本發(fā)明屬于灌溉管理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于B/S架構(gòu)的灌區(qū)配水綜合管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，各部門用水量急劇增加，使我國水資源供需矛盾日趨突出。另一方面，由于缺乏理論嚴(yán)密、實(shí)用性強(qiáng)的灌區(qū)用水管理方法，造成了農(nóng)業(yè)用水的大量浪費(fèi)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用水緊張。灌溉用水管理的核心是計(jì)劃用水，即根據(jù)作物的需水要求，結(jié)合灌區(qū)水源、渠系、氣候、土壤等條件，有計(jì)劃地引水、輸水、配水、蓄水、提水和有組織地進(jìn)行田間灌水。

我國現(xiàn)有的計(jì)劃用水辦法是根據(jù)歷史資料預(yù)先編制一套“靜態(tài)用水計(jì)劃”，即“以供定需”的灌溉管理方略，實(shí)踐中再臨時修改計(jì)劃。由于在任何季節(jié)，實(shí)際的氣象因素、土壤因素、作物因素、灌區(qū)內(nèi)水資源狀況及渠系工作狀況等均不可能與歷史上某一時期完全相同，也不可能與長期預(yù)測情況完全吻合，這就使得預(yù)先編制的用水計(jì)劃往往與實(shí)際灌溉要求不符，因而影響了灌溉計(jì)劃的可靠性、預(yù)見性和灌溉水的利用率。正是由于對灌溉水管理現(xiàn)狀的廣泛共識，國內(nèi)外學(xué)者一致認(rèn)為，在不對現(xiàn)有灌溉系統(tǒng)投入大量資金進(jìn)行改造的情況下，充分分析灌區(qū)輸、配水系統(tǒng)可靠性，進(jìn)行實(shí)時灌溉預(yù)報(bào)及真正做到適時、適量地計(jì)劃用水，做到“以需定供”，提高灌區(qū)現(xiàn)代化管理水平是當(dāng)前提高灌溉水利用效率和節(jié)約農(nóng)業(yè)用水的最基本途徑。

基于B/S架構(gòu)的灌區(qū)配水綜合管理系統(tǒng)從我國生產(chǎn)實(shí)際需要和灌區(qū)現(xiàn)狀出發(fā)，針對灌溉系統(tǒng)輸、配水過程中水量損失這一問題，通過非工程措施降低水量損失、節(jié)約農(nóng)業(yè)用水。從灌溉管理的軟硬件著手，運(yùn)用灌區(qū)自動化測水、量水設(shè)備及技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)模擬和系統(tǒng)分析技術(shù)，達(dá)到在對作物進(jìn)行適時、適量供水，滿足作物正常生長的前提下，減少水量損失，提高灌溉水的利用率和水分生產(chǎn)率。

現(xiàn)有的灌溉管理相關(guān)的系統(tǒng)和軟件仍具有一定的缺陷，如功能定位相對單一且并不完善、對于系統(tǒng)輸入要求多、操作復(fù)雜且對管理人員專業(yè)素養(yǎng)有較高要求、系統(tǒng)輸出單一且不友好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

從灌區(qū)建設(shè)現(xiàn)狀和實(shí)際生產(chǎn)需要出發(fā)，充分考慮管理人員人力成本投入與專業(yè)水平，本發(fā)明提供了一種門檻低、安全性好、易維護(hù)、操作簡單、交互友好且適用于實(shí)際灌溉指導(dǎo)的基于B/S構(gòu)架的灌區(qū)配水綜合管理系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的系統(tǒng)所采用的技術(shù)方案是：一種基于B/S架構(gòu)的灌區(qū)配水綜合管理系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集終端、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端、客戶端及無線網(wǎng)絡(luò)；

所述數(shù)據(jù)采集終端用于采集灌區(qū)水情監(jiān)測站點(diǎn)信息和實(shí)時氣象數(shù)據(jù)；

所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端用于負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲與處理；

所述客戶端用于實(shí)時向用戶形象展示系統(tǒng)輸出，同時與管理人員互動，將管理人員的配水意向?qū)崟r反饋到數(shù)據(jù)處理端，作為配水參考；

所述系統(tǒng)開發(fā)采用B/S構(gòu)架，服務(wù)器端開發(fā)采用PHP語言，客戶端頁面構(gòu)建采用HTML/CSS/JavaScript技術(shù)，客戶端與服務(wù)器端數(shù)據(jù)交互采用Ajax技術(shù)；系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)分為3層：人機(jī)交互層、數(shù)據(jù)處理層及數(shù)據(jù)采集層；最下層的數(shù)據(jù)采集層包括用于采集灌區(qū)水情監(jiān)測站點(diǎn)信息和實(shí)時氣象數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理與存儲，包括來自管理人員在瀏覽器的輸入、運(yùn)算輸出數(shù)據(jù)和來自于數(shù)據(jù)采集層的數(shù)據(jù)；最上層的人機(jī)交互層，用于實(shí)時向用戶形象展示系統(tǒng)輸出，同時與管理人員互動，將管理人員的配水意向?qū)崟r反饋到數(shù)據(jù)處理端，作為配水參考。

本發(fā)明的方法所采用的技術(shù)方案是：一種基于B/S架構(gòu)的灌區(qū)配水綜合管理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：采集灌區(qū)水情監(jiān)測站點(diǎn)信息、實(shí)時氣象數(shù)據(jù)及天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)；

步驟2：預(yù)報(bào)未來N天內(nèi)灌區(qū)水情，其中1≤N≤10；

步驟3：根據(jù)理論配水表判斷是否需要灌溉；

若是，則執(zhí)行下述步驟4；

若否，則本流程結(jié)束；

步驟4：計(jì)算塘堰可供水量；

步驟5：計(jì)算渠道總需水量；

步驟6：判斷是否可充足供水；

若是，則進(jìn)行配水，并執(zhí)行下述步驟8；

若否，則執(zhí)行下述步驟7；

步驟7：根據(jù)可供水比例、供水方案、預(yù)測產(chǎn)量，制定動態(tài)配水表；

步驟8：判斷是否需要人工干預(yù)；

若是，則執(zhí)行下述步驟9；

若否，則執(zhí)行下述步驟10；

步驟9：修正動態(tài)配水表；

步驟10：打印輸出結(jié)果，本流程結(jié)束。

本發(fā)明從數(shù)據(jù)來源做起，灌區(qū)水情數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)均通過遙測或者從其他地方抓取，大大的減輕了管理人員的工作量；在客戶端瀏覽器方面用圖表等簡單直觀的方式去展示數(shù)據(jù)，操作頁面友好；而且添加了較多人工干預(yù)功能，能根據(jù)灌區(qū)實(shí)際情況的變化進(jìn)行調(diào)整。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的監(jiān)測站點(diǎn)硬件設(shè)備連接示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的整體框架圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例的方法邏輯圖。

具體實(shí)施方式

為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實(shí)施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請見圖1、圖2、圖3和圖4，本發(fā)明提供的一種基于B/S架構(gòu)的灌區(qū)配水綜合管理系統(tǒng)，包括客戶端(瀏覽器端)、服務(wù)器端、數(shù)據(jù)采集終端及無線網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)采集終端用于采集灌區(qū)水情監(jiān)測站點(diǎn)信息和實(shí)時氣象數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端用于負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲與處理；客戶端用于實(shí)時向用戶形象展示系統(tǒng)輸出，同時與管理人員互動，將管理人員的配水意向?qū)崟r反饋到數(shù)據(jù)處理端，作為配水參考；系統(tǒng)開發(fā)采用B/S構(gòu)架，服務(wù)器端開發(fā)采用PHP語言，客戶端頁面構(gòu)建采用HTML/CSS/JavaScript技術(shù)，客戶端與服務(wù)器端數(shù)據(jù)交互采用Ajax技術(shù)；系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)分為3層：人機(jī)交互層、數(shù)據(jù)處理層及數(shù)據(jù)采集層；最下層的數(shù)據(jù)采集層包括用于采集灌區(qū)水情監(jiān)測站點(diǎn)信息和實(shí)時氣象數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理與存儲，包括來自管理人員在瀏覽器的輸入、運(yùn)算輸出數(shù)據(jù)和來自于數(shù)據(jù)采集層的數(shù)據(jù)；最上層的人機(jī)交互層，用于實(shí)時向用戶形象展示系統(tǒng)輸出，同時與管理人員互動，將管理人員的配水意向?qū)崟r反饋到數(shù)據(jù)處理端，作為配水參考。

本實(shí)施例的灌區(qū)水情監(jiān)測站點(diǎn)，各站點(diǎn)獨(dú)立通過太陽能獲取電能，通過GPRS每小時向服務(wù)器上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)；每天早上8:30服務(wù)器自動運(yùn)行代碼，向中國天氣網(wǎng)抓取所需地區(qū)的未來公共天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例客戶端的WEB瀏覽器用于向用戶展示需要知道的灌區(qū)水情信息和下發(fā)用戶操作指令。瀏覽器交互界面采用BootStrap框架標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)建頁面，采用百度地圖API、百度ECharts、DTGrid等插件使展示更加直觀友好?？紤]該功能性系統(tǒng)的特殊性，大量使用Ajax技術(shù)實(shí)現(xiàn)動態(tài)效果，包括各類水情氣象數(shù)據(jù)顯示及查詢、實(shí)時站點(diǎn)數(shù)據(jù)展示、現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)確認(rèn)與調(diào)整、輪灌組調(diào)整、配水表生成與調(diào)整等。用戶在瀏覽器不同頁面執(zhí)行不同的操作，下發(fā)命令，通過Ajax發(fā)送給數(shù)據(jù)處理層，數(shù)據(jù)層處理之后立即動態(tài)顯示系統(tǒng)輸出，利于用戶動態(tài)調(diào)整修改決策。

本實(shí)施例服務(wù)器端的WEB服務(wù)器負(fù)責(zé)監(jiān)測站點(diǎn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)采集情況的實(shí)時監(jiān)控及數(shù)據(jù)可靠性初步評估。WEB服務(wù)器負(fù)責(zé)典型田塊水量平衡預(yù)報(bào)、需水定額預(yù)報(bào)和配合用戶完成預(yù)期配水方案的制定。WEB服務(wù)器還包括各種歷史數(shù)據(jù)及配水表的查詢、下載模塊。查詢頁面實(shí)時動態(tài)展示查詢結(jié)果，查詢頁面分為兩部分，折線圖展示數(shù)據(jù)時間尺度變化，表格實(shí)時分頁列出查詢結(jié)果，用戶可以自行選擇將查詢結(jié)果二次篩選排序輸出成PDF、TXT或者EXCEL格式。

本實(shí)施例的系統(tǒng)具有用戶驗(yàn)證登陸模塊，不同權(quán)限用戶對于系統(tǒng)權(quán)力不同，只有灌區(qū)管理人員賬戶才能進(jìn)行數(shù)據(jù)修改。

本實(shí)施例的實(shí)時監(jiān)測站點(diǎn)信息每一個小時會上傳一次，存儲于服務(wù)器；天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)與前一天氣象站氣象數(shù)據(jù)，于每天早上8:30運(yùn)行腳本抓取并儲存。最新的數(shù)據(jù)會有個圖形化展示，站點(diǎn)根據(jù)實(shí)際地理位置在系統(tǒng)嵌入的百度地圖中分類顯示出來，最新數(shù)據(jù)通過標(biāo)簽的形式展示在站點(diǎn)旁邊，用戶切換不同類型的站點(diǎn)選項(xiàng)，瀏覽器將站點(diǎn)類型code通過Ajax反饋到服務(wù)器，服務(wù)器接收到請求之后重新查詢并返回新的查詢信息到百度地圖；最新的氣象數(shù)據(jù)及天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)通過表格顯示。

進(jìn)行配水決策之前，會將所有數(shù)據(jù)分類以表格形式進(jìn)行展示。系統(tǒng)首先對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行初步判定(是否存在異常)，管理人員通過經(jīng)驗(yàn)對遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)之后即可開始運(yùn)行決策。如果個別數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，可派工作人員現(xiàn)場測量，數(shù)據(jù)確認(rèn)表格可以直接修改數(shù)據(jù)，通過Ajax反饋到服務(wù)器后再進(jìn)行灌溉決策，后期再對現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)。灌溉決策之前需要對輪灌組進(jìn)行劃分，輪灌組劃分以表格列出所有干支渠，由管理人員分別對其所在輪灌組確認(rèn)，數(shù)據(jù)實(shí)時通過Ajax以Json格式反饋到服務(wù)器。

監(jiān)測數(shù)據(jù)、輪灌組等灌區(qū)基本信息確認(rèn)之后，便可以開始逐日進(jìn)行水量平衡計(jì)算。每日循環(huán)，判定水情，大于上限需要排水，小于下限則需要灌溉，并結(jié)束計(jì)算，反饋當(dāng)天水情及日期。統(tǒng)計(jì)各區(qū)域需灌水情況，結(jié)算預(yù)報(bào)期內(nèi)需水量定額，減掉當(dāng)?shù)乜晒┧?南方主要為塘堰供水，北方主要為井灌)，根據(jù)系統(tǒng)存儲的渠道信息(控制灌溉面積，設(shè)計(jì)流量等)、依據(jù)前文所述配水原則計(jì)算初步配水表，以表格形式展示。

如果需要修改配水表中配水流量(渠道損壞或其他原因)等參數(shù)，修改數(shù)據(jù)會通過Ajax實(shí)時反饋到服務(wù)器進(jìn)行計(jì)算并生成新的配水表展示；如果需要進(jìn)行限制灌溉，給定可供水比例(百分?jǐn)?shù))，數(shù)值通過Ajax反饋到服務(wù)器，根據(jù)各個作物所在生育期及生長狀況指標(biāo)等數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，實(shí)時給出預(yù)計(jì)減產(chǎn)率，管理人員可以反復(fù)調(diào)整供水比，得到可以接受的結(jié)果，然后重新生成配水表。

在對初步配水表調(diào)整結(jié)束之后，會生成最終的配水表，包括字段：干渠名稱；支渠名稱；灌水定額(mm)；供水總量(m³)；灌水起始時間；灌水終止時間；灌水延續(xù)時間(h)；灌水流量(m²/s)。配水表通過DTGrid插件展示，同時給配水表附上運(yùn)行時間字段一起存儲于數(shù)據(jù)庫，以便后期查詢配水記錄。配水表可以人工進(jìn)行排序、篩選字段輸出，輸出格式有TXT、EXCEL、PDF，能滿足一般數(shù)據(jù)管理應(yīng)用。

歷史數(shù)據(jù)管理方面，主要包括查詢、展示、分析、篩選、輸出等功能。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)分類進(jìn)行存儲管理。

系統(tǒng)會借助百度Echarts插件自動以折線圖的形式展示最近一個月的數(shù)據(jù)變化，并通過DTGrid展示最近一個月的數(shù)據(jù)。當(dāng)需要看其他時間跨度的歷史數(shù)據(jù)，則可以通過datetimepicker插件另選擇開始時間和結(jié)束時間，更改的時間數(shù)據(jù)會以Json數(shù)據(jù)格式通過Ajax返回到服務(wù)器，重新進(jìn)行查詢，更新的數(shù)據(jù)同樣以Json格式傳到Echarts及DTGrid插件，展示新的數(shù)據(jù)，整個操作不需要刷新頁面。當(dāng)選好時間間隔之后，可以篩選下載選定的數(shù)據(jù)系列(TXT、EXCEL、PDF)。

請見圖5，本發(fā)明提供的一種基于B/S架構(gòu)的灌區(qū)配水綜合管理方法，包括以下步驟：

步驟1：采集灌區(qū)水情監(jiān)測站點(diǎn)信息、實(shí)時氣象數(shù)據(jù)及天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)；

步驟2：預(yù)報(bào)未來N天內(nèi)灌區(qū)水情，其中1≤N≤10；

步驟3：根據(jù)理論配水表判斷是否需要灌溉；

若是，則執(zhí)行下述步驟4；

若否，則本流程結(jié)束；

步驟4：計(jì)算塘堰可供水量；

步驟5：計(jì)算渠道總需水量；

步驟6：判斷是否可充足供水；

若是，則進(jìn)行配水，并執(zhí)行下述步驟8；

若否，則執(zhí)行下述步驟7；

步驟7：根據(jù)可供水比例、供水方案、預(yù)測產(chǎn)量，制定動態(tài)配水表；

步驟8：判斷是否需要人工干預(yù)；

若是，則執(zhí)行下述步驟9；

若否，則執(zhí)行下述步驟10；

步驟9：修正動態(tài)配水表；

步驟10：打印輸出結(jié)果，本流程結(jié)束。

本實(shí)施例的田間水分監(jiān)測：旱地在土壤20cm、40cm、60cm土層進(jìn)行含水量實(shí)時監(jiān)測；水田在田塊邊建觀測井，將自計(jì)水位計(jì)安裝在觀測井中進(jìn)行田間水位實(shí)時監(jiān)測。渠道水位觀測：渠道邊安裝自計(jì)水位計(jì)，進(jìn)行渠道水位實(shí)時監(jiān)測。閘門開度：采用閘位計(jì)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和控制。所有的實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)均通過通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。氣象數(shù)據(jù)觀測：直接調(diào)用附近自動氣象站氣象數(shù)據(jù)，并存儲在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫。未來天氣預(yù)報(bào)獲取：在服務(wù)器端利用PHP語言，通過正則算法，從中國氣象網(wǎng)于每天早上8:30自動獲取未來10天預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)并存儲于數(shù)據(jù)庫。

實(shí)時灌溉預(yù)報(bào)強(qiáng)調(diào)正確地估計(jì)“初始狀態(tài)”和掌握最新的預(yù)測資料。每一次預(yù)測都是以修正后的初始狀態(tài)為基礎(chǔ)，然后利用短期水文氣象預(yù)報(bào)資料，對灌水日期和灌水定額做出預(yù)測。

1)初始田間水分狀況的修正。根據(jù)地形、地貌、氣候、土壤等條件，在每一條渠道選擇幾個代表田塊布設(shè)遙測站點(diǎn)，每個時段初的作物綠葉覆蓋百分率和土壤水分狀況均以該田塊為準(zhǔn)。

2)灌水日期預(yù)報(bào)。對田間初始水分狀況進(jìn)行修正后，即可進(jìn)行田間水量平衡逐日模擬，其中的作物騰發(fā)量、降雨量為預(yù)測值。當(dāng)田間水層或土壤含水率下降到作物生育期某階段預(yù)先設(shè)定的下限時，就開始灌水。

騰發(fā)量實(shí)時(短期)預(yù)報(bào)是在分別對參考作物騰發(fā)量、作物系數(shù)及土壤水分修正系數(shù)預(yù)測的基礎(chǔ)上，達(dá)到對實(shí)際作物騰發(fā)量的預(yù)測?；灸Ｐ蜑?/p>

ET_i＝ET_oi·K_ci·K_si (1)

其中，ET_ci，ET_oi，K_ci，K_si分別為第i日實(shí)際作物騰發(fā)量(mm/d)、參考作物騰發(fā)量(mm/d)、作物系數(shù)和土壤水分脅迫系數(shù)。

ET_o預(yù)測采用“指數(shù)模型”，即

式中，為第i天天氣類型修正系數(shù)；為多年平均最大旬參考作物騰發(fā)量平均值，mm/d；I為日序數(shù)；I_m為歷年中出現(xiàn)ET_om之日序數(shù)均值；A_o為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。

K_ci及K_si可由作物綠葉覆蓋百分率、作物處于受旱之前、受旱期間還是受旱以后以及實(shí)際達(dá)到的土壤含水率下限等進(jìn)行預(yù)測。

降雨量通過抓取的天氣預(yù)報(bào)天氣類型來預(yù)測。將天氣類型進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，按照天氣類型進(jìn)行分級(無雨、小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨)。按照雨型、雨量對應(yīng)關(guān)系表進(jìn)行未來降雨量的逐日預(yù)測。

3)灌水定額預(yù)報(bào)。灌水定額由作物生育期各階段的土壤水分(田間水層)適宜上、下限之差確定。據(jù)作物的生長特性，設(shè)置作物生育期不同階段的適宜含水率(田間水層)上、下限，預(yù)設(shè)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。當(dāng)土壤水分狀況小于灌溉下限，即需灌溉。

旱作物的灌水定額計(jì)算如下：

m_j＝1000(θ_上限-θ_下限)Hθ_f (3)

式中，m_j為旱作物灌溉定額，mm；θ_上限、θ_下限分別為旱作物生育期內(nèi)根區(qū)土壤含水率的適宜上限值、下限值，以占田間持水率的百分比表示，％；H為旱作物的根系深度，m；θ_f為旱作物根區(qū)土壤的田間持水率，以占土壤體積的百分比表示，％。

水稻的灌水定額等于該生育階段田間水層的適宜上限減去適宜下限，即：

m_j＝h_上限-h_下限 (4)

式中，m_j為水稻的灌水定額，mm；h_上限、h_下限為水稻生育期某階段田間水層的適宜上、下限，mm。

4)凈灌溉需水量預(yù)報(bào)。凈灌溉需水量根據(jù)綜合凈灌水定額及作物灌溉進(jìn)行計(jì)算。綜合凈灌水定額和各支渠系統(tǒng)凈灌溉需水量的計(jì)算公式如下：

W_凈＝m_綜·A (6)

式中，m_綜為綜合凈灌水定額，m³/畝；W_凈為凈灌溉需水量，m³；A_j，m_j分別為研究范圍內(nèi)第j種作物的種植面積(畝)和凈灌水定額(m³/畝)；j＝1，2，…，n表示所種植的作物序號；A為灌區(qū)總的灌溉面積(或某一支渠控制范圍的灌溉面積)，畝。

5)毛灌溉需水量預(yù)報(bào)。根據(jù)田間水利用系數(shù)、渠系水利用系數(shù)，由綜合凈灌溉定額可以得到毛灌溉需水量；所有干、支渠系統(tǒng)的需水量總和為該次灌溉的毛灌溉需水量。計(jì)算公式為：

式中，M_毛為干渠或支渠渠首毛灌溉需水量，m³；W_凈,i，L_i，η_田,i，η_渠,i分別為第i個支、斗渠系統(tǒng)的凈灌溉需水量(m³)、當(dāng)?shù)厮纯晒┧?m³)、田間水利用系數(shù)及渠系水利用系數(shù)；N表示灌區(qū)內(nèi)干(或支)渠總數(shù)。

在缺水條件下需要進(jìn)行限制灌溉，并不能完全滿足各個階段作物需水。以作物水分生長函數(shù)模型為理論基礎(chǔ)，由管理人員給出可供水量(百分比)，系統(tǒng)計(jì)算出在后期正常生長條件下的理論減產(chǎn)率。

在確定了總供水量之后，渠系動態(tài)配水計(jì)劃的編制和執(zhí)行，主要體現(xiàn)在渠系操作計(jì)劃方面，即確定各級渠道的開閘日期、時間，放水延續(xù)時間(或關(guān)閘日期和時間)，放水流量。

1)輪灌組調(diào)整。對于每一次配水調(diào)度，一個重要的基礎(chǔ)就是合理劃分輪灌組。根據(jù)渠系布置，渠道工程狀況，作物種植種類、面積，土壤類型等綜合因素把各支渠劃分為若干個輪灌組。用戶可以在系統(tǒng)運(yùn)行開始根據(jù)掌握的灌區(qū)實(shí)際資料來調(diào)整輪灌組，也可以在運(yùn)行完畢再調(diào)整，系統(tǒng)將自動重新計(jì)算，生成新的配水結(jié)果。用戶可以對這幾種結(jié)果做對比以決定取舍。

2)放水延續(xù)時間。在制定動態(tài)灌溉用水計(jì)劃時，一般先根據(jù)所預(yù)測的毛灌溉需水量和渠道設(shè)計(jì)流量計(jì)算各級渠道在最佳工作狀態(tài)時輸送所需水量花費(fèi)的時間。但是這種計(jì)算結(jié)果不能付諸實(shí)施，只能作為確定放水延續(xù)時間的依據(jù)。確定渠道放水延續(xù)時間除兼顧渠道的養(yǎng)護(hù)狀態(tài)、勞力情況、作物種類和生育階段等條件外，還必須遵循以下原則：(1)所有續(xù)灌渠道的工作時間應(yīng)該相等；(2)輪灌渠道各組工作時間之和應(yīng)等于續(xù)灌工作時間；(3)續(xù)灌渠道工作時間應(yīng)為輪灌組的整數(shù)倍；(4)放水延續(xù)時間最好為整數(shù)，以便于管理；(5)一次配水最好在旬內(nèi)完成。

3)開閘時間。由輪灌組內(nèi)各支渠所需灌水時間加以平均，可推得該輪灌組灌水中間日。但是由此推得的多個輪灌組灌水中間日可能存在矛盾，存在此輪灌組尚未灌完，下一輪灌組又需開灌的問題，因此必須結(jié)合灌水延續(xù)時間對各輪灌組灌水中間日進(jìn)行調(diào)整，讓灌水中間日較早、灌水延續(xù)時間較短的輪灌組先灌，以取得較妥善的平衡。

4)配水流量。確定各級渠道配水流量時，應(yīng)滿足下面兩個原則

(1)各級渠道中的流量應(yīng)滿足連續(xù)流方程，即

其中，Q_干表示干渠灌溉總流量，m³/s；η_支,j、η_斗,t表示第j條支渠及第t條斗渠渠道水利用系數(shù)；Q_支,j、Q_斗,t、Q_農(nóng),r第j條支渠、第t條斗渠及第r條農(nóng)渠配水流量，m³/s；R、T表示農(nóng)渠及支渠總數(shù)；

(2)渠道流量不能過大和過小，必須滿足下式

0.4Q_設(shè)≤Q_放≤Q_加大 (11)

其中，Q_設(shè)、Q_放、Q_加大表示特定渠道的設(shè)計(jì)流量、放水流量及加大流量，m³/s。至此，形成動態(tài)配水最終報(bào)表。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對較佳實(shí)施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請求保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。