CN1732741A - 分流渗水体、分流渗灌器及渗灌方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分流渗水体、分流渗灌器及渗灌方法。分流渗水体具有分流体和渗水体。分流体具有三通结构，渗水体表面设有交错滞流的通道。分流渗灌器具有分流渗水体和紧密套在渗水体上的导水渗灌管，在渗水体表面设有交错滞流的通道，在导水渗灌管的末端具有一道或多道开口。渗灌方法是：分流体的同一轴线上的两端接在来水管中，其导水渗灌管的切口端送入植物根系区域，液体从来水管分流进入渗灌器，通过渗水体表面的交错滞流通道，顺导水渗灌管，渗入植物根区土壤。本发明的优点：结构简单、安装方便，直接埋入植物根系土层，效果好，减少了根系上层土壤的大量的蒸发，不定株距和山地，也不影响本渗灌器的使用。

Description

分流渗水体、分流渗灌器及渗灌方法

技术领域

本发明涉及农林灌溉用渗灌器，尤其涉及一种分流渗水体、分流渗灌器及渗灌方法。

背景技术

农林业节水灌溉技术，可以分为三类：地上节水灌溉(例如喷灌)、地表节水灌溉(例如滴灌、渗灌，或者进而膜下的滴灌、渗灌)，及地下节水灌溉(例如地下渗灌带灌溉、渗灌头灌溉、渗灌绳灌溉、渗灌罐灌溉等)。

地表的渗灌、滴灌装置，常用于地下，地下的渗灌装置也常用于地表。

地下的渗灌装置用于地表，一般不存在有效运行的技术问题，但是存在成本和节水的效率问题。

地表的滴灌渗灌装置用于地下，都存在泥沙堵塞和植物根系向水生长对渗水孔的堵塞问题。

地下渗灌，相对于地上、地表的节水灌溉而言，有着巨大的减少蒸发的优势。特别是对于多年生的深根系的植物，地表节水灌溉的水滴在渗入植物根系土层的过程中，大量蒸发，灌溉的节水效率低。

但是地下渗灌的最大问题，是泥沙和植物根系对渗水孔的堵塞问题。为解决这一问题产生了大量的专利和技术。这些专利和技术，保持不堵塞的状态的时间有长有短，施工过程有难有易，对植物株距和根系深度的要求的适应性有强有弱，对于坡地地下灌溉的适用性有强有弱，装置的成本有高有低。

发明内容

本发明的目的是提供一种分流渗水体、分流渗灌器及渗灌方法。

分流渗水体具有分流体和渗水体，分流体具有三通结构，在同一直线上的两端为两个进出水端，与之垂直的一端为分流端；分流体的三端均设有防脱防漏凸环；渗水体表面设有交错滞流的通道；渗水体的外包络轮廓为圆柱体，或椭圆柱体，或多边形柱体，或圆角多边形柱体，分流端的防脱防漏凸环的横截面的形状与渗水体的横截面一致；分流体内部设有分流道。

分流渗灌器具有分流渗水体，及紧密套在渗水体和防脱防漏凸环上的导水渗灌管。

所述的分流渗水体的分流体具有两个进出水端和分流端，三端均设有防脱防漏凸环；防脱防漏凸环设置一道或多道，防脱防漏凸环的正视图是梯形或矩形或其组合；分流体内部设有分流道。

渗水体的表面设有交错滞流的通道；渗水体的外包络轮廓为圆柱体，或椭圆柱体，或多边形柱体，或圆角多边形柱体；分流端的防脱防漏凸环的外包络轮廓与渗水体一致；渗水体的交错滞流的通道从流道两侧基岸设有交错伸向流道中线的滞流凸块，流道中线上的点到流道两侧基岸的距离相等，所述滞流凸块的形状为锯齿状、三角形状、宝剑头部型状、矩形状、梯形状或圆弧状中一种或几种组合或合成。

交错滞流的通道沿渗水柱体的轴线方向往返奇数次或偶数次，往返偶数次的交错滞流的通道，还设有一条直线引水道，该直线引水道设在渗水体的表面或在渗水体的体内；或者，引流道一直伸到渗水体尾部，从尾部引向渗水体的表面，并从尾部的表面开始布置交错滞流通道，往返偶数次的交错滞流通道回到尾部；从尾部开始布置交错滞流的通道并往返奇数次的，在渗水体的表面设置一条直线引水道，引到尾部；或者，所述的交错滞流的通道环绕在渗水柱型体的表面上，流道中线或其切线与柱型渗水体的轴线斜交，即其异面角大于或小于90度，或与柱型渗水体的轴线正交，即其异面角等于90度，后者的流道中线在环绕渗水体接近一周时，向出水端移位。导水渗灌管的出水端具有一道或多道切口。

渗灌方法：分流渗灌器的分流体的两个进出水端分别插入来水管和去水管中，分流渗灌器的导水渗灌管具有切口的一端送入植物根系区域，通过采用渗水体的不同长度，来适应土地坡度的变化，当水或者液体肥料从来水管引入分流渗灌器后，通过渗水体表面交错滞流的通水流道，流入分流渗灌器的导水渗灌管的具有切口的一端，渗入植物根系区的土壤。

本发明的优点是：结构简单、安装方便，小口径的来水管也能应用，灌溉液体直接送入植物根系土层，灌溉效果好，从植物根系上层土壤的蒸发损失是水分极少，有效地解决了野外地表灌溉(包括喷灌、滴灌、渗灌)的大量水分蒸发问题，同时从根本上解决了地下渗灌装置的外部泥沙的堵塞问题，以及植物根系生长向水性所造成的渗灌器的堵塞问题。同时，能够灵活地适用于不定株距的地下渗灌要求；通过渗水体柱面上交错滞流的通道不同长度的设置，适用于坡地(例如山地)的地下渗灌的要求；当然，分流渗灌器也可以用于地表滴灌，只要相应的导水渗灌管的长度稍长于渗水体就行。它可以广泛应用于农业、林业等节水灌溉领域。

附图说明

图1是分流渗灌器结构示意图；

图2是组成分流渗灌器的分流渗水体结构示意图；

图3是本发明交错滞流的通道的中线与渗水体中轴线斜交的结构示意图；

图4是本发明交错滞流的通道的中线与渗水体中轴线正交的结构示意图；

图5是本发明渗水体柱面上从流道两侧基岸交错伸向流道中线的滞流凸块形状示意图；

图6是本发明分流渗水体的一个剖面的示意图；

图7是分流渗灌器插在来水管和去水管上的示意图。

图8是本发明的一种实施方法的示意图；

图9是分流双渗水体的结构示意图；

图10是分流三渗水体示意图。

具体实施方式

如图1所示，分流渗灌器具有导水渗灌管1和分流渗水体2；在导水渗灌管尾部具有一道或多道切口12；在渗水体6的表面设有交错滞流的通道7。

如图2所示，分流渗水体的两个进出水端3和分流端均设有防脱防漏凸环4；渗水体6的外包络轮廓为圆柱体，或椭圆柱体，或多边形柱体，或圆角多边形柱体。渗水端的防脱防漏凸环4的外包络轮廓与渗水体相同；交错滞流的通道7从流道两侧基岸8设有交错伸向流道中线10的滞流凸块9，流道中线10上的点到流道两侧基岸8的距离相等。

如图2、图3所示，分流渗水体2由三段连成一体的结构组成：A段和B段组成分流体，C段组成渗水体。A段具有两个进出水端3，两端均具有防脱防漏凸环4。B段是分流体的分流端，具有防脱防漏凸环4。单个防脱防漏凸环4的正视图形是梯形或矩形，不同防脱防漏凸环的正视图可以不同。防脱防漏凸环是一道或者多道。C段为渗水体。A段的横截面的轮廓是圆形，B段凸环横截面和C段的横截面一致，其横截面的外轮廓是圆形，或椭圆形，或边形，或圆角多边形；其中，圆形最有优势。在A段和B段的内部设有分流道5。分流道5在B段防脱防漏凸环4的下方转向，引向渗水体表面，与C段的交错滞流通道7连通。

渗水体6上的交错滞流的通道7布置在渗水体6的柱面上，有两类方式：

图1、图2所示的是平行方式，即交错滞流的通道7是顺在渗水体6的柱面上的，通道7的中线与柱型渗水体6的轴线平行。

图3、图4所示的是环绕方式，即交错滞流的通道7是环绕在渗水体6的柱面上的。

交错滞流通道9环绕在渗水体8柱面上又有两种方式：

图3所示的斜交方式，即交错滞流的通道的中线10与柱型渗水体6的轴线11斜交，其异面角大于或小于90度，也就是说，交错滞流的通道7是一圈一圈地环绕在柱型渗水体6的表面上，一直环绕道出水端。螺旋状的交错滞流的通道7的中线10是左旋或者右旋的。

图4所示的是正交方式，即交错滞流的通道中线10或其切线与柱型渗水体6的轴线11是正交的，即其异面角等于90度。这种布置的流道中线在绕渗水体6接近一周时，要向出水端移位，使交错滞流的通道7能够绕到渗水体的出水端。

图1、图2所示的平行布置方式的特点是，从渗水体6的接近分流体的一端开始，在渗水体柱面上沿渗水柱体的轴线方向布置，布置到另一端后，折返前，要在渗水体的柱面上沿一个固定的方向转一个圆周角度，例如90度，然后再在渗水体柱面上沿渗水柱体的轴线方向返回起始端，接着，再转一个圆周角，例如90度，再沿渗水柱体的轴线方向，布置到出水端。如果交错滞流的通道7在渗水柱体表面上往返偶数次，就还要布置一条直线引水道，将流道中的液体引向出水端，直线引水道设在渗水体6的表面或在渗水体6体内。设在渗水体体内的直线引水道，当然必须与返回道起始端的交错滞流的通水流道7连通，这样才能达到将流道中的液体引向出水端的目的；或者，引流道5一直伸到渗水体尾部，从尾部引向渗水体6的表面，并从尾部的表面开始布置交错滞流通道7，往返偶数次的交错滞流通道7回到尾部；从尾部开始布置交错滞流的通道7并往返奇数次的，需在渗水体6的表面设置一条直线引水道，引到尾部。

如图5所示，滞流凸块9的形状为锯齿状、三角形状、宝剑头部型状、矩形状、梯形状或圆弧形状中的一种或几种组合或合成。组合是指一部分滞流凸块9采用其中的一种形状，另外一部分采用另外一些形状。合成是指一个滞流凸块9本身由一个形状的一部分与另一个形状的一部分组成，例如，滞流凸块9的头部是圆弧而连接头部下面的是矩形。

在图2、图3中，从通道基岸8伸向流道中线10的滞流凸块9的形状虽然不同，但是都会使流道中的液体在流动中产生向两侧基岸的摆动，从而起到滞流、消能、减压的作用。

图6所示的是分流渗水体2的一个剖面的示意图；

图7是把分流渗管器的两个进出水端3分别插入来水管13和去水管14的示意图。

图8是分流渗灌器实施方法的一个示例。分流渗灌器的两个进出水端3分别插入来水管13和去水管14中。来水管和去水管可以铺于地表，可以平埋于地下，在温室环境中还可以把来水支管悬空挂起来。分流渗灌器的切有开口12的一端送入植物根系区域。当灌溉水或者液体肥料，从来水管引入分流渗灌器后，经过分流渗管体内的分流道，进入渗水体6表面交错滞流的通水流道7，进行减压消能，再流入导水渗灌管1的切有开口12的一端，渗入植物根系区的土壤，达到实施精准灌溉的目的。同时，由于渗水体6远离导水渗灌管的具有切口12的一端，不会直接与土壤接触，因此不存在被外部泥沙堵塞的问题，同时，也不会被植物根系的生长堵塞，因为植物根系的生长虽然有向水性，同时也有向心(地心)性，不会长距离地逆地心向上生长，因此，植物根系不会逆地心生长到渗水体的位置，把渗水体渗水口堵塞。这是其他许多技术方案难以解决的问题。

在施工时，处于植物根系区域的导水渗灌管1的末端可能会有泥沙(泥土)进入，但是不会进入到远离导水渗灌管末端的渗水体6上，因而不会形成泥沙堵塞渗水体出水口的局面。但是，在施工中进入导水渗灌管的末端的泥沙却可能减缓导水渗灌管内的液体渗到植物根部的速度，因此，本发明中还有一项重要的设计是：在渗灌器的导水渗灌管末端具有一道或若干条口子，以确保导水渗灌管中的液体及时渗到植物的根部。

图9是分流双渗水体的结构示意图；其分流结构与前面相同，只是设置了两个渗水体，因此需要分别在两个渗水体上套上导水渗灌管，才能形成渗管器。

图10是分流三渗水体示意图，同样，需要在三个渗水体上套上导水渗灌管才能形成分流渗灌器。

分流渗水体2所用材料为塑料类材料或可以注塑成型的材料或可以浇灌成型的材料或可以冲压成型的材料，其中塑料类材料最有优势。导水渗灌管的材料为塑料类材料或橡胶类材料或可以制造成具有弹性的管道的材料，其中塑料类材料最有优势。

在山地或有坡度的土地上使用本发明时，采用改变渗水体6的长度，来改变渗水体6的消能减压的作用大小，以适应土地不同坡度的变化，达到在山地上使用时，导水渗灌管末端流出的水量基本相等的目的。

分流渗灌器也适用于小口径的来水、去水管。

本发明的分流渗灌器也可以用于地表滴灌、渗灌。把套在渗水体6上的导水渗灌管1缩短到稍长于渗水体6，置于地表，就可以进行地表滴灌、渗灌了。它同样有不易堵塞的优势。

Claims (10)

1.一种分流渗水体，其特征在于，分流渗水体(2)具有分流体和渗水体(6)，分流体具有三通结构，在同一直线上的两端为两个进出水端(3)，与之垂直的一端为分流端；分流体的三端均设有防脱防漏凸环(4)；渗水体(6)表面设有交错滞流的通道(7)；渗水体(6)的外包络轮廓为圆柱体，或椭圆柱体，或多边形柱体，或圆角多边形柱体，分流端的防脱防漏凸环(4)的横截面的形状与渗水体(6)的横截面一致；分流体内部设有分流道(5)。

2.根据权利要求1所述的一种分流渗水体，其特征在于，所述的防脱防漏凸环(4)设置一道或多道，防脱防漏凸环(4)的正视图是梯形或矩形或其组合。

3.根据权利要求1所述的一种分流渗水体，其特征在于，所述的渗水体(6)的交错滞流的通道(7)从流道两侧基岸(8)设有交错伸向流道中线(10)的滞流凸块(9)，流道中线上的点到流道两侧基岸(8)的距离相等，所述滞流凸块(9)的形状为锯齿状、三角形状、宝剑头部型状、矩形状、梯形状或圆弧状中一种或几种组合或合成。

4.根据权利要求1所述的一种分流渗水体，其特征在于，所述渗水体(6)的交错滞流的通道(7)沿渗水柱体的轴线方向往返奇数次或偶数次，往返偶数次的交错滞流的通道(7)，还设有一条直线引水道，该引水道设在渗水体(6)的表面或在渗水体(6)的体内；或者，引流道(5)一直伸到渗水体尾部，从尾部引向渗水体(6)的表面，并从尾部的表面开始布置交错滞流通道(7)，往返偶数次的交错滞流通道(7)回到尾部；从尾部开始布置交错滞流的通道(7)并往返奇数次的，在渗水体(6)的表面设置一条直线引水道，引到尾部；或者，所述的交错滞流的通道(7)环绕在渗水柱型体(6)的表面上，流道中线(10)或其切线与柱型渗水体(6)的轴线(11)斜交，即其异面角大于或小于90度，或与柱型渗水体(6)的轴线(11)正交，即其异面角等于90度，后者的流道中线(10)在环绕渗水体(6)接近一周时，向出水端移位。

5.一种使用如权利要求1所述分流渗水体的分流渗灌器，其特征在于，它具有分流渗水体(2)，及紧密套在渗水体(6)和防脱防漏凸环(4)上的导水渗灌管(1)。

6.根据权利要求5所述的一种分流渗灌器，其特征在于，所述的分流渗水体(2)的分流体具有两个进出水端(3)和分流端，三端均设有防脱防漏凸环(4)；防脱防漏凸环(4)设置一道或多道，防脱防漏凸环(4)的正视图是梯形或矩形或其组合；分流体内部设有分流道(5)。

7.根据权利要求5所述的一种分流渗水体，其特征在于，所述的渗水体(6)的表面设有交错滞流的通道(7)；渗水体(6)的外包络轮廓为圆柱体，或椭圆柱体，或多边形柱体，或圆角多边形柱体；分流端的防脱防漏凸环(4)的外包络轮廓与渗水体(6)一致；渗水体(6)的交错滞流的通道(7)从流道两侧基岸(8)设有交错伸向流道中线(10)的滞流凸块(9)，流道中线上的点到流道两侧基岸(8)的距离相等，所述滞流凸块(9)的形状为锯齿状、三角形状、宝剑头部型状、矩形状、梯形状或圆弧状中一种或几种组合或合成。

8.根据权利要求5所述的一种分流渗灌器，其特征在于，所述交错滞流的通道(7)沿渗水柱体的轴线方向往返奇数次或偶数次，往返偶数次的交错滞流的通道(7)，还设有一条直线引水道，该直线引水道设在渗水体(6)的表面或在渗水体(6)的体内；或者，引流道(5)一直伸到渗水体尾部，从尾部引向渗水体(6)的表面，并从尾部的表面开始布置交错滞流通道(7)，往返偶数次的交错滞流通道(7)回到尾部；从尾部开始布置交错滞流的通道(7)并往返奇数次的，在渗水体(6)的表面设置一条直线引水道，引到尾部；或者，所述的交错滞流的通道(7)环绕在渗水柱型体(6)的表面上，流道中线(10)或其切线与柱型渗水体(6)的轴线(11)斜交，即其异面角大于或小于90度，或与柱型渗水体(6)的轴线(11)正交，即其异面角等于90度，后者的流道中线(10)在环绕渗水体(6)接近一周时，向出水端移位。

9.根据权利要求5所述的一种分流渗灌器，其特征在于，所述导水渗灌管(1)的出水端具有一道或多道切口(12)。

10.一种使用如权利要求5所述分流渗灌器的渗灌方法，其特征在于，分流渗灌器的分流体的两个进出水端(3)分别插入来水管和去水管中，分流渗灌器的导水渗灌管(1)具有切口的一端送入植物根系区域，通过采用渗水体(6)的不同长度，来适应土地坡度的变化，当水或者液体肥料从来水管引入分流渗灌器后，通过渗水体表面交错滞流的通水流道，流入分流渗灌器的导水渗灌管(1)的具有切口的一端，渗入植物根系区的土壤。

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