一种大田固定管网式智能水肥灌溉方法技术

本发明专利技术公开了一种大田固定管网式智能水肥灌溉方法，属于农业灌溉技术领域。一种大田固定管网式智能水肥灌溉方法的制备方法，在现有设计的基础上，创新性的提出了新型的沟管一体的田间管网系统、管距

A field fixed pipe network intelligent irrigation method of water and fertilizer

【技术实现步骤摘要】
一种大田固定管网式智能水肥灌溉方法


[0001]本专利技术涉及农业灌溉
，尤其涉及一种大田固定管网式智能水肥灌溉方法。

技术介绍

[0002]随着物联网技术的发展，智能水肥灌溉就是根据不同作物的需水需肥规律，以及土壤养分含量情况和环境状况，自动对水、肥进行检测调配和供给，减少人工投入成本，提高灌溉施肥效率和肥水利用率。而现有的人工喷灌施肥和地表铺管灌溉存在人工投入大、影响机械化作业、肥水利用率不高；智能水肥灌溉管距
‑
喷距小，管道占地面积大,单元灌溉面积小，影响机械化作业,投入成本大等缺陷，为了解决上述问题，本专利技术提出了一种大田固定管网式智能水肥灌溉方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种大田智能水肥灌溉方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题：
[0004]现有大田智能水肥灌溉的灌溉施肥田间管道系统网占地面积较大，单元灌溉面积小，影响机械化作业，投入成本大，灌排不协调，会给易旱易涝地区现代农业条件大田作物精准高效灌溉施肥和洪涝干旱灾害时带来的大面积作物损失的问题。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种大田固定管网式智能水肥灌溉方法，具体包括以下步骤：
[0007]S1、确定大田试验区域，在试验区域内设置水肥管道与沟渠一体的田间管网系统；
[0008]S2、将S1中提到的田间官网系统中的水肥管道按照管距
‑
喷距配比法进行布置；
[0009]S3、在试验区域中设置信息采集系统，用于采集试验区域内作物的发育情况、环境数据和气象数据信息；
[0010]S4、将S3中所采集的作物发育情况信息传输至服务器终端，用户根据作物发育情况来确定氮磷钾水肥的合理配比，并将水肥配比信息发送至泵房，在泵房处完成水肥的自动化配比工作；
[0011]S5、同时依据S3中所采集的环境数据和气象数据信息来构建作物耗水预测模型和降水预测模型；
[0012]S6、综合S5中所得的作物耗水预测模型和降水预测模型建立精准灌溉模型；
[0013]S7、基于S6中所建立的精准灌溉模型及S3中所得作物发育情况，计算最小灌溉量和排水次数；
[0014]S8、根据S7中所得的最小灌溉量和排水次数，利用泵房中所配置的氮磷钾水肥以及田间管网系统完成大田试验区域的旱输涝排及作物全生育期智能覆盖灌溉工作。
[0015]优选地，所述S1中所提到的水肥管道与沟渠一体的田间管网系统，所述水肥管道与沟渠处于同一垂直平面空间，所述水肥管道埋藏在沟渠下方且距离土壤表平面70～90cm
处，所述水肥管道的通路中设有电磁阀门，控制水肥的液压；所述水肥管道通过管道连接装置以并联的方式汇集连接在主管路上，所述主管路延伸至泵房；所述沟渠沟深为55～65cm。
[0016]优选地，所述管道连接装置连接在主管道上，具体包括有主阀体、手动调节闸阀和连接管，所述手动调节闸阀固定安装在主阀体内，所述连接管固定连接在主阀体的两端；所述连接管上连接有辅助连接固定机构，所述连接管的末端固定连接有密封胶圈，所述连接管的侧壁上还连接有支管连接机构，所述支管连接机构与水肥管道相匹配。
[0017]优选地，所述辅助连接固定机构包括有固定盘，所述固定盘固定连接在连接管上靠近主阀体一端，所述固定盘上设置有连接孔，所述连接孔上贯穿连接有固定杆，所述固定杆靠近固定盘一侧的末端固定连接有限位块，所述固定杆远离固定盘一侧的末端固定连接有管道连接头，所述固定杆上套连有弹簧，所述管道连接头的内壁上还固定连接有连接螺栓，所述连接螺栓与主管道的法兰接头相匹配；所述支管连接机构包括有连接支管，所述连接支管与连接管固定连接，所述连接支管的末端固定连接有连接法兰，所述连接法兰上通过固定螺栓固定连接有密封法兰盘，所述连接支管上还固定安装有电磁通断闸阀。
[0018]优选地，所述S2中所提到的将水肥管道按照管距
‑
喷距配比法布置水肥管道，具体为：将相邻的水肥管道间隔15～25m平行排列，所述水肥管道的上方固定连接有垂直喷杆，所述垂直喷杆的高度为2～2.5m，以2根/亩进行排列；所述垂直喷杆的顶端固定安装有可拆换喷头，所述可拆换喷头的喷洒半径为10～15m，可360
°
旋转，且具有雾化和增压广角功能。
[0019]优选地，所述S5中提到的构建作物耗水预测模型，具体包括以下内容：
[0020]A1、通过S3中提到的信息采集系统采集试验区域的环境数据及气象数据信息，具体为太阳净辐射量、土壤热通量、饱和水气压、实际水气压、温、湿度信息以及风速信息；
[0021]A2、依据A1中所述数据信息计算试验区域内作物蒸发蒸腾量ET0，具体计算公式为：
[0022][0023][0024]式(1)中，R
n
为太阳净辐射量，MJ/(m2d)；G为土壤热通量，MJ/(m2d)；e
s
为饱和水气压，kPa；e
a
为实际水气压，kPa；Δ为温度
‑
饱和曲线在T处的斜率，kPa/℃；γ为温度表常数，kPa/℃；T为空气平均温度，℃；u2为地面2m高度风速；
[0025]式(2)中，u
z
为地面z米高度风速；
[0026]A3、根据A2中计算所得的作物蒸发蒸腾量ET0构建得到作物耗水预测模型。
[0027]优选地，所述S5中提到的构建降水预测模型，通过计算有效降雨量实现，具体计算公式为：
[0028]p0＝αP
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0029]式(3)中，α为有效降水系数；P为气压，kPa；
[0030]根据降雨量将降雨情况划分为以下6档：日降雨量小于10mm为小雨、10～25mm为中雨、大于25～50mm为大雨、大于50～100mm为暴雨、大于100～250mm为大暴雨、大于250mm为
特大暴雨；其中，小雨的有效降水系数α为0，中雨和大雨的α为0.8～1.0，暴雨、大暴雨以及特大暴雨的α为0.7～0.8。
[0031]优选地，所述S7中提到的计算最小灌溉量和排水次数，具体包括以下内容：
[0032]B1、结合自然降水及作物蒸发蒸腾量数据，构建得出作物生长量平衡模型：
[0033]S＝θ
c
+θ
r
‑
ET0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0034]式(4)中，θ
c
为最大蓄水量；θ
r
为实际灌溉量；ET0为作为蒸腾蒸发量；
[0035]B2、根据B1中所得出的作物生长量平衡模型可以进一步推论得出第i日的实际灌溉量为：
[0036]θ
ir
＝S
‑
P0+ET0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0037]式(5)中，P0为有效降雨量；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大田固定管网式智能水肥灌溉方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、确定大田试验区域，在试验区域内设置水肥管道(5)与沟渠(2)一体的田间管网系统；S2、将S1中提到的田间官网系统中的水肥管道(5)按照管距
‑
喷距配比法进行布置；S3、在试验区域中设置信息采集系统，用于采集试验区域内作物的发育情况、环境数据和气象数据信息；S4、将S3中所采集的作物发育情况信息传输至服务器终端，用户根据作物发育情况来确定氮磷钾水肥的合理配比，并将水肥配比信息发送至泵房，在泵房处完成水肥的自动化配比工作；S5、同时依据S3中所采集的环境数据和气象数据信息来构建作物耗水预测模型和降水预测模型；S6、综合S5中所得的作物耗水预测模型和降水预测模型建立精准灌溉模型；S7、基于S6中所建立的精准灌溉模型及S3中所得作物发育情况，计算最小灌溉量和排水次数；S8、根据S7中所得的最小灌溉量和排水次数，利用泵房中所配置的氮磷钾水肥以及田间管网系统完成大田试验区域的旱输涝排及作物全生育期智能覆盖灌溉工作。2.根据权利要求1所述的一种大田固定管网式智能水肥灌溉方法，其特征在于，所述S1中所提到的水肥管道(5)与沟渠(2)一体的田间管网系统，所述水肥管道(5)与沟渠(2)处于同一垂直平面空间，所述水肥管道(5)埋藏在沟渠(2)下方且距离土壤表平面70～90cm处，所述管道通路中设有电磁阀门(4)，控制水肥的液压；所述水肥管道(5)通过管道连接装置(7)以并联的方式汇集连接在主管道上，所述主管道延伸至泵房；所述沟渠(2)沟深为55～65cm。3.根据权利要求2所述的一种大田固定管网式智能水肥灌溉方法，其特征在于，所述管道连接装置(7)连接在主管道上，具体包括有主阀体(701)、手动调节闸阀(702)和连接管(703)，所述手动调节闸阀(702)固定安装在主阀体(701)内，所述连接管(703)固定连接在主阀体(701)的两端；所述连接管(703)上连接有辅助连接固定机构(705)，所述连接管(703)的末端固定连接有密封胶圈，所述连接管(703)的侧壁上还连接有支管连接机构(704)，所述支管连接机构(704)与水肥管道(5)相匹配。4.根据权利要求3所述的一种大田固定管网式智能水肥灌溉方法，其特征在于，所述辅助连接固定机构(705)包括有固定盘(7051)，所述固定盘(7051)固定连接在连接管(703)上靠近主阀体(701)一端，所述固定盘(7051)上设置有连接孔(7052)，所述连接孔(7052)上贯穿连接有固定杆(7053)，所述固定杆(7053)靠近固定盘(7051)一侧的末端固定连接有限位块，所述固定杆(7053)远离固定盘(7051)一侧的末端固定连接有管道连接头(7055)，所述固定杆(7053)上套连有弹簧(7054)，所述管道连接头(7055)的内壁上还固定连接有连接螺栓(7056)，所述连接螺栓(7056)与主管道的法兰接头相匹配；所述支管连接机构(704)包括有连接支管(7041)，所述连接支管(7041)与连接管(703)固定连接，所述连接支管(7041)的末端固定连接有连接法兰(7042)，所述连接法兰(7042)上通过固定螺栓固定连接有密封法兰盘(7043)，所述连接支管(7041)上还固定安装有电磁通断闸阀(7044)。5.根据权利要求1所述的一种大田固定管网式智能水肥灌溉方法，其特征在于，所述S2<...

【专利技术属性】
技术研发人员：程备久，陈黎卿，马庆，刘立超，王韦韦，张春岭，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：