一种水稻田灌溉需求信息的获取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种水稻田灌溉需求信息的获取方法及装置，该水稻田灌溉需求信息的获取方法包括：获取水稻田的蒸散量、下渗排水量和降水量；根据所述蒸散量、下渗排水量和降水量，获得水稻田的田面积水水深；根据所述田面积水水深以及预设阈值，控制所述水稻田进行灌溉，获得水稻田灌溉需求数据。本发明专利技术实施例根据气象因素和土壤属性计算水稻田的水分收支过程，快速准确判断水稻田维持适宜水深的灌溉需求，可以实现历史任意气象情景下水稻灌溉水量的精确计算，为不同气象条件下水稻灌溉制度的制定提供重要参考。

Method and device for obtaining irrigation demand information of paddy field

The present invention provides a method and a device for acquiring paddy irrigation demand information, including the method of obtaining the paddy field irrigation demand information: drainage amount of precipitation and evapotranspiration, obtain the paddy field; according to the drainage amount and precipitation amount of the evapotranspiration, water, paddy field surface water water depth; according to the water depth and the area threshold, control the paddy field irrigation, rice irrigation demand data. The water budget of the embodiment of the invention to calculate paddy fields according to meteorological factors and soil properties, quickly and accurately determine the paddy fields to maintain proper depth of irrigation needs, accurate calculation can achieve arbitrary Meteorological History scenarios of rice irrigation, for different meteorological conditions in rice irrigation system can provide an important reference.

【技术实现步骤摘要】
一种水稻田灌溉需求信息的获取方法及装置
本专利技术涉及农业灌溉领域，特别涉及一种水稻田灌溉需求信息的获取方法及装置。
技术介绍
水稻作为我国主要的主食之一，占商品粮比重大，水稻的生产在我国国民经济中具有重要地位。随着科学技术的发展，科学种植水稻提高产量成为重要议题。其中，在水稻种植中，水稻种植需水量较大，对于水资源条件有限的区域，尤其需要对水稻不同生育期的灌溉水量进行精确估算，以保证在有限的水资源条件下实现水稻的稳产增收，保障粮食供应安全。然而，水稻的耗水量受气象条件影响较大，再加上降水量时空分布的随机性，导致水稻的灌溉水量计算存在较大难度。故而，历史气象情景下水稻灌溉水量的水稻种植灌溉数据对于不同水平年的灌溉水量计算和灌溉制度的制定具有极高的参考价值。
技术实现思路
本专利技术实施例要解决的技术问题是提供一种水稻田灌溉需求信息的获取方法及装置，用以实现历史任意气象情景下水稻灌溉水量的精确计算。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种水稻田灌溉需求信息的获取方法，包括：获取水稻田的蒸散量、下渗排水量和降水量；根据所述蒸散量、下渗排水量和降水量，获得水稻田的田面积水水深；根据所述田面积水水深以及预设阈值，控制所述水稻田进行灌溉，获得水稻田灌溉需求数据。进一步的，所述获取水稻田的蒸散量的步骤包括：获取气象数据；根据彭曼公式及所述气象数据，获得潜在蒸散发速率；根据所述潜在蒸散发速率，获得所述水稻田的蒸散量。进一步的，所述气象数据包括：太阳辐射、最高气温、最低气温、空气相对湿度和风速。进一步的，所述根据彭曼公式及所述气象数据，获得潜在蒸散发速率的步骤包括：根据公式获得所述潜在蒸散发速率，其中，E0表示潜在蒸散发速率，λ表示汽化潜热，K1表示有因次的系数，P表示大气压力，Δ表示饱和气压-温度曲线的斜率，Hnet表示净辐射，G表示地中热通量，γ表示湿度表常数，ρair表示空气密度，表示预设高度处的饱和水汽压，ez表示预设高度处的实际水汽压，rc表示植被阻抗，ra表示空气动力学阻抗。进一步的，获取下渗排水量的步骤包括：获取土壤下渗排水物理特性影响因素；根据所述物理特性影响因素，建立水文模型；根据所述水文模型，获得所述下渗排水量。进一步的，所述物理特性影响因素包括：土壤分层粒径分布、土壤凋萎含水率、田间持水率和渗透速率。进一步的，所述根据所述水文模型，获得所述下渗排水量的步骤包括：根据土壤剖面层的结构、质地和水力学性质将土壤分层；根据水文模型，获得各层土壤的下渗量；根据最底层土壤的下渗量，获得所述下渗排水量。进一步的，所述根据水文模型，获得各层土壤的下渗量的步骤包括：根据公式获得该层土壤的强迫排水量，其中，H0表示静水压力，tx表示强迫排水结束时间，thick表示土层厚度，Ks表示饱和渗透系数；根据公式seepy＝(sol_ST-sol_FC)·(1-exp(-24/HK))获得该层土壤的自由排水量，其中，sol_ST表示当天该土层的含水量，sol_FC表示该土层田间持水量，HK＝thick/Ks；根据所述强迫排水量和自由排水量之和，获得该层土壤的下渗量。进一步的，根据所述田面积水水深以及预设阈值，控制所述水稻田进行灌溉，获得水稻田灌溉需求数据的步骤包括：当所述田面积水水深小于第一预设阈值时，控制所述水稻田进行灌溉，获得第一水稻田灌溉需求数据；当所述田面积水水深大于第二预设阈值时，控制所述水稻田进行排水，获得第二水稻田灌溉需求数据。进一步的，所述第一预设阈值和第二预设阈值根据水稻所处生育期确定。本专利技术实施例还提供了一种水稻田灌溉需求信息的获取装置，包括：第一获取模块，用于获取水稻田的蒸散量、下渗排水量和降水量；第二获取模块，用于根据所述蒸散量、下渗排水量和降水量，获得水稻田的田面积水水深；控制模块，用于根据所述田面积水水深以及预设阈值，控制所述水稻田进行灌溉，获得水稻田灌溉需求数据。与现有技术相比，本专利技术实施例提供的一种水稻田灌溉需求信息的获取方法及装置，至少具有以下有益效果：本专利技术实施例根据气象因素和土壤属性计算水稻田的水分收支过程，快速准确判断水稻田维持适宜水深的灌溉需求，可以实现历史任意气象情景下水稻灌溉水量的精确计算，获得水稻田灌溉需求信息，为不同水平年不同气象条件下水稻灌溉制度的制定提供重要参考。附图说明图1为本专利技术实施例的水稻田灌溉需求信息的获取方法的流程图之一；图2为本专利技术实施例的水稻田灌溉需求信息的获取方法的流程图之二；图3为本专利技术实施例的水稻田灌溉需求信息的获取方法的流程图之三；图4为本专利技术实施例的水稻田灌溉需求信息的获取方法的流程图之四；图5为本专利技术实施例的水稻田灌溉需求信息的获取方法的流程图之五；图6为本专利技术实施例的水稻田灌溉需求信息的获取装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本专利技术的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本专利技术的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。第一实施例参见图1，本专利技术实施例提供了一种水稻田灌溉需求信息的获取方法，包括：步骤101，获取水稻田的蒸散量、下渗排水量和降水量；步骤102，根据所述蒸散量、下渗排水量和降水量，获得水稻田的田面积水水深；步骤103，根据所述田面积水水深以及预设阈值，控制所述水稻田进行灌溉，获得水稻田灌溉需求数据。在本实施例中，根据水稻田的蒸散量、下渗排水量和降水量计算历史气象条件下的水稻田的田面积水水深，并结合预设阈值获得水稻田灌溉数据，从而得出水稻田的水分收支过程，快速准确判断水稻田维持适宜水深的灌溉需求，实现了历史任意气象情景下水稻灌溉水量的精确计算，所获得的水稻田灌溉需求数据可以为不同气象条件下水稻灌溉制度的制定提供重要参考。在上述水稻田的田面积水水深的计算中，因仅为模拟计算获得所需的灌溉数据，故而在本专利技术实施例中不考虑蒸散量、下渗排水量和降水量等变量在时间上的变化，而是首先将其当日的全部变量(蒸散量、下渗排水量和降水量)减去，获得水稻田的田面积水水深，再根据预设阈值获得灌溉需求数据即可。需要注意的是，预设阈值在水稻生长的不同时间段是不同的，且各地区的水稻生长周期及水深的需求设置均有差异，在设置时可通过调查或者试验获得相关数据，例如向实验地的水稻种植者询问。第二实施例参见图2，对于第一实施例中，所述获取水稻田的蒸散量的步骤包括：步骤201，获取气象数据；步骤202，根据彭曼公式及所述气象数据，获得潜在蒸散发速率；步骤203，根据所述潜在蒸散发速率，获得所述水稻田的蒸散量。水稻田蒸散量的精确度关系着后续的获取水稻田的田面积水水深的精确性，关系着整个水稻田灌溉需求数据的精度。故而，相比于第一实施例，在本实施例中，进一步具体限定了水稻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻田灌溉需求信息的获取方法，其特征在于，包括：获取水稻田的蒸散量、下渗排水量和降水量；根据所述蒸散量、下渗排水量和降水量，获得水稻田的田面积水水深；根据所述田面积水水深以及预设阈值，控制所述水稻田进行灌溉，获得水稻田灌溉需求数据。

【技术特征摘要】
1.一种水稻田灌溉需求信息的获取方法，其特征在于，包括：获取水稻田的蒸散量、下渗排水量和降水量；根据所述蒸散量、下渗排水量和降水量，获得水稻田的田面积水水深；根据所述田面积水水深以及预设阈值，控制所述水稻田进行灌溉，获得水稻田灌溉需求数据。2.根据权利要求1所述的水稻田灌溉需求信息的获取方法，其特征在于，所述获取水稻田的蒸散量的步骤包括：获取气象数据；根据彭曼公式及所述气象数据，获得潜在蒸散发速率；根据所述潜在蒸散发速率，获得所述水稻田的蒸散量。3.根据权利要求2所述的水稻田灌溉需求信息的获取方法，其特征在于，所述气象数据包括：太阳辐射、最高气温、最低气温、空气相对湿度和风速。4.根据权利要求2所述的水稻田灌溉需求信息的获取方法，其特征在于，所述根据彭曼公式及所述气象数据，获得潜在蒸散发速率的步骤包括：根据公式获得所述潜在蒸散发速率，其中，E0表示潜在蒸散发速率，λ表示汽化潜热，K1表示有因次的系数，P表示大气压力，Δ表示饱和气压-温度曲线的斜率，Hnet表示净辐射，G表示地中热通量，γ表示湿度表常数，ρair表示空气密度，表示预设高度处的饱和水汽压，ez表示预设高度处的实际水汽压，rc表示植被阻抗，ra表示空气动力学阻抗。5.根据权利要求1所述的水稻田灌溉需求信息的获取方法，其特征在于，获取下渗排水量的步骤包括：获取土壤下渗排水物理特性影响因素；根据所述物理特性影响因素，建立水文模型；根据所述水文模型，获得所述下渗排水量。6.根据权利要求5所述的水稻田灌溉需求信息的获取方法，其特征在于，所述物理特性影...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆垂裕，戴春胜，孙青言，张博，王浩，严登华，曹国亮，鲁帆，宋长虹，管功勋，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，黑龙江省水利水电勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11