CN207754265U - 一种小麦节水灌溉系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及农业节水灌溉技术领域，具体为一种小麦节水灌溉系统，解决了我国大面积小麦种植过程中缺乏地下灌溉系统的问题，包括储水箱，储水箱顶部设置有PLC和太阳能光伏板，储水箱内部设置有电子水位计，储水箱外表面的高位和低位分别连接有进水管和出水管，进水管连接有抽水泵，出水管连接有灌溉干管，灌溉干管上设置有若干出水口，若干出水口分别连接有封闭回路的微润管，微润管埋设在小麦种植土壤内，出水口和微润管的连接处均设置有调节阀，各条微润管上均设置有若干土壤湿度传感器，土壤湿度传感器、抽水泵、电子水位计、调节阀和太阳能光伏板均与PLC连接。本实用新型经过测试，灌溉效果良好，值得大面积推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及农业节水灌溉技术领域，具体为一种小麦节水灌溉系统。
背景技术
随着社会发展和生态环境的日益破坏，可利用的淡水资源大大减少。我国作为小麦生产大国，所利用的农业灌溉用水主要以喷灌为主，虽然喷灌能对水资源进行较高程度的利用，但相比地下灌溉来说，其水资源的浪费及动力资源的浪费极其严重。
地下灌溉是将灌溉水引入田面以下一定深度，通过土壤毛细管作用，湿润根区土壤，以供作物生长需要。此种灌溉方式由输水部分和田间灌水部分组成，输水部分可采用渠道或管道与水源连接。田间灌水部分为埋设于田面以下的渗水管网，灌溉时水沿管壁的孔眼渗出，经土壤渗吸扩散，进入根层。此种灌溉系统主要用于果园或者丘陵地区的梯田灌溉，尚未在大面积小麦种植领域加以利用。
发明内容
本实用新型为了解决我国大面积小麦种植过程中缺乏完整地下灌溉系统的问题，提供了一种小麦节水灌溉系统。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种小麦节水灌溉系统，包括储水箱，储水箱为设置在小麦田间的密封箱体，储水箱顶部设置有PLC和太阳能光伏板，储水箱内部设置有电子水位计，储水箱外表面的高位和低位分别连接有进水管和出水管，进水管连接有抽水泵，抽水泵设置在水源地的可灌溉用水内，出水管连接有灌溉干管，灌溉干管上设置有若干出水口，若干出水口分别连接有封闭回路的微润管，微润管埋设在小麦种植土壤内，出水口和微润管的连接处均设置有调节阀，各条微润管上分别设置有若干土壤湿度传感器；土壤湿度传感器的信号输出端、电子水位计的信号输出端均与PLC的信号输入端连接；抽水泵的信号输入端、调节阀的信号输入端均与PLC的信号输出端连接；抽水泵的供电输入端、PLC的供电输入端均与太阳能光伏板的供电输出端连接。
出水口的数量为五个，出水口分别连接有第一微润管、第二微润管、第三微润管、第四微润管和第五微润管，对应的出水口和微润管间的调节阀分别为第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀和第五调节阀。
储水箱与进水管连接处设置有滤网。储水箱内设置的滤网，使得通过水泵抽入到储水箱的水进行初次过滤，将灌溉用水中较大的杂质进行清除，防止其过多的进入到灌溉管道中将其堵塞。由于微润管上密布的微孔分布密度为10—20万个/平方厘米，为保证灌溉水可以有效通过，必须将水进行过滤，其过滤标准为120～200目。
第一微润管、第二微润管、第三微润管、第四微润管和第五微润管均为半透膜微润管，且各微润管均在种植土壤内呈不同规格的矩形布设，各微润管的埋深为距地面20公分~25公分。
出水管朝地面方向倾斜设置，且倾斜角度为5°~10°。
工作原理：在小麦田内中部位置安放储水箱，储水箱上部设置有PLC和太阳能光伏板，储水箱的两侧分别连接有进水管和出水管，进水管连接有抽水泵并设置在水源地内，当水抽入到储水箱中，先经过储水箱中的过滤网进行过滤，可将抽水泵抽取水中的较大杂质进行滤除，储水箱下部呈倾斜状安装有一根出水管，出水管连接有灌溉干管，灌溉干管上设置有五个出水口，五个出水口分别连接有第一微润管、第二微润管、第三微润管、第四微润管和第五微润管，上述微润管均埋设在地表下20~25公分位置；同时，各微润管上间隔设置有土壤湿度传感器，土壤湿度传感器可直接埋入土壤中使用且可时时获得土壤容积含水量数值；当土壤处于较干燥状态时，其土壤容积含水量值低于PLC所设定参数范围的最低值，土壤湿度传感器将信号传给PLC，PLC通过输出信号将所对应的调节阀打开，使得储水箱内的灌溉水进入到相应的微润管内，从而进行有效灌溉；当土壤处于湿润状态时，土壤容积含水量值高于PLC所设定参数范围的最高值，土壤湿度传感器将信号传给PLC，PLC通过输出信号将所对应的调节阀关闭，使得灌溉水无法从储水箱中流出，从而中止灌溉；同时，储水箱中设置有电子水位计，电子水位计设定有一个范围值，当储水箱中的水位低于电子水位计所设定的下限值时，电子水位计将信号传输给PLC，PLC通过输出信号控制抽水泵进行储水箱内的灌溉水补充，当储水箱中的水位高于电子水位计的最高水位时，电子水位计将信号传给PLC，PLC通过输出信号控制抽水泵停止抽水；其中，抽水泵、PLC的动力均来自于太阳能光伏板产生的太阳能。
本实用新型相比现有技术而言，结构设计合理，通过在小麦田内设置本实用新型灌溉系统，利用太阳能光伏板，使得储水箱蓄水，土壤湿度传感器感应小麦灌溉需水量以及各调节阀出水灌溉功能集合一身，不需额外引入其他措施便可实现储水箱存水、管道输水和小麦给水，还可保持作物根区的土壤含水量在合理水平，在灌溉及抗旱的同时，可有效地提高水资源利用效率，减少小麦大面积种植对气候的依赖，改变农民千年靠天吃饭的局面，降低了耕种风险，真正使农民在灌溉、抗旱的同时，也做出节水贡献。本实用新型灌溉效果良好，值得大面积推广使用。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图。
图中：1-储水箱，2-PLC，3-太阳能光伏板，4-电子水位计，5-抽水泵，6-水源地，7-灌溉干管，8-第一微润管，9-第二微润管，10-第三微润管，11-第四微润管，12-第五微润管，13-土壤湿度传感器，14-第一调节阀，15-第二调节阀，16-第三调节阀，17-第四调节阀，18-第五调节阀，19-出水管，20-进水管。
具体实施方式
结合图1对本实用新型做进一步说明，一种小麦节水灌溉系统，包括储水箱1，储水箱1为设置在小麦田间的密封箱体，储水箱1顶部设置有PLC2和太阳能光伏板3，储水箱1内部设置有电子水位计4，储水箱1外表面的高位和低位分别连接有进水管20和出水管19，进水管20连接有抽水泵5，抽水泵5设置在水源地6的可灌溉用水内，出水管19连接有灌溉干管7，灌溉干管7上设置有若干出水口，若干出水口分别连接有封闭回路的微润管，微润管埋设在小麦种植土壤内，出水口和微润管的连接处均设置有调节阀，各条微润管上分别设置有若干土壤湿度传感器13；土壤湿度传感器13的信号输出端、电子水位计4的信号输出端均与PLC2的信号输入端连接；抽水泵5的信号输入端、调节阀的信号输入端均与PLC2的信号输出端连接；抽水泵5的供电输入端、PLC2的供电输入端均与太阳能光伏板3的供电输出端连接。
出水口的数量为五个，出水口分别连接有第一微润管8、第二微润管9、第三微润管10、第四微润管11和第五微润管12，对应的出水口和微润管间的调节阀分别设置有第一调节阀14、第二调节阀15、第三调节阀16、第四调节阀17和第五调节阀18。储水箱1与进水管20连接处设置有滤网。第一微润管8、第二微润管9、第三微润管10、第四微润管11和第五微润管12均为半透膜微润管，且各微润管均在种植土壤内呈规格不同的矩形布设，半透膜微润管的埋深为距地面20公分~25公分。出水管19朝地面方向倾斜设置，且倾斜角度为5°~10°，灌溉用水从出水管到各个微润管均采用重力导流方式，不但可以满足灌溉要求，而且可有效节省动力。
呈矩形布设的各条微润管，以五条为一个单元设置在一亩小麦田内，相邻的微润管间的距离不超过5米。当小麦田面积较大时，可采用多个本实用新型灌溉系统叠加的方式或者在一个灌溉系统下增加微润管的密度加以解决，以保证较好的灌溉效果。其中，PLC2内包括信号接收装置、信号传输装置和微电脑PLC，可通过接收电子水位计4、土壤湿度传感器13的信号来控制抽水泵5及各调节阀的工作。
本实用新型用于小麦的节水灌溉，首先在小麦田中心区域安放储水箱1作为灌溉水源，储水箱1上部设置有PLC2和太阳能光伏板3，储水箱1的两侧分别连接有进水管20和出水管19，进水管20连接有抽水泵5并设置在水源地6内，当水抽入到储水箱1中，先经过储水箱1中的过滤网进行过滤，可将抽水泵5抽取水中的较大杂质进行滤除，储水箱1下部呈倾斜状安装有一根出水管19，出水管19连接有灌溉干管7，灌溉干管7上设置有五个出水口，五个出水口分别连接有第一微润管8、第二微润管9、第三微润管10、第四微润管11和第五微润管12，上述微润管均埋设在地表下20~25公分位置；同时，各微润管上间隔设置有土壤湿度传感器13，土壤湿度传感器13可直接埋入土壤中使用且可时时获得土壤容积含水量数值；当土壤处于较干燥状态时，其土壤容积含水量值低于PLC所设定参数范围的最低值，土壤湿度传感器13将信号传给PLC2，PLC2通过输出信号将所对应的调节阀打开，使得储水箱1内的灌溉水进入到相应的微润管内，从而进行有效灌溉；当土壤处于湿润状态时，土壤容积含水量值高于PLC所设定参数范围的最高值，土壤湿度传感器13将信号传给PLC2，PLC2通过输出信号将所对应的调节阀关闭，使得灌溉水无法从储水箱1中流出，从而中止灌溉；同时，储水箱1中设置有电子水位计4，电子水位计4设定有一个范围值，当储水箱1中的水位低于电子水位计4所设定的下限值时，电子水位计4将信号传输给PLC2，PLC2通过输出信号控制抽水泵5进行储水箱1内的灌溉水补充，当储水箱1中的水位高于电子水位计4的最高水位时，电子水位计4将信号传给PLC2，PLC2通过输出信号控制抽水泵5停止抽水；其中，抽水泵5、PLC2的动力均来自于太阳能光伏板3产生的太阳能。
本实用新型绿色环保，无需借助外部动力即可实现小麦的自动灌溉，具有较强的经济推广价值。
Claims (5)
1.一种小麦节水灌溉系统，包括储水箱（1），其特征在于：储水箱（1）为设置在小麦田间的密封箱体，储水箱（1）顶部设置有PLC（2）和太阳能光伏板（3），储水箱（1）内部设置有电子水位计（4），储水箱（1）外表面的高位和低位分别连接有进水管（20）和出水管（19），进水管（20）连接有抽水泵（5），抽水泵（5）设置在水源地（6）的可灌溉用水内，出水管（19）连接有灌溉干管（7），灌溉干管（7）上设置有若干出水口，若干出水口分别连接有封闭回路的微润管，微润管埋设在小麦种植土壤内，出水口和微润管的连接处均设置有调节阀，各条微润管上分别设置有若干土壤湿度传感器（13）；土壤湿度传感器（13）的信号输出端、电子水位计（4）的信号输出端均与PLC（2）的信号输入端连接；抽水泵（5）的信号输入端、调节阀的信号输入端均与PLC（2）的信号输出端连接；抽水泵（5）的供电输入端、PLC（2）的供电输入端均与太阳能光伏板（3）的供电输出端连接。
2.根据权利要求1所述的一种小麦节水灌溉系统，其特征在于：出水口的数量为五个，出水口分别连接有第一微润管（8）、第二微润管（9）、第三微润管（10）、第四微润管（11）和第五微润管（12），对应的出水口和微润管间的调节阀分别为第一调节阀（14）、第二调节阀（15）、第三调节阀（16）、第四调节阀（17）和第五调节阀（18）。
3.根据权利要求1所述的一种小麦节水灌溉系统，其特征在于：储水箱（1）与进水管（20）连接处设置有滤网。
4.根据权利要求2所述的一种小麦节水灌溉系统，其特征在于：第一微润管（8）、第二微润管（9）、第三微润管（10）、第四微润管（11）和第五微润管（12）均为半透膜微润管，且各微润管均在种植土壤内呈不同规格的矩形布设，各微润管的埋深为距地面20公分~25公分。
5.根据权利要求1所述的一种小麦节水灌溉系统，其特征在于：出水管（19）朝地面方向倾斜设置，且倾斜角度为5°~10°。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109826213A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-05-31 | 长沙矿山研究院有限责任公司 | 一种边坡加固结构 |
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