当前的世界环境

介绍

蒸散被定义为蒸发和蒸腾形式的场和水体的表面水损失。研究揭示了地下淡水储存很快疲惫不堪。¹同样由于不同类型的污染，如砷和其他重金属，天然盐度和pH正在改变。²由于高盐度含量，蒸发速率受到影响，导致水文循环发生变化。^3.由于蒸散（ET）引起的水分造成作物 - 水分应激的显着贡献。必须提供足够的水，使作物 - 水胁迫是无效的，并且可以减少由于淹没而导致的水浪费。存在许多方法来确定蒸散蒸腾，但博士蒙特思派粮农组织56（PM粮农组织56）是最广泛接受的方法^4.在确定ET损失时。PM FAO 56模型主要依赖于大气温度，风速，相对湿度，太阳辐射和大气压的五个气候因素。作物类型，土壤的性质，作物的生长阶段也有助于ET损失，但效果可忽略不计。根据宏观和微米矿物组合物，土壤具有自身的pH值，并且也受到作物的影响。参考蒸散蒸腾是由均匀的作物覆盖率的广泛表面注册的损失，其高度为0.12米，充分和完全遮蔽地。^5-8

PM粮农组织56方法也称为组合方法，它可以基于五个气象参数来确定ET损失，这些参数是空气温度，风速，太阳辐射，相对湿度和大气压。测量的准确性非常好，尽管结果基于地理位置和其他因素，如叶面积指数，树冠指数等的其他因素。PM方程式^9.显示在（1）中。

ET._0.=参考evapotranspiration [mm日^－1]，

R._N=裁剪表面的净辐射[mj m^－2一天^－1]，

G =土壤热通量密度[MJ M-2天-1]，

T = 2米高度的平均空气温度[°C]，

你₂= 2米高度的风速[m s^－1]，

E._S.=饱和蒸气压[KPA]，

E._一种=实际蒸气压[KPA]，

E._S.- e_一种= E.^0.（t）=饱和蒸气压缺损[KPA]，

D = D =斜率蒸汽压曲线[kPa°C^－1]，

g = g =心理测量常数[kPa°C^－1]。

P =大气压[KPA]，

z =海平面上方的升高[m]，

E.^0.（t）=气温T [KPA]的饱和蒸气压，

λ=蒸发潜热，2.45 [MJ kg-1]，

C_P.=在恒定压力下的比热，1.013 10-3 [MJKG-1°C-1]，

ε=水蒸气/干燥空气的比例分子量= 0.622

在成功确定由于蒸散而导致的水损失程度，重要的是考虑到提供的水质，以补偿这种损失。决策支持系统是基于模糊逻辑构建的^10.装备模型的控制模块以做出必要的决策。R.E.gions which receive high seasonal rainfall develop acidic soil with a pH of 5.5 and less due to leaching of minerals like Calcium, Magnesium, Potassium and Sodium. Again humid regions with higher evaporation rates than precipitation also lead to acidic soil.^11-13H +离子的毒性证明了植被适当增长的限制因素。^14.不同地区的土壤都有自己的pH值，可能是酸性的，也可能是碱性的。向酸性土壤补充酸性pH域的水或反之，会进一步恶化酸性土壤的状况。中和效果或浇水间隔和速率之间的足够时间可以减少这种毒性。土壤的pH值不能在短时间内改变。因此，调节水流可以显著缓解这种情况。

在随后的部分中，我们将说明基于材料和方法部分的模糊规则基础设计的模型，讨论得到的结果，最后结论。

材料和方法

由于要考虑适当利用水的两个因素，也保持有利的混合条件，首先通过对所需的气象数据喂养到PM粮农组织56来确定ET损失^9.模型。一旦配置了ET估计块，生成不同的酸组合以模拟虚拟环境。功能块“DetPHWFD”的输出模拟了水流的实际情况。模糊控制器为水土pH混合的不同组合运行规则底座。模糊规则基础考虑了不同的水源及其pH值，并且还保持知识库，预测pH值最适合任何特定作物类型。这种详尽的知识库然后创建了不同的阀门位置，该阀门位置可以通过提供最佳结果。控制器的精度在很大程度上取决于控制器的规则基础的全面。下面图1所示的流程图描述了过程动态。

图1：流程动态的流程图 点击这里查看图

在算法中详细说明了该操作。支配控制逻辑项的算法如下所示。

步骤1：PM粮农组织模型计算水缺乏。

步骤2：将该数据转发到控制块，并提供了两个单独的高斯的干扰，然后是瑞利，以模拟补偿其他因素的实际环境。

步骤3：“DetPHWFD”功能产生污水水的许多组合，从强酸性到强碱性时变化。

步骤4：第二逻辑控制器指示最终控制元件基于流入性质调节开口，以保持酸性和碱性组合物之间的适当混合。

步骤5:在酸性和碱性供水条件下观察阀门位置。

图2和图3给出了两种不同噪声分量的模型框图。

图2：高斯噪声影响下阀门响应研究的仿真块 点击这里查看图

图3：瑞利噪声存在下的阀门开头研究 点击这里查看图

结果与讨论

记录仿真结果以检查和验证满足目标目标。图4证实了从模仿气象数据集获得的输入响应。在图5中获得“DetPHWFD”的输出响应，图6中所示的变焦响应，表明混合物的酸反应在碱性反应上显着显着。这种输出的原因是滴定模拟在强酸和弱碱之间进行。

图4：evapotranspiration模型的响应 点击这里查看图

图5：“DetPHWFD”的输出响应 点击这里查看图

图6：放大酸碱混合物的响应 点击这里查看图

从图7中可以明显看出，阀门在遇到酸性流动和碱性流动时分别放气和充气。在高酸度的情况下限制水流的原因是，通常位于热带至亚热带地区的农田富含微量营养素，这些营养素弥补了土壤的pH值，使土壤呈酸性。高流量的酸性水将不能提供足够的时间来调整土壤表面，像铝和其他材料将形成一个沉淀层，堵塞矿物吸收所必需的根区。由于控制器认为正在研究的土壤类型在性质上是酸性的，当水源在性质上是碱性的，这导致一个自然的中和过程，因此阀门不受限制。

图7：酸碱浪涌下的阀门位置 点击这里查看图

结论

设计的型号具有两个功能块，一个用于确定ET损失，其次是阀门位置控制，以根据规则基础调节水流，从而确定水土pH值的许多组合。由传感器记录的天气数据被送入PM ET块，该块决定了所需的水损伤并因此需要补偿。随着阀门打开以补偿水损，传感器测量水的pH值，并且控制器通过分别限制和充气，通过酸性和碱性激增进行阀门的位置控制。因此，该模型能够监测和控制维持所需水平的水流以及蒸散引起的水损失。土壤水合组合的pH保持在6至7.5之间，这对于任何培养都是最佳的。获得的结果是令人满意的，因此下一步是实现该控制器的原型模型以进行现场验证。

确认

我们表示衷心的感谢和感谢AEIE，UIT，Burdwan大学和电气工程，FET，Jadavpur大学的基础设施和物流支持。没有提到的部门的实验室促进，本研究将无法实现。

资金

提交人没有对本文的研究，作者和/或出版本文的财务支持。

利益冲突

作者没有任何利益冲突。

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