CN109618884A - 一种浅层地下水渗流集水暗管结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及作物种植地表排水集水技术领域，具体涉及一种浅层地下水渗流集水暗管结构，包括设置于作物种植土壤层下的集水盲沟，集水盲沟内自下而上依次铺设有粗砂层、中砂层和细砂层，粗砂层中设置有沿梯度分布的集水暗管，集水暗管包括干管、以及与干管连通的支管和毛管，干管直径＞支管直径＞毛管直径，毛管、支管的管壁上均匀开有集水孔，各毛管位置较低的一端与支管连通，各支管位置较低的一端与干管连通，各毛管中的水集流入支管再汇入干管中，干管的下端设置有蓄水池，本发明的能够防止土壤底层蓄积地下水，抑制地下水携带盐分向上的蒸发运移，即缓解了土壤盐碱化的进一步恶化，同时收集至蓄水池的地下水又能够随时被用于灌溉，从而实现了水资源的可控化循环利用。

Description

一种浅层地下水渗流集水暗管结构

技术领域

本发明涉及作物种植地表排水集水技术领域，具体涉及一种浅层地下水渗流集水暗管结构。

背景技术

西北干旱地区降雨量少，雨水资源对其作物种植非常重要，降雨后雨水下渗能使土壤含水量相对充沛，为作物提供所需水分；但同时由于西北干旱地区高蒸发的气候条件，土壤表层蓄积的水分很快被蒸发，进而土壤底层或浅层蓄积的地下水会继续向上蒸发，在浅层地下水向上蒸发过程中还会携带盐分向上运移，土壤底层或地下水的盐分随水上升到地表，水分蒸发后，盐分却滞留在土壤表层，随着盐分的积累，土壤含盐量越来越高，当超过0.3％将会引起土壤盐碱化，而使农作物低产或不能生长；

同时，在降雨时雨水下渗过程中，由于土壤所能吸收的水分有限，土壤表层的雨水在降雨前期还会持续下渗，但是随着土壤的水分饱和程度，土壤吸水能力变弱，到降雨后期雨水下渗速度越来越慢，最后导致大量水分从土壤上层四散流失；并且当降雨量比较大的时候，下渗速度低于降雨速度，土壤表层的雨水来不及下渗，在没有任何蓄水措施的情况下，也会导致大量的水分从地表白白流失，造成水资源的浪费；假若在土壤表层分布渠道进行回流改造，开渠面积会占据部分耕地面积，影响耕地作物产量，且每年耕种前都需要再次修整渠道，重复劳动量大；假若在耕地表面铺设水管，管路太多且相互缠连，非常不利用翻土作业。

发明内容

针对现有的作物种植地表排水集水存在的缺陷和问题，本发明提供一种浅层地下水渗流集水暗管结构。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种浅层地下水渗流集水暗管结构，包括作物种植土壤层，所述作物种植土壤层下的土体中挖置有若干个梯形的集水盲沟，所述集水盲沟的横截面自上而下逐渐减小，所述集水盲沟内自下而上依次铺设有粗砂层、中砂层和细砂层，其中粗砂层粒径＞中砂层粒径＞细砂层粒径，所述粗砂层中设置有沿梯度分布且相互连通的集水暗管，所述集水暗管包括干管、以及与干管连通的若干条支管和毛管，其中干管直径＞支管直径＞毛管直径，所述毛管、支管的管壁上均匀开有集水孔，毛管、支管外分别包裹有隔砂层，各毛管位置较低的一端与支管连通，各支管位置较低的一端与干管连通，各毛管中的水集流入支管再汇入干管中，所述干管的下端设置有蓄水池。

上述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，所述作物种植土壤层的高度为40-70cm，所述细砂层的厚度为15-25cm，所述中砂层的厚度为20-30cm，所述粗砂层的厚度为30-50cm。

上述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，所述粗砂层砂粒的粒径为10-20mm，中砂层砂粒的粒径为5-10mm，细砂层砂粒的粒径为1-5mm。

上述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，所述隔砂层为缠绕在毛管、支管外的无纺布层或滤网。

上述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，所述支管、干管上分别均匀设置有对接管口，毛管与支管、支管与干管分别通过对接管口相互连接。

上述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，所述干管沿梯度铺设于粗砂层中，所述支管沿干管的两侧均匀分布于每一梯度上，位于同一梯度上的支管倾斜横置，支管位置较低的一端与干管连通，所述毛管均匀分布于相邻两梯度上的干管之间。

上述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，所述毛管的上、下两端分别与相邻的上、下两条支管上的对接管口连通。

上述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，所述毛管的上、下两端分别与同一条支管上的两个对接管口连通。

本发明的有益效果：本发明的浅层地下水渗流集水暗管结构，针对浅层地下水蒸发带来的盐分表聚，在作物种植土壤层下铺设渗水砂层，并在地下一米深度左右的渗水砂层中埋设相连通的集水暗管，渗水砂层中的地下水在下渗过程中流至集水暗管中，将原来储存在土壤层中的地在水储存至集水暗管中，并最终汇集到蓄水池，通过本发明的布置来收集地下水，能够防止土壤底层蓄积地下水，进而抑制地下水携带盐分向上的蒸发运移，即缓解了土壤盐碱化的进一步恶化；同时渗水砂层大大加快了水分下渗的速度，使雨水下渗速度基本上不会受到土壤吸水性饱和的影响，能够最大程度地收集地表多余的地表雨水，避免雨水四散流走或蒸发造成水资源的浪费，同时收集至蓄水池的地下水又能够随时被用于灌溉，从而实现了水资源的可控化循环利用，在枯水期从蓄水池中抽出补给地表水源，在丰水期不断收集水量，给西北干旱地区的作物种植提供了充足的水分；本发明不占用正常耕地面积，管路铺设在地下，不影响翻土作业，适合大规模作物种植，并且每次耕作均不需要重新布设管路，一次性投入，可永久使用。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明毛管的结构示意图；

图3为实施例1中的集水暗管分布结构的侧视图；

图4为实施例1中的集水暗管分布结构的主视图；

图5为实施例2中的集水暗管分布结构的侧视图；

图6为实施例2中的集水暗管分布结构的主视图；

图7为实施例3的整体结构示意图一；

图8为实施例3的整体结构示意图二；

图9为实施例3的集水暗管分布结构的主视图；

图中：1-作物种植土壤层，2-集水盲沟，3-粗砂层，4-中砂层，5-细砂层，6-集水暗管，61干管，62-支管，63-毛管，7-集水孔，8-隔砂层，9-蓄水池。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：一种浅层地下水渗流集水暗管结构，如图1-4所示，包括作物种植土壤层1，作物种植土壤层1供作物生长扎根，作物种植土壤层1的高度为40-70cm，本实施例中，作物种植土壤层的高度为60cm，在作物种植土壤层1下的土体中挖置有若干个梯形的集水盲沟2，并将积水盲沟2中填充砂层，集水盲沟2呈横截面上大下小的梯形状，以保证砂层的上端面有较大的表面积，能够快速下渗作物种植土壤层1中的水分；在集水盲沟2最下层铺设粗砂层3，中层铺设中砂层4，上层铺设细砂层5，本实施例中，细砂层5的厚度为20cm，中砂层4的厚度为25cm，粗砂层3的厚度为40cm，其中粗砂层粒径＞中砂层粒径＞细砂层粒径，粗砂层砂粒的粒径为10-20mm，中砂层砂粒的粒径为5-10mm，细砂层砂粒的粒径为1-5mm，作物种植土壤层1的水分依次经过细砂层5、中砂层4、粗砂层3下渗，细砂层5砂粒较小一方面能够阻挡土壤下移，另一方面保证水分下渗顺畅，中砂层4是水分通往粗砂层3的过渡砂层，粗砂层3中设置有沿梯度分布且相互连通的集水暗管6，集水暗管包括干管61、以及与干管连通的若干条支管62和毛管63，支管62、干管61上分别均匀设置有对接管口，毛管63与支管62、支管62与干管61分别通过对接管口相互连接，其中干管直径＞支管直径＞毛管直径，毛管63、支管62的管壁上均匀开有集水孔7，地下水顺沿管壁的集水孔7流入毛管与支管中，毛管63、支管62外分别包裹有隔砂层8，隔砂层8为缠绕在毛管、支管外的无纺布层或滤网，能够防止沙子碎颗粒随地下水冲刷进入毛管63、支管62中，各毛管63位置较低的一端与支管62连通，各支管62位置较低的一端与干管61连通，当粗砂层3中的水分流经毛管63与支管62的管壁时，地下水流入毛管和支管中，流入毛管63中的水集流入支管62中，最后集中汇入干管61中，干管61的下端设置有蓄水池9，用于储存地下水；如图3-4所示，干管61沿梯度铺设于粗砂层3中，支管62沿干管的两侧均匀分布于每一梯度上，同时位于同一梯度上的支管62保持倾斜横置，支管62位置较低的一端与干管61连通，毛管63均匀分布于相邻两梯度上的干管62之间，毛管63的上、下两端分别与相邻的上、下两条支管62上的对接管口连通，各管道将农田分割为近似于矩形的小田块格，毛管63细且分布数量多，能够大面积与粗砂层3接触，粗砂层3中大部分的地下水通过毛管63收集，少部分的地下水通过支管62收集，毛管63内的地下水向下流动至下方的支管62中，与支管中的地下水汇合，由于支管62倾斜横置，支管中的地下水继续向地势低的一端流动，即汇入干管61中，最终储存在蓄水池9中。

埋设干管61、支管62和毛管63之前，先机械开挖出集水盲沟2，在集水盲沟2的底层填充粗砂层3，粗砂层3的表面呈阶梯状，形成梯度，然后将干管、支管和毛管铺设在粗砂层3表面，按照图3-4的结构进行安装对接和铺设，待管道铺设完成之后，将管道表面依次覆盖上粗砂层3、中砂层4和细砂层5，分别用粗砂、中粗砂和细砂进行不同深度的填充，将集水盲沟2填充平整，最后覆上作物种植土壤层1。本实施例中毛管63的上下两端分别与上、下两个梯度上的支管62进行连接，毛管63正好位于上一梯度向下一梯度过渡的坎上，坡度较大因此管内水流速度快，适用于地下水量较多的地带。

实施例2：本实施例的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，已与实施例1的不同点位中心进行说明，

如图5-6所示，毛管63的上、下两端分别与同一条支管62上的两个对接管口连通，本实施例中，毛管63的两端分别与同一根支管62连接，毛管位于同一梯度上，虽然也倾斜设置，但是倾斜坡度比两梯度之间的坡度要小，所以毛管63内的水流速度相对较缓，适用于地下水量较少的地带，同时由于坡度较缓，所以毛管63受重力的影响不大，可以盘曲，相比实施例1中毛管受重力影响大，为防止毛管63上下扭曲导致水流不畅，单根毛管被限制在较短长度之内，本实施例中，毛管63铺设的坡度缓，即使扭曲也影响不大，所以本实施例允许单根毛管63具有较长的长度，相比实施例1，同样的面积内本实施例所需的毛管63的根数更少，节省支管62对接管口的数量，便于铺设安装，更加节省管道安装成本，因此对于地下水量少的地带，可优先采用实施例2。

实施例3：本实施例的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，已与实施例1的不同点位中心进行说明，

如图7-9所示，本实施例适用于地势具有一定坡度的地带，集水暗管6随地势原来的坡度进行铺设。

Claims (8)

1.一种浅层地下水渗流集水暗管结构，包括作物种植土壤层，其特征在于：所述作物种植土壤层下的土体中挖置有若干个梯形的集水盲沟，所述集水盲沟的横截面自上而下逐渐减小，所述集水盲沟内自下而上依次铺设有粗砂层、中砂层和细砂层，其中粗砂层粒径＞中砂层粒径＞细砂层粒径，所述粗砂层中设置有沿梯度分布且相互连通的集水暗管，所述集水暗管包括干管、以及与干管连通的若干条支管和毛管，其中干管直径＞支管直径＞毛管直径，所述毛管、支管的管壁上均匀开有集水孔，毛管、支管外分别包裹有隔砂层，各毛管位置较低的一端与支管连通，各支管位置较低的一端与干管连通，各毛管中的水集流入支管再汇入干管中，所述干管的下端设置有蓄水池。

2.根据权利要求1所述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，其特征在于：所述作物种植土壤层的高度为40-70cm，所述细砂层的厚度为15-25cm，所述中砂层的厚度为20-30cm，所述粗砂层的厚度为30-50cm。

3.根据权利要求1所述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，其特征在于：所述粗砂层砂粒的粒径为10-20mm，中砂层砂粒的粒径为5-10mm，细砂层砂粒的粒径为1-5mm。

4.根据权利要求1所述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，其特征在于：所述隔砂层为缠绕在毛管、支管外的无纺布层或滤网。

5.根据权利要求1所述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，其特征在于：所述支管、干管上分别均匀设置有对接管口，毛管与支管、支管与干管分别通过对接管口相互连接。

6.根据权利要求1所述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，其特征在于：所述干管沿梯度铺设于粗砂层中，所述支管沿干管的两侧均匀分布于每一梯度上，位于同一梯度上的支管倾斜横置，支管位置较低的一端与干管连通，所述毛管均匀分布于相邻两梯度上的干管之间。

7.根据权利要求6所述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，其特征在于：所述毛管的上、下两端分别与相邻的上、下两条支管上的对接管口连通。

8.根据权利要求6所述的一种浅层地下水渗流集水暗管结构，其特征在于：所述毛管的上、下两端分别与同一条支管上的两个对接管口连通。