CN104041384A - 一种光伏智能化纳米微润灌溉节水方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种光伏智能化纳米微润灌溉节水方法及系统，包括光伏水泵、微润管、输水管、水势仪、供水主管、水箱和肥料罐，所述微润管与输水管通过直通或者插接的方式拼接成网状结构，形成灌溉网，所述灌溉网一端的输水管通过供水主管连接光伏水泵，所述光伏水泵连接水箱，所述灌溉网内设有肥料罐和水势仪，所述水势仪连接光伏水泵；本发明的有益效果为：可不间断持续性灌溉，针对溶质势、土壤水势、大气水势、根水势、压力势等现状，具有低能耗、高节水、防止堵塞、水肥一体的特点。

Description

一种光伏智能化纳米微润灌溉节水方法及系统
技术领域
本发明涉及农业灌溉领域，具体来说是涉及一种光伏智能化纳米微润灌溉节水方法及系统。
背景技术
我国是世界上从事农业、兴修水利最早的国家，作为农业大国，我国因人口多、耕地少、水资源紧缺、水旱灾害频繁，特殊的气候、地理等自然条件以及社会条件决定了我国农业必须走灌溉农业的发展道路，目前，灌溉方法主要以漫灌、喷灌、微喷灌、滴灌和渗灌为主，由于我国大部分城市都处于严重缺水的情况之中，以及在一些干旱少雨、缺乏电力条件的地方，对传统的灌溉方法提出了更加严峻的挑战，传统的灌溉方式很难控制土壤的含水量，水分的利用率不高，且无法持续灌溉。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种可持续灌溉、可智能化有效的控制土壤含水量的光伏智能化纳米微润灌溉节水方法及系统。
为了达到本发明的目的，技术方案如下：
一种光伏智能化纳米微润灌溉节水方法，其特征在于包含以下步骤：
a.确定将水势仪埋入种植作物农田中的适当位置，该位置处于将要形成的湿润体范围内。
b.设置灌溉网：将微润管埋入垄下，埋入深度为10cm～25cm，微润管通过直通或者插接的方式连接，用三通或四通承插连接方式相互连接并与输水管连接，形成灌溉网。
c.灌溉网的一端通过连接供水主管与光伏水泵连接，光伏水泵利用太阳能电池发电驱动水泵从水源处取水。
d.光伏水泵内的水位传感器通过控制器控制，观察水势仪读数，使水势值达到P,然后通过水位的上、下微调，使水势稳定在P点；此点对应的水位高度H，即为使土壤含水量为田间持水量的70％的最佳水位。
e.保持水位稳定在H点，此时，土壤润湿体内水分支出量和收入量达到平衡，土壤含水量可长时间稳定在70％的田间持水量附近，使作物在最佳水、气条件下生长。
f.在湿润体的范围内埋入肥料罐，当水流径肥料罐时，肥料从肥料罐内的滤袋内逐渐溶解，并随水直接到达农作物的根部，由于水肥同步，使农作物更易于吸收利用。
作为优选的技术方案：所述灌溉网安装完成后，先通过光伏水泵对其充水，待灌溉网中每条微润管都被水胀满后，再回填土，埋入地下。
作为优选的技术方案：所述微润管的供水水源可以是田间水箱、水塔或自来水管。
一种光伏智能化纳米微润灌溉节水系统，其特征在于：包括光伏水泵、微润管、输水管、水势仪、供水主管、水箱和肥料罐，所述微润管与输水管通过直通或者插接的方式拼接成网状结构，形成灌溉网，所述灌溉网一端的输水管通过供水主管连接光伏水泵，所述光伏水泵连接水箱，所述灌溉网内设有肥料罐和水势仪，所述水势仪连接光伏水泵。
作为优选的技术方案：所述光伏水泵由潜水泵、直流电机、太阳能电源组件、控制器和水位传感器组成。
作为优选的技术方案：所述微润管由内管和透水性保护套的外管组成的具有双层结构的软管，所述内管外覆有高分子半透膜，所述外管壁上设有若干个微孔，所述微孔的孔径为10～900nm。
作为优选的技术方案：所述肥料罐由罐体、过滤芯和滤袋构成，所述过滤芯和滤袋设在罐体内。
作为优选的技术方案：所述供水主管为PE或PVC材料制成的供水主管。
作为优选的技术方案：还包括保险管，所述保险管设在供水主管与输水管的连接端。
本发明的有益效果为：可不间断持续性灌溉，针对溶质势、土壤水势、大气水势、根水势、压力势等现状，具有低能耗、高节水、防止堵塞、水肥一体的特点。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为本发明的光伏水泵结构示意图；
图3为本发明的微润管结构示意图；
图4为本发明的肥料罐结构示意图。
图中：10-光伏水泵、11-潜水泵、12-直流电机、13-太阳能电源组件、14-控制器、15-水位传感器、20-微润管、21-内管、22-外管、23-高分子半透膜、24-微孔、30-输水管、40-水势仪、50-供水主管、60-水箱、70-肥料罐、71-罐体、72-过滤芯、73-滤袋、80-保险管、90-灌溉网。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特性能易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参看图1～4，一种光伏智能化纳米微润灌溉节水方法，包含以下步骤：
a.确定将水势仪埋入种植作物农田中的适当位置，该位置处于将要形成的湿润体范围内。
b.设置灌溉网：将微润管埋入垄下，埋入深度为10cm～25cm，微润管通过直通或者插接的方式连接，用三通或四通承插连接方式相互连接并与输水管连接，形成灌溉网。
c.灌溉网的一端通过连接供水主管与光伏水泵连接，光伏水泵利用太阳能电池发电驱动水泵从水源处取水。
d.光伏水泵内的水位传感器通过控制器控制，观察水势仪读数，使水势值达到P,然后通过水位的上、下微调，使水势稳定在P点；此点对应的水位高度H，即为使土壤含水量为田间持水量的70％的最佳水位。
e.保持水位稳定在H点，此时，土壤润湿体内水分支出量和收入量达到平衡，土壤含水量可长时间稳定在70％的田间持水量附近，使作物在最佳水、气条件下生长。
f.在湿润体的范围内埋入肥料罐，当水流径肥料罐时，肥料从肥料罐内的滤袋内逐渐溶解，并随水直接到达农作物的根部，由于水肥同步，使农作物更易于吸收利用。
灌溉网安装完成后，先通过光伏水泵对其充水，待灌溉网中每条微润管都被水胀满后，再回填土，埋入地下；微润管的供水水源可以是田间水箱、水塔或自来水管。
一种光伏智能化纳米微润灌溉节水系统，包括光伏水泵10、微润管20、输水管30、水势仪40、供水主管50、水箱60和肥料罐70，微润管20与输水管30通过直通或者插接的方式拼接成网状结构，形成灌溉网90，灌溉网90一端的输水管30通过供水主管50连接光伏水泵10，光伏水泵10连接水箱60，灌溉网90内设有肥料罐70和水势仪40，水势仪40连接光伏水泵10。
光伏水泵10由潜水泵11、直流电机12、太阳能电源组件13、控制器14和水位传感器15组成；微润管20由内管21和透水性保护套的外管22组成的具有双层结构的软管，内管21外覆有高分子半透膜23，外管22壁上设有若干个微孔24，微孔24的孔径为10～900nm；肥料罐70由罐体71、过滤芯72和滤袋73构成，过滤芯72和滤袋73设在罐体71内；使用时，将一定量的肥料装入滤袋73内，放入罐体71内即可完成施肥工作；供水主管50为PE或PVC材料制成的供水主管；还包括保险管80，保险管80设在供水主管50与输水管30的连接端；微润管20的耐水压强度为10米水柱或0.1Mpa，保险管80的作用为了防止水压过高造成微润管20破裂。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种光伏智能化纳米微润灌溉节水方法，其特征在于包含以下步骤：
a.确定将水势仪埋入种植作物农田中的适当位置，该位置处于将要形成的湿润体范围内。
b.设置灌溉网：将微润管埋入垄下，埋入深度为10cm～25cm，微润管通过直通或者插接的方式连接，用三通或四通承插连接方式相互连接并与输水管连接，形成灌溉网。
c.灌溉网的一端通过连接供水主管与光伏水泵连接，光伏水泵利用太阳能电池发电驱动水泵从水源处取水。
d.光伏水泵内的水位传感器通过控制器控制，观察水势仪读数，使水势值达到P,然后通过水位的上、下微调，使水势稳定在P点；此点对应的水位高度H，即为使土壤含水量为田间持水量的70％的最佳水位。
e.保持水位稳定在H点，此时，土壤润湿体内水分支出量和收入量达到平衡，土壤含水量可长时间稳定在70％的田间持水量附近，使作物在最佳水、气条件下生长。
f.在湿润体的范围内埋入肥料罐，当水流径肥料罐时，肥料从肥料罐内的滤袋内逐渐溶解，并随水直接到达农作物的根部，由于水肥同步，使农作物更易于吸收利用。
2.根据权利要求1所述的一种光伏智能化纳米微润灌溉节水方法，其特征在于：所述灌溉网安装完成后，先通过光伏水泵对其充水，待灌溉网中每条微润管都被水胀满后，再回填土，埋入地下。
3.根据权利要求1所述的一种光伏智能化纳米微润灌溉节水方法，其特征在于：所述微润管的供水水源可以是田间水箱、水塔或自来水管。
4.根据权利要求1所述的一种光伏智能化纳米微润灌溉节水系统，其特征在于：包括光伏水泵(10)、微润管(20)、输水管(30)、水势仪(40)、供水主管(50)、水箱(60)和肥料罐(70)，所述微润管(20)与输水管(30)通过直通或者插接的方式拼接成网状结构，形成灌溉网(90)，所述灌溉网(90)一端的输水管(30)通过供水主管(50)连接光伏水泵(10)，所述光伏水泵(10)连接水箱(60)，所述灌溉网(90)内设有肥料罐(70)和水势仪(40)，所述水势仪(40)连接光伏水泵(10)。
5.根据权利要求4所述的一种光伏智能化纳米微润灌溉节水系统，其特征在于：所述光伏水泵(10)由潜水泵(11)、直流电机(12)、太阳能电源组件(13)、控制器(14)和水位传感器(15)组成。
6.根据权利要求4所述的一种光伏智能化纳米微润灌溉节水系统，其特征在于：所述微润管(20)由内管(21)和透水性保护套的外管(22)组成的具有双层结构的软管，所述内管(21)外覆有高分子半透膜(23)，所述外管(22)壁上设有若干个微孔(24)，所述微孔(24)的孔径为10～900nm。
7.根据权利要求4所述的一种光伏智能化纳米微润灌溉节水系统，其特征在于：所述肥料罐(70)由罐体(71)、过滤芯(72)和滤袋(73)构成，所述过滤芯(72)和滤袋(73)设在罐体(71)内。
8.根据权利要求4所述的一种光伏智能化纳米微润灌溉节水系统，其特征在于：所述供水主管(50)为PE或PVC材料制成的供水主管。
9.根据权利要求4所述的一种光伏智能化纳米微润灌溉节水系统，其特征在于：还包括保险管(80)，所述保险管(80)设在供水主管(50)与输水管(30)的连接端。
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