CN102318538A - 黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统 - Google Patents

黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统 Download PDF

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温季
宰松梅
郭冬冬
郭树龙
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Abstract

本发明涉及一种黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统,包括设置在梯田梯级上的温室、梯级上的地面集水面、梯级上的集水汇流沟、梯级上的储水池和梯级上的灌溉管道;所述温室包括温室棚面集水面;沿温室棚面集水面的下边沿设有集水汇流沟,所述地面集水面为倾斜设置,该地面集水面低的一侧连接集水汇流沟;所述集水汇流沟的一侧或两侧设有储水池;所述温室内设有灌溉管道;该灌溉管道与上梯级的储水池通过主管道相连接。本发明在梯田上建立温室,并利用上一级梯田的集雨对下一级梯田上的温室进行灌溉,充分、合理开发利用雨水资源,发展设施农业,促进生态系统向良性循环转化。

Description

黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统
技术领域
[0001] 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梯级温室的集雨自压灌溉系统。
背景技术
[0002] 我国西北黄土高原山陵沟壑区,水资源贫乏,区域性季节性干旱缺水问题严重。北方黄土高原丘陵沟壑区与干旱缺水山区多年平均雨量仅为250-600mm,且60%以上集中在 7-9月份,与作物需水期严重错位。由于特殊的气候、地质和土壤条件,区域内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。黄土高原属温带干旱、半干旱气候区,具有较广阔的土地资源和丰富的光热资源,该区域四季分明,气候干燥,昼夜温差大,在设施条件下蔬菜瓜果可一年四季生产,果实成熟充分,香气发育完全,糖类、矿物质与色素物质形成良好,含酸量适中,为蔬菜瓜果生长发育和糖分积累创造了有利条件。
[0003] 但由于黄土高原北部丘陵区降水时空分布极不均勻,干旱少雨,气候干燥,制约了当地经济的发展;降雨地表径流不但导致了干旱缺水,而且还造成了严重的水土流失,导致生态环境恶化。干旱缺水与水土流失并存是制约黄土高原地区经济社会可持续发展的重要限制性因子,因此,雨水集蓄利用显得尤为重要,大面积缓坡丘陵地形可用来修建或作为天然集水面。地势高差利于自流灌溉,深厚的黄土创造了良好的就地集蓄条件。降雨的集蓄利用是防治水土流失与雨水资源化的一个有效途径。
[0004] 设施农业是现代农业的重要标志,可以显著改善农业生产的质量和效益,是新农村建设中的重要内容。设施农业可带动区域经济发展,增加农民收入,促进新农村建设和帮助农民脱贫致富,其作为一种劳动密集型农业,增加了大量的就业机会,从而有效解决了农村剩余劳动力的出路问题,作为一种高产优质的现代化农业生产方式,在解决农村“三农” 问题,拉动农业经济发展,推进农村地区产业结构调整方面发挥着重要作用。设施蔬菜因其经济效益相对较高,是适合我国国情的劳动密集型产业,在我国西部地区正在成为发展农村经济、调整产业结构的新的增长点。且设施农业的发展有助于恢复植被、固沙保土、调节气候等生态措施的实施,对于实现生态良性循环、生态环境改善和农业的可持续发展起到重要的促进作用。但水资源短缺限制了该区域设施农业的发展。
[0005] 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,人们对设施农业进行了深入研究。
[0006] 四川省农业科学院土壤肥料研究所于2010年7月23日申请的申请号为 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。
[0007] 刘永平于2009年9月30日申请的申请号:200920217475. 0的“冬暖温室大棚的
常温集水装置”,该申请涉及农田灌溉节水技术领域,具体地说是一种冬暖温室大棚的常温集水装置。我国许多地区利用集水窖汇集雨水浇灌农作物。但集水窖位于温室大棚外面, 浇灌作物费时费力,冬天窖内结冰无法使用。该申请是将集水窖置于温室大棚侧墙的下面;外集水槽安装在温室大棚种植室透光层外侧的下部,外集水槽的低端与滤清池连接; 网状内水槽固定在温室大棚种植室棚架下方,并与内集水槽相连,内集水槽的低端连接集水窖。该本发明的优点是:外集水槽汇集雨水等;网状内水槽和内集水槽汇集种植室透光层上的露水珠;集水窖位于温室大棚侧墙内的下部,使集水窖内的积水保持常温,有效的提高了集水窖的利用率。该专利虽然解决了集水窖汇集雨水灌溉农作物的问题;但是,在黄土高原丘陵区使用该技术并不能充分、合理开发利用雨水资源也不能有效解决干旱和水土流失等问题。
发明内容
[0008] 本发明要解决的技术问题在于提供一种黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统,在梯田上建立温室,并利用上一级梯田的集雨对下一级梯田上的温室进行灌溉,克服了黄土高原丘陵区发展温室大棚的制约因素,对充分、合理开发利用雨水资源,发展设施农业,促进生态系统向良性循环转化,有效解决干旱和水土流失,减少自然灾害的发生,增加农民收入,实现农业经济的可持续发展意义重大。
[0009] 为解决上述技术问题,本发明采用以下的技术方案:
黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统,包括设置在梯田梯级上的温室、梯级上的地面集水面、梯级上的集水汇流沟、梯级上的储水池和梯级上的灌溉管道;所述温室包括温室棚面集水面;沿温室棚面集水面的下边沿设有集水汇流沟,所述地面集水面为倾斜设置,该地面集水面低的一侧连接集水汇流沟;所述集水汇流沟的一侧或两侧设有储水池; 所述温室内设有灌溉管道;该灌溉管道与上梯级的储水池通过主管道相连接。
[0010] 优选地,所述集雨自压灌溉系统,包括设置在梯田每梯级上的温室、每梯级上的地面集水面、每梯级上的集水汇流沟、每梯级上的储水池和每梯级上的灌溉管道;每梯级温室包括温室棚面集水面;沿每梯级温室棚面集水面的下边沿设有集水汇流沟,每梯级地面集水面为倾斜设置,该地面集水面低的一侧连接集水汇流沟;每梯级集水汇流沟的一侧或两侧设有储水池;所述每梯级温室内设有灌溉管道;每梯级灌溉管道与上一梯级的储水池通过主管道相连接;且最上梯级表面上不设温室。
[0011] 优选地,每梯级的温室棚面集水面上端与同一梯级的田坎相固接,下端固接于同梯级地面上;以同一梯级的田坎作为温室的墙体,保温效果好,还可以节约投资。
[0012] 优选地,每一梯级的集水汇流沟为倾斜设置,低的一侧连接同梯级储水池。
[0013] 优选地,连接储水池和下一梯级灌溉管道的主管道上设有控制阀门,优选地,每梯级的储水池与同梯级的集水汇流沟连接的入水口设有过滤装置。
[0014] 优选地,与主管道连接的每梯级储水池的出水口设置在距储水池的底端面20cm 高处,出水口以下容积作为沉淀池。
[0015] 优选地,每梯级的地面集水面采用塑料薄膜遮盖、混合土夯实或素土夯实。
[0016] 本发明具有以下优点:
1)本发明提出在黄土丘陵区的梯级田上设置温室群,采用上一级梯田的雨水自流灌溉下一级温室的方法,解决了梯田上建设温室的灌溉问题,使黄土高原丘陵区建立温室群成为现实。温室塑料大棚生产为主体的设施农业风险投资小,土地生产率高,经济效益大,回报率好,可大幅提升单位土地农业生产效益,是农村和农业经济的一个新的增长点。
[0017] 2)本发明通过温室的棚面和温室周围的地面进行雨水集蓄,梯田的最顶端的地面设置成集雨面,对最上一级的温室进行集雨灌溉,其余的采用上一级梯田的雨水集蓄后对下一级温室进行自流灌溉的方法,解决了梯田上建设温室的灌溉问题。
[0018] 3)本发明在黄土丘陵区的梯田上建立温室,发挥该区域光照资源丰富,气候干燥, 昼夜温差大,在设施条件下蔬菜瓜果可一年四季生产,果实成熟充分,香气发育完全的优势;在灌溉水方面,充分利用雨水资源,通过设置集雨系统进行灌溉。
[0019] 4)本发明充分、合理开发利用雨水资源,发展设施农业,促进生态系统向良性循环转化,有效解决干旱和水土流失,减少自然灾害的发生。促进陡坡地退耕还林还草,改善生态环境,推动综合开发,增加农民收入,实现农业经济的可持续发展。它不仅是推动黄土丘陵沟壑区发展“高产高效优质”农业的有效途径,也是黄土高原丘陵区实现全面建设小康社会目标的根本措施。
附图说明
[0020] 图1为本发明的结构示意图。 具体实施方式
[0021] 如图1所示,一种黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统,包括设置在梯田上每梯级上的温室1、每梯级上的地面集水面2、每梯级上的集水汇流沟4、每梯级上的储水池5和每梯级上的灌溉管道6 ;在最高梯级上不设温室1,仅设地面集水面2、集水汇流沟 4和储水池5 ;
每梯级上的温室1包括温室棚面集水面3和墙体,该墙体为相应梯级的田坎7 ;田坎作为温室的墙体,保温效果好,还可以节约投资;
沿每梯级的温室棚面集水面3的下边沿设有集水汇流沟4,每梯级的集水汇流沟4为倾斜设置,低的一侧连接储水池5 ;储水池5与的集水汇流沟4连接的入水口设有过滤装置 8,减少雨水收集过程中的杂物进入储水池5
每梯级的地面集水面2为倾斜设置,该地面集水面2低的一侧连接同梯级的集水汇流沟4 ;
每梯级的温室1内设有灌溉管道6 ;该灌溉管道6与上一梯级的储水池5通过主管道相连接;与主管道连接的每梯级储水池的出水口设置在距储水池的底端面20cm高处,出水口以下容积作为沉淀池9 ;连接储水池5和下一梯级灌溉管道6的主管道上设有控制阀门10 ;
每梯级的地面集水面2采用塑料薄膜遮盖、混合土夯实或素土夯实。
[0022] 所述梯田的最顶端作为下一级温室1的集雨面使用,最顶端不设置温室1 ;其余梯级温室1的温室棚面集水面3和所在的地面集水面2同时作为集雨面;所述温室地面集水面2的集水汇流沟4设置在温室棚面集水面3的外侧下边沿,当降雨产生径流时,不同梯级温室1的温室棚面集水面3和所在的地面集水面2上的降雨径流通过集水汇流沟4进入到不同梯级上设置的储水池5中,在温室内根据所种植蔬菜、花卉布置设置灌溉用的滴灌管道6,各梯级温室滴灌系统的主管道和上一梯级的储水池5相连接,当温室内的蔬菜、花卉等需要灌溉时,打开设置的温室内管道上的阀门10,在水的重力作用下,通过温室内布设的滴灌管道6对经济作物进行自流灌溉。
[0023] 本发明充分、合理开发利用雨水资源,发展设施农业,促进生态系统向良性循环转化,有效解决干旱和水土流失。该发明结构简单、不需要动力,也不需专门的施工技术和设备,易于推广应用。
[0024] 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 (8)

1.黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统,其特征在于,包括设置在梯田梯级上的温室(1)、梯级上的地面集水面(2)、梯级上的集水汇流沟(4)、梯级上的储水池(5)和梯级上的灌溉管道(6);所述温室(1)包括温室棚面集水面(3);沿温室棚面集水面(3)的下边沿设有集水汇流沟(4),所述地面集水面(2)为倾斜设置,该地面集水面(2)低的一侧连接集水汇流沟(4);所述集水汇流沟(4)的一侧或两侧设有储水池(5);所述温室(1)内设有灌溉管道(6);该灌溉管道(6)与上梯级的储水池(5)通过主管道相连接。
2.根据权利要求1所述集雨自压灌溉系统,其特征在于,包括设置在梯田每梯级上的温室(1)、每梯级上的地面集水面(2)、每梯级上的集水汇流沟(4)、每梯级上的储水池(5) 和每梯级上的灌溉管道(6);每梯级温室(1)包括温室棚面集水面(3);沿每梯级温室棚面集水面(3)的下边沿设有集水汇流沟(4),每梯级地面集水面(2)为倾斜设置,该地面集水面(2)低的一侧连接集水汇流沟(4);每梯级集水汇流沟(4)的一侧或两侧设有储水池(5); 所述每梯级温室(1)内设有灌溉管道(6);每梯级灌溉管道(6)与上一梯级的储水池(5)通过主管道相连接;且最上梯级上不设温室。
3.根据权利要求2所述集雨自压灌溉系统,其特征在于,每梯级的温室棚面集水面(3) 上端与同一梯级的田坎(7)相固接,下端固接于同梯级地面上。
4.根据权利要求2或3所述的黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统,其特征在于,每一梯级的集水汇流沟(4)为倾斜设置,低的一侧连接同梯级储水池(5)。
5.根据权利要求4所述的黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统,其特征在于,连接储水池(5)和下一梯级灌溉管道(6)的主管道上设有控制阀门(10)。
6.根据权利要求5所述的黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统,其特征在于,每梯级的储水池(5)与同梯级的集水汇流沟(4)连接的入水口设有过滤装置(8)。
7.根据权利要求6所述的黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统,其特征在于,与主管道连接的每梯级储水池(5)的出水口设置在距储水池(5)的底端面20cm高处。
8.根据权利要求7所述的黄土高原丘陵区梯级温室的集雨自压灌溉系统,其特征在于,每梯级的地面集水面(2 )采用塑料薄膜遮盖、混合土夯实或素土夯实。
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