CN102379235B - 地面式潮汐灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地面式潮汐灌溉系统，用于为盆栽植物进行水或营养液灌溉，其包括：设置在苗床上部的上方给排水沟槽，设置在苗床下方并与上方给排水沟槽连接的下方给排水管路，分别与下方给排水管路和营养液池连接的给水系统和排水系统，以及与给水系统、排水系统和营养液池连接的综合控制系统；该系统中还添加了紫外臭氧消毒系统和电地暖系统，本发明可模拟潮水的涨潮和落潮，从植物根部进行灌溉，通过紫外臭氧消毒系统，实现对营养液的连续循环使用，减少土传类病菌的传播，提高作物生产效益；在寒冷季节为作物生长和灌溉提供良好的地面温度，避免作物生长迟缓；综合控制系统可实现灌溉、消毒系统和电地暖的综合控制，使应用更加便捷。

Description

地面式潮汐灌溉系统

技术领域

本发明涉及一种灌溉系统，特别涉及一种地面式潮汐灌溉系统。

背景技术

潮汐灌溉技术是一种先进的节水灌溉技术，它可以通过控制供水量的大小，在灌溉时模拟潮水的涨潮和落潮，从植物的根部向植物的其它部位供水，避免了大水漫灌对水资源的浪费，也使得植物对水的吸收更加有效，降低了植物叶片对喷淋灌溉的影响。潮汐灌溉技术不但可以节约用水，而且可以减少作物病虫害的发生。

潮汐灌溉系统一般由苗床、给排水管路和自动控制系统等组成。已知的一种多层潮汐灌溉系统包括多层潮汐灌溉苗床架、营养液循环装置、培肥装置、自动控制装置、消毒装置以及空气混合器，具有自动补光、能对水和营养液进行精确自动灌溉控制的功能；还有一种对称设置在温室地面上有一定倾斜角度的潮汐灌溉苗床，还包括连接的给回水管路，电磁阀，水槽、混合池、沉淀池、缓冲池等。

上述潮汐式灌溉系统实现了单层苗床、多层潮汐和地面式潮汐灌溉系统的设计，但在应用中单层和多层苗床式潮汐灌溉需要采用不同类型材料和设计搭建灌溉苗床，不但设计复杂，而且造价昂贵。价格相对低廉的地面式潮汐灌溉系统，还需要对称设计且具有一定倾斜度，建造工艺复杂。

由于潮汐灌溉系统多采用营养液进行灌溉，因此营养液的消毒是减少土传类病菌传播的重要部分，但已知的潮汐式灌溉系统在消毒方面都不够完善。其次，已知的潮汐式灌溉系统缺少地面保温措施，在寒冷季节，由于水温和地面温度的降低，会造成花卉生长缓慢。因此上述系统在寒冷季节的应用都受到了一定的限制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的第一技术问题是：如何减少苗床植物中土传类病菌的传播；

本发明要解决的第二技术问题是：如何克服寒冷季节由于水温和地面温度的降低所造成的植物生长缓慢。

(二)技术方案

为了解决上述第一技术问题，本发明提供一种地面式潮汐灌溉系统，用于为苗床进行水分或营养液的灌溉，其包括：

上方给排水沟槽，设置在所述苗床上部；

下方给排水管路，设置在所述苗床下部，与所述上方给排水沟槽连接；

给水系统，一端与所述下方给排水管路连接，另一端与营养液池连接；

排水系统，一端与所述下方给排水管路连接，另一端与营养液池连接；

紫外臭氧消毒系统，与所述营养液池连接；

综合控制系统，分别与所述给水系统、排水系统、紫外臭氧消毒系统以及营养液池连接。

为了解决上述第二技术问题，在上述技术方案的基础上，本发明提供的地面式潮汐灌溉系统还包括：电地暖系统，设置在所述苗床下方，与所述综合控制系统连接。

上述地面式潮汐灌溉系统中，所述紫外臭氧消毒系统包括：

消毒系统水泵，一端与所述营养液池连接，另一端与过滤器连接；

紫外灯管，一端与过滤器连接，另一端与臭氧消毒装置连接；

臭氧发生器，与所述臭氧消毒装置连接；

臭氧消毒装置，与所述营养液池连接，其连接处设置有电导率/酸碱度测量传感器。

上述地面式潮汐灌溉系统中，所述电地暖系统包括：地面体，位于地面体上方的保温层，位于保温层上方的防水层，以及位于防水层上方的水泥层；所述保温层与防水层之间设置有地热电缆，所述苗床位于所述水泥层上方。

上述地面式潮汐灌溉系统中，所述上方给排水沟槽包括：多条平行设置的给排水支沟槽，与所述给排水支沟槽垂直连接的连接支沟槽，以及开设在所述给排水支沟槽与所述连接支沟槽连接处一侧的给排水孔。

上述地面式潮汐灌溉系统中，所述下方给排水管路包括给排水主管路，其通过所述给排水孔与所述上方给排水沟槽连接。

上述地面式潮汐灌溉系统中，所述给水系统包括：

给水水泵，一端与所述营养液池连接，另一端与所述下方给排水管路连接；

阀门，设置在所述给水水泵与所述下方给排水管路之间的连接管路上；

碟片式过滤器，设置在所述给水水泵与所述下方给排水管路之间的连接管路上，位于所述给水水泵与阀门之间。

上述地面式潮汐灌溉系统中，所述排水系统包括：

排水水泵，与所述下方给排水管路连接；

沙石过滤器，一端与所述排水水泵连接，另一端与所述营养液池连接。

上述地面式潮汐灌溉系统中，所述给排水主管路设置在所述地面体和保温层之间。

(三)有益效果

本发明通过紫外臭氧消毒系统，可实现对营养液的连续循环使用，减少土传类病菌的传播，提高作物生产效益；并且能够实现在寒冷季节为作物生长和灌溉提供良好的地面温度，防止由于灌溉水温太低而引起的作物生长迟缓；综合控制系统可实现潮汐灌溉系统、消毒系统和电地暖的综合控制，因此在应用中将更加便捷。

附图说明

图1为本发明实施例的地面式潮汐灌溉系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的地面式潮汐灌溉系统的横切面示意图；

图3a为本发明实施例的地面式潮汐灌溉系统上方给排水沟槽和下方给排水管路连接的结构示意图；

图3b为图3a中上方给排水沟槽和下方给排水管路连接处A的放大图；

图4为本发明实施例的给水系统结构示意图；

图5为本发明实施例的排水系统结构示意图；

图6为本发明实施例的电地暖系统结构示意图；

图7为本发明实施例的紫外臭氧消毒系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1、2所示，本发明的地面式潮汐灌溉系统由地面式苗床1、上方给排水沟槽，下方给排水管路，给排水主管路6，排水系统7，给水系统8，营养液池9，紫外臭氧消毒系统10，综合控制系统11以及电地暖系统12共同组成。

地面式苗床1为水平铺设，采用混凝土结构，表层进行防水处理；上方给排水沟槽包括给排水支沟槽2，给排水孔3和连接支沟槽4。给排水支沟槽2和连接支沟槽4设置为横截面为圆弧、或长方形、或梯形的沟槽，优选地，为了方便沟槽设置，给排水支沟槽2采用直径为75mm的聚氯乙烯(Polyvinylchloride，PVC)管，通过PVC管横截面的直径沿其轴向将该PVC管切割，作为两个给排水支沟槽2使用，附于混凝土结构上方，位于地面式苗床1上部；连接支沟槽4采用直径40mm的PVC管切割，安装方式与给排水支沟槽2相同。连接支沟槽4垂直于给排水支沟槽2连接，在给排水支沟槽2上在其连接处一侧设置有给排水孔3，优选地，给排水孔3位于给排水支沟槽2与连接支沟槽4连接处的一侧15cm处。下方给排水管路包括给排水主管路6，位于地面式苗床1下方，给排水主管路6通过连接管路与给排水孔3连接，从而实现下方给排水管路和上方给排水沟槽之间的连通。在给排水主管路6上设置有给排水电磁阀门5，由综合控制系统11进行控制，可打开上水或回水管路，即连通给水系统8或排水系统7，以实现地面式苗床1的给排水。给水系统8可通过给水水泵14，将营养液输送至地面式苗床1中，待地面式苗床1中的营养液达到一定高度后，例如3-5cm，关闭给排水电磁阀门5并保持3-5分钟或更长，以使营养液能够被植物充分吸收。排水系统7在地面式苗床1中营养液灌溉系统结束后，可进行排水操作，将营养液排至营养液池9中。在不进行灌溉时，紫外臭氧消毒系统10可进行营养液池9中的营养液消毒，所有设定可通过综合控制系统11进行控制。综合控制系统11可采集营养液池的水温、液位、营养液的电导率/酸碱度(Electric Conductivity/Pondus Hydrogenii，EC/pH)，可通过用户设定，实现不同地面式苗床的轮灌程序设计，还可以对紫外臭氧消毒系统10和电地暖系统12进行自动控制，从而实现自控系统的自动化操作。

如图3a和图3b所示，为上方给排水沟槽和下方给排水管路连接的结构示意图，给排水孔3为下方给排水管路与地面式苗床1之间的供水通道，可平均分布在给排水支沟槽2中，相隔间距1-2m。

如图4所示，给水系统8由给水水泵13，碟片式过滤器14，手动阀门15共同组成。营养液通过给水水泵13吸入给排水主管路6中；通过碟片式过滤器14进行过滤后，通过手动阀门15进入地面式苗床1中。

如图5所示，排水系统7由排水水泵16，沙石过滤器17共同组成。当需要排水时，启动排水水泵16，营养液从地面式苗床1中返回，营养液中所携带杂质，通过沙石过滤器17过滤后，排回营养液池9中。

如图6所示，电地暖系统由水泥层18，防水层19，地热电缆20，保温层21和地面体22共同组成。给排水主管路6位于地面体22上方，保温层21覆盖给排水主管路6，地热电缆位于保温层21和给排水主管路6上方，防水层19下方；水泥层18位于防水层19上方，地面式苗床1位于水泥层18上方。温控传感器及控制系统集成于控制系统11中。

如图7所示，紫外臭氧消毒系统由过滤器23，消毒系统水泵24，紫外灯管25，EC/pH测量传感器26，臭氧发生器27，臭氧消毒装置28共同组成。工作时，水泵24将营养液从营养液池9中抽出，通过过滤器23进行过滤后，进入紫外消毒灯管25中，进行紫外消毒；营养液从紫外消毒灯管25流出后，进入臭氧消毒装置28，利用文丘里将臭氧发生器27所产生的臭氧吸入臭氧消毒装置28中，利用臭氧对营养液再次消毒；最后营养液经过设置在臭氧消毒装置28输出口端的EC/pH传感器26测量营养液EC值和pH值后，返回至营养液池中，完成一次消毒循环。

本发明地面式潮汐灌溉系统工作时，给排水电磁阀门5打开，给水水泵13启动，向地面式苗床1中注入营养液，营养液高度由用户控制，一般为3-5cm。注入完成后，关闭给水水泵13，并保持3-5分钟，待作物充分吸收后，启动排水水泵16，营养液经过沙石过滤器17过滤后，返回值营养液池9中。在灌溉空闲时间，可启动紫外臭氧消毒系统，对营养液池9中的营养液进行循环消毒，根据营养液池容量，运行1-2小时即可完成一次循环消毒。潮汐灌溉控制系统，可由用户设定启停时间和编制轮灌表，从而实现多个地面式苗床的综合灌溉控制；还可与紫外臭氧消毒系统设定相结合，在灌溉间隙进行消毒操作；同时在寒冷季节，可设定电地暖温度和工作时间，为作物提供稳定可靠的地暖供给。

本发明设计的地面式潮汐灌溉苗床及给排水系统结构简单，可快速进行苗床的供水和排水；综合了紫外消毒技术和臭氧消毒技术，实现营养液的高效消毒，为实现营养液的连续应用提供技术支持；基于电地暖技术，可为潮汐灌溉系统在寒冷季节使用时，作物提供足够的地温保障，促进作物的生长发育；从而协助用户实现稳定、高效的作物栽培生产。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种地面式潮汐灌溉系统，用于为苗床进行水分或营养液的灌溉，其特征在于，包括：

上方给排水沟槽，设置在所述苗床上部；

下方给排水管路，设置在所述苗床下部，与所述上方给排水沟槽连接；

给水系统，一端与所述下方给排水管路连接，另一端与营养液池连接；

排水系统，一端与所述下方给排水管路连接，另一端与营养液池连接；

紫外臭氧消毒系统，与所述营养液池连接；

综合控制系统，分别与所述给水系统、排水系统、紫外臭氧消毒系统以及营养液池连接；

电地暖系统，设置在所述苗床下方，与所述综合控制系统连接；

所述电地暖系统包括：地面体，位于地面体上方的保温层，位于保温层上方的防水层，以及位于防水层上方的水泥层；所述保温层与防水层之间设置有地热电缆，所述苗床位于所述水泥层上方。

2.如权利要求1所述的地面式潮汐灌溉系统，其特征在于，所述紫外臭氧消毒系统包括：

消毒系统水泵，一端与所述营养液池连接，另一端与过滤器连接；

紫外灯管，一端与过滤器连接，另一端与臭氧消毒装置连接；

臭氧发生器，与所述臭氧消毒装置连接；

臭氧消毒装置，与所述营养液池连接，其连接处设置有电导率/酸碱度测量传感器。

3.如权利要求1所述的地面式潮汐灌溉系统，其特征在于，所述上方给排水沟槽包括：多条平行设置的给排水支沟槽，与所述给排水支沟槽垂直连接的连接支沟槽，以及开设在所述给排水支沟槽与所述连接支沟槽连接处一侧的给排水孔。

4.如权利要求3所述的地面式潮汐灌溉系统，其特征在于，所述下方给排水管路包括给排水主管路，其通过所述给排水孔与所述上方给排水沟槽连接。

5.如权利要求1所述的地面式潮汐灌溉系统，其特征在于，所述给水系统包括：

给水水泵，一端与所述营养液池连接，另一端与所述下方给排水管路连接；

阀门，设置在所述给水水泵与所述下方给排水管路之间的连接管路上；

碟片式过滤器，设置在所述给水水泵与所述下方给排水管路之间的连接管路上，位于所述给水水泵与阀门之间。

6.如权利要求1所述的地面式潮汐灌溉系统，其特征在于，所述排水系统包括：

排水水泵，与所述下方给排水管路连接；

沙石过滤器，一端与所述排水水泵连接，另一端与所述营养液池连接。

7.如权利要求4所述的地面式潮汐灌溉系统，其特征在于，所述给排水主管路设置在所述地面体和保温层之间。