CN101260661B - 农田排涝防旱的自动排灌方法及系统 - Google Patents

农田排涝防旱的自动排灌方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于水利排灌领域,涉及一种农田排灌自动化方法和系统,尤其涉及一种适用于沿海、水乡有潮涨潮落的江海堤围大围内低洼农田的排涝防旱的自动排灌方法和系统。本发明提供的农田排涝防旱方法,其步骤为:1)在江河水位低于灌区内排灌沟水位时,平时灌区内因下雨等因素引起水量增加时能及时将多余水量自动排出;2)当江河水位高于灌区内排灌沟水位时,此时又遇暴雨等使水量骤增时能及时启动机电排灌系统将多余水量及时排出;3)该方法还包括在干旱时,随着蓄积水的消耗,能不断将堤围外河流的水源自动注入,使蓄积水基本保持一定的高度不变。为使本发明的方法得以实施,本发明同时提供一种农田排涝防旱的自动排灌系统。

Description

农田排涝防旱的自动排灌方法及系统
技术领域
[0001] 本发明属于水利排灌领域,涉及一种农田排灌自动化的方法和装置,尤其涉及一种适用于沿海、水乡有潮涨潮落的江海提围大围内低洼农田的排涝防旱的自动排灌方法和系统。
背景技术
[0002] 广东省及泛珠三角地区河流众多,雨量充沛,水源丰富,是发展工农业生产潜力巨大的地区之一。但广东同时存在降雨时空分配不均,旱、涝、洪、潮灾害多,尤其东莞市沿海水乡地区地处珠江三角洲冲积平原,地势低洼,每年汛期从上中游汇集而下的洪水峰高量大。如下游河道不能及时安全宣泄时,就随时受洪涝灾害的严重威胁;秋冬旱季还经常发生旱患,近几年则经常出现春旱和夏旱现象。因此,必须加强水利建设。
[0003] 东莞人民自古就重视兴修水利。据历史记载,珠江提围始筑于公元996年也即是宋至道二年,至今有上千年历史。新中国成立后,东莞人民政府为发展生产,改善人民生活, 领导人民进行大规模的水利建设,先后采取了堵口复提,联围筑闸,整治提系以及兴建机电排灌工程,整治田间渠系等措施。实行洪、涝、旱、潮并治,蓄、引、提结合,综合治理,综合开发,有效防御了水旱灾害,保障人民生命财产的安全,促进工农业生产与国民经济的发展。
[0004] 东莞市农业种子研究所地处东莞西南东江河下游出水口,东、北、西三面被东江河半环形包围而过,是典型的地势低洼类型地带。过去遇到暴雨,地势低洼的农田区通常被洪水淹没,需向河提外抽水排涝;而在天旱时则要从河涌中抽水浇灌农田以缓解旱情。
发明内容
[0005] 为了解决上述问题,该研究所近期欲研制修筑的农田排涝防旱的系统可使区内河涌水面长期保持一定的高度,干旱天气能蓄水灌田,遇到暴雨可自动将洪水自流排出,或遇无法自流排出时自动开启抽水机向外排洪。
[0006] 基于上述理念,本发明提供一种农田排涝防旱自动排灌方法。该方法是利用传统的陂堰技术和现代比较精密的配水元件以及自动控制技术和机电排灌系统有机结合组成一个自动排灌系统即无人控制的农田排涝防旱的系统,实现对低洼农田的自动排涝防旱。
[0007] 为实现上述目的,其技术方案为:
[0008] 一种农田排涝防旱自动排灌方法,其包括一自动排灌系统,其特征在于,该排灌系统工作时包括如下步骤:
[0009] 1)江河水位低于灌区内排灌沟水位状态,灌区内水量增加时,自动排灌系统将多余水量自动排出至江河中;
[0010] 2)江河水位高于灌区内排灌沟水位状态时,灌区内水量增加时,自动排灌系统将多余水量排出。
[0011] 3)在干旱时,随着蓄积水的消耗,自动排灌系统能不断将提围外河流的水源自动注入,使蓄积水基本保持一定的高度不变。
[0012] 一种实现前述农田排涝防旱自动排灌方法的自动排灌系统,其特征在于:其包括排灌沟、溢水池、排污池和集水池,其中所述集水池与溢水池和排污池之间设置有将其相互分隔的溢水坝,所述溢水池和排污池之间设置有将其相互分隔的分隔坝,所述排灌沟与溢水池和排污池之间设置有将其相互分隔的拦渣坝,该拦渣坝底部设有使溢水池与排灌沟相通的排灌通道,该通道上盖有过滤网;所述排污池内分别开设有排污口和集污口 ;所述溢水坝和分隔坝低于其拦渣坝,位于所述集水池内的拦洪坝远高于其拦渣坝;进水管穿过所述溢水坝和拦洪坝置入河水中,安置于该进水管的末端的闸阀埋置于所述溢水坝中;止回阀穿置于所述拦洪坝中并单向从其集水池向河道导通;大口径轴流泵位于所述集水池上方的机房内,所述大口径轴流泵的进水管接入所述集水池中,水位控制器探头置于所述集水池内,并与所述大口径轴流泵的电器控制部件电连接。
[0013] 与所述进水管分支设置有小进水管,在所述闸阀附近该小进水管上设置有球阀, 越过该球阀的所述小进水管的末端与所述溢水坝顶端的小孔相通;所述进水管和小进水管埋置于排灌隧道内。
[0014] 所述溢水坝的高度约低于其拦渣坝50〜70厘米。
[0015] 所述排灌隧道以钢筋水泥砌筑。
[0016] 所述大口径轴流泵以及大口径轴流泵的进水管和所述过滤网皆为两个。
[0017] 所述溢水池和排污池之间的分隔坝高度一端与拦渣坝平,另一端与溢水坝中间设 2〜3级台阶。
[0018] 所述的自动排灌系统,其还包括一自动控制单元,该单元包括一工业控制计算机, 该计算机内置有自动控制软件;其还包括分别与该计算机输入端相连接、感应端设置在所述的池、坝的若干传感器;该传感器将采集的信号输入该计算机后,程序控制该轴流泵动作。
[0019] 本发明所提供的方法的有益效果为:一方面避免人为操作带来的种种失误,大大改善区内防御水旱灾害的能力;另一方面设置了自动排灌装置可以通过河水自流排灌,节约了大量的人力物力,减轻了运作成本,为该所科研生产创造了良好的生产条件和环境条件。
[0020] 具体的,所述农田排涝防旱自动排灌系统的土建部分是由水泥红砖水泥沙浆砌成。拦渣坝高度与灌区农田周边路面相同。本农田排涝防旱的系统的技术关键是溢水池与集水池之间设置的溢水坝,其高度是通过长期的观测和精密的计算确定的,约低于拦渣坝 50〜70厘米。它与可调节球阀一起,可使灌区蓄积的水源基本保持一定的高度不变。溢水池和排污池之间的分隔坝高度一端与拦渣坝平,另一端与溢水坝中间设2〜3级台阶。拦洪坝远高于其他各坝,是保护灌区农田不被洪水入侵的重要提坝。
[0021] 在本发明中,所述的止回阀、轴流泵、排灌通道及其上设置的过滤网和水位控制器探头等均为两个,可以增大排灌水量的同时方便边运作边维修。
[0022] 在本发明中,为方便工作人员检修和维护本装置操作,同时使本装置结构更为合理、美观,在所述的清污分隔坝上设有台阶;同时,在用容易老化和刚性不足的PVC材料管做的大口径主进水管和小进水管均用混凝土包裹作成长方体状的排灌隧道。
[0023] 所述排灌隧道穿过集水池以及溢水坝和拦洪坝使灌区排灌沟与围外河道相通,人工开启安置其末端的一个大口径闸阀可快速调节灌区内排灌沟水位的高度。
[0024] 所述的拦洪坝高度与防洪提围高度相同,其上安装的两个大口径止回阀是自动泄洪的重要元器件。当江河水位低于灌区内排灌沟水位时,排灌沟内多余的水量可漫过溢水坝面经集水池自动流出坝外,这样可以减少传统排灌间每向外排出多余的水量都用人工控制并用电排灌造成的浪费;当江河水位高于灌区内排灌沟水位时,此时止回阀闸门自动关闭阻止提外河水进入围内以免造成水浸。
[0025] 位于集水池上方的排灌间机房中装有两台大口径轴流泵及其配套水位控制器探头都安放在集水池中,它们是重要的机电排灌系统。如遇暴雨引起防洪提内外水位骤增并超过最高警戒线,此时两个止回阀闸门自动关闭,并自动开启大口径轴流泵将洪水向河道排出。
[0026] 所述排污池和溢水池之间设置的分隔坝使流经排污池污水在排污池中自然沉淀后经集水池自流排出,避免与灌溉水源相混,可防止有害物质对农作物的污染,可较好地解决目前环境保护方面工业污染对环境造成污染的问题。
[0027] 综上所述,本发明是一种全新理念的水利排灌系统,改变传统排灌方法长期要人值班操作和渗漏严重等不足之处,既可节约运作成本又可避免人为的操作错误,确保排灌安全。
附图说明
[0028] 下面结合附图及具体实施方式,对本发明作进一步说明。
[0029] 图1是本发明的立体示意图;
[0030] 图2是图1中集水池的局部放大图。
[0031] 附图标识:
[0032] 1、排灌沟 11、闸阀 12、球阀 13、小孔14、止回阀 15、大口径轴流泵的进水管 16、溢水坝17、排灌隧道 18、拦洪坝 19、小进水管 2、溢水池21、 防洪坝 22、过滤网 3、排污池 31、分隔坝32、集污口 33、排污口 4、集水池 5、机房
具体实施方式
[0033] 参见图1、图2,本实施例提供的一种农田排涝防旱自动排灌系统,其包括排灌沟 1、溢水池2、排污池3和集水池4,其中所述集水池4与溢水池2和排污池3之间设置有将其相互分隔的溢水坝16,所述溢水池2和排污池3之间设置有将其相互分隔的分隔坝31, 所述排灌沟1与溢水池2和排污池3之间设置有将其相互分隔的拦渣坝21,该拦渣坝21底部设有使溢水池2与排灌沟1相通的两个排灌通道,该两个排灌通道上盖有两个过滤网22 ; 所述排污池3内分别开设有排污口 33和集污口 32 ;所述溢水坝16和分隔坝31低于其拦渣坝21,位于所述集水池4内的拦洪坝18远高于其拦渣坝21 ;进水管穿过所述溢水坝16 和拦洪坝18置入河水中,安置于该进水管的末端的闸阀11埋置于所述溢水坝16中;与所述进水管分支设置有小进水管19,在所述闸阀11附近的小进水管19上设置有球阀12,越过该球阀12的所述小进水管19的末端与所述溢水坝16顶端的小孔13相通;所述进水管和小进水管19埋置于排灌隧道17内,所述排灌隧道17以钢筋水泥砌筑;止回阀14穿置于所述拦洪坝18中并单向从其集水池4向河道导通;大口径轴流泵位于所述集水池4上方的机房5内,两个大口径轴流泵的进水管15接入所述集水池4中,水位控制器探头置于所述集水池4内,并与所述大口径轴流泵的电器控制部件电连接。所述溢水坝16的高度约低于拦渣坝21的高度50〜70厘米。溢水池2和排污池3之间的分隔坝31高度一端与拦渣坝 21平,另一端与溢水坝16中间设2〜3级台阶。
[0034] 本发明的技术关键是溢水池与集水池和排污池之间设置有将其相互分隔的溢水坝16和位于集水池外边的拦洪坝18组成的拦洪蓄水坝系。溢水坝又名溢水堰或陂堰,它通过设置在拦渣坝21底部设有的两个排灌通道,使排灌沟1与溢水池2水位即溢水坝16 高度水位相同。溢水坝是采用传统的陂堰蓄水技术,通过长期的观测和精密的计算确定其高度。要求一方面使其蓄积的水量能提供给灌区提水灌溉农田;另一方面又不使其水位高于农田的有效排水落差,以免影响农作物的正常生长。拦洪坝8则是保护灌区农田不被洪水入侵的重要水利提坝。其上安装的两个大口径止回阀14是自动泄洪的重要元器件。当江河水位低于灌区内排灌沟水位时,排灌沟内多余的水量可漫过溢水坝面经集水池自动流出坝外,这样可以减少传统排灌闸每向外排出多余的水量都用人工控制并用电排灌造成的浪费;当江河水位高于灌区内排灌沟水位时,此时止回阀闸门自动关闭,阻止提外河水进入围内以免造成水浸。
[0035] 由集水池穿越而过使提外与提内灌区排灌沟相通的排灌隧道17及其配套的大口径闸阀11以及小口径球阀12、进水管19、进水孔13组成重要的闸阀系统。当灌区内排灌沟需要将水量完全排干或需要放入大量水源时,可选择围外退潮涨潮的时间段人工开启大口径闸阀11使围内外水流按需要进行大排大灌;或调节小口径球阀使围外清洁的水源随着灌区水量的消耗而按需要自动补充水量,这样,既不会引起较大水位波动又可以维持稳定的水量,并且保持水体的流动性,确保农田灌溉需要。
[0036] 所述自动排灌系统,其还包括一自动控制单元,该单元包括一工业控制计算机,该计算机内置有自动控制软件;其还包括分别与该计算机输入端相连接、感应端设置在所述的池、坝的若干传感器;该传感器将采集的信号输入该计算机后,程序控制该轴流泵动作。
[0037] 具体的,位于集水池上方的排灌闸机房5中装有两台大口径轴流泵及其配套水位控制器探头都安放在集水池中,它们是重要的机电排灌系统。如遇暴雨引起水位骤增并超过最高警戒线引起水位浮球上升驱动与其连动的接触开关启动大口径轴流泵将洪水向河道排出;当洪水水位落至安全水位时,水位浮球自动落下断开电源,大口径轴流泵停止工作。如此,机电排灌不需要人员操作,可以避免不定时发生较大洪水时而因人为的疏忽没有及时开机排涝引起的水灾。
[0038] 拦渣坝21底部的两个排灌通道即出水口上覆盖有过滤网22,使漂浮在排灌沟水面的浮渣不能通过溢水池和集水池,以免对配水阀门造成影响,此外,还可防止放养在排灌沟的鱼苗随水流走。
[0039] 溢水池2和排污池3之间设置的分隔坝31使流经排污池3的污水在排污池3内自然沉淀后经集水池4自流排出,避免与灌溉水源相混,可防止有害物质对农作物的污染, 可较好地解决目前环境保护方面工业污染对环境造成污染的问题。

Claims (8)

1. 一种农田排涝防旱自动排灌系统,其特征在于:为一种当江河水位低于灌区内排灌沟水位、灌区内水量增加时,能将多余水量自动排出至江河中,以及当江河水位高于灌区内排灌沟水位、灌区内水量增加时,又能将多余水量排出的自动排灌系统;具体包括排灌沟 (1)、溢水池(2)、排污池(3)和集水池(4),其中所述集水池(4)与溢水池(2)和排污池(3) 之间设置有将其相互分隔的溢水坝(16),所述溢水池(¾和排污池(¾之间设置有将其相互分隔的分隔坝(31),所述排灌沟(1)与溢水池(¾和排污池C3)之间设置有将其相互分隔的拦渣坝(21),该拦渣坝底部设有使溢水池O)与排灌沟(1)相通的排灌通道,该通道上盖有过滤网02);所述排污池(3)内分别开设有排污口(33)和集污口(32);所述溢水坝(16)和分隔坝(31)低于其拦渣坝(21),位于所述集水池(4)内的拦洪坝(18)远高于其拦渣坝;进水管穿过所述溢水坝(16)和拦洪坝(18)置入河水中,安置于该进水管的末端的闸阀(11)埋置于所述溢水坝(16)中;止回阀(14)穿置于所述拦洪坝(18)中并单向从其集水池(4)向河道导通;大口径轴流泵位于所述集水池(4)上方的机房(5)内, 所述大口径轴流泵的进水管(1¾接入所述集水池(4)中,水位控制器探头置于所述集水池 (4)内,并与所述大口径轴流泵的电器控制部件电连接。
2.根据权利要求1所述的一种农田排涝防旱自动排灌系统,其特征在于:与穿过所述溢水坝(16)和拦洪坝(18)置入河水中的所述进水管分支设置有小进水管(19),在所述闸阀(11)附近该小进水管(19)上设置有球阀(12),越过该球阀(12)的所述小进水管(19) 的末端与所述溢水坝(16)顶端的小孔(1¾相通;穿过所述溢水坝(16)和拦洪坝(18)置入河水中的所述进水管和小进水管(19)埋置于排灌隧道(17)内。
3.根据权利要求1或2所述的一种农田排涝防旱自动排灌系统,其特征在于:所述溢水坝(16)的高度低于其拦渣坝50〜70厘米。
4.根据权利要求2所述的自动排灌系统,其特征在于:所述排灌隧道(17)以钢筋水泥砌筑。
5.根据权利要求2所述的一种农田排涝防旱自动排灌系统,其特征在于:所述大口径轴流泵以及大口径轴流泵的进水管(1¾和所述过滤网0¾皆为两个。
6.根据权利要求2所述的一种农田排涝防旱自动排灌系统,其特征在于:所述溢水池 ⑵和排污池⑶之间的分隔坝(31)高度一端与拦渣坝平,另一端与溢水坝(16)中间设2〜3级台阶。
7.根据权利要求1、或2、或4、或5、或6所述的一种农田排涝防旱自动排灌系统,其特征在于:其还包括一自动控制单元,该单元包括一工业控制计算机,该计算机内置有自动控制软件;其还包括分别与该计算机输入端相连接、感应端设置在所述的池、坝的若干传感器;该传感器将采集的信号输入该计算机后,程序控制该轴流泵动作。
8.根据权利要求3所述的一种农田排涝防旱自动排灌系统,其特征在于:其还包括一自动控制单元,该单元包括一工业控制计算机,该计算机内置有自动控制软件;其还包括分别与该计算机输入端相连接、感应端设置在所述的池、坝的若干传感器;该传感器将采集的信号输入该计算机后,程序控制该轴流泵动作。
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