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申请/专利权人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所;淄博数字农业农村研究院;中博数字农业(淄博)有限责任公司

摘要：一种沼液滴灌管道系统布设优化方法，属于系统调控与优化领域。本发明通过构建基于土柱试验的沼液滴灌Hydrus模型，并基于验证的模型创建多种沼液滴灌管道布设情景，继而分析创建沼液滴灌条件下的多种土壤湿润参数与累计入渗量的函数模型，根据灌溉均匀性的设计标准，确定出累计入渗量，即灌溉时候的灌溉定额，再根据灌溉定额变形公式确定出滴灌带间距。在同时考虑运行和管道成本的前提下，基于Lasso回归算法建立总成本与不同初始土壤含水量、灌水器流量和滴带间距之间的回归模型，最终确定最小总成本的最优解，该方法可弥补沼液滴灌条件下缺少快速有效管道布设优化方法，极大提高了作物根区水分和养分均匀性和利用率。

主权项：1.一种沼液滴灌管道系统布设优化方法，其特征在于，包含以下步骤为：S1.基于土柱试验建立Hydrus模型并采用交叉验证法对水力参数进行率定与验证；S2.基于确定的所述Hydrus模型构建基于土壤初始含水率HS、灌水器流量Q和灌水器间距d的若干种灌溉情景模拟方案；S3.基于所述若干种灌溉情景模拟方案的模拟结果，构建4个土壤湿润参数与累计入渗量I的函数模型Y1，Y2，Y3和Y4，该4个土壤湿润参数分别为：交汇湿润深度H1、最大入渗距离H2、水平湿润距离W和湿润均匀度WU；S4.将满足灌溉设计均匀度要求的WU值代入所述函数模型Y4即可确定出不同情景下的累计入渗量I，再将累计入渗量I分别代入Y1、Y2和Y3的函数方程中，求解出不同情景下对应的3个土壤湿润参数：交汇湿润深度H1、最大入渗距离H2和水平湿润距离W；S5.将求解的累计入渗量I分配给灌溉定额方程中的灌溉定额M，以确定若干种情景的滴灌带间距b，所述灌溉定额方程M采用如下公式： ；式中， 为灌水定额L,为土壤容重gcm³,为滴灌湿润比,为滴头间距cm,b为毛管间距cm,h为计划湿润深度cm,为停止灌水时的土壤含水率gg,为开始灌水时的土壤含水率gg；S6.根据滴灌带间距b、灌水器间距d和灌水器流量Q确定滴灌带的长度L、灌水器数量n和总灌溉时间TT，并计算不同情景的总成本TC；所述总成本TC包含运行和管道成本，其中运行成本由总灌溉时间TT决定，管道成本由滴灌带长度L和灌水器数量n共同决定,按照如下公式计算：L=f1×f2b×100;n=Ld×100;TT=TIQ×n1000;TC=UP1×TT+UP2×L+UP3×n;式中，L为滴灌带的长度（m）,f1和f2为灌溉边长（m）,b为滴灌带间距（cm）,n是灌水器的数量（个）,d是灌水器间距（cm）,TT为总灌溉时间（h）,Q为灌水器流量（Lh）,TI为总入渗量（m3）,TC为总成本（人民币元）,UP1为小时电费（元小时）,UP2是每米滴灌带的价格（元m）,UP3是每个灌水器的价格（元个）；S7.基于Lasso算法建立总成本与不同初始土壤含水量HS、灌水器流量Q和滴带间距b这三个参数之间的回归模型，并确定最小总成本的最优解。

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