[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

摘要

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。

主权项

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：$t=\frac{m}{\mathrm{\ρ}}---\left(3\right)$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：$m=\stackrel{\‾}{\mathrm{\ρ}}t={\stackrel{\‾}{\mathrm{\ρ}}}^{\′}{t}^{\′}---\left(4\right)$即：$t^{\′}=\frac{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ρ}}}{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ρ}}}^{\′}}t---\left(5\right)$第五步、喷灌强度的计算公式如下：$\stackrel{\‾}{\mathrm{\ρ}}=\frac{W}{St}=\frac{\underset{i}{\Σ}\underset{j}{\Σ}{\mathrm{\ρ}}_{i,j}\mathrm{\Δ}St}{ab\mathrm{\Δ}St}=\underset{i}{\Σ}\underset{j}{\Σ}{\mathrm{\ρ}}_{i,j}/ab---\left(6\right)$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：${\stackrel{\‾}{\mathrm{\ρ}}}^{\′}=\underset{i}{\Σ}\underset{j}{\Σ}{\mathrm{\ρ}}_{i,j}^{\′}/ab---\left(7\right)$对应单个喷灌区域喷灌强度下有：$\mathrm{\ρ}=\stackrel{\‾}{\mathrm{\ρ}}---\left(8\right)$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：$\mathrm{\ρ}=K_w\frac{1000Q_P}{b_0{l}_0}\mathrm{\η}---\left(9\right)$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：

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