CN101259454A

CN101259454A - 根灌管及根灌系统

Info

Publication number: CN101259454A
Application number: CNA2007100086727A
Authority: CN
Inventors: 丁荣吾; 林章利
Original assignee: FUJIAN EARTH ECOLOGICAL TECHNOLOGY INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: FUJIAN EARTH ECOLOGICAL TECHNOLOGY INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2008-09-10

Abstract

根灌管，包括两端开口的中空管体，所述管体内部由沿长度方向延伸的分隔壁分隔形成第一侧室和第二侧室，所述第一侧室的与所述分隔壁相对的侧壁上开设有沿长度方向延伸的开口，在所述分隔壁上沿长度方向以一定间隔开设有多个贯通的出水孔；以及挡块，其沿长度方向活动配设在所述第一侧室和所述开口内、且遮挡所述出水孔，所述挡块与所述第一侧室内侧面和开口边缘之间形成出水缝。以及根灌系统，包括首部枢纽、输送管道、以及根灌管。根灌管采用单侧出水，延长了灌溉水输送距离，提高灌溉效率，便于进行快速、简便地布设，可与标准管道连接件配接，无需配备专用的连接件，降低了成本。根灌管可软质材料制成，埋设不受地形的限制。

Description

根灌管及根灌系统

所属技术领域

本发明涉及一种适用于农业灌溉的根灌管及根灌系统。

背景技术

目前，在农业灌溉应用中，地下管道渗灌作为一种高效节水灌溉技术越来越受到重视。所谓地下管道渗灌，是将管壁具有渗水孔的渗灌管埋设在地表下，将灌溉水(或液态肥料、农药，气体)通过管道输送到渗灌管并从渗水孔往外渗出，再借助上壤的毛细管作用将水(或液态肥料、农药，气体)扩散到作物根系活动层的上壤，为作物根部吸收利用。

与传统的灌溉技术相比，地下管道渗灌具有许多突出的优点，例如渗灌系统采用管道输水，没有输水损失，地表含水率较低，蒸发很少，灌水量可根据作物的需水量进行准确的调整，水的利用率高，节水效果好；渗灌水低压输送，耗能少，节能效果好；不破坏土壤结构，表土层能保持良好的通气状态，可实现水、肥、药、气稳定输送和比例协调，并能自动调节，为作物提供稳定的生长环境，增产效果显著；基本不挤占农田，不妨碍农机作业、田间管理及交通，维修管理费用低，利于实现自动化控制；表土层能保持比较干燥的状态，没有温湿条件，有利于抑制杂草、病虫害等。地下管道渗灌的不足之处是：渗灌管的渗水孔容易堵塞；表土湿润度较差，对作物出苗和苗期生长不利；在透水性强的土壤，仍有一定量的渗漏损失；检修较困难，投资较大，施工费劳力；渗灌管的埋设受坡度、长度的限制；灌溉出水量太小会促使土壤返盐，不宜在盐碱地上采用等。其中，渗灌管的渗水孔易堵塞是现有地下管道灌溉系统最致命的缺陷，直接影响其推广应用。渗水孔的堵塞一方面使渗水孔不出水或出水流量减少，影响作物的正常生长；另一方面使管路压力分布起变化，出水均匀度降低，严重时会使整个灌溉系统无法正常运行，甚至不得不将整个系统拆除废弃。

渗灌管的渗水孔易被堵塞原因在于：渗灌以非常小的流量供水，其流量一般只有每米1～10升/小时，为达到这样小的流量，渗水孔的孔径必须非常小。通常情况下渗水孔的孔径必须小于1mm，普通渗灌管的渗水孔为0.5mm，内镶式滴、渗灌管的出水通道平均小于0.1mm，而微渗灌管的渗水孔的孔径小于0.06mm。小孔径的渗水孔，当被作物根系缠绕，或由于供水管道停止输水的瞬间产生负压，将管外的泥沙吸入，或由于灌溉水中的泥沙颗粒、水垢、生物质以及未降解的有机杂质的沉积，容易造成堵塞现象。渗灌管的堵塞使灌溉水量减少，带来以下问题：其一，引发土壤底层的盐碱随毛细管上升，形成次生盐渍化；其二，当作物发育壮大后，无法提供足够的水量而抑制作物的生长，以致死亡。由于上述原因，使得现有的地下管道灌溉系统在干旱、盐碱化的区域无法有效应用。

为了解决渗灌管的渗水孔易被堵塞的问题，本发明人发明了一种新型管道以及利用该管道构成的节水灌溉装置，并已公开在授权公告号CN1253074(授权公告日2006年4月26日)的中国发明专利中。这种新型管道和灌溉装置除了具备现有地下管道渗灌系统的优点外，还具有优异独特的抗堵塞性能和灌溉效果。然而应用表明，这种新型管道和灌溉装置存在需进一步改进之处，例如，管道采用两侧同时出水，灌溉水可输送的距离较短；管道布设时必须保持两侧出水口的水平，不利于进行快速、简便地布设；管道的外壁凸设有渗水部，管体的外形为异型体，不能与现有的标准管道连接件配接，需制作和配备专用的连接件，增加了制造和安装的成本；管道采用硬质材料制作，埋设受地形的限制。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术存在的不足，提供一种根灌管。

本发明的另一个目的是为解决现有技术存在的不足，提供一种根灌系统。

为此，本发明提供的根灌管，其特征是：包括两端开口的中空管体，所述管体内部由沿长度方向延伸的分隔壁分隔形成第一侧室和第二侧室，所述第一侧室的与所述分隔壁相对的侧壁上开设有沿长度方向延伸的开口，在所述分隔壁上沿长度方向以一定间隔开设有多个贯通的出水孔；以及挡块，其沿长度方向活动配设在所述第一侧室和所述开口内、且遮挡所述出水孔，所述挡块与所述第一侧室内侧面和开口边缘之间形成出水缝。

最好的，所述开口在高度上与所述出水孔对应。

最好的，所述出水孔在高度上位于所述分隔壁的中间位置。

最好的，所述分隔壁为一直壁。

最好的，所述挡块具有基部和凸出部，且所述挡块的基部活动嵌置在所述第一侧室内、其凸出部活动嵌置在所述开口内，在所述挡块的基部与所述第一侧室内侧面之间、以及凸出部与所述开口边缘之间形成出水缝。

最好的，所述中空管体和所述挡块采用硬质塑料制成。

最好的，所述中空管体和所述挡块采用可弯曲的软质塑料制成。

本发明提供的根灌系统，其特征是：包括首部枢纽；输送管道，与所述首部枢纽连接；以及根灌管，与所述输送管道连通，所述根灌管包括两端开口的中空管体，所述管体内部由沿长度方向延伸的分隔壁分隔形成第一侧室和第二侧室，在所述第一侧室的与所述分隔壁相对的侧壁上开设有沿长度方向延伸的开口，在所述分隔壁上沿长度方向以一定间隔开设有多个贯通的出水孔；以及挡块，其沿长度方向活动配设在所述第一侧室和所述开口内、且遮挡所述出水孔，所述挡块与所述第一侧室内侧面和开口边缘之间形成出水缝。

最好的，所述首部枢纽包括储水器，所述储水器中设置有过滤器。

最好的，所述输送管道设置有沉沙装置和排水阀装置。

本发明提供的根灌管及根灌系统，除具备现有地下管道渗灌系统的优点，以及优良的抗堵塞性能和灌溉效果外，还具有以下有益效果：由于根灌管采用单侧出水，延长了灌溉水输送距离，提高灌溉效率。克服了两侧出水口的管道布设时必须保持两侧出水口水平的不足，降低了布设的难度，便于进行快速、简便地布设。根灌管的出水部位于管体内部，管体外形呈圆筒状，可与现有的标准管道连接件配接，无需配备专用的连接件，降低了成本。根灌管可采用软质材料制成，埋设不受地形的限制。

下面，通过实施例对本发明提供的根灌管及根灌系统的具体结构和有益效果进行详细描述。

附图说明

图1是本发明提供的根灌管的横截面示意图。

图2是本发明提供的根灌管的管体沿长度方向的示意图。

图3是本发明提供的根灌管的挡块沿长度方向的示意图。

图4是本发明提供的根灌系统的平面布置示意图。

图5是本发明提供的根灌系统中沉沙装置的放大剖视图。

图6是本发明提供的根灌系统中根灌管水平埋设示意图。

图7是本发明提供的根灌系统的截面示意图，其中根灌管随地形起伏布设。

具体实施方式

参照图1至图3，本发明提供的根灌管1包括管体2和挡块3，最好是硬质塑料、或可弯曲的软质塑料制品，可采用但不局限于以下材料：聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)树脂。硬质管优选的是采用聚氯乙烯(PVC)制作，软质管优选的是采用聚乙烯(PE)制作。根灌管的管径可为Φ110mm、Φ75mm、Φ50mm、Φ32mm、Φ25mm、Φ20mm、Φ16mm等，长度为4mm以上。这类管道埋设在地下，在避光、避热、恒湿、变温小的条件下，使用寿命可达20年以上。

管体2，为两端开口的中空圆筒体。管体内部由沿长度方向延伸的分隔壁21分隔形成第一侧室22和第二侧室23，分隔壁21为一直壁。第一侧室22的与分隔壁21相对的侧壁上开设有长度方向延伸的开口24，在分隔壁21上沿长度方向以一定间隔开设有多个贯通的出水孔25，出水孔25在高度上位于分隔壁21的中间位置，而开口24在高度上与出水孔25对应。出水孔25的孔径和间距可根据灌溉要求制作，通常孔径为4mm、3.5mm、2.5mm、2.0mm、1.5mm。孔的间距为400mm至800mm。

挡块3，其沿长度方向活动配设在第一侧室22和开口24内、且遮挡出水孔25。挡块3具有基部和凸出部，其外形结构与第一侧室22和开口24对应。挡块3的基部活动嵌置在第一侧室22内、其凸出部活动嵌置在开口24内，在挡块3的基部与第一侧室22内侧面之间、以及凸出部与开口24边缘之间形成出水缝31。出水缝31的宽度为0.5mm。

参照图4至图7，本发明提供的根灌系统，包括首部枢纽、输送管道、以及根灌管1。

首部枢纽设置在地表以上，包括储水器4及其他相应的装置，如水泵、肥料和化学药剂注入装置、及控制、调节、测量装置等，储水器4具有进水口、出水口，底部设置有排污口，进水口和出水口处均设置有双层网式过滤器41，排污口处设置有排污阀42。根据水质条件，可选用20目至80目的过滤网。

输送管道，埋设在地表下，由干管51和支管52连接而成管网，干管51与储水器4的进水口41连接，输送管道设置有图5所示的沉沙装置53，末端具有排水口，排水口处设置有排水阀54。

根灌管1与支管52连接，由于管体外形成圆筒状，可采用现有的标准管道连接件进行连接。如图6所示，根灌管1埋设在地表下的作物7的根系活动层的土壤6中，根据灌溉要求和作物种类的不同，其埋设深度为30cm～60cm。

下面，对本发明提供的根灌管和根灌系统性能进行说明。

(1)灌溉效能方面，除具备现有地下管道渗灌系统好优点，还有以下特点：

根灌管1采用单侧出水，延长了灌溉水输送距离，提高灌溉效率。

根灌系统中灌溉水能以液态和气态的形式运移到土壤中。灌溉时，根灌管1中的水除了通过第一侧室22的出水缝31和开口24向外渗出润湿土壤，第二侧室23中还存留有将近半管的水(根灌管1水平布设)，在两次灌溉间隔的时间里，第二侧室23中存留的水会慢慢蒸发，以气态的形式从出水缝31和开口24溢出到土壤中，重新凝结后供作物吸收利用，达到稳定长效的灌溉作用。

灌水能力更高，例如管径Φ20mm的根灌管，其灌水量可在15升/小时·米至35升/小时·米之间调节，有利于压制地下的盐碱上升至地面。水分在地表下的土壤中可扩散更大面积，有利于引导作物根系的发育。

输送压力比一般渗灌更低，耗能更少，节能效果更好。

可用于施灌盐碱地改良剂等药物，改善土壤的理化性状，促进土地微生物繁衍，解决了地下渗灌技术不能在盐碱地使用的问题。

可灌、排两用，达到充分利用雨水和防涝排涝的作用。

(2)具有良好的抗堵塞性能：其一，灌溉水在进入输送管道和根灌管之前，通过储水器4的过滤器进行过滤。此外，储水器4可采用隔板回流，起到沉淀作用，沉淀下来的杂质可从储水器4底部的排污口排出。

其二，在输送管道中设置沉沙装置，将随灌溉水进入管网中细小的杂质进行沉淀。通过沉沙装置高出地面的透气口进行观察，若沉淀物较多必须清除时，可打开排水口处的排水阀54，借灌水的冲力将沉淀物排出管外。另外，输送管道和根灌管内壁光滑，杂质和沉淀物不易附着在管壁上，容易被排放到管外。

其三，根灌管独特的结构设计使其不会堵塞。根灌管的出水是经过二级分配排出，一级出水是通过根灌管的出水孔25排出，由于出水孔25的孔径较大，不易发生堵塞，二级出水是经出水缝31、再经开口24排出，由于开口24是沿根灌管全长分布的，不会全部发生堵塞，而即使某个部位发生局部堵塞，对灌溉也不会造成影响。同时，由于挡块3的阻挡作用、以及出水缝31的曲折流道，在加上根灌系统输水压力极小，停止输水的瞬间产生的负压小，使得外部的泥沙不易被吸入，防止了堵塞的发生。

其四，根灌系统的各级管道除了灌溉正常出水外，每次灌溉完成后都会留下约半管的水在管内，这些存留下的水中含各种有机、无机养分，在厌氧条件相对稳定的温、湿条件下和微生物作用下进行厌氧生化反应，使有机物分解而产生CH₄、CO₂和H₂S等气体，形成的酸性环境，可消除生物质的聚集淤堵，解决生物堵塞问题。

(3)可方便、快捷地进行布设：其一，根灌管1可如图6所示水平布设，也可垂直安装。当根灌管1采用弯曲的软质材料，在一定的输水压力下，还可使根灌管1如图7所示随地形起伏变化布设。根灌管1布设不受地形的限制，扩大其应用范围。根灌管1水平布设时，其开口24可在朝向水平方向以及朝水平线以下的180°范围。其二，根灌管1的出水部位于管体内部，管体外形呈圆筒状，可与现有的标准管道连接件配接，无需配备专用的连接件，降低了成本。

以上结合了实施例对本发明进行了说明，但这并不构成对本发明的限制。任何在同样的构思下所作出的修改和变化，也均属于本发明保护的范围。

Claims

1. 根灌管，其特征是：包括两端开口的中空管体，所述管体内部由沿长度方向延伸的分隔壁分隔形成第一侧室和第二侧室，所述第一侧室的与所述分隔壁相对的侧壁上开设有沿长度方向延伸的开口，在所述分隔壁上沿长度方向以一定间隔开设有多个贯通的出水孔；以及挡块，其沿长度方向活动配设在所述第一侧室和所述开口内、且遮挡所述出水孔，所述挡块与所述第一侧室内侧面和开口边缘之间形成出水缝。

2. 根据权利要求1所述的根灌管，其特征是：所述开口在高度上与所述出水孔对应。

3. 根据权利要求1或2所述的根灌管，其特征是：所述出水孔在高度上位于所述分隔壁的中间位置。

4. 根据权利要求1所述的根灌管，其特征是：所述分隔壁为一直壁。

5. 根据权利要求1所述的根灌管，其特征是：所述挡块具有基部和凸出部，且所述挡块的基部活动嵌置在所述第一侧室内、其凸出部活动嵌置在所述开口内，在所述挡块的基部与所述第一侧室内侧面之间、以及凸出部与所述开口边缘之间形成出水缝。

6. 根据权利要求1所述的根灌管，其特征是：所述中空管体和所述挡块采用硬质塑料制成。

7. 根据权利要求1所述的根灌管，其特征是：所述中空管体和所述挡块采用可弯曲的软质塑料制成。

8. 根灌系统，其特征是：包括首部枢纽；输送管道，与所述首部枢纽连接；以及根灌管，与所述输送管道连通，所述根灌管包括两端开口的中空管体，所述管体内部由沿长度方向延伸的分隔壁分隔形成第一侧室和第二侧室，在所述第一侧室的与所述分隔壁相对的侧壁上开设有沿长度方向延伸的开口，在所述分隔壁上沿长度方向以一定间隔开设有多个贯通的出水孔；以及挡块，其沿长度方向活动配设在所述第一侧室和所述开口内、且遮挡所述出水孔，所述挡块与所述第一侧室内侧面和开口边缘之间形成出水缝。

9. 根据权利要求8所述的根灌管，其特征是：所述首部枢纽包括储水器，所述储水器中设置有过滤器。

10. 根据权利要求8所述的根灌管，其特征是：所述输送管道设置有沉沙装置和排水阀装置。