(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211046451.X (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 石河子大 学 地址 832099 新疆维吾尔自治区石河子市 北四路221号 (72)发明人 许翼飞　李玉芳　李明思　刘洪光　 杨海梅　王春霞　龚萍　王宏鑫　 汪思佳　张楚航　 (74)专利代理 机构 北京睿智保诚专利代理事务 所(普通合伙) 11732 专利代理师 杜娟 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/10(2012.01)G06Q 50/02(2012.01) (54)发明名称 一种提高大田滴灌灌溉均匀度的轮灌制度 优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种提高大田滴灌灌溉均匀 度的轮灌制度优化方法， 应用于农业灌溉技术领 域， 基于滴灌工程传统设计成果， 进一步计算滴 灌系统各灌水小区进口压力， 推算灌水小区滴头 压力和流量 分布范围， 在保证各灌水小区灌溉定 额一致的基础上， 推算出每个轮灌组对应灌水小 区实际所需的灌水时间， 使 得滴灌系统各节点压 力和流量在满足设计标准的同时， 灌水定额接 近， 能够降低灌水时间、 节省能耗、 提高水资源利 用效率、 提高灌水均匀度、 降低 农民劳动强度， 为 以后大面积 升级改造滴灌系统以及自动化、 智能 化提供了设计方法和依据。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115222152 A 2022.10.21 CN 115222152 A 1.一种提高大田滴灌 灌溉均匀度的轮灌制度优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 基于滴灌工程传统设计， 计算 滴灌系统各灌水小区进口压力； S2、 基于所述各灌水小区进口压力计算灌水小区滴头 压力范围和流 量范围； S3、 在滴头间距和毛管间距不变的情况下， 确保灌水定额不变， 基于灌水小区滴头流量 范围， 分别计算各个灌水小区的灌水时间； S4、 基于各个灌水小区的灌水时间确定各轮灌组的灌水时间， 通过控制各轮灌组的灌 水时间优化轮灌制度。 2.根据权利要求1所述的一种提高大田滴灌灌溉均匀度的轮灌制度优化方法， 其特征 在于， 所述S4之后还 包括： S5、 计算灌水定额偏差， 通过灌水定额偏差反映灌水均匀度。 3.根据权利要求1所述的一种提高大田滴灌灌溉均匀度的轮灌制度优化方法， 其特征 在于， 所述S1通过 下式计算 滴灌系统各灌水小区进口压力： hnm＝H‑Zp+Zb‑∑hfnm‑∑hinm 式中， hnm表示第n条分干管上的第m个支 管上的灌水小区进口的工作压力， H表示系统设 计水头压力， Zp表示灌水校区管网进水的高程， Zb表示系统水源的设计水位， ∑hfnm表示系统 进口至第n条分干管上的第 m个灌水小 区进口的管道沿程水头损失， ∑hinm表示系统进口至 第n条分干管 上的第m个灌水小区进口 的管道与设备的局部水头损失， 其中H具体为： H＝Zp‑Zb+h0+∑hf+∑hi 式中， h0表示典型灌水小区进口的工作压力， ∑hf表示系统进口至典型灌水小区进口的 管道沿程水头损失， ∑hi表示系统进口至典型灌水小区进口的管道与设备的局部水头损 失。 4.根据权利要求1所述的一种提高大田滴灌灌溉均匀度的轮灌制度优化方法， 其特征 在于， 所述S2通过 下式计算 滴头压力： h滴头ij＝hnm‑h支i‑h毛ij 式中， h滴头ij表示第i条毛管上的第j个滴头进口压力， hnm表示第n条分干管上的第m个支 管上的灌 水小区进口的工作压力， h支i表示第i条毛 管进口到支管进口的压力差， h毛ij表示第 j个滴头进口到第i条毛管进口 的压力差； 通过下式计算 滴头流量： 式中， q滴头ij表示第i条毛管上第j个滴头的流量， k为流量系 数， x为流态指数， 根据灌水 小区内滴头进口压力的范围， 计算出灌水小区滴头流 量的范围。 5.根据权利要求1所述的一种提高大田滴灌灌溉均匀度的轮灌制度优化方法， 其特征 在于， 所述S3通过 下式计算第i条毛管 上第j个滴头的一次灌水延续时间： tij＝MSeSl/q滴头ij 式中， tij表示第i条毛管上第j个滴头的一次灌水延续时间， M表示设计灌水定额， q滴头ij 表示第i条毛管 上第j个滴头的流 量， Se为滴头间距， Sl为毛管间距； 通过下式计算灌水小区灌水时间： tnm＝max(t11,t12,t13…tij) 式中， tnm表示第n条分干管 上第m条支管 所对应灌水小区的一次灌水延续时间。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115222152 A 26.根据权利要求1所述的一种提高大田滴灌灌溉均匀度的轮灌制度优化方法， 其特征 在于， 所述S4具体为： 将一个轮灌组中灌水延续时间最大 的灌水小区所需要的灌水时间作 为轮灌组的灌水时间t ’nm。 7.根据权利要求2所述的一种提高大田滴灌灌溉均匀度的轮灌制度优化方法， 其特征 在于， 所述S5采用下式计算灌水定额偏差： 式中， Mv表示灌水定额偏差， Md表示最大净灌水定额， Mmax为管网中的最大灌水定额， Mmin 为管网中的最小 灌水定额， 其中： Md＝γzρ( θmax‑θmin) 式中， γ为土壤容量， z为土壤计划湿润层深度， ρ 为设计土壤湿润比， θmax为适宜土壤含 水率上限， θmin为适宜土壤含水率下限， q滴头ij表示第i条毛管上第j个滴头的流量， t ’nm为轮 灌组的灌 水时间， Se为滴头间距， Sl为毛管间距， 表示在整个管网中， 第n条分干管、 第m 条支管， 第i条毛管、 第j个滴头在一次灌水延续时间内的实际灌水定额。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115222152 A 3