CN1689397A - 集雨减蒸储水渗灌法及装置 - Google Patents

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集雨储水减蒸渗灌法及装置是一种帮助干旱、半干旱沙地和粘土质山坡地以及城镇和公路绿化带苗木和种子收集储存雨水，减少蒸发，渗漏灌溉，补充水肥的方法和装置。该装置是通过集雨器收集雨水，水顺坡而下经过桶(格)壁的下水通道(或连接管)流入储水器内部储存起来，然后通过储水器底部的渗水小孔缓慢渗漏到苗木根部(喜水苗木及农作物则直接栽种在储水器内中)。

Description

集雨减蒸储水渗灌法及装置
技术领域  本发明属于农林园艺种植技术领域，是一种帮助干旱、半干旱沙地和粘土质山坡地以及城镇和公路绿化带苗木和种子收集储存雨水，减少蒸发，渗漏灌溉，补充水肥的方法和装置。
背景资料  目前为止，我们对雨水以及其他水源的收集储存主要是靠江河湖海的自然汇聚和人工堤坝塘堰池窖等来收集储存；灌溉方法一般以沟渠引灌为主，喷灌和滴灌仅见于高投入产出的农林及城市绿化。现有的集储灌溉方法不仅投入较高，对水资源的浪费较大，而且对于远离江河湖塘主要靠降雨抗旱的地区来说，苗木成活困难。尤其在干旱、半干旱的沙漠和粘土山坡地，即使在雨量充足的时段也会因为表土下渗过快和过慢无法让雨水留存而快速干枯，土壤的抗旱能力脆弱，如果没有定期外来水源补给，苗木成活率会很低。还有一些地区因为大量抽用地下水或者上游河段截流，使得地下水位下降而造成树木枯死，虽然有些在树木枯死前已经知道原因，但因所在地蒸发量远大于降雨量而又无水源救济，人们只能扼腕叹息！近代针对性发明主要有：固体水，水分吸附体，以及栽种时在坑内埋水罐和薄膜防渗透滴灌保湿技术；但是，这些发明都不能对水分(尤其是天然雨水)进行充分的收集存储利用。固体水的降解期最多不超过三个月，其后继水源没有解决，而且它重量大运输成本较高；水分吸附体的研究尚未很好解决快吸缓释而又不与植物争水以及成本等问题；坑内埋水罐也是一次性的，其后继水源也没有解决；薄膜防渗透保湿滴灌技术是在管道滴灌地区的树苗根下安放一层薄膜防止水下渗，以保持树苗根部沙土的湿度和养份。实施这一技术需要有高投入资金和固定水源两个条件，因此难以推广。城镇和公路的绿化灌溉人们已习惯使用自来水，天然雨水从来都是任其流失的。
发明内容
针对远离江河湖塘主要靠降雨抗旱的地区，尤其是半干旱、干旱地区降雨量小且零星，地表水分蒸发强烈，沙质土壤降雨下渗过快和粘土山坡地下渗过慢无法让水滞留存储，土壤的抗旱能力脆弱，苗木成活率低，一些地区因地下水位下降眼看树木枯死，而现有技术救治无方，以及城镇和公路的绿化如何利用天然雨水等问题，本发明提供的集雨储水减蒸渗灌法及装置可以直接帮助苗木和种子收集储存雨水，充分利用每一次降雨及灌溉水，它将大大提高土壤(尤其是半干旱.干旱荒漠地区)的抗旱能力。
本发明所采用的技术方案是：1.在半干旱、干旱沙土地区，通过集雨器收集雨水(尤其是对零星小雨的收集)，水顺集雨器斜坡向下经过桶(格)壁的下水通道(或连接管)流入储水器内部储存起来，(下水通道的深度至少要大于二分之一储水器深度，以避免所集水分在表土层蒸发浪费)，然后通过储水器底部的渗水小孔缓慢输送到苗木根部(栽种在储水器内的喜水苗木则为直接利用)。水通道内壁连着可以系盖的减蒸膜，它相当在苗木身边修建了一座带盖的小水库，一般干旱是无需忧虑的。其材料可采用各种轻质抗老化结实耐用的塑料或尼龙薄膜(或者薄板)，其大小规格应根据地区气候土壤条件及苗木种类定制。但如果是根系发育的多年生苗木，其所用中心式装置储水器的底部材料必须是树根容易穿透的薄膜，以方便成活后的苗木根系发育。2.在半干旱、干旱粘土山坡地区，可以垂直坡面开出若干条梯坎，然后在梯坎上开沟(坑)种树，但是要将沟(坑)中挖出的土垒在下方，将沟(坑)中回填沙，利用粘土的不透水性与沙土的透水性，山坡便成了天然集雨器，而沙沟(坑)则成了很好的储水器，垒在下方的土还可以挡住更多的水，这样即绿化了荒山坡地又避免了水土流失。3.城镇及公路的绿化可以利用各种场地和道路收集雨水，事实上各种场地和道路都是有坡度的，只是水顺坡而下直接流入了下水道(沟)。如果我们把各种场地和道路当作集雨器，在其坡下布置绿化带，若是粘土地区就将绿化带内的土换成沙土，这样由于粘土的不透水性与沙土的透水性就形成了特殊储水器，流来的水首先在绿化带内迅速汇集存储，当沙土完全饱和后多余的水又会继续向下流入下水道(沟)。若是沙土地区就将绿化带内埋设若干储水器。这样一种顺势而为的绿化设计不但可以起到节约用水的作用，还可以节省人力和资金。
集雨储水减蒸渗灌装置共有六种：1.中心桶式集雨储水减蒸装置(图1)；装置分三部分：集雨器形状呈平缓喇叭状，储水器形状如桶，但其内缘上半部有一圈下水通道，减蒸器为四片扇形薄膜，它与下水通道内壁连接；集雨器与减蒸器之间向下为下水通道。2.斜桶式集雨减蒸储水渗灌装置(图2)；储水器底部是个斜面，斜面端点有一渗水小孔；减蒸器和下水通道与中心桶式相同，集雨器为半喇叭形；3.分离式斜桶集雨储水减蒸渗灌装置(图3)；集雨器为荷叶漏斗形状；它可以不需要减蒸器，下水通道是一根塑料管(管壁厚度应能够承受10至15公分覆土重量)，塑料管与集雨器连接并通过一个卡片固定，塑料管另一端埋插在储水器中；储水器及渗水小孔与斜桶式相同。4.中心单(多)列方格式集雨储水减蒸装置(图4)；其集雨器为覆盖在斜坡上的一大片长方形薄膜，储水器则为一(多)列相连接的方格，方格靠集雨薄膜一侧为下水通道，减蒸器也是四片长扇形薄膜(薄板)。5.倾斜单(双)列方格式集雨储水减蒸渗灌装置(图5)；它与中心单(多)列方格式构造基本相同，只是因为它的苗木是在储水器旁边，所以减蒸器为一边连着下水通道内壁的长方形薄膜，其大小可以完全覆盖储水器顶部而不需考虑苗木呼吸。储水器底部向苗木一侧倾斜且靠苗木一侧有一渗水小孔。6.平底垄沟式集雨储水减蒸装置(图6)；它与倾斜单(双)列方格式基本相同，所不同的是其储水器浅且平底无格没有渗水孔，减蒸薄膜与储水器顶边相连(与集雨薄膜对应)。
使用方法：一.对于间距较大相对独立的苗木，采用斜桶式集雨减蒸储水渗灌装置(如图2)。即在其上风(缺水季节的风向)侧旁挖一斜坑(坑的下端向树木根部倾斜)，坑深以接近树木根部为宜。坑内设置一与坑大小相近的储水渗灌装置(薄膜桶)，使桶底渗漏小孔处于根部上方，(也可以在苗木栽种同时将坑向上风一侧扩大后同时进行)；对于不惧水涝的苗木则无需扩坑，可以采用中心桶式集雨储水装置(如图1)，即在栽种苗木时将坑加深约10公分，将薄膜桶沿坑底和坑壁舒展开，先将深挖的土回填后10公分后再栽种苗木；填满(下水通道先填)后将桶盖的四瓣对接好并且将其中心用土压实以防风；最后，按照集雨薄膜(板)大小在其四周围一小坡堤，将集雨薄膜(板)展开并将薄膜(板)边缘用土压实以防风吹起。如果树冠较大可采用分离式装置(如图3)，在能避开树冠影响的地表设置一集雨装置，集雨装置所收集的雨水通过底部的塑料管送给储水装置，(安装时将集雨器连接口套上塑管，然后用连接头卡片卡住拎紧)，储水装置再通过底部的小孔(中心桶式除外)缓慢渗漏给苗木的根部。对于高价值保护树木可以修建一片倾斜的地坪集雨，然后在树周围埋设多个储水器；如果是粘土则应将树周围的土换成沙。二.对于成行的大面积新栽种喜水苗木则可以采用中心单(多)列方格式储水装置(如图4)。即挖一条(或者多条平行)沟，将沟外侧堆积成一条向苗木倾斜的缓坡(多列则将沟与沟之间沙土堆成隆丘)，然后铺垫安装单(多)列方格式集雨储水装置；方格内先将土回填后10公分后再栽种苗木，然后填满沙(下水通道先填)，系上减蒸薄膜并用沙压实；当雨滴降落到斜坡(或隆丘)上的集雨膜(板)上后，雨水在重力作用下顺坡流入沟内的下水通道达到储水格下部。最后压实四周。三对于成行的大面积已有树木和新栽插不喜水苗木则可以采用倾斜单(双)列方格式装置(如图5)。在每行苗木的一侧挖一条沟，沟的外侧壁和沟底向树木倾斜，沟深以接近树木根部为宜。并将沟外侧平地堆积成一条向树木倾斜的缓坡(双列则将沟与沟之间沙土堆成隆丘)，然后铺垫安装单(双)列方格式集雨储水渗灌装置；方格内填满沙(下水通道先填)，盖上减蒸薄膜并用沙压实；当雨滴降落到斜坡上的集雨膜(板)上后，雨水在重力作用下顺坡流入沟内的下水通道达到储水格下部；储水格再通过底部的小孔缓慢渗漏给苗木(或树木)的根部。最后压实四周。四对于一年生浅根苗木(如一般农作物)，可以选择平底垄沟式集雨储水减蒸装置(如图6)，垄沟的宽深比例应根据苗木类型及气候条件决定，长度以五至八米为宜，沟底要平整。当垄沟挖好后铺设平底垄沟式集雨储水减蒸装置，将沟内储水器填满沙土并整平(下水通道先填)，减蒸薄膜可以两用，当种子或者苗木不需要遮盖时应顺边打开也如集雨膜一般铺设并用沙压实边缘以增加集雨面积。
有益效果：能够较好地帮助缺乏灌溉条件的干旱，半干旱地区苗木收集储存雨水，减少蒸发，补充水肥。其适用广泛(各类苗木和种子)，用材普通，结构简单，成本低廉，使用方便。若在沙土地区大面积使用可以遏制扬沙，起到荒漠综合治理的效果；若在粘土质山坡地实施可以绿化荒山坡地避免水土流失。对于城镇及公路绿化可以起到节约用水减少人力和开支的作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的中心桶式集雨储水减蒸装置。
图2是本发明的斜桶式集雨减蒸储水渗灌装置。
图3是本发明的分离式斜桶集雨储水减蒸渗灌装置。
图4是本发明的中心多列方格式集雨储水减蒸装置。
图5是本发明的倾斜双列方格式集雨储水减蒸渗灌装置。
图6是本发明的平底垄沟式集雨储水减蒸装置。
在图1和图4中.所有部件都是一体式相互连接的，而其底部应为方便植物根穿透的超薄体；减蒸膜应呈锥状凸起，使它与集雨器之间的下水通道呈显著凹槽，以便于集水向下流人储水器下部。
在图2和图5中.所有部件也是一体式相互连接的，减蒸膜也应凸起，使它与集雨器之间的下水通道呈显著凹槽，以便于集水向下流人储水器下部，并且减蒸膜应尽量完全覆盖储水器顶部沙以减少蒸发。渗水孔周围应选用不含粘土的沙以避免堵塞。
在图3中.安装时应该尽量避开强风方向的正背面，以侧面为宜，这样会使树木和集雨器都获得更多雨水。套上塑管的集雨器连接口应用连接头卡片卡住拎紧不能漏水，塑管埋设弯曲处应自然以避免堵塞。如果是粘土地区则应将储水器内换成沙。
在图6中.安装应该与节气及种苗播种时间配合好，播种后应及时盖上减蒸膜并压实四周，以减少蒸发和增加地温，如果减蒸膜无法覆盖苗木，应该将其展开铺设改作集雨用以增加集雨面积。
上述所有图件的部件如果是一体式相互连接的最好采用一次成形技术制造。栽种时应注意千万不要弄破储水器，不然储水器不能储水就等于前功尽弃。

Claims (4)

1.一种帮助干旱、半干旱沙地和粘土质山坡地以及城镇和公路绿化带苗木和种子收集储存雨水，减少蒸发，渗漏灌溉，补充水肥的方法和装置。该装置是通过集雨器收集雨水，水顺坡而下经过桶(格)壁的下水通道(或连接管)流入储水器内部储存起来，然后通过储水器底部的渗水小孔缓慢渗漏到苗木根部(喜水苗木及农作物种苗则直接栽种在储水器内)。
2.根据权利要求1所述的集雨储水减蒸渗灌法及装置，其装置的特征有六种：a.中心桶式集雨储水减蒸装置；装置分三部分：集雨器形状呈平缓喇叭状，储水器形状如桶，但其内缘上半部有一圈下水通道，减蒸器为四片扇形薄膜，它与下水通道内壁连接；集雨器与减蒸器之间向下为下水通道。b.斜桶式集雨减蒸储水渗灌装置；储水器底部是个斜面，斜面端点有一渗水小孔；减蒸器和下水通道与中心桶式相同，集雨器为半喇叭形；c.分离式斜桶集雨储水减蒸渗灌装置；集雨器为荷叶漏斗形状；它可以不需要减蒸器，下水通道是一根塑料管(管壁厚度应能够承受10至15公分覆土重量)，塑料管与集雨器连接并通过一个卡片固定，塑料管另一端埋插在储水器中；储水器及渗水小孔与斜桶式相同。d.中心单(多)列方格式集雨储水减蒸装置；其集雨器为覆盖在斜坡上的一大片长方形薄膜，储水器则为一(多)列相连接的方格，方格靠集雨薄膜一侧为下水通道，减蒸器也是四片长扇形薄膜(薄板)。e.倾斜单(双)列方格式集雨储水减蒸渗灌装置；它与中心单(多)列方格式构造基本相同，只是因为它的苗木是在储水器旁边，所以减蒸器为一边连着下水通道内壁的长方形薄膜，其大小可以完全覆盖储水器顶部而不需考虑苗木呼吸。储水器底部向苗木一侧倾斜且靠苗木一侧有一渗水小孔。f.平底垄沟式集雨储水减蒸装置；它与倾斜单(双)列方格式基本相同，所不同的是其储水器浅且平底无格没有渗水孔，减蒸薄膜与储水器顶边相连(与集雨薄膜对应)。
3.根据权利要求1所述的集雨储水减蒸渗灌法及装置，对于在半干旱、干旱粘土山坡地区，其实施方法是：可以垂直坡面开出若干条梯坎，然后在梯坎上开沟(坑)种树，但是要将沟(坑)中挖出的土垒在下方，将沟(坑)中回填沙，利用粘土的不透水性与沙土的透水性，山坡便成了天然集雨器，而沙沟(坑)则成了很好的储水器，垒在下方的土还可以挡住更多的水，这样即绿化了荒山坡地又避免了水土流失。
4.根据权利要求1所述的集雨储水减蒸渗灌法及装置，对于城镇及公路的绿化其实施方法是：利用各种场地和道路收集雨水，在其坡下布置绿化带，若是粘土地区就将绿化带内的土换成沙土，这样由于粘土的不透水性与沙土的透水性就形成了特殊储水器，流来的水首先在绿化带内迅速汇集存储，当沙土完全饱和后多余的水又会继续向下流入下水道(沟)。若是沙土地区就将绿化带内埋设若干储水器。
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