CN109076926A - 一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统，包括：主管道、次级管道、排水口、调节阀，排水口设置于次级管道，调节阀设置于排水口与次级管道连接处，主管道与次级管道连接处设置有第一半透膜，次级管道与排水口连接处设置有第二半透膜，调节阀连接调节水箱，调节水箱调节次级管道中的水溶液浓度，第一半透膜用于向主管道取水，第二半透膜用于向外界通过排水口灌溉，灌溉系统还包括监控系统，监控系统还包括流量仪、第一流速仪、第二流速仪、第三流速仪与控制仪，第一流速仪、第二流速仪、第三流速仪分别测量第一半透膜、第二半透膜与调节阀处水流速度，流量仪检测排水口排出的水量，控制仪控制调节阀以调节灌溉系统的灌溉速率与灌溉量。

Description

一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统

技术领域

本发明涉及农业灌溉领域，尤其涉及一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统。

背景技术

随着节约型思想的倡导，农业节水灌溉意识越来越为广大农户所接受并重视。因此在农田灌溉工程中，对水稻之类的农作物的薄露灌溉就涉及到节水问题，所谓薄露灌溉是指灌薄水、浅灌、常露田。从而在田间悄然地见诸有犹如消防栓模样的节水灌溉阀，籍由此类节水阀来实现对田块的依需断水或防水。然而，现有技术中往往将节水局限于在灌溉时节水，即仅仅从如何控制住灌溉所需的水的量去考虑节水，而没有从如何提高灌溉的效率的方面考虑节水，这样反而导致了水资源的浪费。

发明内容

发明目的：

针对现有技术中往往将节水局限于在灌溉时节水，即仅仅从如何控制住灌溉所需的水的量去考虑节水，而没有从如何提高灌溉的效率的方面考虑节水，这样反而导致了水资源的浪费的问题，本发明提供一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统。

技术方案：

一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统，包括：主管道、次级管道、排水口、调节阀，所述次级管道连接所述主管道，所述排水口设置于所述次级管道，所述调节阀设置于所述排水口与所述次级管道连接处，所述主管道与所述次级管道连接处设置有第一半透膜，所述次级管道与所述排水口连接处设置有第二半透膜，所述调节阀连接调节水箱，所述调节水箱包括储水腔、连接管，所述连接管连接所述储水腔以及所述调节阀，所述调节阀用于调节所述连接管中的压强，所述次级管道中存放有一定量的盐，所述次级管道通过所述调节阀与所述连接管与所述储水腔连接，所述调节水箱用于调节所述次级管道中的水溶液浓度，所述第一半透膜用于根据改变浓度后的次级管道向所述主管道取水，所述第二半透膜用于改变浓度后的次级管道向外界通过所述排水口灌溉，所述灌溉系统还包括监控系统，所述监控系统还包括流量仪、第一流速仪、第二流速仪、第三流速仪以及控制仪，所述控制仪连接所述流量仪、第一流速仪、第二流速仪以及第三流速仪，所述第一流速仪、第二流速仪、第三流速仪分别测量所述第一半透膜、第二半透膜以及调节阀处水流速度，所述流量仪检测所述排水口排出的水量，所述控制仪控制所述调节阀以调节所述灌溉系统的灌溉速率以及灌溉量。

作为本发明的一种优选方式，所述第一半透膜在所述主管道的一侧设置有滤水盒，所述滤水盒侧面为过滤网，所述滤水盒内腔面上设置为结晶膜，所述滤水盒中投放有一定量的盐，所述滤水盒中水溶液浓度与所述次级管道中水溶液浓度一致。

作为本发明的一种优选方式，所述控制仪根据所述流量仪、第一流速仪、第二流速仪以及第三流速仪的测量结果对所述调节阀进行操控。

作为本发明的一种优选方式，所述控制仪通过所述调节阀对所述次级管道中水溶液的浓度进行调整，所述第一半透膜以及第二半透膜以所述次级管道中水溶液的浓度进行净水的渗透与灌溉。

作为本发明的一种优选方式，还包括计流仪，所述计流仪用于限定当次灌溉所需的水量。

作为本发明的一种优选方式，所述计流仪连接人工预设定仪，所述人工预设定仪用于针对不同农作物灌溉区域进行灌溉水量进行设定。

作为本发明的一种优选方式，所述第一半透膜以及第二半透膜面向所述次级管道的一侧设置有结晶膜，所述结晶膜用于对所述次级管道中的水溶液进行盐分的结晶。

作为本发明的一种优选方式，所述连接管连接调节阀的外端设置有结晶膜。

本发明实现以下有益效果：

本发明可以通过调整次级管道中水溶液的浓度来调整由第一半透膜灌入次级管道的水的量以及速度，从而进一步影响到由第二半透膜对外进行灌溉的量以及速度，解决了现有技术中往往将节水局限于在灌溉时节水，即仅仅从如何控制住灌溉所需的水的量去考虑节水，而没有从如何提高灌溉的效率的方面考虑节水，这样反而导致了水资源的浪费的问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为管道示意图；

图2为系统框架图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：

参考图为图1-2。一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统，包括：主管道1、次级管道2、排水口3、调节阀4，所述次级管道2连接所述主管道1，所述排水口3设置于所述次级管道2，所述调节阀4设置于所述排水口3与所述次级管道2连接处，所述主管道1与所述次级管道2连接处设置有第一半透膜5，所述次级管道2与所述排水口3连接处设置有第二半透膜6，所述调节阀4连接调节水箱，所述调节水箱包括储水腔7、连接管8，所述连接管8连接所述储水腔7以及所述调节阀4，所述调节阀4用于调节所述连接管8中的压强，所述次级管道2中存放有一定量的盐，所述次级管道2通过所述调节阀4与所述连接管8与所述储水腔7连接，所述调节水箱用于调节所述次级管道2中的水溶液浓度，所述第一半透膜5用于根据改变浓度后的次级管道2向所述主管道1取水，所述第二半透膜6用于改变浓度后的次级管道2向外界通过所述排水口3灌溉，所述灌溉系统还包括监控系统9，所述监控系统9还包括流量仪10、第一流速仪11、第二流速仪12、第三流速仪13以及控制仪14，所述控制仪14连接所述流量仪10、第一流速仪11、第二流速仪12以及第三流速仪13，所述第一流速仪11、第二流速仪12、第三流速仪13分别测量所述第一半透膜5、第二半透膜6以及调节阀4处水流速度，所述流量仪10检测所述排水口3排出的水量，所述控制仪14控制所述调节阀4以调节所述灌溉系统的灌溉速率以及灌溉量。

作为本发明的一种优选方式，所述第一半透膜5在所述主管道1的一侧设置有滤水盒15，所述滤水盒15侧面为过滤网，所述滤水盒15内腔面上设置为结晶膜，所述滤水盒15中投放有一定量的盐，所述滤水盒15中水溶液浓度与所述次级管道2中水溶液浓度一致。

作为本发明的一种优选方式，所述控制仪14根据所述流量仪10、第一流速仪11、第二流速仪12以及第三流速仪13的测量结果对所述调节阀4进行操控。

作为本发明的一种优选方式，所述控制仪14通过所述调节阀4对所述次级管道2中水溶液的浓度进行调整，所述第一半透膜5以及第二半透膜6以所述次级管道2中水溶液的浓度进行净水的渗透与灌溉。

作为本发明的一种优选方式，还包括计流仪16，所述计流仪16用于限定当次灌溉所需的水量。

作为本发明的一种优选方式，所述计流仪16连接人工预设定仪17，所述人工预设定仪17用于针对不同农作物灌溉区域进行灌溉水量进行设定。

作为本发明的一种优选方式，所述第一半透膜5以及第二半透膜6面向所述次级管道2的一侧设置有结晶膜，所述结晶膜用于对所述次级管道2中的水溶液进行盐分的结晶。

作为本发明的一种优选方式，所述连接管8连接调节阀4的外端设置有结晶膜。

在具体实施过程中，工作人员在人工预设定仪17中将每个区域中的农业灌溉管道所对应的农作物每次灌溉所需的灌溉量进行灌溉管道的排水量进行预设定，并且根据农作物所需的灌溉时间对该农业灌溉系统进行启动灌溉的时间的设定。当达到启动灌溉的时间点时，控制仪14控制调节阀4将连接管8中的压强减小，此时，由于连接管8中的压强小于储水腔7中的压强，次级管道2中的水被压入连接管8，并由连接管8进入储水腔7中，在水压入连接管8时，水溶液接触。次级管道2在失去水量后水溶液的浓度变高，进而，主管道1的滤水盒15与次级管道2中水溶液的浓度的平衡被打破，主管道1的滤水盒15中水溶液的浓度小于次级管道2中水溶液的浓度，主管道1中的水通过第一半透膜5灌入次级管道2，次级管道2中的水量逐渐增大，直至充满次级管道2，此时，第二半透膜6接触水溶液。值得一提的是，排水口3竖直向上设置于次级管道2的上侧面，并且排水口3设置有一定的凹陷空间，以便容纳土壤中的水分。由于土壤中水分对应的水溶液的浓度会根据肥料播撒的量而改变，因此，在排水口3的凹陷空间中容纳的水溶液的浓度会有不同的情况，且往往土壤中水溶液的浓度大于普通灌溉的水的浓度，因此，在次级管道2中水溶液接触半透膜时，半透膜两侧的水溶液浓度呈现外侧即凹陷空间中的水溶液浓度大于内侧即次级管道2中水溶液的浓度，此时，次级管道2中的水分自然而然的经由半透膜渗透至外侧，并通过排水口3向外排出，起到灌溉的作用。并且，与此同时，连接管8道实时从次级管道2中向储水腔7中抽水，从而使得主管道1的滤水盒15、次级管道2以及连接管8形成动态平衡。

在进行灌溉的过程中，往往灌溉排水的速度不能过快、水量不能过高，因此，利用第一流速仪11、第二流速仪12以及第三流速仪13分别对第一半透膜5、第二半透膜6以及调节阀4处水流速度进行测量，当测量得到第二半透膜6流速过快时，控制仪14控制调节阀4将连接管8中的压强的减小量降低，使得抽水的速度降低，当抽水速度降低时，第一半透膜5的渗透速率降低，从而导致第二半透膜6渗透速率降低。同时，利用流量仪10对排水口3排出的水量进行测量，从而判断是否达到灌溉的水量要求。

更进一步的，当土壤中水溶液浓度过高时，往往会使得农作物中的水分反渗透至土壤中，对农作物产生一定的危害，而往往灌溉的水源的水溶液浓度比土壤中水溶液浓度低，因此，第二半透膜6进行灌溉时，即便达到了灌溉的水量要求，第二半透膜6外侧的水溶液浓度往往仍旧会高于第二半透膜6内侧的水溶液浓度，因此，在第二半透膜6内侧的水溶液即便达到了灌溉的水量要求，仍旧会在渗透的作用下由第二半透膜6内侧向外侧漫出，进行对土壤水分中溶质浓度的降低，从而减少烧苗的情况发生。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统，包括：主管道、次级管道、排水口、调节阀，所述次级管道连接所述主管道，所述排水口设置于所述次级管道，所述调节阀设置于所述排水口与所述次级管道连接处，其特征在于：所述主管道与所述次级管道连接处设置有第一半透膜，所述次级管道与所述排水口连接处设置有第二半透膜，所述调节阀连接调节水箱，所述调节水箱包括储水腔、连接管，所述连接管连接所述储水腔以及所述调节阀，所述调节阀用于调节所述连接管中的压强，所述次级管道中存放有一定量的盐，所述次级管道通过所述调节阀与所述连接管与所述储水腔连接，所述调节水箱用于调节所述次级管道中的水溶液浓度，所述第一半透膜用于根据改变浓度后的次级管道向所述主管道取水，所述第二半透膜用于改变浓度后的次级管道向外界通过所述排水口灌溉，所述灌溉系统还包括监控系统，所述监控系统还包括流量仪、第一流速仪、第二流速仪、第三流速仪以及控制仪，所述控制仪连接所述流量仪、第一流速仪、第二流速仪以及第三流速仪，所述第一流速仪、第二流速仪、第三流速仪分别测量所述第一半透膜、第二半透膜以及调节阀处水流速度，所述流量仪检测所述排水口排出的水量，所述控制仪控制所述调节阀以调节所述灌溉系统的灌溉速率以及灌溉量。

2.根据权利要求1所述的一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统，其特征在于：所述第一半透膜在所述主管道的一侧设置有滤水盒，所述滤水盒侧面为过滤网，所述滤水盒内腔面上设置为结晶膜，所述滤水盒中投放有一定量的盐，所述滤水盒中水溶液浓度与所述次级管道中水溶液浓度一致。

3.根据权利要求2所述的一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统，其特征在于：所述控制仪根据所述流量仪、第一流速仪、第二流速仪以及第三流速仪的测量结果对所述调节阀进行操控。

4.根据权利要求3所述的一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统，其特征在于：所述控制仪通过所述调节阀对所述次级管道中水溶液的浓度进行调整，所述第一半透膜以及第二半透膜以所述次级管道中水溶液的浓度进行净水的渗透与灌溉。

5.根据权利要求4所述的一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统，其特征在于：还包括计流仪，所述计流仪用于限定当次灌溉所需的水量。

6.根据权利要求5所述的一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统，其特征在于：所述计流仪连接人工预设定仪，所述人工预设定仪用于针对不同农作物灌溉区域进行灌溉水量进行设定。

7.根据权利要求1所述的一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统，其特征在于：所述第一半透膜以及第二半透膜面向所述次级管道的一侧设置有结晶膜，所述结晶膜用于对所述次级管道中的水溶液进行盐分的结晶。

8.根据权利要求7所述的一种可调节渗透浓度的下埋式农业灌溉系统，其特征在于：所述连接管连接调节阀的外端设置有结晶膜。