[发明专利]一种灌区基础数据采集系统

权利要求书

1.一种灌区基础数据采集系统，其特征在于，包括基础数据采集模块、数据传输模块、主题数据库、数据计算模块和数据查询模块，所述基础数据采集模块用于自动采集气象数据、蒸发数据、土壤水分数据、地下水位变化，为计算不同灌区作物蒸散量提供基础数据；自动采集得到的数据通过所述数据传输模块存入所述主题数据库；

所述基础数据采集模块还用于利用田间灌溉试验，人工采集不同生长发育期的产量、不同生长发育期灌水时间、灌水次数、灌水量、实际耗水量，不同深度土壤水分含量、地下水位以及试验小区的气象信息；根据试验区土壤类型，测定土壤水分运动参数、田间持水量、土壤临界含水量、凋萎点、渗漏量参数；根据试验区作物覆盖情况，确定作物系数；

所述数据计算模块用于根据灌溉试验确定的作物系数，计算不同灌区不同作物的实际耗水量、灌溉定额；对计算结果进行校验并反馈给生产部门，并将计算结果传输至所述主题数据库，然后通过所述数据传输模块，将计算结果存入塔里木河流域水量调度管理系统数据库；

所述数据查询模块用于响应用户的查询操作，查询灌区的自动采集气象数据、田间灌溉试验数据、不同作物的灌溉次数、灌水量和灌溉定额专题信息，为整个流域的水量调度和水资源评价提供基础支撑；

其中，所述基础数据采集模块采集得到数据后，由所述数据传输模块存入所述主题数据库，然后由所述数据计算模块对采集的数据进行处理，所述数据计算模块进行数值计算，用户选择任意一个站点的自动采集数据，计算作物潜在腾发量；根据各个灌区的试验数据和作物灌溉制度，计算作物系数和土壤水分胁迫系数，最后进行各个灌区的灌溉定额的计算，执行结果将以报表和图形格式表示并报送；

灌溉定额计算方法为：根据自动采集气象数据，计算常规灌溉制度下的参考作物的腾发量，利用人工灌溉试验确定的作物系数和土壤湿度系数，计算各灌区作物的需水量，考虑降水有效利用和地下水利用，即确定不同作物的净灌溉定额；

灌溉需水量计算分旱地作物灌溉需水量和稻田灌溉需水量；

旱地作物灌溉需水量计算：

旱作物灌溉需水量的计算根据旱作物根系层水量平衡原理，推算作物灌溉需水量，为满足作物正常生长的需要，任一时段内根系层土壤水分必须保持在一定的适宜范围之内，即要求不小于作物适宜水分下限W_min和不大于作物适宜水分上限W_max；在作物的生长过程中，土壤水分不断消耗于作物植株蒸腾和棵间蒸发，根系层土壤水分时刻处于一种连续的动态的变化过程中；当根系层土壤含水量低于作物适宜水分下限W_min时，需要给予灌溉使根系层土壤含水量达到适宜含水量；当根系层土壤含水量大于作物适宜水分上限W_max时，需要进行排水使根系层土壤含水量降低到作物适宜水分上限W_max以下；作物的灌溉需水量就是当根系层土壤水分低于适宜水分下限时，为使其达到适宜含水量，必须灌溉的水量；

旱作物根系层土壤水分根据下式计算：

W_t＝W_t-1+P_t-1+I_t-1-ET_t-1+G_t-1 (1)

式中：W_t-1、W_t分别为t-1和t时段初的土壤含水量，P_t-1、I_t-1、ET_t-1和G_t-1分别为t-1时段内有效降雨、灌溉水量、作物腾发量和地下水补充量；

对上式进行递推计算，保持W_t介于W_max和W_min之间，即计算出灌水时间、灌水次数、灌溉需水量、灌水定额，W_max和W_min根据试验资料确定；

稻田灌溉需水量计算：

稻田灌溉需水量预测分泡田期和生长期分别进行；

泡田期灌溉需水量采用下式计算：

Q_t＝H_t+S_t+E_0t-P_t (2)

式中：Q_t、H_t、S_t、E_0t和P_t分别为泡田期灌溉需水量、固定水深、渗漏量、水面蒸发量和有效降雨量；

生长期灌溉需水量采用下式计算：

H_t＝H_t-1+P_t-1+Q_t-1-ET_t-1-S_t-1 (3)

式中：H_t-1是t-1时段初田间水深，P_t-1、S_t-1、Q_t-1分别为t-1时段内的降雨量、渗漏量、灌溉需水量。