所述步驟6基于步驟3劃分的供水計算單元對目標時段、目標供水計算單元的灌溉水量進行計算，首先進行預見期內逐時段循環計算，其次進行整個灌區內各供水計算單元遍歷計算，以逐時段循環中某一時段作為目標時段、灌區內某一供水計算單元作為目標供水計算單元，具體計算過程
8.根據權利要求7所述的基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于，所述步驟7中在針對目標供水計算單元進行水資源配置中滿足如下目標函數和約束條件：
9.基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報系統，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于：所述步驟1包括如下子步驟，
3.根據權利要求1所述的基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于：所述步驟2包括如下子步驟，
4.根據權利要求1所述的基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于：所述步驟4包括如下子步驟，
6.根據權利要求5所述的基于可變單元設計的水稻灌區實時灌溉預報方法，其特征在于：所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉路廣，夏倩，吳瑕，王敬，董葦，陳祖梅，范楊臻，葉磊，秦淑靜，
申請(專利權)人：湖北省水利水電科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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