一种灌区需水量计量监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种灌区需水量计量监测方法及系统，涉及农业灌溉需水计量，其中的方法包括：通过不同时期、不同的种植作物的田地需水量，动态自动计算各个渠系应放水量；通过安装在各个渠系上的水量计量设备，动态监测灌溉水量情况，及时提醒管理人员在什么时间关闭的闸门，形成针对不同时期、不同作物、不同地块的合理的灌溉计划；指导灌区灌溉作业，形成灌区的自动化灌溉的大数据仓库。本发明专利技术实现灌区信息资源的实时共享，提高灌区的运行效率，减少灌区的运营成本。为灌区管理部门提供科学的决策依据，最终实现灌区管理信息化、调配水合理化、量测水精准化、收费规范化，为实现高效现代农业提供技术保障。

【技术实现步骤摘要】
一种灌区需水量计量监测方法及系统
本专利技术涉及农业灌溉需水计量，具体涉及一种灌区需水量计量监测方法及系统。
技术介绍
目前，我国灌区灌溉作业大多还是处于传统灌溉模式：以人工手动控制为主，过分依赖人为经验、缺乏数据支撑，随意性大，人员需到现场查看灌溉情况且人力投入大、耗时长、不及时，而整个过程没有科学的数据支撑导致灌溉用水随意，资源浪费，而长久的随意使土壤结构破坏加重。很多灌区的灌溉计划均是多年积累的经验，形成固定的灌溉模式，无法适应灵活多变的灌溉方式，并且无法综合校验灌溉计划的合理性。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种灌区需水量计量监测方法及系统。本专利技术采用的技术方案是：一种灌区需水量计量监测方法，包括：通过不同时期、不同的种植作物的田地需水量，动态自动计算各个渠系应放水量；通过安装在各个渠系上的水量计量设备，动态监测灌溉水量情况，及时提醒管理人员在什么时间关闭的闸门，形成针对不同时期、不同作物、不同地块的合理的灌溉计划；指导灌区灌溉作业，形成灌区的自动化灌溉的大数据仓库。进一步地，所述方法具体包括：S1，灌区基础要素在线定义；S2，监测点计量设备数据接收；S3，实时展示灌溉情况；S4，实时预警通知；S5，地块需水量计算及渠系放水量计算。更进一步地，所述步骤S1包括：灌区的基础要素包括渠系、计量设备、地块，全部通过在线的地图来定义；通过使用第三方Maptalks插件，加载各类公共底图，为用户提供在线绘制曲线的工具，形成各自灌区特有的灌区一张图；具体包括：渠系定义：用户选择渠系的样式笔刷，在地图上从绘制直线或者曲线，就形成了一条渠道，绘制的开始位置就是渠系的上游，结束点就是渠系的下游；如果用户选择的起点正好位于某天画好的渠道上边，则提示用户是否新绘制的渠道系从该渠道取水，如果是就形成了整个渠系的树形结构，并自动生成整个渠系的空间信息；计量设备定义：在绘制好的渠系空间地图上选择某条渠系的某个位置作为计量设备的安装位置，完善计量设备的基础属性信息，该监测设备和实际物理安装的计量设备一一对应，确保计量设备上来的监测数据能正确匹配上；地块定义：在地图上绘制用户自定义形状的农田地块，绘制的地块必须与某个渠系关联，形成整个灌区的技术要素信息；地块内的基础信息与具体的种植作物相关，形成该时期的灌溉定额，用于计算该地块在该时间的需水量。更进一步地，所述步骤S2包括：计量设备通过2G\4G\Lora的信息传递方式，实时向智慧灌区系统的云服务器发送流量数据；计量设备上传的数据通过与用户定义好的计量设备工情信息对应，存储到数据库中，用于后续的计算和分析。更进一步地，所述步骤S3包括：通过WEBGIS的方式，在地图上实时显示各个计量设备监测点的水流量(m3)信息，用户在任意指定时间段并计算该时间段的灌水量，各个监测点的灌水量计算公式如下：W：指定时间内的灌水量，单位m3；K：时间段范围，单位秒s；Qk：在K时间段的平均流量，单位m3/s。更进一步地，所述步骤S4包括：每个水量计量设备都实时计算流量信息Q，通过设备每个监测点的在某段时间内的灌溉量的阈值，自动计算累计的灌水量W，如果超出了通过页面的声音、闪烁、短信的提醒用户某处地块已经灌满，由用户远程、现地关闭闸门。更进一步地，所述步骤S5包括：以各个计量设备上报上来的动态数据作为主要依据，结合用户配置的渠系、地块的信息，自动计算需要打开、闭合那些渠道的那些闸门；自动计算闸门的需放水量。一种灌区需水量计量监测系统，包括：灌区基础要素定义模块，用于灌区的基础要素包括渠系、计量设备、地块，全部通过在线的地图来定义；监测点计量设备模块，用于计量设备通过2G\4G\Lora的信息传递方式，实时向智慧灌区系统的云服务器发送流量数据；计量设备上传的数据通过与用户定义好的计量设备工情信息对应，存储到数据库中，用于后续的计算和分析；灌溉实时展示模块，用于通过WEBGIS的方式，在地图上实时显示各个计量设备监测点的水流量信息，用户在任意指定时间段并计算该时间段的灌水量；实时预警通知模块，用于通过设备每个监测点的在某段时间内的灌溉量的阈值，自动计算累计的灌水量，如果超出了通过页面的声音、闪烁、短信的提醒用户某处地块已经灌满，由用户远程、现地关闭闸门；地块需水量计算及渠系放水量模块，用于以各个计量设备上报上来的动态数据作为主要依据，结合用户配置的渠系、地块的信息，自动计算需要打开、闭合那些渠道的那些闸门；自动计算闸门的需放水量。本专利技术的优点：本专利技术实现灌区信息资源的实时共享，提高灌区的运行效率，减少灌区的运营成本。为灌区管理部门提供科学的决策依据，最终实现灌区管理信息化、调配水合理化、量测水精准化、收费规范化，为实现高效现代农业提供技术保障。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术实施例的灌区需水量计量监测方法流程图；图2是本专利技术实施例的计量设备数据传输示意图；图3是本专利技术实施例的灌区实时信息展示；图4是本专利技术实施例的灌区要素示意图；图5是本专利技术实施例的用户操作流程图；图6是本专利技术实施例的灌区智能灌溉示意图。附图标记：1为取水口河道、2为主干渠总闸门、3为主干渠流量计量设备、5为主干渠、6为一支渠闸门、7为二支渠闸门、8为二支渠、9为二支渠下游闸门、10为二支渠下游、11为一支渠流量计量设备、12为主干渠下游闸门、13为二支渠流量计量设备、14为一斗渠计量设备、15为一斗渠、16为一农渠闸门、17为一农渠流量计量设备、18为一地块、19为主干渠下游、20为二农渠闸门、21为而农渠水量计量设备、22为二地块、23为三地块。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。术语解释：灌溉用水定额：在规定位置和规定水文年型下核定的某种作物在一个生育期内单位面积的灌溉用水量，以立方米/亩表示。渠道水利用系数：某渠道的出口流量(净流量)与入口流量(毛流量)的比值，称为渠道水利用系数。参考图1，如图1所示，一种灌区需水量计量监测方法，包括：通过不同时期、不同的种植作物的田地需水量，动态自动计算各个渠系应放水量；通过安装在各个渠系上的水量计量设备，动态监测灌溉水量情况，及时提醒管理人员在什么时间关闭的闸门，形成针对不同时期、不同作物、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灌区需水量计量监测方法，其特征在于，包括：/n通过不同时期、不同的种植作物的田地需水量，动态自动计算各个渠系应放水量；/n通过安装在各个渠系上的水量计量设备，动态监测灌溉水量情况，及时提醒管理人员在什么时间关闭的闸门，形成针对不同时期、不同作物、不同地块的合理的灌溉计划；/n指导灌区灌溉作业，形成灌区的自动化灌溉的大数据仓库。/n

【技术特征摘要】
1.一种灌区需水量计量监测方法，其特征在于，包括：
通过不同时期、不同的种植作物的田地需水量，动态自动计算各个渠系应放水量；
通过安装在各个渠系上的水量计量设备，动态监测灌溉水量情况，及时提醒管理人员在什么时间关闭的闸门，形成针对不同时期、不同作物、不同地块的合理的灌溉计划；
指导灌区灌溉作业，形成灌区的自动化灌溉的大数据仓库。


2.根据权利要求1所述的灌区需水量计量及监测系统，其特征在于，所述方法具体包括：
S1，灌区基础要素在线定义；
S2，监测点计量设备数据接收；
S3，实时展示灌溉情况；
S4，实时预警通知；
S5，地块需水量计算及渠系放水量计算。


3.根据权利要求2所述的灌区需水量计量及监测系统，其特征在于，所述步骤S1包括：
灌区的基础要素包括渠系、计量设备、地块，全部通过在线的地图来定义；通过使用第三方Maptalks插件，加载各类公共底图，为用户提供在线绘制曲线的工具，形成各自灌区特有的灌区一张图；
具体包括：
渠系定义：用户选择渠系的样式笔刷，在地图上从绘制直线或者曲线，就形成了一条渠道，绘制的开始位置就是渠系的上游，结束点就是渠系的下游；如果用户选择的起点正好位于某天画好的渠道上边，则提示用户是否新绘制的渠道系从该渠道取水，如果是就形成了整个渠系的树形结构，并自动生成整个渠系的空间信息；
计量设备定义：在绘制好的渠系空间地图上选择某条渠系的某个位置作为计量设备的安装位置，完善计量设备的基础属性信息，该监测设备和实际物理安装的计量设备一一对应，确保计量设备上来的监测数据能正确匹配上；
地块定义：在地图上绘制用户自定义形状的农田地块，绘制的地块必须与某个渠系关联，形成整个灌区的技术要素信息；地块内的基础信息与具体的种植作物相关，形成该时期的灌溉定额，用于计算该地块在该时间的需水量。


4.根据权利要求2所述的灌区需水量计量及监测系统，其特征在于，所述步骤S2包括：
计量设备通过2G\4G\Lora的信息传递方式，实时向智慧灌区系统的云服务器发送流量数据；计量设备上传的数据通过与用户定义好的计量设备工情信息对应，存储到数据库中，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，王卓，
申请(专利权)人：珠海智信佰达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44