[发明专利]基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法

说明书

本发明涉及一种基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法，是根据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的关系引入喷灌强度矩阵和喷灌重叠因子后有效的排除了关于间距对单次喷灌时间影响，且利用喷灌重叠因子对于喷灌时间计算更为精准。不但不同重叠因子区域作物的喷灌时间得到良好的控制，还避免了喷灌强度不均导致的一系列问题，且大大节约了水资源。

技术领域

本发明具体是涉及一种基于喷灌重叠因子的组合喷灌下喷灌时间的计算方法，属于农业信息化背景下精准喷灌领域，尤其涉及大田种植、温室栽培、大面积农场种植、园林绿化中作物喷灌，或其他相近领域等效的灌溉。

背景技术

水分是维持农作物生命活动的重要物质，也是农作物生长过程中最大的消耗品，适时适量给农作物供应水分，可以做到既节约用水，又使农作物高产丰产。传统方式喷灌操作简单,但是存在诸如灌溉水多、利用率非常低、喷灌强度过大或过小、喷灌均匀度差且容易造成土地板结等问题,且很少考虑到多喷灌设备的交替布局以及自身喷灌特性造成的喷灌强度和平均度的差异性，进而对所需喷灌量以及喷灌时间造成错误估计。因此,在作物喷灌量确定的情况下，特别是在组合喷灌下对作物喷灌时间预测显得尤为重要。鉴于此,在作物喷灌量已知的情况下亟需研究喷灌时间的精准计算方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种基于喷灌重叠因子的喷灌时间的精准计算方法，适用于组合喷灌且作物喷灌量已知的场景。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种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：

ρ′＝ρ+Fоrot180(ρ) (1)

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：

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：

即：

第五步、喷灌强度的计算公式如下：

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：

对应单个喷灌区域喷灌强度下有：

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：