CN207720661U - 双暗管排盐以及智能灌溉系统 - Google Patents

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刘高焕
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Abstract

一种双暗管排盐以及智能灌溉系统,其包括:上层暗管;上层连通管,汇流所述上层暗管中的水分;下层暗管;下层连通管,汇流所述下层暗管中的水分;阀门,进水口管道连接于所述上层连通管的另一端;过滤器,进水口管道连接于所述阀门的出水口,并且所述下层连通管连接于所述过滤器、阀门之间的管道上;负压泵,入口连接于所述上层连通管、阀门之间的管道上;集水池,管道连接于所述过滤器的出水口;水泵,入水口与所述集水池连接;灌溉水管,连接于所述水泵的出水口;出水装置,与所述灌溉水管连接;水盐传感器。本实用新型对盐碱地的水分和盐分进行实时监测,超出设定的阈值即可自动打开喷灌系统,实现对盐碱地改善、治理和灌溉一体化管理。

Description

双暗管排盐以及智能灌溉系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及盐碱地治理以及灌溉技术领域,特别涉及一种双暗管排盐以及智 能灌溉系统。
背景技术
[0002]盐碱地是盐类集积的一个种类,土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长。根 据联合国教科文组织和粮农组织不完全统计,全世界盐碱地的面积为9.5438亿公顷,中国 为9913万公顷。中国碱土和碱化土壤的形成,大部分与土壤中碳酸盐的累积有关,因而碱化 度普遍较高,盐碱严重的土壤植物几乎不能生存。
[0003]各种盐碱土都是在一定的自然条件下形成的,其形成的实质主要是各种易溶性盐 类在地面作水平方向与垂直方向的重新分配导致水盐失衡。引起水盐失衡的主要原因是地 下水位高,蒸发大于降水,排水不畅,长时间的盐碱性导致土壤质量越来越差也加剧了土壤 盐碱性。针对这一现象,改善土壤盐碱化一方面需要控制地下水位,一方面需要加强作物生 长根区的流水畅通性。
[0004]针对盐碱地的修复和改良问题,现在采取的措施有:生物手段,如使用有机肥和种 植耐盐植物;非化学手段防治,利用盐碱地专用土壤调理剂对土壤进行改良;冲盐洗盐,主 要有明沟和暗管两种手段。
[0005]明沟排盐是通过在大田中每隔一定距离挖取一定深度的沟渠来达到排出土体盐 分、改良盐碱地的目的。显见明沟对土地表面造成损失,降低土地利用率。
[0006]暗管排盐遵循“盐随水来、盐随水去”的水盐运移规律,将充分溶解了土壤盐分而 渗入地下的水体通过管道排走,从而达到有效降低土壤含盐量的目的。在实际操作过程中, 尤其是对于盐渍化比较严重的地区,暗管铺设完成后,往往首先采取初步淋洗的方法对盐 碱地实施灌溉,淋洗的方式是采用向下冲洗,由入渗的冲洗水将盐分带到深层,加速洗盐过 程,可以在短时间内使一定深度土壤中的含盐量降低到作物耐盐限度以内,以便作物正常 生长。
[0007]暗管埋设于地下,与明沟相比不对土体表面造成损失,但是还存在以下不足:
[0008] 1,暗管需要人工操作,并且不能够实时了解田地的水分和盐分情况,无法准确控 制水盐。如果盐分含量超出作物耐盐的极限,会影响作物生长。如果不能合理的控制水分, 会形成水多或者水少的情况,不利于作物生长。
[0009] 2,暗管排盐只是在短时间内降低了土壤种植区域的盐碱性,并且从安装到见效所 需的时间较长。
[0010] 3,暗管只是控制了地下水反盐,没有对上层土壤的盐性起到长期、稳定的维持与 改善。并且,单层暗管只能在一定程度上改善土壤的盐碱性,尚未达到长期、稳定的效果。 [0011] 4,依靠水的自然流动进行排盐,见效慢。
[0012] 5,泥沙流入暗管会造成淤堵,需要定期采用专门的管道清洗机器清洗。
发明内容
[0013]本实用新型的目的在于提供一种双暗管排盐以及智能灌溉系统,以解决现有暗管 排盐技术不能同时兼顾排走土壤上层盐分以及控制地下水位防止返盐的问题。
[0014]为了解决上述问题,本实用新型提供如下技术方案: 。
[0015] —种双暗管排盐以及智能灌溉系统,其包括:上层暗管,为多根,一端封闭,每根所 述上层暗管的侧壁上均设有多个通孔;上层连通管,一端与一根所述上层暗管连接或者封 闭,所^上层暗管的另一端连接于所述上层连通管的侧壁,以汇流所述上层暗管中的水分; 下层暗官,位于所述上层暗管下方,为多根,每根所述下层暗管的侧壁上均设有多个通孔; 下层连通管,与所述下层暗管的两端连接,以汇流所述下层暗管中的水分;阀门,进水口管 道连接于所述上层连通管的另一端;过滤器,进水口管道连接于所述阀门的出水口,并且所 述下层连通管连接于所述过滤器、阀门之间的管道上,以滤除水中的盐分;负压栗,入口连 接于所述上层连通管、阀门之间的管道上;集水池,管道连接于所述过滤器的出水口;水栗, 入水口与所述集水池连接,用于抽取所述集水池中水;灌溉水管,连接于所述水泵的出水 口;出水装置,与所述灌溉水管连接,用于灌溉盐碱地;水盐传感器,用于检测盐碱地的水 分、盐分含量。
[0016] 优选地,还包括:控制器,与所述阀门、过滤器、负压泵、水栗、水盐传感器连接,用 于根据设定值控制各被控执行部件的运行。
[0017] 优选地,所述出水装置为树立在盐碱地中的多个喷嘴。
[0018] 优选地,还包括:发电设备,设于盐碱地中,用于获取电能;蓄电设备,与所述发电 设备连接,以储蓄电能,同时与控制器、阀门、过滤器、负压栗、水栗或水盐传感器连接,以供 应电能。 ~
[0019] 优选地,所述发电设备为风力发电机。
[0020] 优选地,所述上层暗管、下层暗管均为PVC打孔波纹管。
[0021]对此提出该项双层暗管改良盐碱地技术,同时实现土地排盐和控制地下水。
[0022]分析可知,本实用新型基于双层暗管模式和智能化实时监测盐碱地水盐含量,无 需人工控制,对盐碱地的水分和盐分进行实时监测,超出设定的阈值即可自动打开喷灌系 统,实现对盐碱地改善、治理和灌溉一体化管理。此外本实用新型还可用于灌溉和施肥(将 肥料溶入集水池中),缓解洪涝灾害,促进生态平衡。
附图说明
[0023]图1为本实用新型实施例的原理结构示意图;
[0024]图2为本实用新型实施例的上层暗管、下层暗管埋设于盐碱地土壤中的结构示意 图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。
[0026]如图1、图2所示,本实用新型实施例包括:上层暗管1、上层连通管2、下层暗管3、下 层连通管4、控制器5、集水池6、灌溉水管7、出水装置8、风力发电机g、未图示的蓄电设备以 及与控制器5连接的用电部件:水盐传感器51、负压栗52、阀门53、过滤器54、水泵55。
[0027]具体而言,上层暗管1、下层暗管3均位于盐碱地土壤100中。其中,上层暗管1为多 根,一端封闭(如图1),每根上层暗管1的侧壁上均设有多个通孔(未图示),上层暗管丨的数 量、埋深、间距可根据实际情况调整,例如相邻的上层暗管1的间距5-10m,位于同一深度,均 在地表以下40_50cm。下层暗管3位于上层暗管1下方,为多根,每根下层暗管3的侧壁上均设 有多个通孔(未图示)。下层暗管3与上层暗管平行地表布设,以控制地下水水位不上升,达 到地下水不向上“反盐”,其间距宽于上层暗管1。埋深、间距也可以根据需要设置,例如滨海 地区建议埋设间距14-15m,深度于地下水以上,约90-100cm。优选地,上层暗管1、下层暗管3 均为PVC打孔波纹管。
[0028]上层连通管2—端与一根上层暗管1连接或者封闭,所有上层暗管1的另一端连接 于上层连通管2的侧壁,以使上层连通管2能够汇流上层暗管1中的水分。下层连通管4与下 层暗管3的两端连接,以汇流下层暗管3中的水分。下层连通管4最好为两根,分别连接于下 层暗管3的两端。
[0029]阀门53为电磁阀,其进水口通过管道连接于上层连通管2的另一端。过滤器54的进 水口通过管道连接于阀门53的出水口,并且下层连通管4连接于过滤器54、阀门53之间的管 道上,以滤除上层连通管2、下层连通管4输送的高含盐量水中的盐分。
[0030]负压栗52入口连接于上层连通管2、阀门53之间的管道上,为加快水的渗透、循环 提供动力。集水池6通过管道连接于过滤器54的出水口,收集滤除过量盐分的水,以备循环 使用。水栗55的入水口与集水池6连接,用于抽取集水池6中的水。水泵55并非仅抽取集水池 6中的循环水,其还可以抽取其他淡水水源;或者水栗55并非一个,有的抽取集水池中的循 环水,有的抽取其他淡水水源。灌溉水管7连接于水泵6的出水口,其数量以及分布根据需要 铺设,可以为多根,可以铺设于地表,也可以铺设于地下;可以平直铺设,可以完全铺设。出 水装置8与灌溉水管连接,用于灌溉盐碱地。出水装置8可以为地埋管,也可以为竖直地设在 地表上方的喷嘴。水盐传感器51用于检测盐碱地的水分、盐分含量。
[0031]控制器5用于根据设定值控制各被控执行部件的运行,例如数量不等的阀门53、过 滤器54、负压栗52、水泵55、水盐传感器51等连接。为了节约成本,或者能够在任何偏远地区 使用本实施例,本实用新型实施例还包括发电设备,例如风力发电机9、光伏板等,其设于盐 碱地中,用于获取电能。此外,还有与风机发电机9连接的蓄电设备,以储蓄电能,向各用电 设备供应电能。
[0032] 本实施例在进行排盐工作时,盐碱地100的地表进行浇灌,将负压栗52打开,阀门 53关闭,负压泵52对上层暗管1进行抽气,在其中形成负压,此时地面上的淡水随着水体本 身的重力和负压泵52形成的负压使淡水逐步渗透入地层中,在渗透的同时将土壤中的盐溶 入水中,再通过上层暗管1的孔隙流入上层暗管1中,一定时间之后或者通过传感器检测等, 上层连通管2中水分较多时,打开阀门53,高含盐量的水流入过滤器54,接着滤除盐分之后 的水再流入集水池6。其中上层暗管1、下层暗管3的设计使不同高度的盐都可以快速的得到 稀释溶入。在使用时,下排暗管3还可以控制地下水位的上升,使含盐量较高的地下水不能 返回上层土壤,起到遏制反碱的作用。
[0033] 埋入土壤的水盐传感器51实时监测土壤水分和盐分,并将信号传给控制器5,当盐 分升高或土壤出现干旱时,自动进行喷灌。
[0034]综上,本实用新型具有以下有益效果:
[0035]实时监测水盐含量,节省劳动力,实现农业的智能化。
[0036]精确控制农田的水盐含量,有利于作物的生长,提高产量;相比单层暗管和明渠更 能提高土地使用率,对于新开辟的土地更有经济价值;双层暗管代替大量排水沟、集水沟, 土地利用率可提高20 %左右。 ’
[0037]负压泵抽出管子内的空气和水分,加速水分的循环,更快地改善土壤的盐碱性;同 时可以防止泥沙流入管内造成淤堵,并且一旦造成淤堵,可以加大负压泵工作功率,清理管 道淤堵物。
[0038]改碱效果更稳定、显著,一方面通过控制地下水位抑制返盐返碱,另一方面也改善 地下水位以上土壤的盐碱性,使盐碱地改善效果更稳定,而且见效更快。 °
[0039] 一套系统多种用途,暗管系统也可以作为淡水灌溉系统,直接对根系进行灌溉,也 可以把肥料溶于淡水中,提高肥料利用率。
[0040] 保护土壤结构,不影响土壤营养分配,此外还可以提高土壤持水力,减轻土壤的干 旱问题。
[0041] 保持水平衡,下层暗管可以合理控制地下水位不上升,上层暗管在有效改善盐碱 的同时能够调节水平衡,防止洪涝并且对洪涝灾害也可以起到积极作用。
[0042] 双层暗管可以更加合理地维持作物根系所需要的水分,消除多余水分,降低水位, 促进根的生长和水分、营养的渗透;而且也能保持生长区内盐碱平衡。
[0043] 有效的保护地下水的质量,过剩的除草剂和肥料等可以在上层和下层暗管中被排 除,防止进入地下水,造成地下水污染。
[0044]由技术常识可知,本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实 施方案来实现。因此,上述公开的实施方案,就各方面而言,都只是举例说明,并不是仅有 的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包 含。

Claims (6)

1. 一种双暗管排盐以及智能灌溉系统,其特征在于,包括: 上层暗管,为多根,一端封闭,每根所述上层暗管的侧壁上均设有多个通孔; 上层连通管,一端与一根所述上层暗管连接或者封闭,所述上层暗管的另一端连接于 所述上层连通管的侧壁,以汇流所述上层暗管中的水分; 下层暗管,位于所述上层暗管下方,为多根,每根所述下层暗管的侧壁上均设有多个通 孔; 下层连通管,与所述下层暗管的两端连接,以汇流所述下层暗管中的水分; 阀门,进水口管道连接于所述上层连通管的另一端; ’ 过滤器,进水口管道连接于所述阀门的出水口,并且所述下层连通管连接于所述过滤 器、阀门之间的管道上,以滤除水中的盐分; 负压泵,入口连接于所述上层连通管、阀门之间的管道上; 集水池,管道连接于所述过滤器的出水口; 水栗,入水口与所述集水池连接,用于抽取所述集水池中水; 灌溉水管,连接于所述水泵的出水口; 出水装置,与所述灌溉水管连接,用于灌溉盐碱地; 水盐传感器,用于检测盐碱地的水分、盐分含量。
2.根据权利要求1所述的双暗管排盐以及智能灌溉系统,其特征在于,还包括: 控制器,与所述阀门、过滤器、负压泵、水杲、水盐传感器连接,用于根据设定值控制各 被控执行部件的运行。
3.根据权利要求1所述的双暗管排盐以及智能灌溉系统,其特征在于,所述出水装置为 树立在盐碱地中的多个喷嘴。
4.根据权利要求1所述的双暗管排盐以及智能灌溉系统,其特征在于,还包括: 发电设备,设于盐碱地中,用于获取电能; 蓄电设备,与所述发电设备连接,以储蓄电能,同时与控制器、阀门、过滤器、负压泵、水 泵或水盐传感器连接,以供应电能。
5.根据权利要求4所述的双暗管排盐以及智能灌溉系统,其特征在于,所述发电设备为 风力发电机。
6.根据权利要求1所述的双暗管排盐以及智能灌溉系统,其特征在于,所述上层暗管、 下层暗管均为PVC打孔波纹管。
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