CN210959683U - 滨海缺水区设施蔬菜周年雨水咸水混合灌溉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滨海缺水区设施蔬菜周年雨水咸水混合灌溉系统，包括雨水收集单元、咸水抽取单元、雨水咸水混配及灌溉单元；所述雨水收集为日光温室膜面进行集雨，雨水经集雨槽收集，直通集雨水窖；所述咸水抽取单元，为打浅层井，提供咸水来源；雨水咸水混配及灌溉，为棚内安装混水池或桶，顶部安装雨水咸水进水管，进水管与自吸泵出水口相连，出水口安装流量计；混水池下部安出水管与增压泵相连，增压泵出水与滴灌管路相连。本实用新型装置，可以在不依赖地下淡水的情况下满足设施蔬菜周年灌溉用水，有效缓解因地下水压采带来的用水危机，降低因防控地下漏斗扩展和地面沉降对农业发展造成的不利影响。

Description

滨海缺水区设施蔬菜周年雨水咸水混合灌溉系统

技术领域

本实用新型属于水资源高效利用技术领域，尤其涉及一种滨海缺水区设施蔬菜周年雨水咸水混合灌溉系统。

背景技术

天津市属于资源性重度缺水地区，人均水资源占有量仅为160 m³，全国平均数的1/15，远低于世界公认的人均占有量1000 m³的缺水警戒线；天津年降水量平均500 ~ 600毫米，但降水丰枯交替不均，年际变化很大，水资源的季节性年度间调节难度很大，而且由于年降水量的85%以上集中在6-9月份，极易形成地表径流而流失，很难完全被植物吸收利用。华北地区地下漏斗逐年扩大，地下淡水资源严格限制开采，利用地下淡水进行农业生产比较困难。因此，迫切需要寻求替代水资源，来降低农业生产对淡水的需求，改善当农业发展的困局。

天津由于濒临渤海，天津淡水资源不足，但咸水资源丰富，据估计，天津市地下咸水资源面积近9000 km²，其中浅层地下咸水分布面积近7000 km²，因此，利用咸水替代淡水进行安全利用，是解决淡水缺乏的重要途径。

近年来天津市大力发展沿海都市型现代农业，以设施农业为主体的设施种植业取得了长足发展，天津设施农业上世纪八十年代中期只有5.2万亩，1999年设施农业面积达到22.5万亩，2007年天津市九次党代会以来，市委、市政府制定了发展设施农业的“4412”工程，设施农业建设正成为全市农业最大经济增长点。据统计，截至2010年底，全市已累计新建种植业设施35.5万亩，全市设施农业占地面积达到55万亩，“十二五”期间，天津市设施农业将达100万亩，其中设施种植业面积75万亩。设施蔬菜的用水量是目前我市农业用水量中最大的，在地下水压采背景下，要满足设施农业的发展，必须寻找新的水源，解决缺水难题。

我国利用雨水的历史很悠久，但我国对集雨农业的系统研究相对较晚；20世纪 60年代，我国科学家在黄土高原进行水土保持研究时曾涉及到鱼鳞坑和水平沟雨水集流技术；20世纪 70年代山西昔阳采用集雨梯田发展雨养农业；20世纪 80年代以来，随着干旱加剧和水资源紧缺问题的突出，我国各级政府对集雨农业工作日益重视，甘肃省率先在国内开展了实施了“集雨补灌”工程，随后，陕西、宁夏、内蒙古、山西等省（区）也相继开展类似的工程，在我国半干旱区逐步建立了初具规模的庭院经济集雨农业模式，收集的雨水除供人畜饮用外，还结合点灌和微灌措施发展果园、蔬菜及花卉和小规模的大田作物生产。与此同时，我国科技工作者就雨水收集利用开展了大量的科研工作。(1)就地拦蓄入渗技术：通过修筑水平梯田、隔坡梯田、反坡梯田、鱼鳞坑丰产沟水平沟等水保工程，改变原地形特征，拦蓄径流，采用带状间作等高种植、沟垄种植蓄水聚肥耕作等技术，使降雨就地入渗；(2)雨水集流技术：目前我国主要采用屋顶、庭院、硬化路面、自然荒坡、塑料大棚的棚面等进行集雨，集水面材料有：混凝土、砖瓦面、塑料棚膜、混合土夯实、黄土夯实和沥青等。吴普特等对HEC土壤固化剂、AAM混凝土、沥青玻璃丝油毡、沙兰特油毡等几种新材料进行了试验，发现HEC土壤固化剂和沥青玻璃丝油毡的集水效果较好；(3)雨水蓄存净化技术：雨水蓄存技术系指修筑水窖、塘坝、小水库等工程设施，把集雨面所收集的雨水蓄存起来，以备利用。小水库、塘坝涝池等由于蒸发下渗等，蓄水效率低，使用较少。目前我国半干旱地区收集的雨水主要蓄存在混凝土薄壳水窖及传统的红胶泥旱井中水窖、旱井一般分布在庭院旁或接近路面的田地中，容积一般为15-50m³。雨水在流入水窖或旱井前要先经过沉沙池和过滤池的物理净化以去除部分杂质和泥沙，进入水窖或旱井后还要经过“沤水”和化学净化使其更清洁。另外，还有针对集雨模型及农田利用的研究。

在咸水利用方面，我国利用微咸水灌溉已有50多年的历史，这些经验为微咸水灌溉的发展提供了可靠的基础。宁夏、甘肃、内蒙古、陕西、河南、河北、山东、新疆、辽宁等省区根据微咸水灌溉的试验和生产实践，都获得高产。徐秉信等、乔玉辉等、吴东忠等认为在干旱情况下利用微咸水灌溉作物,可以达到增产效果；邵玉翠等在天津还得出了作物增产与矿化度、灌溉量及灌溉次数的关系。如果利用微咸水灌溉搭配施有机肥、地膜覆盖、麦秸还田、压沙等管理措施,还能控制积盐、进一步增产；逄焕成等在山东利用微咸水灌溉配合麦秸覆盖技术，降低了主根区盐分含量,使年产量与淡水灌溉无显著差异。内蒙古河套地区采用引黄压盐、生物排盐、排水技术来降低土壤盐分达到周年平衡。甘肃河西走廊的农民常用“清洪轮灌”法(咸水和淡水交替灌溉)灌溉作物。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种滨海缺水区设施蔬菜周年雨水咸水混合灌溉系统，本实用新型利用膜面集雨装置，收集降水；利用浅层咸水井，提供咸水来源；依据蔬菜不同生育期耐盐能力将雨水和咸水进行混配，利用混配水进行周年灌溉，解决因地下水压采和地面沉降防控产生的灌溉淡水短缺问题。

为实现上述目的，本实用新型公开了如下的技术内容：

一种滨海缺水区设施蔬菜周年雨水咸水混合灌溉系统，其特征在于包括雨水收集单元、咸水抽取单元、雨水咸水混配及灌溉单元；

所述雨水收集单元包括：日光温室膜面1、集雨槽2、集雨水窖3、出水管4、雨水自吸泵5；其中日光温室膜面1底部连接集雨槽2，集雨槽宽30cm，深20cm，集雨槽坡度千分之三到千分之五，低端连接直径110mm导水管与集雨水窖3相连，水窖底部安装出水管4，直径50mm，从地下连通至棚内与棚内雨水自吸泵5相连；

所述咸水抽取单元包括：浅水井6，井深8-12m，直径40-50cm，井口配井盖，抽水管7从地面以下80cm处深入井内，深度6-10米，抽水管7从地下通入棚内与井水自吸泵8相连；

所述雨水咸水混配及灌溉单元包括：棚内安装混水池9或桶，体积2000L，顶部安装雨水咸水进水管，进水管分别与雨水自吸泵5、井水自吸泵8出水口相连，出水口安装流量计，混水池9下部安出水管与增压泵10相连，增压泵出水与田间滴灌管路11相连。

本实用新型所述的滨海缺水区设施蔬菜周年雨水咸水混合灌溉系统，其特征在于日光温室是采用温室膜面进行集雨的。其中所述的集雨水窖为长方体或下窄上宽梯形体，集雨水窖容积150-250m³。

本实用新型更加详细的描述如下：

（1）雨水收集单元：利用日光温室膜面进行集雨，膜面下边缘修建集雨槽，集雨槽宽30cm，深20cm；集雨槽坡度千分之三到千分之五，低端底部连接导水管（直径110mm），直通集雨水窖；集雨水窖为长方体或下窄上宽梯形体，容积150-250m³[依据当地年降雨量及棚面积计算，估算方法：水窖体积（m³）=年降雨量（mm）×0.65×棚面积（m²）/1000，0.65为有效集雨系数]；水窖底部安装出水管，直径50mm，从地下连通至棚内，与棚内自吸泵相连。

（2）咸水抽取单元：打浅水井，井深8-12m，直径40-50cm，井口配井盖；抽水管从地面以下80cm处深入井内，深度6-10米，抽水管从地下通入棚内，与自吸泵相连。

（3）雨水咸水混配及灌溉单元：棚内安装混水池或桶，体积2000L，顶部安装雨水、咸水进水管，进水管与自吸泵出水口相连，出水口安装流量计；混水池下部安出水管，与增压泵相连，增压泵出水与田间滴灌管路相连。

雨咸混灌方法：蔬菜种植前，先进行土壤调控，田间撒施土壤调理剂1500-2000kg/亩，翻耕耙匀，所述调理剂按份数计为腐熟牛粪60-70份、脱硫石膏25-30份、木醋液4-5份、95%黄腐酸0.5-1份、聚丙烯酰胺0.5-1份；地下铺设排盐盲管，行间每隔5m铺设渗水盲管，埋深0.5m，各盲管末端与排水管相连，渗水经排水管汇集，排至棚外排水沟；种植蔬菜，按不同生育期蔬菜对灌溉水矿化度的耐受能力不同，制定灌溉方案；测定灌溉水（雨水、咸水）含盐量，按照灌溉方案制定两者混合比例，按照混合比例，分别将雨水、咸水泵入混水池进行混合；充分混合后，进行滴灌。

本实用新型公开的滨海缺水区设施蔬菜周年雨水咸水混合灌溉系统与现有技术相比所具有的有益效果在于：

采用本实用新型技术措施，可以不依赖地下淡水的情况下满足设施蔬菜周年灌溉用水，并能避免因咸水灌溉对土壤带来的不良影响，保障滨海缺水区蔬菜正常生产和土壤的生态安全，有效缓解因地下水压采带来的用水危机，降低因防控地下漏斗扩展和地面沉降对农业发展造成的不利影响。

附图说明

图1为滨海缺水区设施蔬菜周年雨水咸水混合灌溉系统截面示意图；其中

1：日光温室膜面 2：集雨槽 3：集雨水窖

4：出水管 5：雨水自吸泵 6：浅水井

7：抽水管 8：井水自吸泵 9：混水池

10：增压泵 11：滴灌管路 12：地平面。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本实用新型。除非特别说明，本实用新型中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本实用新型的范围，本实用新型的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本实用新型实质和范围的前提下，对这些实施方案中的的各种改变或改动也属于本实用新型的保护范围。所用到的腐熟牛粪、脱硫石膏、木醋液、黄腐酸、聚丙烯酰胺均有市售。

实施例1

一种滨海地区设施蔬菜周年雨咸混合灌溉系统，其特征如下：

雨咸混合灌溉装置：（1）雨水收集，利用设施大棚膜面进行集雨，膜面下边缘修建集雨槽，水槽宽30cm，深20cm；集雨槽坡度千分之三至千分之五，低端连接导水管（直径110mm），直通集雨水窖；集雨水窖修建在地平面12以下，为长方体或下窄上宽梯形体，容积180m3；水窖底部安装出水管，直径50mm，从地下连通至棚内，与棚内自吸泵相连。（2）浅层咸水抽取：打井，井深8m，直径50cm，井口配井盖；抽水管从地面以下80cm处深入井内，深度6米，抽水管同样从地下通入棚内，与自吸泵相连。（3）雨水、咸水混配及灌溉：棚内安装混水池或桶，体积2000L，顶部安装雨水、咸水进水管，进水管与自吸泵出水口相连，出水口安装流量计；混水池下部安出水管，与增压泵相连，增压泵出水与滴灌管路相连。

实施例2

一种滨海地区设施蔬菜周年雨咸混合灌溉系统，其特征如下：

雨咸混合灌溉装置：（1）雨水收集，利用日光温室膜面进行集雨，膜面下边缘修建集雨槽，集雨槽宽30cm，深20cm；集雨槽坡度千分之三至千分之五，低端连接导水管（直径110mm），直通集雨水窖；集雨水窖修建在地平面12以下，为长方体或下窄上宽梯形体，容积150m3；底部安装出水管，直径50mm，从地下连通至棚内，与棚内自吸泵相连。（2）浅层咸水抽取：打浅层井，井深10m，直径40cm，井口配井盖；抽水管从地面以下80cm处深入井内，深度8米，抽水管同样从地下通入棚内，与自吸泵相连。（3）雨水、咸水混配及灌溉：棚内安装混水池或桶，体积2000L，顶部安装雨水、咸水进水管，进水管与自吸泵出水口相连，出水口安装流量计；混水池下部安出水管，与增压泵相连，增压泵出水与滴灌管路相连。

实施例3

一种滨海地区设施蔬菜周年雨咸混合灌溉系统，其特征如下：

雨咸混合灌溉装置：（1）雨水收集，利用日光温室膜面进行集雨，膜面下边缘修建集雨槽，集雨槽宽30cm，深20cm；集雨槽坡度千分之三至千分之五，低端底部连接导水管（直径110mm），直通集雨水窖；集雨水窖修建在地平面12以下，为长方体或下窄上宽梯形体，容积250m3；底部安装出水管，直径50mm，从地下连通至棚内，与棚内自吸泵相连。（2）浅层咸水抽取：打浅层井，井深12m，直径40cm，井口配井盖；抽水水管从地面以下80cm处深入井内，深度10米，抽水管同样从地下通入棚内，与自吸泵相连。（3）雨水、咸水混配及灌溉：棚内安装混水池或桶，体积2000L，顶部安装雨水、咸水进水管，进水管与自吸泵出水口相连，出水口安装流量计；混水池下部安出水管，与增压泵相连，增压泵出水与滴灌管路相连。

实施例4

一种滨海缺水区设施蔬菜周年雨水咸水混合灌溉系统，其特征在于包括雨水收集单元、咸水抽取单元、雨水咸水混配及灌溉单元；

所述雨水收集单元包括：日光温室膜面1、集雨槽2、集雨水窖3、出水管4、雨水自吸泵5；日光温室膜面1（利用温室膜面进行集雨）底部连接集雨槽2，集雨槽宽30cm，深20cm，集雨槽坡度千分之三，低端连接直径110mm导水管与集雨水窖3相连（集雨水窖为长方体或下窄上宽梯形体，集雨水窖容积200m3），集雨水窖修建在地平面12以下，底部安装出水管4，直径50mm，从地下连通至棚内与棚内雨水自吸泵5相连；

所述咸水抽取单元包括：浅水井6，井深8m，直径40cm，井口配井盖，抽水管7从地面以下80cm处深入井内，深度6米，抽水管7从地下通入棚内与井水自吸泵8相连；

所述雨水咸水混配及灌溉单元包括：棚内安装混水池，顶部安装雨水咸水进水管，进水管分别与雨水自吸泵5、井水自吸泵8出水口相连，出水口安装流量计，混水池9下部安出水管与增压泵10相连，增压泵出水与田间滴灌管路11相连，完成灌溉。

Claims (1)

1.一种滨海缺水区设施蔬菜周年雨水咸水混合灌溉系统，其特征在于包括雨水收集单元、咸水抽取单元、雨水咸水混配及灌溉单元；

所述雨水收集单元包括：日光温室膜面（1）、集雨槽（2）、集雨水窖（3）、出水管（4）、雨水自吸泵（5）；其中日光温室膜面（1）底部连接集雨槽（2），集雨槽宽30cm，深20cm，集雨槽坡度千分之三到千分之五，低端连接直径110mm导水管与集雨水窖（3）相连，水窖底部安装出水管（4），直径50mm，从地下连通至棚内与棚内雨水自吸泵（5）相连；

所述咸水抽取单元包括：浅水井（6），井深8-12m，直径40-50cm，井口配井盖，抽水管（7）从地面以下80cm处深入井内，深度6-10米，抽水管（7）从地下通入棚内与井水自吸泵（8）相连；

所述雨水咸水混配及灌溉单元包括：棚内安装混水池（9）或桶，体积2000L，顶部安装雨水咸水进水管，进水管分别与雨水自吸泵（5）、井水自吸泵（8）出水口相连，出水口安装流量计，混水池（9）下部安出水管与增压泵（10）相连，增压泵出水与田间滴灌管路（11）相连。

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