[发明专利]一种移动称重式作物需水量观测系统

说明书

技术领域

本发明涉及农业水利技术领域，具体地说是涉及一种移动称重式作物需水量观测系统。

背景技术

近年来，随着农业产业结构的调整，传统低效农业逐步向现代高效产业转变。目前，粮食作物种植面积减少，蔬菜、瓜果、花卉等经济作物面积扩大，效益农业迅速发展。效益农业的发展需要水资源的支撑和保证，选择合适的灌排模式才能达到节水增产的目的。为了发展与效益农业相关的灌溉技术和灌排模式，需要开展与之相关的灌溉试验。

灌溉试验是一项基础性工作，为减少规划设计中参数确定的盲目性，需通过灌溉试验获得作物需水量、水分生产率、灌溉定额等基础数据，使规划设计等工作有据可依。作物需水量受气象条件、土壤含水状况、作物种类及生长发育阶段、农业技术措施等众多因素的影响而难以精确计算，因此，如何获取精确的作物需水量数据是亟待解决的难题之一。

目前作物需水量试验的传统方法为测坑法，但测坑占地面积较大通常为2m×2m，且投资造价较高，当试验处理或重复较多时不能满足试验的需要。现有的测筒观测作物需水量的技术中，其主要原理是移筒称重，当将测筒吊起至坑顶称重时，大的位移使测筒难以及时还原导致试验误差较大。另一方面，作物需水量的计算方法主要采用彭曼法，即通过参考作物腾发量推算作物需水量，但该法只考虑了各项大气因素(温度、太阳辐射、风速)的影响，未将土壤水分状况和非充分灌溉条件的情形纳入考虑范畴，缺乏物理基础导致误差较大；其次，即使采用土壤水分传感器监测土壤水分数据，传统的FDR土壤水分传感器测土壤含水率精度范围只有3～5mm，并不能满足灌溉试验对水平衡要素0.03mm～0.1mm的精度要求，故仍无法得到精确地作物需水量观测数据。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种移动称重式作物需水量观测系统。

本发明的技术方案为：

一种移动称重式作物需水量观测系统，包括测筒、活动桁架、称量装置、防雨棚和测筒区；所述测筒为多个，各测筒以地埋双套筒方式安装于所述测筒区中，所述活动桁架架设于所述测筒区上方，所述称量装置通过滑轮安装于所述活动桁架上并可移动至各测筒上方对其起吊称重，所述防雨棚架设于测筒区长边方向专用的轨道上，能避免刮风和降水对观测造成影响。

所述测筒由PVC材料制成中空圆柱形，内径为0.60～0.65m，深度为0.80～1.00m，填土面积为0.30～0.35m²，底部设15～18cm厚的滤层，筒内填入原状土并种入作物，筒内土面与地面齐平或低于桶口5～10cm；

优选的，所述测筒需严格满足不漏水、耐冻、导热性低和结构牢固的要求；

进一步的，所述测筒装在测筒钢筋外套内，钢筋外套设有吊环用于称重时吊起，筒底部设置滤层和侧向排水装置，根据作物生长对需水量的要求进行排水并用量筒计量。

所述活动桁架包括桁架和轨道，所述桁架由方钢管和工字钢组成，方钢管焊接于工字钢两端起支撑作用，桁架底部安装滑轮并设置在轨道上，所述轨道平行于测筒区长边方向并铺设在其两侧，使桁架可在测筒区长边方向上移动；

优选的，方钢管的直径范围为8～10cm，工字钢的规格范围为20～25a。

所述称量装置包括吊秤、吊链和吊钩，吊秤采用直显式电子吊秤并通过吊链与吊钩连接，吊钩用于固定在测筒钢筋外套的吊环上，可直接起吊测筒称重且将数据同步显示在LED显示屏上，可达到0.03～0.1mm水层变化观测精度；

优选的，所述称量装置采用的直显式电子吊秤的称量范围为500～1000kg，感量范围为10～20g；

进一步的，所述称量装置安装于所述活动桁架的工字钢上，能在工字钢上做横向移动(即测筒区宽边方向)，由于所述活动桁架整体能在轨道上移动(即测筒区长边方向)，故本系统可精确定位并吊起任何位置的测筒。

所述防雨棚包括端梁、弧架支柱、支柱横连杆、弧架连杆、透明阳光板、透明遮雨帘、滑轮装置和雨量感应器，所述端梁、弧架支柱、支柱横连杆和弧架连杆组成所述防雨棚的骨架结构，所述透明阳光板安装于防雨棚棚顶端梁上，透明遮雨帘垂直悬挂于防雨棚四周，透明阳光板和透明遮雨帘均起到防雨和防风的作用，避免降水落入测筒和刮风时对称重时造成影响，同时还能保证筒内作物得到适宜光照；

进一步的，所述防雨棚通过滑轮装置与所述活动桁架共用同一轨道并由驱动电机制动；

进一步的，所述轨道平均分为三部分，包括有效遮盖区、行走缓冲区和停放区，在有效遮盖区内防雨棚能避免刮风和降水对观测造成影响。