CN103907500A - 一种串联调压式负压渗灌系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串联调压式负压渗灌系统，该系统利用串联调压室来对地下负压渗灌的出水压力进行调节，实现了大范围负压的精准调控，可根据作物的生长状况选择合适的负压水头，可进一步优化作物根区生态环境，提高水分利用效率；该灌溉系统结构简单，使用和管理维修方便，节约劳力，同时可将肥料溶于水，进行肥水灌溉，提高肥料的利用效率，减少对土壤和地下水的污染。

Description

一种串联调压式负压渗灌系统

技术领域

本发明涉及农业灌溉技术领域，具体涉及一种串联调压式负压渗灌系统。

背景技术

目前先进的农业节水灌溉技术有喷灌、微灌等。喷灌的使用受到气象条件的影响，在风力较大的我国北方干旱半干旱地区，喷灌过程中水的蒸发和漂移损失使得喷灌的节水效果大打折扣，另外喷灌需要较大的压力，对于能源的要求较高，在有些地区难以实施。微灌系统利用专门设备，将有压水流变成细小的水流或水滴，润湿作物根系层附近的土壤，具有理想的节水效果，该系统一般包括首部枢纽、输水干管、支管、毛管和滴头等部分，设备投入价格高昂，一般应用于经济价值较高的作物，一般作物的大田应用很难实施。目前，无论是喷灌还是微灌均是在供水压力为正水头的灌溉，灌溉后部分土体会达到水分饱和状态，随后说明书消耗于土壤蒸发和作物蒸腾耗水，导致土壤经历干湿交替，而土壤含水量的过度波动会使植物遭受旱涝胁迫，增加病虫害的发生，导致肥料的浪费以及对环境的污染等问题。目前已有的负压灌溉系统有“一种负压自动灌溉系统（申请号201110136158.8）”，利用其技术可实现负压灌溉，但其负压的产生依靠供水面和灌水器的高差来实现，虽然能够调节负压，但不够灵活，由于该负压灌溉的实施要求供水面必须低于灌水器，因此对于大田作物难以实施。已授权专利“一种负水头灌溉系统（ 专利号ZL200510123974.X）”，只能进行负压灌溉，不能够实现无压和有压灌溉，另外该专利的压力调节不灵活方便，限制了其使用的范围。已授权专利“串联式负水头供水盆栽试验装置（专利号  200510123976.9）”，虽然也是利用调压室的串联实现压力的调节，但因其调压室进气管的位置固定导致压力调节不便，要依靠调压室内水位的变化来实现压力的改变，对特定压力的实现比较困难。 

发明内容

本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种串联调压式负压渗灌系统，主要解决现有的技术负压调节困难等问题。

本发明的技术方案是：一种串联调压式负压渗灌系统，其特殊之处在于由压力调节室、供水室、输水毛管和灌水器组成；所述灌水器埋在地下与输水毛管相通连接，所述输水毛管通过带有控制开关的出水口与供水容室相连；所述供水室下端密封，可上下移动的进气管通过供水室上端插入到其内部，供水室上面有抽气嘴和进水口，进水口由密封塞密封。

进一步，所述的压力调节室为N个，且N≥1；所述的压力调节室下端密封，上端有一加水口并用密封塞密封，可上下移动的进气管通过压力调节室上端插入到其内部，压力调节室上端有一出气嘴；第1个压力调节室的进气管与外界大气连通，第1个压力调节室的出气嘴与第2个调节室的进气管相连通，第2个压力调节室的出气嘴与第3个调节室的进气管相连通......,依次类推第N-1个压力调节室的出气嘴与第N个调节室的进气管相连通，第N个调节室的出气嘴与供水室的进气管通过管道相通连接。

进一步，所述的压力调节室均为圆柱形，规格一致，直径5-10cm，高100-200cm，由透明材料制成。

进一步，所述的压力调节室内的进气管位于水面以下时，其与压力调节室水面距离分别为h₁、h₂、h₃……,供水室的进气管末端距离灌水器的距离为h，系统所提供的稳定的负压为h- h₁- h₂- h_3………。

进一步，所述系统进行负压地下渗灌时，灌水器采用透水不透气材料。

本发明所述的一种串联调压式负压渗灌系统与已有技术相比具有突出的实质性特点和显著进步：1、压力的调整通过调压室及进气管的调节完成，克服了原来负压渗灌时必须要求灌溉水源低于或等于灌水器高程的限制，使负压灌溉更容易实施；2、压力的调节灵活方便，可根据作物在不同生长季节对水的需求情况来调节，以满足作物的水分需求，节省了设备投资，节省了能源；3、通过抽气嘴抽气可以快速启动负压渗灌，而不必经历较长时间的有压过渡阶段。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图面说明：

1第一压力调节室、2第二压力调节室、3第三压力调节室、4第四压力调节室、5供水室、6输水毛管、7灌水器、８控制开关、9出水口、10进气管、11抽气嘴、12密封盖（塞）、13出气嘴。

具体实施方式：

   为了更好地理解与实施，下面结合附图给出具体实施例详细说明本发明。

实施例1，参见图1，以4个压力调节室为例，将灌水器7埋在地下并与输水毛管6相通连接，输水毛管6通过带有控制开关8的出水口9与供水容室5相连；供水室5下端密封，可上下移动的进气管10通过供水室5上端插入到其内部，供水室5上端有一抽气嘴11，供水室5上方有进水口，进水口可由密封塞12密封；第一压力调节室1、第二压力调节室2、第三压力调节室3、第四压力调节室4均为圆柱形，规格一致，直径5-10cm，高100-200cm，由透明材料制成，采用有机玻璃或其他透明材料，4个压力调节室均为下端密封，上端有一加水口并用密封塞112、212、312、412密封，可上下移动的进气管110、210、310、410通过压力调节室上端插入到其内部，压力调节室上端有出气嘴113、213、313、413；第一压力调压室1的第一进气管110与外界大气连通，第一压力调压室1的第一出气嘴113与第二压力调压室2的第二进气管210通过第一管道114相通连接，第二压力调压室2的第二出气嘴213与第三压力调压室3的第三进气管310通过第二管道214相通连接，第三压力调压室3的第三出气嘴313与第四压力调压室4的第四进气管410通过第三管道314相通连接，第四压力调压室4的第四出气嘴413与供水室5的进气管10通过第四管道414相通连接；第一压力调节室1、第二压力调节室2、第三压力调节室3和第四压力调节室4内的进气管位于水面以下时，其与压力调节室水面距离分别为h₁、h₂、h₃和h₄，供水室5的进气管10末端距离灌水器7的距离为h，系统所提供的稳定的负压为h- h₁- h₂- h₃- h₄，当系统进行负压地下渗灌时，灌水器4采用透水不透气材料，如陶土材料。

上述实施例1一种串联调压式负压渗灌系统，灌溉之前先关闭控制开关8，把压力调节室1、2、3和4及供水室5内的水填充到预定位置，利用密封塞7把压力调节室1、2、3和4及供水室5密封，根据需要调整好进气管的位置, 第一进气管110末端距离第一压力调节室内水面的距离记为h₁，第二进气管210末端距离第二压力调节室内2水面的距离记为h₂，第三进气管310末端距离第三压力调节室内3水面的距离记为h₃，第四进气管10末端距离第四压力调节室内4水面的距离记为h₄，进气管10末端距离灌水器7的距离记为h₅ ；打开开关12，在水压力和土壤吸力的作用下，供水室5内的水通过灌水器4渗润到周围的土壤当中，并利用抽气设备通过抽气管9开始抽气，直到进气管开始进气为止，此时灌水器7处的供水压力为负压并且稳定为h₅-h₁- h₂- h₃- h₄，地下负压渗灌开始进行。

Claims (5)

1.一种串联调压式负压渗灌系统，其特征在于由压力调节室、供水室（5）、输水毛管（6）和灌水器（7）组成；所述灌水器（7）埋在地下与输水毛管（6）相通连接，所述输水毛管（6）通过带有控制开关（8）的出水口（9）与供水容室（5）相连；所述供水室（5）下端密封，可上下移动的进气管（10）通过供水室（5）上端插入到其内部，供水室（5）上面有抽气嘴（11）和进水口，进水口由密封塞（12）密封。

2.根据权利要求1所述的一种串联调压式负压渗灌系统，其特征在于所述的压力调节室为N个，且N≥1；所述的压力调节室下端密封，上端有一加水口并用密封塞密封，可上下移动的进气管通过压力调节室上端插入到其内部，压力调节室上端有一出气嘴；第1个压力调节室的进气管与外界大气连通，第1个压力调节室的出气嘴与第2个调节室的进气管相连通，第2个压力调节室的出气嘴与第3个调节室的进气管相连通，......,依次类推第N-1个压力调节室的出气嘴与第N个调节室的进气管相连通，第N个调节室的出气嘴与供水室（5）的进气管（10）通过管道（14）相通连接。

3.根据权利要求2所述的一种串联调压式负压渗灌系统，其特征在于所述的压力调节室均为圆柱形，规格一致，直径5-10cm，高100-200cm，由透明材料制成。

4.根据权利要求3所述的一种串联调压式负压渗灌系统，其特征在于所述的压力调节室内的进气管位于水面以下时，其与压力调节室水面距离分别为h₁、h₂、h₃……,供水室（5）的进气管（10）末端距离灌水器的距离为h，系统所提供的稳定的负压为h- h₁- h₂- h_3………。

5.根据权利要求4所述的一种串联调压式负压渗灌系统，所述系统进行负压地下渗灌时，灌水器（4）采用透水不透气材料。