CN107535311B - 一种大田节水灌溉装置及其灌溉方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大田节水灌溉装置，包括一根主管道以及若干根网状排布的支管道，主管道与支管道通过开关阀相连接，所述支管道上设置有若干个蓄水罐，蓄水罐位于任意两个相互交叉的支管道的连接处，并与两个相互交叉的支管道连通，蓄水罐顶部连接有出水管，出水管的顶部连接有喷头，每个支管道的底面设置有若干个滴灌头；滴灌头包括第一壳体，第一壳体的两端与支管道相连通，第一壳体的底部设置有第一通孔，第一通孔内活动插接有橡胶塞，橡胶塞顶部通过第一弹簧体与第一壳体连接，橡胶塞的侧壁均匀设置有若干个第一凹槽。本发明能够改进现有技术的不足，在保证大面积滴灌控制精度的同时，降低设备成本和维护难度。

Description

一种大田节水灌溉装置及其灌溉方法

技术领域

本发明涉及农业节水灌溉技术领域，尤其是一种大田节水灌溉装置及其灌溉方法。

背景技术

滴灌是一种比较成熟的农业节水灌溉技术，滴灌是通过铺设滴灌管路，对农作物的根部直接进行补水，用水量少。但是，在大面积的农田进行滴灌时，需要铺设较长距离的滴灌管路，由于管路输送水流的延迟性和途中其它滴灌设备水流的分流不确定性，导致管路末端的滴灌水量控制误差较大。为了解决这个问题，现有技术通常是安装带有电控阀门的滴灌头，采用上位控制器进行统一的控制调节，实现不同位置灌溉水量的均衡。但是，这种方案在大面积使用时，成本过高，而且电控阀门在户外长期使用的故障率较高，后期维护复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大田节水灌溉装置及其灌溉方法，能够解决现有技术的不足，在保证大面积滴灌控制精度的同时，降低设备成本和维护难度。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种大田节水灌溉装置，包括一根主管道以及若干根网状排布的支管道，主管道与支管道通过开关阀相连接，所述支管道上设置有若干个蓄水罐，蓄水罐位于任意两个相互交叉的支管道的连接处，并与两个相互交叉的支管道连通，蓄水罐顶部连接有出水管，出水管的顶部连接有喷头，每个支管道的底面设置有若干个滴灌头；滴灌头包括第一壳体，第一壳体的两端与支管道相连通，第一壳体的底部设置有第一通孔，第一通孔内活动插接有橡胶塞，橡胶塞顶部通过第一弹簧体与第一壳体连接，橡胶塞的侧壁均匀设置有若干个第一凹槽，第一凹槽的顶部与橡胶塞的顶部平齐，第一凹槽的长度小于橡胶塞的长度。

作为优选，所述橡胶塞的顶部边缘设置有限位块，限位块与第一通孔的顶部选择性接触。

作为优选，所述第一凹槽与橡胶塞的长度之比为3:4。

作为优选，所述第一通孔底部固定有环形储水槽，环形储水槽底部设置有若干个第二通孔，环形储水槽的内侧边缘固定有与第一凹槽一一对应的弹片，弹片与第一凹槽选择性接触。

作为优选，所述第二通孔底部固定有柱状插头，柱状插头的侧壁设置有第二凹槽，第二凹槽的外侧设置有相互遮挡的第一挡板和第二挡板，第一挡板位于第二挡板的外侧，第一挡板倾斜向下设置，第二挡板倾斜向上设置，第二凹槽与第二挡板的连接处设置有横向导流槽。

作为优选，所述第二凹槽的末端设置有网板。

作为优选，所述喷头侧壁设置有环形喷口，环形喷口外侧固定有若干层相互叠放的挡水板，相邻挡水板之间保留有缝隙，挡水板与水平面的夹角为5°～10°，内侧的挡水板与水平面的夹角小于外侧的挡水板与水平面的夹角。

一种上述的大田节水灌溉装置的灌溉方法，包括以下步骤：每天测量一次土壤含水量，若土壤含水量低于下限值或者土壤含水量降低速率高于上限值，则进行灌溉，灌溉水量由下式确定，

，

其中，V为本次灌溉水量，为前一次灌溉水量，为单次平均灌溉水量，为灌溉损失水量，为土壤含水量下限值，为本次测量的土壤含水量，为本次测量的土壤含水量降低速率， 为土壤含水量降低速率高于上限值，k为比例系数。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过设置蓄水罐对灌溉用水进行暂存，减少长距离管线造成的灌溉延时。滴灌头内的橡胶塞可以随着水压的高度进行上下移动，当开启开关阀使水压加大时，橡胶塞下移，第一凹槽露出第一通孔后，水流通过第一凹槽从第一通孔中流出，实现出水灌溉。橡胶塞和第一弹簧体可以对水压的波动进行缓冲，避免滴灌头由于水压波动而误动作。蓄水罐上方的喷头可以实现农作物的顶部喷水灌溉，对根部滴灌进行补充，实现双向灌溉，提高灌溉均匀度。在停止灌溉进水后，出水管内保留的灌溉用水可以对蓄水罐进行反向补充，保证蓄水罐内的蓄水压力。环形储水槽可以对灌溉出水进行缓冲，灌溉用水通过第二通孔流出，弹片用来防止泥沙将第一凹槽堵塞。柱状插头插接在土壤内，对水流进行引流，可以提高滴灌精度，第一挡板和第二挡板可以防止泥沙堵塞第二凹槽，水流经过横向导流槽时可以对第二挡板底部积攒的泥沙进行冲洗，保持第二凹槽的畅通。网板可以提高水流流出的分散度，从而进一步提高滴灌均匀度。喷头外侧的挡水板可以实现多层多角度喷洒，提高喷洒的有效覆盖面积。本发明不需要使用电控滴灌器，仅通过一个开关阀便可精确控制灌溉量，设备造价低，维护简便。

本发明还提供了一种灌溉水量的控制方法，开创性的提出了利用土壤含水量降低速率和历次灌溉用水量对本次灌溉用水量进行修正的方法，可以有效提高灌溉水量的控制精度。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中蓄水罐部位的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中滴灌头的结构图。

图4是本发明一个具体实施方式中第二通孔的结构图。

图5是本发明一个具体实施方式中喷头的结构图。

图中：1、主管道；2、支管道；3、开关阀；4、蓄水罐；5、出水管；6、喷头；7、滴灌头；8、第一壳体；9、第一通孔；10、橡胶塞；11、第一弹簧体；12、第一凹槽；13、限位块；14、环形储水槽；15、第二通孔；16、弹片；17、柱状插头；18、第二凹槽；19、第一挡板；20、第二挡板；21、横向导流槽；22、网板；23、环形喷口；24、挡水板；25、通槽；26、海绵层。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-5，本发明一个具体实施方式包括一根主管道1以及若干根网状排布的支管道2，主管道1与支管道2通过开关阀3相连接，所述支管道2上设置有若干个蓄水罐4，蓄水罐4位于任意两个相互交叉的支管道2的连接处，并与两个相互交叉的支管道连通，蓄水罐4顶部连接有出水管5，出水管5的顶部连接有喷头6，每个支管道2的底面设置有若干个滴灌头7；滴灌头7包括第一壳体8，第一壳体8的两端与支管道2相连通，第一壳体8的底部设置有第一通孔9，第一通孔9内活动插接有橡胶塞10，橡胶塞10顶部通过第一弹簧体11与第一壳体8连接，橡胶塞10的侧壁均匀设置有若干个第一凹槽12，第一凹槽12的顶部与橡胶塞10的顶部平齐，第一凹槽12的长度小于橡胶塞10的长度。橡胶塞10的顶部边缘设置有限位块13，限位块13与第一通孔9的顶部选择性接触。第一凹槽12与橡胶塞10的长度之比为3:4。第一通孔9底部固定有环形储水槽14，环形储水槽14底部设置有若干个第二通孔15，环形储水槽14的内侧边缘固定有与第一凹槽12一一对应的弹片16，弹片16与第一凹槽12选择性接触。第二通孔15底部固定有柱状插头17，柱状插头17的侧壁设置有第二凹槽18，第二凹槽18的外侧设置有相互遮挡的第一挡板19和第二挡板20，第一挡板19位于第二挡板20的外侧，第一挡板19倾斜向下设置，第二挡板20倾斜向上设置，第二凹槽18与第二挡板20的连接处设置有横向导流槽21。第二凹槽18的末端设置有网板22。喷头6侧壁设置有环形喷口23，环形喷口23外侧固定有若干层相互叠放的挡水板24，相邻挡水板24之间保留有缝隙，挡水板24与水平面的夹角为5°～10°，内侧的挡水板24与水平面的夹角小于外侧的挡水板24与水平面的夹角。

另外，挡水板24上设置有若干个通槽25，通槽25可以提高水流在挡水板24下方的分布均匀度。环形储水槽14的底部铺设有海绵层26，可以提高环形储水槽14的蓄水能力，同时经过海绵层26的吸收缓冲，可以提高第二通孔15的出水流量均衡度。

一种上述的大田节水灌溉装置的灌溉方法，包括以下步骤：每天测量一次土壤含水量，若土壤含水量低于下限值或者土壤含水量降低速率高于上限值，则进行灌溉，灌溉水量由下式确定，

，

其中，V为本次灌溉水量，为前一次灌溉水量，为单次平均灌溉水量，为灌溉损失水量，为土壤含水量下限值，为本次测量的土壤含水量，为本次测量的土壤含水量降低速率，为土壤含水量降低速率高于上限值，k为比例系数。

本发明设备成本低，维护简单，适于大面积铺设使用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和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说明本发明的原理，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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种基于大田节水灌溉装置的灌溉方法，其特征在于包括以下步骤：每天测量一次土壤含水量，若土壤含水量低于下限值或者土壤含水量降低速率高于上限值，则进行灌溉，灌溉水量由下式确定，

，

其中，V为本次灌溉水量，为前一次灌溉水量，为单次平均灌溉水量，为灌溉损失水量，为土壤含水量下限值，为本次测量的土壤含水量，为本次测量的土壤含水量降低速率，为土壤含水量降低速率上限值，k为比例系数；

其中，所述大田节水灌溉装置包括一根主管道（1）以及若干根网状排布的支管道（2），主管道（1）与支管道（2）通过开关阀（3）相连接，所述支管道（2）上设置有若干个蓄水罐（4），蓄水罐（4）位于任意两个相互交叉的支管道（2）的连接处，并与两个相互交叉的支管道连通，蓄水罐（4）顶部连接有出水管（5），出水管（5）的顶部连接有喷头（6），每个支管道（2）的底面设置有若干个滴灌头（7）；滴灌头（7）包括第一壳体（8），第一壳体（8）的两端与支管道（2）相连通，第一壳体（8）的底部设置有第一通孔（9），第一通孔（9）内活动插接有橡胶塞（10），橡胶塞（10）顶部通过第一弹簧体（11）与第一壳体（8）连接，橡胶塞（10）的侧壁均匀设置有若干个第一凹槽（12），第一凹槽（12）的顶部与橡胶塞（10）的顶部平齐，第一凹槽（12）的长度小于橡胶塞（10）的长度；

所述橡胶塞（10）的顶部边缘设置有限位块（13），限位块（13）与第一通孔（9）的顶部选择性接触；

所述第一凹槽（12）与橡胶塞（10）的长度之比为3:4；

所述第一通孔（9）底部固定有环形储水槽（14），环形储水槽（14）底部设置有若干个第二通孔（15），环形储水槽（14）的内侧边缘固定有与第一凹槽（12）一一对应的弹片（16），弹片（16）与第一凹槽（12）选择性接触；

所述第二通孔（15）底部固定有柱状插头（17），柱状插头（17）的侧壁设置有第二凹槽（18），第二凹槽（18）的外侧设置有相互遮挡的第一挡板（19）和第二挡板（20），第一挡板（19）位于第二挡板（20）的外侧，第一挡板（19）倾斜向下设置，第二挡板（20）倾斜向上设置，第二凹槽（18）与第二挡板（20）的连接处设置有横向导流槽（21）；

所述第二凹槽（18）的末端设置有网板（22）；

所述喷头（6）侧壁设置有环形喷口（23），环形喷口（23）外侧固定有若干层相互叠放的挡水板（24），相邻挡水板（24）之间保留有缝隙，挡水板（24）与水平面的夹角为5°～10°，内侧的挡水板（24）与水平面的夹角小于外侧的挡水板（24）与水平面的夹角。