CN110384036A - 坡地茶园渗管取水集水滴灌系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及坡地茶园取水集水灌溉领域，是一种利用茶园坡地的自然落差进行取水集水，干旱应急自压灌溉系统。一种坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，主要包括集水沟、集水管、集水箱、滴灌系统主管网，集水管置于集水沟内，所述集水箱设有进水管、出水管、排水管、补水排气管、自动排水排污装置，集水管设于集水箱的上游，集水箱通过进水管与集水管相连通,集水箱设于滴灌系统主管网的上游，通过出水管与滴灌系统主管网相连通。本发明结构合理、经济实用，适合在坡地茶园区域内雨水收集、旱时补水、自动灌溉且不影响茶园整体美观性，具有自动排污功能，可适用于坡地茶园内，能够防止水土流失，进行节能灌溉。

Description

坡地茶园渗管取水集水滴灌系统

技术领域

本发明涉及坡地茶园取水集水灌溉领域，是一种利用茶园坡地的自然落差进行取水集水，干旱应急自压灌溉系统。

背景技术

中国是世界上最重要的茶叶生产国、贸易国和消费国。根据2018年《茶叶蓝皮书》指出：2017年中国茶叶产量272.92万吨，茶园面积达到305.49万公顷，茶叶出口35.53万吨，各项指标均位居世界前列。中国以占全球产量42.6%，茶叶出口占全球23.1%的超大体量，深刻影响和引领了全球的茶产业发展。因此，进行坡地茶园灌溉，以促进茶树生长，实现茶叶的高产优质，推动茶业发展，对于中国的社会经济发展具有十分重要的意义。

南方降雨量一般比较充沛，但不同地区自然地理因子复杂，雨水分布既有地区的差别，也有季节性的不同，气候的区域差异和垂直变化十分明显，干湿季分明。茶树生长需要的水分，主要靠天然降水供给。在南方地区，春季雨水绵延，到7―9月，夏秋季又常涌现间断性高温干旱，直接影响茶树生长和优质高产的形成。在旱季对于茶树来说，不仅是“有收无收”取决于水，而且“多收少收”也强烈地受制于水。幼龄茶园，因茶树根系较浅，抗旱能力弱，茶苗最容易受旱而死亡造成缺株断行。成龄采摘茶园由于茶树根系发达，入土较深，抗旱能力也较强，不易产生干旱死亡的现象，但在严重干旱时往往使茶树上的老叶脱落，影响光合作用，使茶芽萌发生长缓慢，芽叶细小，提前出现对夹叶，造成茶叶产量与品质下降。因此，进行坡地茶园灌溉，增加土壤含水量，防止早害，对提高茶苗成活率，促进茶树生长，实现高产优质都有十分重要的意义。

在现有的茶园中，具有众多的坡地，针对现有的坡地茶园灌溉目前多将供水管道与灌溉管道连接，采用水泵加压的方式将水源从低处输送至茶树根部，或者采用搭建遮阳网防晒蓬的方式来避免阳光长时间直射茶树，以减少水分蒸发。但上述方式不仅造价高、耗费大量电力而且增加了劳动力成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种：结构合理、经济实用，适合在坡地茶园区域内雨水收集、雨水过滤、雨水储存、自动排水、自动排污、旱时补水、自动灌溉且不影响茶园整体美观性，可应用于坡地茶园内，做到无能耗、取水集水实用方便，能够防止水土流失，进行节能灌溉的坡地茶园渗管取水集水滴灌系统。

本发明公开了一种坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，其特征在于主要包括集水沟、集水管、集水箱、滴灌系统主管网，集水管置于集水沟内，集水管上设有渗水孔，所述集水箱设有进水管、出水管、排水管、补水排气管、自动排水排污装置，所述集水管设于集水箱的上游，集水箱通过所述进水管与集水管相连通，所述排水管设于集水箱的底部，所述排水管的入水口为倒梯形排污口，所述自动排水排污装置的结构包含浮筒、拉绳、倒梯形锥块、挡架，所述倒梯形锥块嵌入倒梯形排污口内，倒梯形排污口与倒梯形锥块的形状相适配，倒梯形锥块上设有拉绳，所述浮筒置于集水箱内，浮筒连接于拉绳上，所述拉绳上端延伸到集水箱外部，所述挡架设于倒梯形排污口的外围，所述倒梯形锥块置于所述挡架内，所述挡架上设有挡孔，拉绳从挡孔中穿过，所述集水箱设于滴灌系统主管网的上游，通过出水管与滴灌系统主管网相连通。

作为优选，所述的进水管上设有进水过滤器，所述出水管上设有出水过滤器。

作为优选，所述的集水沟沟内每隔20―30m设有横向截流墙。

作为优选，所述集水管外壁包有土工布、周围设有砾石层，上部依次设有砂层和土壤覆盖层。

作为优选，所述倒梯形锥块为金属材质，外围覆盖有耐腐蚀的橡胶垫层，所述倒梯形排污口的内壁也设有耐腐蚀的橡胶垫层。

作为优选，所述集水箱底部的倒梯形排污口为圆锥台形或棱锥台形，其形成的锥形倾角为30°―40°。

作为优选，所述进水管、出水管、排水管、补水排气管上均设有控制阀。

作为优选，所述的集水沟设在山坡凹地处，所述滴灌系统主管网的末级管道毛管采用压力补偿式滴灌带。所述每根灌溉毛管上根据需要可以设置毛管控制阀。

本发明工作原理：

本发明利用茶园坡地的自然形态落差，进行取水集水，利于干旱时应急灌溉，本发明通过在坡地茶园雨水汇集区域设置集水管，将雨水汇集到集水箱，并将集水箱的出水口与低于集水箱高度的茶园滴灌系统连接，这样不仅可利用雨水进行茶园灌溉，达到节水、降耗的目的，而且滴灌系统的出水通过自然落差就能实现，更进一步节约能源。整个滴灌系统主要由集水管、截流墙、过滤器、集水箱、补水排气管、自动排水排污装置、滴灌系统管网组成。在山坡凹地雨水汇集区域垂直等高线挖集水沟，集水沟里铺设专用集水管，每隔20―30m设有一道横向截流墙，当雨水较少或者山坡坡度较大时可以留蓄雨水、减缓径流、截留表土、提高雨水收集率。集水管连接进水过滤器。出水管连接出水过滤器，出水管连接滴灌系统。本发明采用特制集水管，具有过滤、集水效果好，抗老化，易安装，易检修的优点。集水箱内设有自动排水排污装置，当集水箱水满时，利用浮筒的浮力比浮筒和倒梯形锥块重力大的工作原理，通过浮筒带动倒梯形锥块的上下移动实现对排水口的开启关闭，完成高水位排水，低水位封闭排水口的动作，多余的水从集水池下面排出，顺便将集水箱下方沉淀的泥沙等物质排出，形成一个自动排水、自动排污循环过滤系统。集水箱上部连接有补水排气管，另一方面可作为补充水管，保证在干旱无雨季节，可以使用外部供水，进行自动灌溉，补充水管在正常工作时也可作为排气管，在进行雨水收集过程中集水管往集水箱充水时进行排气。集水箱收集的是高程高于水箱以上区域的雨水，灌溉的是高程低于水箱的区域。滴灌主管网埋于地下，确保茶园的美观度，毛管平行等高线布置，采用压力补偿式滴灌带，以均衡上下坡产生的压力差。

自动排水排污装置工作原理：装置低水位正常工作时，刚开始倒梯形锥块的重力大于其受到的水的浮力，倒梯形锥块与排水管的倒梯形排污口相贴合，封闭倒梯形排污口，并随着集水箱水位的不断上升，倒梯形锥块上方的水压力不断增大，倒梯形锥块会紧紧的贴合在倒梯形排污口上,同时倒梯形锥块表面覆盖有耐腐蚀密封作用的橡胶垫层,倒梯形排污口的内壁也设有橡胶垫层，使装置的密封性更好,从而防止水箱漏水。随着水位的升高,浮筒上浮,达到标准水位时，由于浮筒与倒梯形锥块之间的拉绳长度的限制，浮筒排开水的体积增大，受到的浮力增大，当浮筒受到的浮力大于浮筒和倒梯形锥块的重力时，浮筒通过连接绳带动倒梯形锥块上升，从而开启倒梯形排污口，水流沿倒梯形排污口流进排水管从而排出。倒梯形排污口位于集水箱底部，周围设有30°―40°的倾角，水箱进行排水时多余的水从集水池下面排出，顺便将集水箱下方沉淀的泥沙等物质排出，形成一个自动排水、自动排污循环过滤系统。浮筒上方拉绳上端延伸到集水箱外部，也可进行人工排水。

与现有技术相比，本发明的优点：适合在坡地茶园区域内雨水收集、雨水过滤、雨水储存、自动排水、自动排污、旱时补水、自动灌溉且不影响茶园整体美观性，可应用于坡地茶园内，做到无能耗、取水集水实用方便，能够防止水土流失，进行节能灌溉，是一种结构合理、经济实用的坡地茶园渗管取水集水滴灌系统。

附图说明

图1为本发明实施例的整体布局结构示意图。

图2为图1中集水管的结构示意图。

图3为图1中自动排水排污装置的连接关系结构示意图。

图4为图3中挡架的俯视结构示意图。

图5为图1中坡地集水沟横剖面示意图。

图6为图1中坡地集水沟纵剖面示意图。

图中所示：1为集水管，2为横向截流墙，3为集水沟，4为进水管，5为控制阀，6为进水过滤器，7为集水箱，8为拉绳，9为浮筒，10为倒梯形锥块，11为倒梯形排污口，12为排水管，13为补水排气管，14为出水管，15为出水过滤器，16为滴灌系统主管网，17为压力补偿式滴灌带，18为土壤覆盖层，19为砂层，20为土工布，21为渗水孔，22为砾石层，23为毛管控制阀，24为挡孔，25为挡架，26为橡胶垫层。

具体实施方式

实施例1：

参照图1－图6，为本发明实施例的结构示意图，一种坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，主要包括集水沟3、集水管1、集水箱7、滴灌系统主管网16，集水管1置于集水沟3内，集水管1上设有渗水孔21，所述集水箱7设有进水管4、出水管14、排水管12、补水排气管13、自动排水排污装置，所述集水管1设于集水箱7的上游，集水箱7通过所述进水管4与集水管1相连通，所述排水管12设于集水箱7的底部，所述排水管12的入水口为倒梯形排污口11，所述自动排水排污装置的结构包含浮筒9、拉绳8、倒梯形锥块10、挡架25，所述倒梯形锥块10嵌入倒梯形排污口11内，倒梯形排污口11与倒梯形锥块10的形状相适配，倒梯形锥块10上设有拉绳8，所述浮筒9置于集水箱7内，浮筒9连接于拉绳8上，所述拉绳8上端延伸到集水箱7外部，所述挡架25设于倒梯形排污口11的外围，所述倒梯形锥块10置于所述挡架25内，所述挡架25上设有挡孔24，拉绳8从挡孔24中穿过，所述集水箱7设于滴灌系统主管网16的上游，通过出水管14与滴灌系统主管网16相连通。

所述的进水管4上设有进水过滤器6，所述出水管14上设有出水过滤器15。

所述集水箱7底部的倒梯形排污口11为圆锥台形，其形成的锥形倾角为30°。

所述进水管4、出水管14、排水管12、补水排气管13上均设有控制阀5，所述集水管1直径160mm，管壁所设的渗水孔21孔径为3~5mm，孔间距为20~30mm，孔隙率30%。

所述的集水沟3设在山坡凹地处，所述滴灌系统主管网16的末级管道毛管采用压力补偿式滴灌带17。

本实施例中，坡地茶园渗管取水集水滴灌系统的集水管1，铺设在坡地茶园雨水汇集区域的集水沟3里，集水管1为PVC管，位于集水箱7和集水管1上部的雨水流入集水沟3，经过砂石过滤层初步过滤进入集水管1，集水管1的水流经进水管过滤器6进行第二次过滤后，进入集水箱7。进行灌溉时，水通过出水过滤器15进入滴灌系统主管网16，对低于集水箱7高度的茶园进行无动力灌溉。

当长期雨水季节，雨水收集过多，随着水位的升高,浮筒9上浮,达到标准水位时，由于浮筒9与倒梯形锥块10之间的连接绳8长度的限制，浮筒9排开水的体积增大，受到的浮力增大，当浮筒9受到的浮力大于浮筒9和倒梯形锥块10的重力时，浮筒9通过拉绳8带动倒梯形锥块10上升，从而开启倒梯形排污口11，水流沿倒梯形排污口11流进排水管12从而排出。倒梯形排污口11位于集水箱7底部，周围设有30°―40°的锥形倾角，水箱进行排水时多余的水从集水池下面排出，顺便将集水箱7下方沉淀的泥沙等物质排出，形成一个自动排水、排污循环过滤系统。浮筒9上方的拉绳8延伸出集水箱外，也可进行人工排水。

当出现连续干旱，集水箱水出现警戒水位时，打开补水排气管13，进行外部有动力补水。

实施例2:

与实施例1相比，其不同地方在于：所述的集水沟3沟内每隔20―30m设有横向截流墙，当雨水较少或者山坡坡度较大时可以留蓄雨水、减缓径流、截留表土、提高雨水收集率。所述集水箱7底部的倒梯形排污口11为棱锥台形，其形成的锥角为35°。

实施例3:

与实施例2相比，其不同地方在于：所述集水管1外壁包有土工布、周围设有砾石层22，上部依次设有砂层19和土壤覆盖层18，形成集水管过滤层，便于过滤泥砂等物质，对雨水进行初步过滤。所述集水箱7底部的倒梯形排污口11为圆锥台形，其形成的锥角为40°。

实施例4:

与实施例3相比，其不同地方在于：所述倒梯形锥块10为金属材质，外围覆盖有耐腐蚀的橡胶垫层26，所述倒梯形排污口的内壁也设有耐腐蚀的橡胶垫层26。

Claims (10)

1.一种坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，其特征在于主要包括集水沟、集水管、集水箱、滴灌系统主管网，集水管置于集水沟内，集水管上设有渗水孔，所述集水箱设有进水管、出水管、排水管、补水排气管、自动排水排污装置，所述集水管设于集水箱的上游，集水箱通过所述进水管与集水管相连通，所述排水管设于集水箱的底部，所述排水管的入水口为倒梯形排污口，所述自动排水排污装置的结构包含浮筒、拉绳、倒梯形锥块、挡架，所述倒梯形锥块嵌入倒梯形排污口内，倒梯形排污口与倒梯形锥块的形状相适配，倒梯形锥块上设有拉绳，所述浮筒置于集水箱内，浮筒连接于拉绳上，所述拉绳上端延伸到集水箱外部，所述挡架设于倒梯形排污口的外围，所述倒梯形锥块置于所述挡架内，所述挡架上设有挡孔，拉绳从挡孔中穿过，所述集水箱设于滴灌系统主管网的上游，通过出水管与滴灌系统主管网相连通。

2.如权利要求1所述的坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，其特征在于所述的进水管上设有进水过滤器，所述出水管上设有出水过滤器。

3.如权利要求1或2所述的坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，其特征在于所述的集水沟沟内每隔20―30m设有横向截流墙。

4.如权利要求1或2所述的坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，其特征在于所述集水管外壁包有土工布、周围设有砾石层，上部依次设有砂层和土壤覆盖层。

5.如权利要求3所述的坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，其特征在于所述集水管外壁包有土工布、周围设有砾石层，上部依次设有砂层和土壤覆盖层。

6.如权利要求1或2所述的坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，其特征在于所述倒梯形锥块为金属材质，外围覆盖有耐腐蚀的橡胶垫层，所述倒梯形排污口的内壁也设有耐腐蚀的橡胶垫层。

7.如权利要求5所述的坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，其特征在于所述倒梯形锥块为金属材质，外围覆盖有耐腐蚀的橡胶垫层，所述倒梯形排污口的内壁也设有耐腐蚀的橡胶垫层。

8.如权利要求7所述的坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，其特征在于所述集水箱底部的倒梯形排污口为圆锥台形或棱锥台形，其形成的锥形倾角为30°~40°。

9.如权利要求8所述的坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，其特征在于所述进水管、出水管、排水管、补水排气管上均设有控制阀，所述集水管直径160mm，管壁所设的渗水孔孔径为3~5mm，孔间距为20~30mm，孔隙率30%。

10.如权利要求9所述的坡地茶园渗管取水集水滴灌系统，其特征在于所述的集水沟设在山坡凹地处，所述滴灌系统主管网的末级管道毛管采用压力补偿式滴灌带。