CN112997865A - 基于雨水收集和太阳能的温室一体化间接地下滴灌系统 - Google Patents

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Abstract

基于雨水收集和太阳能的温室一体化间接地下滴灌系统，本发明涉及滴灌技术领域，大棚外部下边缘连接有集水槽，集水槽的外侧壁底部贯穿连接有导水管，导水管的另一端与地下蓄水池贯通连接，地下蓄水池嵌设在地下，地下蓄水池内设有水泵，水泵的输出端上贯通连接有输水管，输水管的另一端穿过地下蓄水池的顶部后，与水肥混合池贯通连接。可利用大棚外部集水槽收集降水，通过水肥混合池将水/沼液混合液灌入温室作物根部土壤，利用改进的滴头装置降低因滴头堵塞而无法灌溉的风险，改善灌溉湿润域过小和不均匀的问题。

Description

基于雨水收集和太阳能的温室一体化间接地下滴灌系统
技术领域
本发明涉及滴灌技术领域，具体涉及基于雨水收集和太阳能的温室一体化间接地下滴灌系统。
背景技术
近年来，随着现代农业灌溉技术的不断发展及果蔬时空供需要求的提高，我国温室大棚种植产业迅速发展。由于温室大棚内部光线好，温度高，使得种植作物不仅产量高，而且其品质也得到改善。目前跨季节果蔬供应任务主要由温室大棚作物承担，在农业生产中占据着重要的地位。但同时由于大棚内高温，导致作物耗水量明显增大。
随着全球气候不断恶化和人口数量不断攀升，可用水资源越来越稀缺，加之全国水资源时空分布不均，导致农业生产受到严重限制。传统的灌溉方式往往忽略作物不同生育期对水养的需求，灌溉水利用效率也较为低下。目前温室作物用肥主要以化学肥料为主，长期使用造成了严重的面源污染，使得种植土壤保水保墒能力严重下降。基于能源问题的严峻性和相关技术的成熟，沼气工程迅速发展，沼液作为沼气工样中的后产物，被证实是一种具有“高水低肥”特性的优质有机肥，沼液农用不仅能够对农作物起到增产提质的作用，还可解决沼液随意排放对环境造成污染的问题，但目前由于沼液利用技术欠缺，指导理论模糊，导致广大农村地区的沼液资源无法得到有效利用，较差的沼液后处理耗时耗力，亟待寻求一种高效增益的处理方式。间接地下滴灌是一种新型的节水技术，能够有效的提高灌溉水利用效率，降低作物耗水量，但同时也伴随着滴头容易堵塞，维修不便，滴头湿润域范围小，影响作物根系发展等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理的基于雨水收集和太阳能的温室一体化间接地下滴灌系统，可利用大棚外部集水槽收集降水，通过水肥混合池将水/沼液混合液灌入温室作物根部土壤，利用改进的滴头装置降低因滴头堵塞而无法灌溉的风险，改善灌溉湿润域过小和不均匀的问题。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：它包含大棚、集水槽、导水管、地下蓄水池、水泵、输水管、水肥混合池、沼液罐、第一阀门、第一单向阀、第一搅拌叶栅、第二单向阀、第二搅拌叶栅、加液口、太阳能光伏组件、控制开关、干管、第二阀门、滴头壳体、固定连接杆、连接腔、防锈过滤膜、过水孔板、支撑板、隔板、弹簧、出水孔管和支水管；大棚外部下边缘连接有集水槽，集水槽的外侧壁底部贯穿连接有导水管，导水管的另一端与地下蓄水池贯通连接，地下蓄水池嵌设在地下，地下蓄水池内设有水泵，水泵的输出端上贯通连接有输水管，输水管的另一端穿过地下蓄水池的顶部后，与水肥混合池贯通连接，输水管上连接有第一单向阀，水肥混合池内部设有第一搅拌叶栅，水肥混合池利用导管与沼液罐贯通连接，该导管上连接有第二单向阀，沼液罐内部设有第二搅拌叶栅，沼液罐的底部低于水肥混合池顶部设置，水肥混合池和沼液罐的顶部均设置有太阳能光伏组件，沼液罐的侧壁固定有控制开关，第一搅拌叶栅、第二搅拌叶栅和水泵均与控制开关电控连接，第一搅拌叶栅、第二搅拌叶栅和水泵均与太阳能光伏组件电连接；水肥混合池的侧壁贯通连接有干管，干管上相邻于水肥混合池的一侧上连接有第二阀门，干管上连接有数个支水管，支水管上连接有数个间接地下滴灌滴头，间接地下滴灌滴头活动设置在开设于地面上的灌溉穴孔中；
所述的间接地下滴灌滴头由滴头壳体、固定连接杆、连接腔、防锈过滤膜、过水孔板、支撑板、隔板、弹簧、出水孔管构成；连接腔贯通连接在支水管的底壁上，连接腔内底部活动插设有过水孔板，过水孔板上活动贴设有防锈过滤膜，过水孔板的下部设有滴头壳体，滴头壳体的上端口插设在过水孔板与连接腔的下端口之间的缝隙内，固定连接杆依次穿过连接腔和滴头壳体的侧壁后，插设在过水孔板中，过水孔板的下部中心固定连接有支撑板，支撑板的顶部左右铰接有隔板，隔板与支撑板之间连接有弹簧，隔板的下边缘与滴头壳体的内壁相接触设置，滴头壳体上设有数排出水孔管，其中最下排的出水孔管的入水端口高于隔板的下边缘与滴头壳体内壁24的接触点设置；滴头壳体的底部开设有若干个过水孔。
进一步地，所述的集水槽的顶部盖设有拦污栅。
进一步地，所述的集水槽底部为弧形底部，弧形底部内贴设有过滤膜，弧形底部的下边缘邻近大棚的一侧贯通连接有导水排淤管，导水排淤管的另一端与地下蓄水池贯通连接。
进一步地，所述的水肥混合池和沼液罐的外壁均覆设有太阳能薄膜电池，第一搅拌叶栅、第二搅拌叶栅均与太阳能薄膜电池电连接。
本发明的工作原理：在降雨时，雨水沿着大棚的弧形壁流入集水槽中，集水槽将所收集降水经导水管输送到地下蓄水池中，需要灌溉时启动地下蓄水池内的水泵，将水由输水管输送至水肥混合池，同时开启第二单向阀，将沼液罐中沼液按需导入水肥混合池中，启动第一搅拌叶栅的电控端，使池内水肥充分混合，随后打开第二阀门，将水、沼液一体输入干管，经由支水管输送到各个间接地下滴灌滴头，水流进入连接腔内透过防锈过滤膜后由过水孔板进入滴头壳体内，流经防锈过滤膜的水流可对进入滴头壳体内的水流进行过滤，减小滴头壳体堵塞风险，进入滴头壳体的灌溉水由出水孔管灌入灌溉穴孔内，经过导水介质秸秆34将水肥输送到作物根区；若出水孔管发生堵塞时，隔板连接的弹簧会被压下，水由隔板下边缘与滴头壳体之间的间隙流入隔板的下方，经过水孔进入灌溉穴孔，将固定连接杆拔出，使得滴头壳体、过水孔板以及防锈过滤膜均从连接腔上取下，更换或清洗。
采用上述结构后，本发明的有益效果是：本发明提供了基于雨水收集和太阳能的温室一体化间接地下滴灌系统，可利用大棚外部集水槽收集降水，通过水肥混合池将水/沼液混合液灌入温室作物根部土壤，利用改进的滴头装置降低因滴头堵塞而无法灌溉的风险，改善灌溉湿润域过小和不均匀的问题。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中A部放大图。
图3是图1的左视图。
图4是图1的俯视图。
图5是图4中B部放大图。
附图标记说明：
大棚1、集水槽2、导水管3、地下蓄水池4、水泵5、输水管6、水肥混合池7、沼液罐8、导水排淤管9、第一阀门10、拦污栅11、弧形底部12、过滤膜13、第一单向阀14、第一搅拌叶栅15、第二单向阀16、第二搅拌叶栅17、加液口18、太阳能光伏组件19、太阳能薄膜电池20、控制开关21、第二阀门22、干管23、滴头壳体24、固定连接杆25、连接腔26、防锈过滤膜27、过水孔板28、支撑板29、隔板30、弹簧31、出水孔管32、灌溉穴孔33、秸秆导水介质34、支水管35、过水孔36。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图5所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含大棚1、集水槽2、导水管3、地下蓄水池4、水泵5、输水管6、水肥混合池7、沼液罐8、导水排淤管9、第一阀门10、拦污栅11、弧形底部12、过滤膜13、第一单向阀14、第一搅拌叶栅15、第二单向阀16、第二搅拌叶栅17、加液口18、太阳能光伏组件19、太阳能薄膜电池20、控制开关21、干管23、第二阀门22、滴头壳体24、固定连接杆25、连接腔26、防锈过滤膜27、过水孔板28、支撑板29、隔板30、弹簧31、出水孔管32和支水管35；大棚1外部下边缘连接有集水槽2，根据大棚不同结构类型，集水槽2设置位置可相应的发生改变，本实施例中集水槽2对称分布在大棚1左右中央，集水槽2的顶部盖设有拦污栅11，可阻挡异物进入集水槽2，集水槽2的外侧壁底部贯穿连接有导水管3，导水管3的另一端与地下蓄水池4贯通连接，地下蓄水池4嵌设在地下，集水槽2底部为弧形底部12，起到初步沉淀收集降水，便于清淤，弧形底部12内紧贴一过滤膜13，弧形底部12的下边缘邻近大棚1的一侧贯通连接有导水排淤管9，导水排淤管9可更换管头的另一端与地下蓄水池4贯通连接，导入雨水或直接接向地面排淤，通过控制导水排淤管9进行集水槽2底部淤积物的清除，提高集水槽2的使用效率，改善进入地下蓄水池4的水质，地下蓄水池4内设有水泵5，水泵5的输出端上贯通连接有输水管6，输水管6的另一端穿过地下蓄水池4的顶部后，与水肥混合池7贯通连接，输水管6上连接有第一单向阀14，水肥混合池7内部设有第一搅拌叶栅15(动力输出端为电机)，保证池内不会出现沉积现象，水肥可以混合均匀，水肥混合池7利用导管与沼液罐8贯通连接，该导管上连接有第二单向阀16，沼液罐8内部设有第二搅拌叶栅17(动力输出端为电机)，保证罐内沼液不会发生沉淀现象，顺利流入水肥混合池7，沼液罐8的底部低于水肥混合池7顶部设置，可借助高差使罐内沼液自然流入水肥混合池7，水肥混合池7和沼液罐8的顶部均设置有太阳能光伏组件19，外壁覆盖有太阳能薄膜电池20，太阳能光伏组件19与太阳能薄膜电池20电连接，可保证搅拌第一搅拌叶栅15、第二搅拌叶栅17和水泵5供电充足，水肥混合池7的侧壁贯通连接有干管23，干管23上相邻于水肥混合池7的一侧上连接有第二阀门22，干管23上连接有数个支水管35，支水管35上连接有数个间接地下滴灌滴头，间接地下滴灌滴头活动设置在开设于地面上的灌溉穴孔33中，灌溉穴孔33内秸秆导水介质34将水肥一体灌入根区土壤，可提高保水保墒能力，降低作物耗水量；所述的间接地下滴灌滴头由滴头壳体24、固定连接杆25、连接腔26、防锈过滤膜27、过水孔板28、支撑板29、隔板30、弹簧31、出水孔管32构成；连接腔26贯通连接在支水管35的底壁上，连接腔26内底部活动插设有过水孔板28，过水孔板28上活动贴设有防锈过滤膜27，过水孔板28的下部设有滴头壳体24，滴头壳体24的上端口插设在过水孔板28与连接腔26的下端口之间的缝隙内，固定连接杆25依次穿过连接腔26和滴头壳体24的侧壁后，插设在过水孔板28中，连接腔26预留一定体积，可使水流在系统压力和腔内水重的压迫下顺利流入，可进一步过滤进入滴头壳体24的水流，防锈过滤膜27可取出更换，提高滴头使用寿命，过水孔板28的下部中心固定连接有支撑板29，支撑板29的顶部左右铰接有隔板30，隔板30与支撑板29之间连接有弹簧31，隔板30的下边缘与滴头壳体24的内壁相接触设置，滴头壳体24上设有上下两排出水孔管32，其中下排的出水孔管的入水端口高于隔板30的下边缘与滴头壳体内壁24的接触点设置，双排出水孔可扩大滴头湿润域，提高灌溉均匀度，有利于作物根部生长发育；滴头壳体24的底部开设有若干个过水孔36；当发生出水孔32堵塞时，隔板30连接的弹簧31被压下，水流通过过水孔36流入灌溉穴孔，避免了因滴头堵塞而使作物无法灌溉的问题；
沼液罐8的侧壁固定有控制开关21，第一搅拌叶栅15、第二搅拌叶栅17和水泵5均与控制开关21电控连接，第一搅拌叶栅15、第二搅拌叶栅17和水泵5均与太阳能光伏组件19和太阳能薄膜电池20电连接。
本发明的工作原理：在降雨时，雨水沿着大棚1的弧形壁流入集水槽2中，集水槽2将所收集降水纤导水管3及导水排淤管9输送到地下蓄水池4中，需要灌溉时启动地下蓄水池4内的水泵5，将水由输水管6输送至水肥混合池7，同时开启第二单向阀16，将沼液罐8中沼液按需导入水肥混合池7中，启动第一搅拌叶栅15的电控端，使池内水肥充分混合，随后打开第二阀门22，将水、沼液一体输入干管23，纤由支水管35输送到各个间接地下滴灌滴头，水流进入连接腔26内透过防锈过滤膜27后由过水孔板28进入滴头壳体24内，流纤防锈过滤膜27的水流可对进入滴头壳体24内的水流进行过滤，减小滴头壳体24堵塞风险，进入滴头壳体24的灌溉水由出水孔管32灌入灌溉穴孔33内，经过导水介质秸秆34将水肥输送到作物根区；若出水孔管32发生堵塞时，隔板30连接的弹簧31会被压下，水由隔板30下边缘与滴头壳体24之间的间隙流入隔板30的下方，纤过水孔36进入灌溉穴孔33，将固定连接杆25拔出，使得滴头壳体24、过水孔板28以及防锈过滤膜27均从连接腔26上取下，更换或清洗。
采用上述结构后，本具体实施方式的有益效果如下：
1、本发明通过大棚、集水槽、地下蓄水池、水肥混合池以及沼液罐的设置，使得降水资源被高效利用，达到了节约水资源的目的，为农业灌溉提供了新思路；
2、本发明以沼液作为作物生长所需养分来源，提供了沼液后处理新方式，降低了环境污染风险，同时沼液“高水低肥”的特性可使作物增产提质，节约灌溉水源；
3、本发明的集水槽设置为弧形底部，以达到初步过滤收集降水，沉淀杂质的效果，弧形底部下边缘开设的导水排淤管可将过滤后的雨水导入地下蓄水池，也可更换管头定期将集水槽底部淤积物排向地面。所述集水槽上部覆盖有防锈拦污栅，可起到拦截外界异物进入降水收集系统的作用；
4、本发明搅拌设备和水泵采用太阳能供电，起到节能减排的效果；
5、本发明采用搅拌叶栅(第一搅拌叶栅和第二搅拌叶栅)使水肥混合池和沼液罐内液体混合均匀、防止沉淀，起到节省人力，防止管道堵塞的效果；
6、本发明采用秸秆作为导水介质，可更好的起到导水效率高，降低棵间蒸发，保水保墒的的效果；
7、本发明间接地下滴灌滴头采用固定连接杆与连接腔相通，方便安装拆卸，利于维修，滴头壳体所设出水孔可扩大滴灌湿润域，利于作物生长，为防止滴头堵塞，设置隔板，当出水孔被异物堵塞而无法出水时，隔板被滴头内水重压下，水流通过底部出水孔流出，避免无法灌溉的问题。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于雨水收集和太阳能的温室一体化间接地下滴灌系统，其特征在于：它包含大棚(1)、集水槽(2)、导水管(3)、地下蓄水池(4)、水泵(5)、输水管(6)、水肥混合池(7)、沼液罐(8)、第一阀门(10)、第一单向阀(14)、第一搅拌叶栅(15)、第二单向阀(16)、第二搅拌叶栅(17)、加液口(18)、太阳能光伏组件(19)、控制开关(21)、干管(23)、第二阀门(22)、滴头壳体(24)、固定连接杆(25)、连接腔(26)、防锈过滤膜(27)、过水孔板(28)、支撑板(29)、隔板(30)、弹簧(31)、出水孔管(32)和支水管(35)；大棚(1)外部下边缘连接有集水槽(2)，集水槽(2)的外侧壁底部贯穿连接有导水管(3)，导水管(3)的另一端与地下蓄水池(4)贯通连接，地下蓄水池(4)嵌设在地下，地下蓄水池(4)内设有水泵(5)，水泵(5)的输出端上贯通连接有输水管(6)，输水管(6)的另一端穿过地下蓄水池(4)的顶部后，与水肥混合池(7)贯通连接，输水管(6)上连接有第一单向阀(14)，水肥混合池(7)内部设有第一搅拌叶栅(15)，水肥混合池(7)利用导管与沼液罐(8)贯通连接，该导管上连接有第二单向阀(16)，沼液罐(8)内部设有第二搅拌叶栅(17)，沼液罐(8)的底部低于水肥混合池(7)顶部设置，水肥混合池(7)和沼液罐(8)的顶部均设置有太阳能光伏组件(19)，沼液罐(8)的侧壁固定有控制开关(21)，第一搅拌叶栅(15)、第二搅拌叶栅(17)和水泵(5)均与控制开关(21)电控连接，第一搅拌叶栅(15)、第二搅拌叶栅(17)和水泵(5)均与太阳能光伏组件(19)电连接；水肥混合池(7)的侧壁贯通连接有干管(23)，干管(23)上相邻于水肥混合池(7)的一侧上连接有第二阀门(22)，干管(23)上连接有数个支水管(35)，支水管(35)上连接有数个间接地下滴灌滴头，间接地下滴灌滴头活动设置在开设于地面上的灌溉穴孔(33)中；
所述的间接地下滴灌滴头由滴头壳体(24)、固定连接杆(25)、连接腔(26)、防锈过滤膜(27)、过水孔板(28)、支撑板(29)、隔板(30)、弹簧(31)、出水孔管(32)构成；连接腔(26)贯通连接在支水管(35)的底壁上，连接腔(26)内底部活动插设有过水孔板(28)，过水孔板(28)上活动贴设有防锈过滤膜(27)，过水孔板(28)的下部设有滴头壳体(24)，滴头壳体(24)的上端口插设在过水孔板(28)与连接腔(26)的下端口之间的缝隙内，固定连接杆(25)依次穿过连接腔(26)和滴头壳体(24)的侧壁后，插设在过水孔板(28)中，过水孔板(28)的下部中心固定连接有支撑板(29)，支撑板(29)的顶部左右铰接有隔板(30)，隔板(30)与支撑板(29)之间连接有弹簧(31)，隔板(30)的下边缘与滴头壳体(24)的内壁相接触设置，滴头壳体(24)上设有数排出水孔管(32)，其中最下排的出水孔管的入水端口高于隔板(30)的下边缘与滴头壳体内壁24的接触点设置；滴头壳体(24)的底部开设有若干个过水孔(36)。
2.根据权利要求1所述的基于雨水收集和太阳能的温室一体化间接地下滴灌系统，其特征在于：所述的集水槽(2)的顶部盖设有拦污栅(11)。
3.根据权利要求1所述的基于雨水收集和太阳能的温室一体化间接地下滴灌系统，其特征在于：所述的集水槽(2)底部为弧形底部(12)，弧形底部(12)内贴设有过滤膜(13)，弧形底部(12)的下边缘邻近大棚(1)的一侧贯通连接有导水排淤管(9)，导水排淤管(9)的另一端与地下蓄水池(4)贯通连接。
4.根据权利要求1所述的基于雨水收集和太阳能的温室一体化间接地下滴灌系统，其特征在于：所述的水肥混合池(7)和沼液罐(8)的外壁均覆设有太阳能薄膜电池(20)，第一搅拌叶栅(15)、第二搅拌叶栅(17)均与太阳能薄膜电池(20)电连接。
5.根据权利要求1所述的基于雨水收集和太阳能的温室一体化间接地下滴灌系统，其特征在于：它的工作原理：在降雨时，雨水沿着大棚(1)的弧形壁流入集水槽(2)中，集水槽(2)将所收集降水经导水管(3)输送到地下蓄水池(4)中，需要灌溉时启动地下蓄水池(4)内的水泵(5)，将水由输水管(6)输送至水肥混合池(7)，同时开启第二单向阀(16)，将沼液罐(8)中沼液按需导入水肥混合池(7)中，启动第一搅拌叶栅(15)的电控端，使池内水肥充分混合，随后打开第二阀门(22)，将水、沼液一体输入干管(23)，经由支水管(35)输送到各个间接地下滴灌滴头，水流进入连接腔(26)内透过防锈过滤膜(27)后由过水孔板(28)进入滴头壳体(24)内，流纤防锈过滤膜(27)的水流可对进入滴头壳体(24)内的水流进行过滤，减小滴头壳体(24)堵塞风险，进入滴头壳体(24)的灌溉水由出水孔管(32)灌入灌溉穴孔(33)内，纤过导水介质秸秆34将水肥输送到作物根冈；若出水孔管(32)发生堵塞时，隔板(30)连接的弹簧(31)会被压下，水由隔板(30)下边缘与滴头壳体(24)之间的间隙流入隔板(30)的下方，经过水孔(36)进入灌溉穴孔(33)，将固定连接杆(25)拔出，使得滴头壳体(24)、过水孔板(28)以及防锈过滤膜(27)均从连接腔(26)上取下，更换或清洗。
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