一种多水源供水方法与系统及喷灌方法与系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多水源供水方法与系统及喷灌方法与系统，供水方法与系统包括根据供水所需最大流量限定用于地下水源的工频泵和非地下水源的变频泵流量，根据各水源的最低水位与实际水位比较判断充沛情况，在某个或多个水源充沛下利用最低水位作为限值，在各水源均缺水情况下利用最低水位与实际水位获得缺水指标，优化多种水源的并联供水配置，减少对地下水的使用，且可对各水源针对性除杂避免堵塞风险，喷灌方法与系统根据灌溉需求和多水源供水流量配置将若干并联支管分为若干灌溉组依次喷灌，喷头阀可以根据喷灌区域的地形选择不同的运动程序实现喷头的动压喷灌，有效提高智能灌溉效率，兼顾喷灌均匀性、系统安全性和农业用水的利用率。用水的利用率。用水的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种多水源供水方法与系统及喷灌方法与系统


[0001]本专利技术属于灌溉
，具体涉及一种多水源供水方法与系统及喷灌方法与系统。

技术介绍

[0002]相对于漫灌方式，喷灌不仅可提高灌水均匀性，而且可减少地表径流和深层渗漏，有效提高水的精准性和利用率，节约用水，但由于各地水资源分布存在差异和深层地下水的过渡开采，水资源的供需矛盾日益突出，单一水源灌溉已难以满足农业生产的需求。现有技术中的多水源供水方法及系统如专利CN105544646B公开的“一种基于水压状况的室内多水源灵活切换系统及方法”通过压力传感器监测再生水进屋水压及自来水进屋水压，根据两者的压力情况应用电动两通调节阀实现两水源切换操作；专利CN105444150A公开的“一种多水源供水系统”通过水泵控制各水源供水管线流量，应用智能控制器调节水泵，实现智能水表监测的实际流量与给定流量两者之间的闭环控制。
[0003]其主要缺陷在于：主要通过压力或流量作为水源选择的评判标准，可实现不同水源之间的切换或协同应用，但在多水源灌溉中，各水源的水量和使用优先权不同，该系统未能根据各水源的充沛情况，选择合适的水源进行灌溉，同时采用工频泵并联供水影响水资源的高效配置，特别是容易造成地下水水源的过度使用。
[0004]其次，缺乏对水源中杂质的处理，供水时可能堵塞供水管道，或汇流集中处理，由于各水源杂质的情况不同，例如机井中的水含有泥沙等杂质，池塘中的尾水含有水草等有机物杂质，导致处理效率和效果较差，仍存在供水和灌溉管道堵塞风险。
[0005]此外，现有技术中的绝大多数灌区采用恒压喷灌的方法，较少采用动压喷灌的方法，《动态水压坡地喷灌水量分布特性与均匀度研究》和《动态水压坡地喷灌水量分布计算方法》中论述了喷头工作压力的周期性变化可以改善喷灌水滴能量分布，对于提升喷灌水量分布均匀性具有一定积极作用。但大多学者通过调节泵的转速实现供水压力的周期变化，并通过管道将压力传递至喷头的入口，这亦将导致管道内流体的压力呈现周期性变化，而《输流管道压力脉动计算分析》一文中陈述了压力脉动是管道及附件振动的主要诱因，管路系统的振动轻则引起介质泄露，重则导致管道破裂，危害人员及系统安全，因此，动压喷灌不宜采用调节泵转速的方法实现喷头工作压力的周期变化。同时，灌溉期间内采用各并联灌溉管路常开灌溉，未根据灌溉需求和多水源供水流量配置灌溉管路，影响灌溉效率和水的利用率。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一，本专利技术提供一种多水源供水方法与系统及喷灌方法与系统，优化多种水源的供水和灌溉配置，减少对地下水的使用和管道堵塞风险，提高智能灌溉效率，兼顾喷灌均匀性、系统安全性和农业用水的利用率。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008]一种多水源供水方法，其方法包括：
[0009]获取供水所需最大流量Q
max
，n1个地下水源分别采用工频泵与n2个非地下水源分别采用变频泵并联供水时，满足上式中Q
定
为工频泵的额定流量，Q
1变
为变频泵在高效区运行的最小流量，Q
2变
为变频泵在高效区运行的最大流量；
[0010]设定第i个水源的最低水位h
i
，获取其实际水位h
′
i
；
[0011]当所有水源存在h
i
＜h
′
i
时，按h
i
＜h
′
i
时开启第i个水源供水，按h
i
≥h
′
i
时停止第i个水源供水；
[0012]当所有水源的h
i
≥h
′
i
时，计算所有水源的开启min(k
i
)对应的水源供水，其余水源停止供水。
[0013]进一步的，先分别处理各水源的杂质，再并联供水。
[0014]一种多水源供水系统，包括至少一条地下水源管路、至少一条非地下水源管路、供水管路、监控系统，所述地下水源管路上设有工频泵，所述非地下水源管路上设有变频泵，地下水源管路和非地下水源管路并联在供水管路上；
[0015]所述监控系统包括液位传感器和控制器，所述液位传感器用于监测地下水源管路或非地下水源管路对应水源的水位信息，所述控制器用于获取液位传感器的水位信息，基于上述多水源供水方法，控制非地下水源管路或非地下水源管路与供水管路的连通启闭，控制工频泵和变频泵的启闭。
[0016]进一步的，所述地下水源管路包括机井管路，沿机井管路入口向供水管路方向，机井管路上依次设有工频泵、第一蝶阀、第一止回阀、第一安全阀和离心式过滤器，所述工频泵为潜水泵。
[0017]进一步的，所述非地下水源管路包括池塘管路，沿池塘管路入口向供水管路方向，池塘管路上依次设有底阀、变频泵、第二蝶阀、第二止回阀、第二安全阀和砂石过滤器，所述变频泵为离心泵。
[0018]一种多水源喷灌方法，其方法包括：
[0019]基于上述多水源供水方法，控制对应水源向喷灌管网系统供水时，获取供水流量Q
输
、喷灌管网系统中并联支管数个数n
支总
、各支管上单个喷头在工作压力下的流量q、各支管上喷头个数t；
[0020]按Q
输
/qt向下取整确定可以同时进行灌溉的支管个数n
支
，按n
支总
/n
支
向上取整作为分组数目将若干并联支管分为若干灌溉组，若干灌溉组依次对喷灌区域喷灌。
[0021]进一步的，其方法包括：
[0022]设定土壤湿度的允许下限s
下
和允许上限s
上
，获取喷灌区域的实时土壤湿度s
采
；
[0023]若s
采
<s
下
，则基于控制对应水源向喷灌管网系统供水，若s
采
>s
上
，则停止供水。
[0024]进一步的，其方法包括：各支管上设有若干用于控制各喷头启闭的电动阀；所述喷灌区域为平原地区时，所述电动阀按0
‑
1运动程序控制其步进电机运动角度。
[0025]进一步的，其方法包括：各支管上设有若干用于控制各喷头启闭的电动阀；所述喷
灌区域为山地丘陵区域时，所述电动阀按正弦波运动程序、方波运动程序、三角波运动程序、锯齿波运动程序或梯形波运动程序控制其步进电机运动角度，同时同一支管上的相邻电动阀叉开半个运动周期。
[0026]一种多水源喷灌系统，包括上述多水源供水系统和至少一级喷灌管网系统，所述喷灌管网系统包括输水管路和若干支管，所述输水管路与供水管路相连，若干支管并联在输水管路上，所述支管上设有若干并联的喷头；
[0027]所述监控系统包括与控制器相连的流量表、压力变送本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多水源供水方法，其特征在于，其方法包括：获取供水所需最大流量Q
max
，n1个地下水源分别采用工频泵与n2个非地下水源分别采用变频泵并联供水时，满足上式中Q
定
为工频泵的额定流量，Q
1变
为变频泵在高效区运行的最小流量，Q
2变
为变频泵在高效区运行的最大流量；设定第i个水源的最低水位h
i
，获取其实际水位h
i
'；当所有水源存在h
i
＜h
i
'时，按h
i
＜h
i
'时开启第i个水源供水，按h
i
≥h
i
'时停止第i个水源供水；当所有水源的h
i
≥h
i
'时，计算所有水源的开启min(k
i
)对应的水源供水，其余水源停止供水。2.根据权利要求1所述的一种多水源供水方法，其特征在于，先分别处理各水源的杂质，再并联供水。3.一种多水源供水系统，其特征在于，包括至少一条地下水源管路、至少一条非地下水源管路、供水管路(17)、监控系统，所述地下水源管路上设有工频泵，所述非地下水源管路上设有变频泵，地下水源管路和非地下水源管路并联在供水管路(17)上；所述监控系统包括液位传感器和控制器(31)，所述液位传感器用于监测地下水源管路或非地下水源管路对应水源的水位信息，所述控制器(31)用于获取液位传感器的水位信息，基于权利要求1所述的多水源供水方法，控制非地下水源管路或非地下水源管路与供水管路(17)的连通启闭，控制工频泵和变频泵的启闭。4.根据权利要求3所述的一种多水源供水系统，其特征在于，所述地下水源管路包括机井管路(117)，沿机井管路(117)入口向供水管路(17)方向，机井管路(117)上依次设有工频泵、第一蝶阀(112)、第一止回阀(114)、第一安全阀(115)和离心式过滤器(116)，所述工频泵为潜水泵(113)。5.根据权利要求3所述的一种多水源供水系统，其特征在于，所述非地下水源管路包括池塘管路(128)，沿池塘管路(128)入口向供水管路(17)方向，池塘管路(128)上依次设有底阀(122)、变频泵、第二蝶阀(124)、第二止回阀(125)、第二安全阀(126)和砂石过滤器(127)，所述变频泵为离心泵。6.一种多水源喷灌方法，其特征在于，其方法包括：基于权利要求1的多水源供水方法，控制对应水源向喷灌管网系统供水时，获取供水流量Q
输
、喷灌管网系统中并联支管(22)数个数n
支总
、各支管(22)上单个喷头(24)在工作压力下的流量q、各支管(22)上喷头(24)个数t；按Q
输
/qt向下取整确定可以同时进行灌溉的支管(...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋跃，杨帆，李红，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：