一種精確測量田間灌溉水量的計量裝置及測量方法

2023-07-08 15:55:16

一種精確測量田間灌溉水量的計量裝置及測量方法
【專利摘要】本發明涉及一種精確的測量裝置，特別是關於一種實時測量渠系末端向田間配水時，田間灌溉水量的計量裝置。一種精確測量田間灌溉水量的計量裝置，包括：虹吸管（1），所述虹吸管（1）為「幾」字型，其中間部位具有一個向上凸起的頂部，虹吸管（1）的兩端分別具有進水口（2）和出水口（3）；在虹吸管（1）的頂部設置有一測壓孔（4），測壓孔（4）連接一高精度壓力傳感器（6），高精度壓力傳感器（6）與一微處理晶片（7）相連，微處理晶片（7）與一液晶顯示屏（8）相連。本發明應用範圍廣，可運用於所有地面灌溉系統中，並且既可以運用於末端渠系向田間的輸配水，也可以用於輸配水時水資源的計量。
【專利說明】一種精確測量田間灌慨水量的計量裝置及測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種精確的測量裝置，特別是關於一種實時測量渠系末端向田間配水時，田間灌溉水量的計量裝置。
【背景技術】
[0002]我國是一個水資源極度匱缺的國家，而農業灌溉是水資源的用水大戶，年均使用量為3600億m3，主要以地面灌為主，灌溉水利用效率僅為0.50左右。農田灌溉水利用低的一個重要原因是在毛渠向田間輸配水過程中，缺乏有效的灌溉工具和計量工具。因此開發一種有效的田間輸配水及計量工具勢在必行。
[0003]在以地面灌為主的典型灌區中，毛渠向田間輸配水灌溉時，往往採用直接在渠系末端上人工開挖缺口進行灌溉，灌水結束後再人工回填(如圖1所示)。這樣的灌水方式導致了水資源管理粗放、勞動力投入大、田間渠系破壞嚴重以及水資源浪費嚴重等問題。
[0004]田間輸配水的計量方法一般採用填埋標準量水堰，通過測量堰頂水頭H、行近流速Vtl而得到堰頂全水頭Htl，並通過測量標準量水堰的過水斷面寬度b和查閱相應的修正係數，由水流的能量方程來估算流量(如圖2所示)。估算的模型往往採用:
[0005]
【權利要求】
1.一種精確測量田間灌溉水量的計量裝置，其特徵在於: 所述裝置包括: 虹吸管(1)，所述虹吸管(I)為「幾」字型，其中間部位具有一個向上凸起的頂部，虹吸管(I)的兩端分別具有進水口(2)和出水口(3)； 在虹吸管(I)的頂部設置有一測壓孔(4)，測壓孔(4)連接一高精度壓力傳感器(6)，高精度壓力傳感器(6)與一微處理晶片(7)相連，微處理晶片(7)與一液晶顯示屏(8)相連。
2.如權利要求1所述的精確測量田間灌溉水量的計量裝置，其特徵在於:所述測壓孔(4)與高精度壓力傳感器(6)之間連接一傳壓螺旋管(5)。
3.如權利要求1或2所述的精確測量田間灌溉水量的計量裝置，其特徵在於:所述微處理晶片(7)與液晶顯示屏(8)通過防水套件(9)封裝在一起。
4.如權利要求1或2所述的精確測量田間灌溉水量的計量裝置，其特徵在於:所述虹吸管(I)的頂部的高度高於渠道水位與渠壩的高度之差。
5.一種使用上述權利要求之一所述的精確測量田間灌溉水量的計量裝置的測量方法，其特徵在於: a、將所述精確測量田間灌溉水量的計量裝置進行標定，並將相關參數寫入微處理晶片(7)中； b、將至少一個上述權利要求之一所述的精確測量田間灌溉水量的計量裝置置於渠道中，令渠水從進水口( 2 )和出水口( 3 )進入虹吸管(I)並充滿虹吸管(I)的腔體； c、將虹吸管(I)的進水口(2 )完全浸入渠水中，然後將出水口( 3 )密封，並將出水口( 3 )引向田間，使出水口( 3 )低於進水口( 2 )，該過程中保持進水口( 2 )的完全浸水狀態； d、釋放出水口(3 )，使得出水口( 3 )由密封狀態變為敞開狀態，這樣渠水在虹吸的作用下由虹吸管(I)引入田間； e、微處理晶片(7)實時接收壓力傳感器(6)採集的數據，通過處理計算，得到田間灌溉流量數據，並輸出到液晶顯示屏(8)上； f、液晶顯示屏(8)上的數據即為田間灌溉的流量數據，直接讀取即可。
【文檔編號】G01F1/34GK103759771SQ201410039221
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月26日 優先權日:2014年1月26日
【發明者】黃權中, 黃冠華, 徐旭, 熊雲武, 江政, 潘維豔, 普薇茹 申請人:中國農業大學