CN102224799A

CN102224799A - 黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置

Info

Publication number: CN102224799A
Application number: CN2011101412217A
Authority: CN
Inventors: 温季; 宰松梅; 郭冬冬; 郭树龙; 谢成春
Original assignee: Farmland Irrigation Research Institute of CAAS
Current assignee: Farmland Irrigation Research Institute of CAAS
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2011-10-26

Abstract

本发明公开了一种黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置，包括集水面(1)、集水分水沟(2)、储水池(3)和输水灌溉管道(4)，所述集水面(1)以3-8^o的坡度设置，在集水面（1）的坡度低处设置集水分水沟(2)，该集水分水沟(2)连接若干储水池(3)，所述储水池(3)连接输水灌溉管道(4)，该输水灌溉管道(4)的另一端埋设在果树根部的土壤中。本发明结构简单、不需专门的施工技术和设备，也不需要动力，易于推广应用。

Description

黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置

技术领域

本发明属于雨水收集利用技术领域，特别涉及黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置。

背景技术

我国是世界上黄土分布最广的国家，也是个多山国家，山地面积占国土面积的2/3。在黄土高原地区，山坡地面积约占总面积的80%，干旱、半干旱地区面积占总面积的68.8%。黄土高原丘陵沟壑区与干旱缺水山区多年平均降雨量仅为250～600mm，且60%以上集中在7～9月份，地表和地下水资源都十分缺乏，人均水资源量只有200—500m³，是全国人均水资源量最低的地区。黄土高原具有较广阔的土地资源，丰富的光热资源，质地良好的深厚黄土，但由于受水资源的制约，其利用率十分低下。在水土流失十分严重的干旱半干旱地区，由于自然降水稀少，时空布不均，且地表径流大量流失，土壤保水性能差，水土流失严重，使得该区域自然植被稀疏，生态环境脆弱，存在果树成活率和保存率低，果树生长、结果量差、经济效益低的问题，制约了设施农业和林果业的发展。由此可见，干旱缺水和水土流失是制约黄土高原地区经济社会可持续发展的重要因子，限制了土地生产力的提高，使山坡地生态系统日趋脆弱，严重制约了山坡地生态系统的稳定性和生产经济的持续性发展，干旱缺水成为提高造林成活率的一大障碍。

将雨水集蓄加以利用，使得种植高效经济作物成为可能，有利于退耕还林的实施和农业种植结构的调整。干旱半干旱地区雨水集蓄利用对灌溉作物、林木、果树，提高作物产量和林草成活率具有重要意义，同时具有拦泥减沙、保持水土的作用，雨水的集蓄利用可改善农田生态系统，增加区域生态系统的稳定性。

为解决如雨水收集、利用效率低，方式方法单一，适应性有一定局限等问题，人们对该区域设施农业的灌溉进行了深入研究和发展：

四川省农业科学院土壤肥料研究所于2010-07-23申请的申请号为201010235097.6的“用于丘陵坡地的集雨节灌系统与方法”，一种用于丘陵坡地的集雨节灌系统包括集雨塘或集雨堰、高位蓄水池，低位蓄水池、水泵和输水管，集雨塘或集雨堰设置在丘谷的中部或下部，高位蓄水池设置在集雨塘或集雨堰附近各丘体中高度最高的丘体上部，低位蓄水池为多个，分别设置在高位蓄水池周边的各丘体上，其高度低于高位蓄水池，水泵安装在集雨塘或集雨堰旁，其进水口接集雨塘或集雨堰，其出水口接高位蓄水池，输水管铺设在高位蓄水池与各低位蓄水池之间。使用该集雨节灌系统，可将降雨产生的地表径流水蓄积在集雨塘或集雨堰中，并将集雨塘或集雨堰中的水用水泵提至高位蓄水池，通过输水管分别将高位蓄水池的水输送至各低位蓄水池，需要灌溉时，将各低位蓄水池内的蓄水用于灌溉。该申请提出用于丘陵坡地的集雨节灌系统与方法，需要建设大量的蓄水池和铺设大量的管道，造价高、操作复杂，且需要动力支持。

西北农林科技大学于2009-04-15申请的申请号为200910022023.1的“干旱地区果树节水灌溉装置及使用方法”，一种干旱地区果树节水灌溉装置在保水膜上设有透气孔、开尾拉链和滴管孔，由滴管接口、防堵夹板和水槽组成渗水板，水槽上设有导水孔，渗水板放置在保水膜内，渗水板上的滴管接口与滴灌管相连接。使用时将保水膜埋入果树旁并拉上保水膜上的拉链，将渗水板的滴管接口与滴灌管相接，然后通过管道系统向保水膜内输送水分。该申请在果树一定的生长阶段，虽可起到一定的保水作用，但是同时也会影响到果树根系对土壤中养分的吸收；随着果树的生长发育，果树的根系也在不断的扩展，会造成保水膜穿孔，这时也就起不到保水的作用了。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置，结构简单、不需专门的施工技术和设备，易于推广应用。

本发明采用以下技术方案：

一种黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置，包括集水面、集水分水沟、储水池和输水灌溉管道，所述集水面以3-8^o的坡度设置，在集水面的坡度低处设置集水分水沟，该集水分水沟连接若干储水池，所述储水池连接输水灌溉管道的一端，该输水灌溉管道的另一端埋设在果树根部的土壤中。

优选地，所述集水面的材料常用塑料薄膜、混凝土、混合土夯实、素土夯实。

优选地，所述集水分水沟沿果树株距方向布置，由砖或石料砌成矩形断面，混凝土勾缝，或由混凝土预制的U型断面组装而成。

优选地，所述储水池设置在每一棵果树旁边，储水池3用砖或石料砌成，用混凝土勾缝，储水池的大小为1m×1m×1m。

优选地，所述储水池的一侧的上部设置进水口，进水口与集水分水沟相连接，连接处设置过滤装置，另一侧的底部设置出水口，出水口设置过滤网并与输水灌溉管道相连接。

优选地，所述输水灌溉管道外径16-20毫米，该输水灌溉管道的一端与储水池的底部出水口连接，并设置过滤网，另一端设有环形圈，端头封闭，所述环形圈上均匀设置至少4个分管道，该分管道的内径为10-12毫米，所述分管道的端头为缩颈结构，其出口处的孔径为4-6毫米；所述端头垂直向下设置，因为泥沙重力的作用，使得出口处的泥沙不易堵塞出口；所述环形圈环绕埋设到果树的根系土层中。

优选地，所述输水灌溉管道外径16-20毫米，该输水灌溉管道的一端与储水池的底部出水口连接，并设置过滤网，另一端设有环形圈，端头封闭，所述的环形圈的管壁下部上均匀设有至少4个锥形孔，该锥形孔出口处的孔径为4-6毫米，因为泥沙重力的作用，使得出口处的泥沙不易堵塞出口；所述环形圈环绕埋设到果树的根系土层中。

根据研究证明，在黄土高原区降水量的条件下，一般有10-15m²的集水面就可基本满足果树生长对水的需求，例如：核桃种植的行距5-6m，株距4-5m，每亩20-30株，集水面积约为20-30m²；苹果、梨种植的行距4-5m，株距3-4m，每亩33-55株，集水面积约为10-20m²。本发明就是针对上述背景技术提出的，在相邻的每行果树之间设置集水面，集水面以3^o -8^o的坡度设置，集水面的材料可采用塑料薄膜、混凝土、混合土夯实、素土夯实。沿果树行靠近果树处设置集水分水沟，集水分水沟可以用砖砌并用混凝土勾缝，在每棵果树旁设置储水池，储水池和集水分水沟连通，储水池靠近果树的一侧底部连接输水灌溉管道，输水灌溉管道的另一端设置在果树的根系层土壤中。当降雨产生径流时，集水面上的降雨径流沿集水面的坡面流动，汇集到集水沟中，通过集水沟再储存到各个储水池中，当果树需要水分时，储水池中的雨水通过输水灌溉管道输送到果树的根系层。

本发明具有以下优点：

1）本发明在坡地上设置集水面、集水槽和在果树旁设置储水池，通过输水灌溉管道连接储水池和果树根系层，降雨产生的径流沿一定坡面的集水面汇流到集水槽中，集水槽和沿果树株距方向设置的储水池相连通，储水槽中的雨水径流会进入到各个储水池中。当果树需要灌水时，设置的输水灌溉管道将储水池中的水输入到果树的根系层。该发明在技术上可行、经济合理，整个集雨灌溉过程不需要动力和人工，农民易于接受，具有显著的社会效益和环境效益。结构简单、不需专门的施工技术和设备，易于推广应用。

2）本发明由集水面、集水分水沟、储水池和输水灌溉管道等组成。当降雨产生径流时，集水面上的降雨径流沿集水面的坡面流动，汇集到集水沟中，通过集水沟再储存到各个储水池中，当果树需要水分时，储水池中的雨水通过输水灌溉管道输送到果树的根系层。本发明不需要专门的抽水设备，利用雨水资源，较好地解决了黄土高原丘陵区发展果林业的灌溉问题。

3）本发明解决了缺水地区农民种植高效经济作物时没有灌溉水的主要问题，为当地发展经济作物和果林业提供了条件，可提高黄土丘陵区经济作物种植比例、提高果树的产量和品质，有效地保持了水土，避免降雨对土壤的冲刷。有利于形成可持续发展的生产经营模式，通过种植果树等不仅可以增加农民收入，改善农民生活，促进农业结构调整，还可以绿化荒山，有利于实施退耕还林还草，改善生态环境，具有良好的经济、生态和社会效益。为有效解决干旱和水土流失问题，促进生态系统的良性循环创造了条件。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图。

图3为输水灌溉管道的一端环形圈的一种实施方式结构示意图；

图4为输水灌溉管道的一端环形圈的另一种实施方式结构示意图；

图5为图4中的A-A部分纵向剖视结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实施例提供一种黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置，包括集水面1、集水分水沟2、储水池3和输水灌溉管道4，在相邻的每行果树之间设置集水面1，集水面1以3^o -8^o的坡度设置，集水面1的材料可采用塑料薄膜、混凝土、混合土夯实或素土夯实。沿果树行靠近果树处设有集水分水沟2，可用砖或石料砌成并用混凝土勾缝，在每棵果树旁设置储水池3，所述储水池3设置在每一棵果树旁边，储水池3用砖或石料砌成，用混凝土勾缝，储水池的大小为1m×1m×1m。所述储水池3的一侧的上部设置进水口，进水口与集水分水沟2相连接，连接处设置过滤装置6，另一侧的底部设置出水口，出水口设置过滤网5并与输水灌溉管道4相连接。

参见图3所示，所述输水灌溉管道4外径16-20毫米，输水灌溉管道的一端与储水池3的底部出水口连接，并设置过滤网5，另一端设有环形圈41，端头封闭，所述环形圈41上均匀设置4个分管道42，该分管道42的内径为10-12毫米，所述分管道42的端头421为缩颈结构，其出口处的孔径为4-6毫米；所述端头421垂直向下设置，因为泥沙重力的作用，使得出口处的泥沙不易堵塞出口；所述环形圈41环绕埋设到果树的根系土层中。

参见图4、5所示，进一步改进的实施例，所述输水灌溉管道4外径16-20毫米，该输水灌溉管道的一端与储水池3的底部出水口连接，并设置过滤网5，另一端设有环形圈41，端头封闭，所述的环形圈41的管壁下部上均匀设有13个锥形孔43，该锥形孔43出口处的孔径为4-6毫米，因为泥沙重力的作用，使得出口处的泥沙不易堵塞出口；所述环形圈41环绕埋设到果树的根系土层中。

当降雨产生径流时，集水面1上的降雨径流沿集水面1的坡面流动，汇集到集水分水沟2中，通过集水分水沟2再储存到各个储水池3中，储水池3用砖或石料砌成，当果树需要灌水时，在负压和重力作用下，储水池3中的雨水通过输水灌溉管道4输送到果树的根系层。

另外，利用储水池3的储水功能，可以将水预先存在储水池3内，便于灌溉。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置，其特征在于，包括集水面(1)、集水分水沟(2)、储水池(3)和输水灌溉管道(4)，所述集水面(1)以3-8^o的坡度设置，在集水面（1）的坡度低处设置集水分水沟(2)，该集水分水沟(2)连接若干储水池(3)，所述储水池(3)连接输水灌溉管道(4)的一端，该输水灌溉管道(4)的另一端埋设在果树根部的土壤中。

2.根据权利要求1所述的一种黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置，其特征在于，所述集水面(1)的材料采用塑料薄膜、混凝土、夯实混合土、夯实素土。

3.根据权利要求1或2所述的一种黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置，其特征在于，所述集水分水沟（2）沿果树株距方向布置，由砖或石料砌成矩形断面，混凝土勾缝，或由混凝土预制的U型断面组装而成。

4.根据权利要求3所述的一种黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置，其特征在于，所述储水池（3）由砖或石料砌成，由混凝土勾缝。

5.根据权利要求4所述的一种黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置，其特征在于，所述储水池（3）的大小为1m×1m×1m，储水池（3）设置在每一棵果树旁边。

6.根据权利要求5所述的一种黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置，其特征在于，所述储水池（3）的一侧的上部设置进水口，进水口与集水分水沟（2）相连接，连接处设置过滤装置（6），另一侧的底部设置出水口，出水口设置过滤网（5）并与输水灌溉管道（4）相连接。

7.根据权利要求6所述的一种黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置，其特征在于，所述输水灌溉管道（4）外径16-20毫米，该输水灌溉管道（4）的一端与储水池（3）的底部出水口连接，并设置过滤网（5），另一端设有环形圈（41），端头封闭，所述环形圈（41）上均匀设置至少4个分管道（42），该分管道（42）的内径为10-12毫米，所述分管道（42）的端头（421）为缩颈结构，其出口处的孔径为4-6毫米；所述端头（421）垂直向下设置；所述环形圈（41）环绕果树的根系埋设到土层中。

8.根据权利要求6所述的一种黄土高原丘陵区果树集雨灌溉装置，其特征在于，所述输水灌溉管道（4）外径16-20毫米，该输水灌溉管道（4）的一端与储水池（3）的底部出水口连接，并设置过滤网（5），另一端设有环形圈（41），端头封闭，所述的环形圈（41）的管壁下部上均匀设有至少4个锥形孔（43），该锥形孔（43）出口处的孔径为4-6毫米；所述环形圈（41）环绕果树的根系埋设到土层中。