CN104871939A - 一种改良盐碱地的节水灌溉装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改良盐碱地的节水灌溉装置，所述节水灌溉装置包括：淡水储罐和盐水回收罐；埋设在地下的灌溉排盐装置和盐水回收装置，所述灌溉排盐装置连通所述淡水储罐，所述盐水回收装置连通所述盐水回收罐；所述盐水回收罐连通有盐水淡化装置，所述盐水淡化装置连通所述淡水储罐。本发明用于盐碱地地区的土壤灌溉和改良，将微润灌溉和暗管排盐以及盐水淡化技术巧妙地结合在一起，淡水循环利用，不仅节约淡水资源，解决了盐碱地地区淡水资源严重匮乏的问题，而且提高了排盐效果，提高了盐碱地灌溉和改良效果。

Description

一种改良盐碱地的节水灌溉装置

技术领域

本发明涉及盐碱地改良技术领域，具体涉及一种改良盐碱地的节水灌溉体系。

背景技术

随着经济开发的不断深入，生态问题日益突出，特别是沿海地区的土地盐渍化问题更加突出。沿海地区的盐碱地具有盐分高、养分低、比重和容重大、孔隙度和渗透系数小等缺点，极大地制约了沿海地区的生态建设和农业生产。而且在盐碱地地区,淡水资源严重缺乏，灌溉条件十分有限，是影响植物生长的主要因素。因此，要改善盐碱地地区的生态问题，从根本上迫切需要解决的是盐碱地的彻底改良问题。

目前沿海地区的绿化种植仍然沿用技术成熟的客土种植技术，但是客土种植技术对取土区域的农田破坏性较大，甚至破坏当地的生态环境，且长期、大量的种植土运输过程，造成道路车流量加大，易造成道路拥堵，重型车又严重影响了道路的使用寿命，排放的尾气又污染环境，从物资流到能源流都造成了极大的浪费，也严重影响了环境的质量。而且，这种绿化种植不能从根本上改善和改良盐碱地的土壤。

而目前在盐碱地改良技术中，一般都是通过漫灌方式降盐。由于漫灌成本低，操作过程简单，所以这种方式被大量采用。但是漫灌极易造成水资源浪费，且排水不及时就会导致地下水上升，引起土壤次生盐渍化。为了更好地加强排盐效果，很多文献公开了使用漫灌加地下暗管排盐相结合的方式，提高了排盐效果，但是仍然解决不了浪费水资源和排盐效果差的技术问题。

微润灌溉是用微量的水以缓慢渗透的方式向土壤给水，使土壤保持湿润的一种新型地下灌溉方式。它将半透膜技术原理引入灌溉领域，用半透膜的渗透原理模拟生物半透膜的吸水过程。半透膜壁上孔的大小允许水分子通过，而不允许较大的分子团和固体颗粒通过。当微润灌溉管内充满水时，水分子通过这些微孔向管壁外迁移，如果管子埋在土壤中，水分就会进一步向土壤迁移，使土壤湿润，起到灌溉作用。

区别于以往的各种灌溉方式，微润灌溉以连续灌溉为特征，是一种可调控性很强的新型灌溉方式。由于植物的吸水过程是一个连续的过程，以往所有灌溉方式无论浇灌、喷灌、滴灌还是渗灌均为间歇式灌溉，所有间歇式灌溉方式都很难避免水分的渗透、蒸发和地面径流，灌溉水的利用率低，造成水资源的浪费。因此在水资源缺乏的地区，微润灌溉以一种新型节水的灌溉方式正被越来越多的人们所认可。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种一种改良盐碱地的节水灌溉装置，该装置将微润灌溉和地下排盐以及咸水淡化相结合，使用方便，不仅可以有效改良盐碱地土壤，而且节水效果显著，用以解决现有技术中的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种改良盐碱地的节水灌溉装置，所述节水灌溉装置包括：

淡水储罐和盐水回收罐；

埋设在地下的灌溉排盐装置和盐水回收装置，所述灌溉排盐装置连通所述淡水储罐，所述盐水回收装置连通所述盐水回收罐；

所述盐水回收罐连通有盐水淡化装置，所述盐水淡化装置连通所述淡水储罐。

作为一种优选的技术方案，所述灌溉排盐装置包括埋设在地下的多个微润管，所述多个微润管平行设置，并通过淡水管道连通所述淡水储罐。优选的，微润管选用半透膜微润管，微润管上微孔的直径为10～900nm，微孔在微润管上的分布密度为10～20万个/cm²。

作为一种优选的技术方案，所述盐水回收装置包括埋设在地下的多个盐水回收管，所述多个盐水回收管平行设置且与所述微润管的延伸方向一致，所述盐水回收管的管壁上均匀设置有多个回收孔；所述多个盐水回收管通过盐水管道连通所述盐水回收罐。回收孔的直径为0.1～1cm。

作为一种改进的技术方案，所述多个盐水回收管与所述微润管交错设置，且设置在相邻两微润管的圆周交汇处。本申请的发明人长期致力于盐碱地改良和绿化种植研究，通过对几种灌溉方式的研究和实验，不仅选用了节约淡水资源且灌溉效果更好的微润灌溉加地下排盐相结合的盐碱地土壤改良方式，而且创造性地将盐水回收管设置在相邻两微润管的圆周交汇处，极大地提高了排盐效果。因为微润技术的特点就是随着微润时间延长，微润管周围土壤的润湿层越来越厚，逐渐向外周延伸，最后在土壤中形成一个以微润管为轴心的，沿微润管的长度方向伸展的圆柱形湿润体，在湿润体的边缘形成一个湿润峰。而对于土壤盐碱化的地区，微润灌溉中水分的移动过程中，单向移动的水携带着土壤中的盐向湿润体边缘的湿润峰移动，并在湿润峰附近富集，使湿润体内盐分逐渐减少，湿润体内的土壤得到淡化，有利于植物生长，而相邻两微润管之间的土壤中移动到湿润峰的盐分在圆周交汇处汇集并被盐水回收管回收，极大地提高了排盐效果和效率。

作为再进一步优选的技术方案，所述多个盐水回收管包括与所述微润管交错设置，且设置在相邻两微润管的圆周交汇处的第一组；还包括设置在所述微润管下方，并位于与第一组的微润管同一圆周上的第二组，所述第一组和第二组的盐水回收管均通过盐水管道连通所述盐水回收罐。在相邻两微润管的湿润峰交汇处和湿润峰的底端也就是盐分含量最丰富的点分别使用盐水回收管回收，在不浪费淡化水的前提下，进一步提高了排盐效果，保证了灌溉效果。

作为一种优选的技术方案，所述多个盐水回收管按照盐水的流向设置有4～8°的倾斜度。这样，在基本上不需要动力的前提下，盐水回收管内的盐水会回流到盐水管道中。

作为一种改进的技术方案，所述微润管埋设在地下的深度为40～60cm,每相邻两微润管的间距为100～120cm，所述盐水回收管的间距与所述微润管的间距相同。采用这么一种最优的排列方式，既能保证微润灌溉的灌溉效果，让土壤保持植物生长所必需的湿度和生长空间，又能保证土壤中的盐分能够最大限度的集中在盐水回收管处被回收处理，得到最好的排盐效果。

作为一种改进的技术方案，所述微润管和盐水回收管的管壁外侧均设有透水隔离层。所述透水隔离层优选为无纺布、砂石滤料或者其他透水材料制成的保护层，可以防止微润管的微孔和盐水回收管的回收孔堵塞。

作为一种改进的技术方案，所述盐水回收装置与所述盐水回收罐之间的盐水管道上依次设置有回水泵和盐水过滤器；所述淡水储罐与所述灌溉排盐装置之间的淡水管道上依次设置有淡水过滤器和控制阀。

作为进一步改进的技术方案，所述控制阀为电动控制阀，所述微润管附近(即在所述的湿润体之内)设置有湿度传感器，所述湿度传感器电连接所述电动控制阀。这种结构保证了微润灌溉的连续性和自动控制，使用更加方便，灌溉更加有效。

作为更进一步改进的技术方案，所述节水灌溉装置还包括肥液池，所述肥液池连通于所述淡水管道上淡水过滤器的上游位置。这样便可以实现水肥灌溉一体化，更加节省人工，施肥效果也更理想，直接施肥在土壤中根部四周，提高了肥料利用率。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的节水灌溉装置包括：埋设在地下的灌溉排盐装置和盐水回收装置，所述灌溉排盐装置连通淡水储罐，所述盐水回收装置连通所述回收罐，所述盐水回收罐连通有盐水淡化装置，所述盐水淡化装置连通淡水储罐，本发明在灌溉技术中首次将微润灌溉和暗管排盐以及盐水淡化技术巧妙地结合在一起，淡水循环利用，用于盐碱地地区的土壤灌溉和改良，不仅节约淡水资源，解决了盐碱地地区淡水资源严重匮乏的问题，而且通过将微润和地下排盐结合在一起，最大限度的提高了盐碱地排盐的效果，提高了盐碱地改良效果。

本申请的发明人长期致力于盐碱地改良和绿化种植研究，通过对几种灌溉方式的研究和实验，选用了节约淡水资源且灌溉效果更好的微润灌溉加地下排盐相结合的盐碱地土壤改良方式，而且创造性地将盐水回收管设置在相邻两微润管的圆周交汇处，设置在盐分富集的湿润峰处，极大地提高了排盐效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明的微润管与盐水回收管在地下的排列关系示意图；

图3是本发明实施例2的结构示意图。

图中，1.淡水储罐；2.盐水回收罐；3.灌溉排盐装置；31.微润管；32.淡水管道；33.淡水过滤器；34.控制阀；4.盐水回收装置；41.盐水回收管；42.盐水管道；43.回水泵；44.盐水过滤器；5.盐水淡化装置；6.肥液池；61.肥液控制阀；7.湿润体；8.湿润峰；9.地平面。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，一种改良盐碱地的节水灌溉装置，所述节水灌溉装置包括：

淡水储罐1和盐水回收罐2；

埋设在地下的灌溉排盐装置3和盐水回收装置4，所述灌溉排盐装置3连通所述淡水储罐1，所述盐水回收装置4连通所述盐水回收罐2；

所述盐水回收罐2连通有盐水淡化装置5，所述盐水淡化装置5连通所述淡水储罐1。

以下是两种具体的优选的实施方式。

实施例1

如图1和图2所示，一种改良盐碱地的节水灌溉装置，所述节水灌溉装置包括：

淡水储罐1和盐水回收罐2；

埋设在地下的灌溉排盐装置3和盐水回收装置4，所述灌溉排盐装置3连通所述淡水储罐1，所述盐水回收装置4连通所述盐水回收罐2；

所述盐水回收罐2连通有盐水淡化装置5，所述盐水淡化装置5连通所述淡水储罐1。

所述灌溉排盐装置3包括埋设在地下的多个微润管31，所述多个微润管31平行设置，并通过淡水管道32连通所述淡水储罐1。微润管31选用半透膜微润管，微润管上微孔的直径为100nm，微孔在微润管上的分布密度为18万个/cm²。

所述盐水回收装置4包括埋设在地下的多个盐水回收管41，所述多个盐水回收管41平行设置且与所述微润管31的延伸方向一致，所述盐水回收管41的管壁上均匀设置有多个回收孔；所述多个盐水回收管41通过盐水管道42连通所述盐水回收罐2。回收孔的直径为0.2cm。

所述多个盐水回收管41与所述微润管31交错设置，且设置在相邻两微润管31的圆周交汇处。

所述多个盐水回收管41按照盐水的流向设置有6°的倾斜度。这样，在基本上不需要动力的前提下，盐水回收管41内的盐水会回流到盐水管道42中。

所述微润管31埋设在地下的深度为45cm,每相邻两微润管31的间距为110cm，所述盐水回收管41的间距与所述微润管31的间距相同。

所述微润管31和盐水回收管41的管壁外侧均设有透水隔离层。所述透水隔离层优选为无纺布保护层，可以防止微润管的微孔和盐水回收管的回收孔堵塞。

所述盐水回收装置4与所述盐水回收罐2之间的盐水管道42上依次设置有回水泵43和盐水过滤器44；所述淡水储罐1与所述灌溉排盐装置3之间的淡水管道32上依次设置有淡水过滤器33和控制阀34。所述控制阀34为电动控制阀，所述微润管31形成的湿润体7内设置有湿度传感器，所述湿度传感器电连接所述电动控制阀。

实施例2

如图2和图3所示，一种改良盐碱地的节水灌溉装置，所述节水灌溉装置包括：

淡水储罐1和盐水回收罐2；

埋设在地下的灌溉排盐装置3和盐水回收装置4，所述灌溉排盐装置3连通所述淡水储罐1，所述盐水回收装置4连通所述盐水回收罐2；

所述盐水回收罐2连通有盐水淡化装置5，所述盐水淡化装置5连通所述淡水储罐1。

所述灌溉排盐装置3包括埋设在地下的多个微润管31，所述多个微润管31平行设置，并通过淡水管道32连通所述淡水储罐1。微润管31选用半透膜微润管，微润管上微孔的直径为200nm，微孔在微润管上的分布密度为12万个/cm²。

所述盐水回收装置4包括埋设在地下的多个盐水回收管41，所述多个盐水回收管41平行设置且与所述微润管31的延伸方向一致，所述盐水回收管41的管壁上均匀设置有多个回收孔；所述多个盐水回收管41通过盐水管道42连通所述盐水回收罐2。回收孔的直径为0.3cm。

所述多个盐水回收管41与所述微润管31交错设置，且设置在相邻两微润管31的圆周交汇处的第一组；还包括设置在所述微润管31下方，并位于与第一组的微润管31同一圆周上的第二组，所述第一组和第二组的盐水回收管41均通过盐水管道42连通所述盐水回收罐2。随着微润时间延长，微润管31周围土壤的润湿层越来越厚，逐渐向外周延伸，最后在土壤中形成一个以微润管31为轴心的，沿垄的长度方向伸展的圆柱形湿润体7，在湿润体7的边缘形成一个湿润峰8。而对于土壤盐碱化的地区，微润灌溉中水分的移动过程中，单向移动的水携带着土壤中的盐向湿润体边缘的湿润峰8移动，并在湿润峰8附近富集，使湿润体7内盐分逐渐减少，湿润体7内的土壤得到淡化，有利于植物生长，而相邻两微润管31之间的土壤含有的盐分移动到湿润峰8，并在圆周交汇处汇集被盐水回收管41回收。

所述多个盐水回收管41按照盐水的流向设置有7°的倾斜度。这样，在基本上不需要动力的前提下，盐水回收管41内的盐水会回流到盐水管道42中。这种深度和间距的设置，正好可以让微润管31周围形成的湿润体7相对种植的植物和地平面9有一个合理的生长空间。

所述微润管31埋设在地下的深度为50cm,每相邻两微润管31的间距为120cm，所述盐水回收管41的间距与所述微润管31的间距相同。

所述微润管31和盐水回收管41的管壁外侧均设有透水隔离层。所述透水隔离层优选为无纺布。

所述盐水回收装置4与所述盐水回收罐2之间的盐水管道42上依次设置有回水泵43和盐水过滤器44；所述淡水储罐1与所述灌溉排盐装置3之间的淡水管道32上依次设置有淡水过滤器33和控制阀34。所述控制阀34为电动控制阀，周少一个微润管31形成的湿润体内设置有湿度传感器，所述湿度传感器电连接所述电动控制阀。

所述节水灌溉装置还包括肥液池6，所述肥液池6连通于所述淡水管道32上淡水过滤器33的上游位置，肥液池6与所述淡水管道32之间设有肥液控制阀61。

Claims (10)

1.一种改良盐碱地的节水灌溉装置，其特征在于所述节水灌溉装置包括：

淡水储罐和盐水回收罐；

埋设在地下的灌溉排盐装置和盐水回收装置，所述灌溉排盐装置连通所述淡水储罐，所述盐水回收装置连通所述盐水回收罐；

所述盐水回收罐连通有盐水淡化装置，所述盐水淡化装置连通所述淡水储罐。

2.如权利要求1所述的一种改良盐碱地的节水灌溉装置，其特征在于：所述灌溉排盐装置包括埋设在地下的多个微润管，所述多个微润管平行设置，并通过淡水管道连通所述淡水储罐。

3.如权利要求2所述的一种改良盐碱地的节水灌溉装置，其特征在于：所述盐水回收装置包括埋设在地下的多个盐水回收管，所述多个盐水回收管平行设置且与所述微润管的延伸方向一致，所述盐水回收管的管壁上均匀设置有多个回收孔；所述多个盐水回收管通过盐水管道连通所述盐水回收罐。

4.如权利要求3所述的一种改良盐碱地的节水灌溉装置，其特征在于：所述多个盐水回收管与所述微润管交错设置，且设置在相邻两微润管的圆周交汇处。

5.如权利要求3所述的一种改良盐碱地的节水灌溉装置，其特征在于：所述多个盐水回收管包括与所述微润管交错设置，且设置在相邻两微润管的圆周交汇处的第一组；还包括设置在所述微润管下方，并位于与第一组的微润管同一圆周上的第二组，所述第一组和第二组的盐水回收管均通过盐水管道连通所述盐水回收罐。

6.如权利要求3所述的一种改良盐碱地的节水灌溉装置，其特征在于：所述多个盐水回收管按照盐水的流向设置有4～8°的倾斜度。

7.如权利要求3至6任一项权利要求所述的一种改良盐碱地的节水灌溉装置，其特征在于：所述微润管埋设在地下的深度为40～60cm,每相邻两微润管的间距为100～120cm，所述盐水回收管的间距与所述微润管的间距相同。

8.如权利要求7所述的一种改良盐碱地的节水灌溉装置，其特征在于：所述微润管和盐水回收管的管壁外侧均设有透水隔离层。

9.如权利要求7所述的一种改良盐碱地的节水灌溉装置，其特征在于：所述盐水回收装置与所述盐水回收罐之间的盐水管道上依次设置有回水泵和盐水过滤器；所述淡水储罐与所述灌溉排盐装置之间的淡水管道上依次设置有淡水过滤器和控制阀。

10.如权利要求9所述的一种改良盐碱地的节水灌溉装置，其特征在于：所述控制阀为电动控制阀，所述微润管附近设置有湿度传感器，所述湿度传感器电连接所述电动控制阀。