CN210797831U - 就地分级灌溉用水收集存储利用装置 - Google Patents

Abstract

就地分级灌溉用水收集存储利用装置，其是由沟渠、蓄水池、储水管构成的串联式灌溉用水收集存储利用装置，根据地形修筑汇水沟渠，将地表水和人工引入的水资源导入就地开挖的蓄水池和埋设于地下的储水管中；或者是由构架、立柱、层板、蓄水容器、中联节构成的分层式灌溉用水收集存储利用装置，根据地形的高度差h和地质条件建造构架，分层设置层板，在层板上放置适当的储水容器，分级收集存储地表水；装置内储存的水，以管道连接通过进水阀门、过虑节、连接管、储水腔及吮吸浸润头对植物的根部实施根灌，而储水管或储水容器中的水，可用于水产养殖，既可以合理设计系统的蓄水量，方便灌溉管理，还可发展一定规模的水产养殖，达到水资源的高效利用。

Description

就地分级灌溉用水收集存储利用装置

一、技术领域

就地分级灌溉用水收集存储利用装置，属于水资源的收集、存储和高效利用的节水技术领域。

二、背景技术

灌溉用水一般是两个来源：一是人工引入的水资源，另一个是自然降水。由于植物不同生长阶段对水份需求量不同及自然降水的不确定性，因此人工引入灌溉用水是适应植物不同生长阶段对水分需求的唯一途径。在采用人工引入水资源的方式中，会因为水源点与需求点之间的距离，不但需要付出大量的资金、人工成本，还要占用相当的土地资源以满足对植物实施灌溉的要求。自然降水，特别是雨季的暴雨，不一定是植物生长的需要，所形成地表泾流水还会对地表产生一定的冲蚀，对山坡地、黄土高坡的冲蚀就更严重，而且大量的水会白白地流失。以往采取的方法，是修筑梯田，依靠梯田各层的表面积拦阻水流的冲蚀。但是受到地形坡度的制约，在坡度较大、地表土层较薄的山地，例如在西北的黄土高原或土层较薄的山区，修筑梯田的条件有限，很难对大量的地表水形成有效的拦阻。例如黄土高原上由沟壑分割成的各块高垣。高垣地势平缓地表面积大，自然降水时产生的地表泾流水量也大。加之分割高垣的沟壑落差大，自然降水的流失及对地表的冲蚀更为严重。因此，利用大面积地表的条件，在地表上设置相应的地表水收集池塘，在地表下埋入一定直径的管道，并相互串联成水存储系统；或者采取构架，按高度落差分层设置水的收集和储存装置，就地分级收集存储自然降水产生的地表泾流水，不但是一项节水技术，并将能节约很多的成本和土地资源，有利于水资源的高效利用。

三、发明内容

就地分级灌溉用水收集存储利用装置，有两种方式：一对大面积平缓地形采用的串联式就地分级收集存储装置，如图1所示，以沟渠7收集地表8或缓坡的地表水，存储于蓄水池15和埋设于地下的储水管16中，并加以利用；二对坡度较大而地表土层较薄山坡地形采用的分层式就地分级收集存储装置，如图7所示，依地势的高度

就地分级灌溉用水收集存储利用装置的根灌作用，如图1和图2所示：蓄水池15储存的水可以通过进水阀门4、短管14A、过虑节14、连通管13流入储水腔12中，再经吮吸浸润头9将储水腔 12内的水，吮吸输导浸润包裹吮吸浸润头9的土壤，而实现根灌的目的。当由蓄水池15和储水管16渗滤过来的水不足时，可以通过供水管10、输水管11向储水腔12供水，以满足根灌的需要。还可以人工供水的方式，通过构成供水管10的人工供水系统或沟渠7向蓄水池15和储水管16直接供水。

就地分级灌溉用水收集存储利用装置：一是根据地形修筑汇水沟渠7，将地表水和人工引入的水资源导入就地开挖的蓄水池15 和埋设于地下的储水管16中；二是根据地形的高度差h和地质条件建造构架29，分层设置层板23，在层板23上放置适当的储水容器 26，分级收集存储地表水。为适应植物生长和水产养殖的需要，应以管道引入一定量的保障性水资源，作为整个灌溉水存储利用系统的补充。据统计种植用的农田一个种植周期内，每亩约需灌溉用水70 吨。按每单位地块长30米宽22米计算，长30米乘截面积2平方米的管道，容积是60立方米。2平方米截面的管道，其内径也只是1.6 米左右，却可储存60吨的水。按内径1.6米的管道考虑，开挖的深度只2.5米左右，回填后管道上部距地表仍有50公分的土壤厚度，完全可以适合作物的种植。如果按一次自然降水量10毫米计算，每

四、附图说明

图1为串联式灌溉水收集及利用构造示意：

1-土壤； 2-堤埂； 3-护坡； 4-进水阀门；

5-栅格板； 6-泄水口； 7-沟渠； 8-地表；

9-吮吸浸润头； 10-供水管； 11-输水管； 12-储水腔；

13-连接管； 14-过虑节； 15-蓄水池； 16-储水管；

17-隔水层； 18-池壁； 19-网孔节；

图2为串联式灌溉水存储池塘平面示意：

2-堤埂； 3-护坡； 4-进水阀门； 5-栅格板

6-泄水口； 7-沟渠； 9-吮吸浸润头； 10--供水管；

11-输水管； 13-连接管； 14-过虑节； 15——蓄水池；

16——储水管 18——池壁 19——网孔节；

图3为对吮吸浸润头输水的管路结构示意：

4-进水阀门； 4A-手柄杆； 4B-手柄； 13-连接管；

14-过虑节； 14A-短管；

图4为输水管路过虑节结构示意：

13-连接管 14-过虑节； 14A-短管； 14B-滤芯；

图5为网孔节结构示意：

16-储水管； 19-网孔节； 19A-外节套； 19B-网框；

19C-网孔板； 19D-卡槽； 19E-筋板； 19F-节座；

图6为中联节结构示意：

24A-溢流口； 24B-溢流管； 24C-下泄口； 24D-阀门；

24E-泄水管； 24F-节座；

图7为分层式就地分级收集存储装置构成示意：

2-堤埂； 5-栅格板； 6-泄水口； 7-沟渠；

8-地表； h-高度差； 20-侧锚； 21-地脚锚；

22-放水口； 23-层板； 24-中联节； 25-立柱；

26-蓄水容器； 27-引流管； 29-构架；

图8为分层式就地分级收集存储装置水汇集引入方式示 意：

5-栅格板； 6-泄水口； 23-层板； 24A-溢流口；

24B-溢流管； 24C-下泄口； 24D-阀门； 24E-泄水管；

24F-节座； 26-储水容器； 26A-隔水壁； 26B-密封衬底；

27-引流管； 28-斜坡面； 30-外护壁。

五、具体实施方式

如图1和图2所示，蓄水池15开挖于土壤1中。堤埂2围于蓄水池15的四周，护坡3与蓄水池15的隔水层17形成蓄水池 15的防渗层，并与池壁18连为完整的水封体系。储水管16的端部通过池壁18伸入蓄水池15中，并通过蓄水池15另一端的储水管16 串联成储水管16与蓄水池15相结合的水存储系统。沟渠7低于地表 8，以便汇集地表8的地表水。沟渠7汇集地表8的地表水，通过泄水口6经栅格板5过滤流入蓄水池15中。储水管16的底部应高于蓄水池15的底部，以便于排淤。吮吸浸润头9、供水管10、输水管 11、储水腔12、连接管13埋设于地表8下适宜的深度，连接管13 的端部伸入蓄水池15中，并在其端部安装过虑节14，经短管14A 与进水阀门4相接。所有与蓄水池15连接的管道，都必须在连接处做严密的水密封处理。

如图3所示，进水阀门4上设置了一定长度的手柄杆4A及阀门手柄4B，转动阀门手柄4B，由手柄杆4A带动进水阀门4，即可实现进水阀门4的启闭。以适应进水阀门4低于蓄水池15的水平面的要求。

如图4所示，蓄水池15中的水，经进水阀门4、短管 14A、再经过虑节14中的滤芯14B的过滤后，流入连接管13并储存于储水腔12中。储水腔12内的水，由吮吸浸润头9吮吸输导给包裹着其周围的土壤，形成含水量适宜的湿润层，以满足植物根部的需要。由于进水阀门4及其后的管道，均低于蓄水池15的水平面，因此过虑节14中的渗滤是有压渗滤，从而保证了渗滤后的水流向储水腔12。当蓄水池15方向渗滤过来的水不足时，可以通过供水管10、输水管11给储水腔12供水，以保障植物生长的需要。当利用储存的水开展水产养殖时，为方便储存水体与空气之间的气体交换，可以在蓄水池15的水面上设置机械增氧设备。当需要引入人工提供的水资源时，可通过沟渠7或直接敷设相应的供水管，将水泵送至蓄水池15中。

如图5所示，储水管16的端部设有网孔节19。网孔节19 由外节套19A、网框19B、网孔板19C、卡槽19D、筋板19E及节座 19F组成。外节套19A紧固在储水管16端部的外圆上。网孔板19C 插于网框19B的卡槽19D中。网框19B由筋板19E固定在节座19F 上。网框19B的外端面被外节套19A的内止口卡住置于储水管16的端部。受网孔板19B网格孔径的限制系统中养殖的水生物将按大小规格分开。网框19B、筋板19E和节座19F的外径，与储水管16的内径处于宽松的滑动配合状态。当牵引节座19F或网框19B时，因网框19B、筋板19E和节座19F是一体的，就可以在储水管16的内径沿长度方向滑动，既可驱赶水生物定向游动，又可清除储水管16内的淤积。

如图6所示，中联节24是由溢流口24A、溢流管24B、下泄口24C、阀门24D、泄水管24E和节座24F构成的。溢流管24B、下泄口24C与节座24F的连接处是密封的。处于构架最底层的中联节 24，只设置下泄口24C、阀门24D、泄水管24E和节座24F，而且其泄水管24E就可以作为系统的放水口22。

如图7和图8所示，对有相对高度差h的阶梯地形，可以采取用构架29分层储存水的形式收集存储地表水。构架29由立柱 25和层板23构成，层板23设有侧锚20，立柱25设有地脚锚21。层板23的侧锚20楔入阶梯的斜坡面28中，立柱25的地脚锚21楔入阶梯下部的地表8中，以保障整个构架29的稳固。立柱25承载层板23。层板23上承载储水容器26。储水容器26底部的密封衬底 26B被中联节24的节座24F紧压在层板23上。最上层储水容器26 的顶部接入引流管27，其以下的各层用中联节24串联接通。进入引流管27的水，由沟渠7汇集经泄水口6的栅格板5过滤后，去除了一定尺寸和形状的杂物，以保障不致堵塞中联节24的管口。最底部的储水容器26，既可用中联节24紧压在层板23上，也可以在其层板23上直接安装下泄口24C、阀门24D、泄水管24E。高处地表8 的地表水，经沟渠7汇集，由泄水口6、栅格板5、引流管27被导入最上层的储水容器26中。当上层储水容器26储存的水位高于中联节 24的溢流口24A时，水即被溢流口24A吸入，通过溢流管24B导入下一级的储水容器26中。也可以开启中联节24的阀门24D，使水从中联节24的下泄口24C通过阀门24D、泄水管24E直接泄入下一级的储水容器26中。由于各层都设有中联节24的阀门24D，当关闭阀门24D时，各层的储水容器26独立，形成独立的储存水单元，以分别利用各层储水容器26所存储的水。开启各层中联节24的阀门 24D，使各独立的储水容器26相通，再开启最底层储水容器26的中联节24阀门24D，(构成了整个水存储系统唯一的放水口22)，实现了对串联在一起的全部储水容器26中储存水的使用。储水容器26 的上部，既可以是密闭的也可以是敞开的。储水容器26的隔水壁 26A既可以是柔性材料，也可以是硬质材料，还可以采取硬柔材料相结合的形式。储水容器26在层板23上被层板23上的外护壁30围护，而储水容器26底部的密封衬底26B，被中联节24的节座24F压紧在层板23上。中联节24的节座24F与层板23之间可以螺栓紧固，并压紧敷设于它们之间的蓄水容器26的密封衬底26B。外护壁 30所受到的储水容器26中储存水的侧压力，或其他外部因素产生的压力，将由层板23或立柱25承担。即外护壁30的位置和形状，取决于外护壁30的构成材料及与层板23、立柱25的连接方式。

储存于构架29各层的储水容器26中的水，既可以采取自流的方式，由高向低加以利用，也可以借助机械设备泵送到指定的地点使用。

Claims (8)

1.就地分级灌溉用水收集存储利用装置，其特征在于，其是由沟渠、蓄水池、储水管构成的串联式灌溉用水收集存储利用装置，根据地形修筑汇水沟渠，将地表水和人工引入的水资源导入就地开挖的蓄水池和埋设于地下的储水管中；或者是由构架、立柱、层板、蓄水容器、中联节构成的分层式灌溉用水收集存储利用装置，根据地形的高度差h和地质条件建造构架，分层设置层板，在层板上放置适当的储水容器，分级收集存储地表水；装置内储存的水，以管道连接通过进水阀门、过虑节、连接管、储水腔及吮吸浸润头对植物的根部实施根灌，而储水管或储水容器中的水，可用于水产养殖。

2.根据权利要求1所述的就地分级灌溉用水收集存储利用装置，其特征在于，储水管的端部设有由外节套、网框、网孔板、卡槽、筋板组成的网孔节。

3.根据权利要求1所述的就地分级灌溉用水收集存储利用装置，其特征在于，还设置了由进水阀门、过虑节、连接管、储水腔、吮吸浸润头组成的浸润式根灌单元。

4.根据权利要求1所述的就地分级灌溉用水收集存储利用装置，其特征在于，还设置了由构架、立柱、层板、分层储水容器、中联节组成的分解垂直水压的分层式水存储装置。

5.根据权利要求3所述的就地分级灌溉用水收集存储利用装置，其特征在于，吮吸浸润头可以直接埋入土壤中。

6.根据权利要求4所述的就地分级灌溉用水收集存储利用装置，其特征在于，中联节由溢流口、溢流管、下泄口、阀门、泄水管和节座组成。

7.根据权利要求4所述的就地分级灌溉用水收集存储利用装置，其特征在于，分层储水容器由非刚性的材料构成。

8.根据权利要求4所述的就地分级灌溉用水收集存储利用装置，其特征在于，分层式灌溉用水收集存储利用装置可采用搭建的方式，适应随建随拆。

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