CN212184542U - 一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，包括壳体、混合筒；所述壳体的两侧对称设有微咸水进口和再生水进口，所述微咸水进口连接有微咸水导管，再生水进口连接有再生水导管，微咸水导管和再生水导管通过设置的连接件与壳体连接；所述壳体的顶部设有电机，所述电机的输出轴贯穿壳体，且连接有混合筒，所述混合筒的下方连接有搅拌齿；所述壳体的下方设有出水管，所述导水管内部设有防堵机构；通过微咸水水源与再生水水源按照一定的比例混合进行浇灌，溶液稀释后可以降低微咸水矿化度，降低土壤次生盐渍化的风险，可以进一步降低再生水中有害物质浓度如有机物污染物、重金属等，提高水资源利用率。

Description

一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置

技术领域

本实用新型属于农田灌溉领域，尤其涉及一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置。

背景技术

我国再生水灌溉发展迅速、潜力巨大。国家农业节水纲要（2012—2020年）明确提出要大力提倡合理利用雨洪资源、微咸水和再生水。当前，在我国大力建设资源节约型、环境友好型现代农业的形势下，再生水灌溉的发展必须在节约淡水资源的同时，满足增产增效、生态环保等综合效益的要求。为此，继续进行再生水灌溉理论与技术方面研究，为再生水灌溉标准的修订提供依据，制定科学合理的再生水灌溉安全高效运行管理模式，对于实现再生水灌溉的健康可持续发展具有重要的理论和现实意义。

在地下水位较深的地区，采取增施有机肥、合理密植、减少土壤蒸发量等农业措施，可长期利用微咸水灌溉一般作物。尤其是在春早期间可大量利用。试验证明土壤经过雨季淋洗，不会积盐。在干旱少雨地区可数年后冲洗1次。在地下水位较深、有排水条件、透水性强的壤土地微咸水可直接灌溉棉花、苜蓿、麦类等一般耐盐作物，也可灌溉水稻；在地下水位深、排水良好、脱盐容易的砂质地，可采用微咸水、再生水混合或交替灌溉的方法，灌溉耐盐较强的作物和牧草可增大灌水定额和灌水次数。

目前农业灌溉大都直接抽取地下水进行漫灌，不仅灌溉效率低，而且浪费了大量的水资源，同时也不利于降低土壤次生盐渍化的风险和提高水资源利用率；采用淡水浇灌，无法缓解土地中的重金属的在农产品中的富集，对人类健康存在潜在威胁。

实用新型内容

针对现有技术不足，本实用新型的目的在于提供一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，解决了背景技术中的问题，通过微咸水水源与再生水水源按照一定的比例混合进行浇灌，溶液稀释后可以降低微咸水矿化度，降低土壤次生盐渍化的风险，提高水资源利用率；混合溶液稀释后可以进一步降低再生水中有害物质浓度如有机物污染物、重金属等。

本实用新型提供如下技术方案：

一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，包括壳体、混合筒；所述壳体的两侧对称设有微咸水进口和再生水进口，所述微咸水进口连接有微咸水导管，再生水进口连接有再生水导管，所述微咸水导管和再生水导管均设在壳体的内部，微咸水导管和再生水导管通过设置的连接件与壳体连接；所述壳体的顶部设有电机，所述电机的输出轴贯穿壳体，且连接有混合筒，所述混合筒的下方连接有搅拌齿；所述壳体的下方设有出水管，所述导水管内部设有防堵机构；所述导水管的另一端设有水泵，水泵另一端设有出水喷头。

优选的，所述导水管的另一端连接有进水管，导水管通过进水管与水泵连接；所述水泵上连接有出水管，所述出水管外部套设有支撑杆，所述支撑杆为中空结构，所述出水管的另一端设有至少一个出水喷头。

优选的，所述微咸水导管和再生水导管上均设有多个雾化喷头，雾化喷头朝向混合筒。

优选的，所述混合筒为中空结构，混合筒的侧壁开设有多个通孔。

优选的，所述防堵机构包括过滤板，过滤板与导水管内壁连接；所述过滤板上开设有多个导流孔。

优选的，过滤板上方中心位置连接有转块，过滤板通过转块连接有螺旋叶片，所述螺旋叶片的下方设有钢刷毛。

优选的，所述壳体上部呈圆柱形结构，壳体下部呈锥形结构。

优选的，所述搅拌齿呈锥形结构，与锥形壳体相对应。

优选的，为了使微咸水与再生水能够充分混合，稀释后降低微咸水的矿化度，降低土壤次生盐渍化的风险；导管直径D，微咸水进口流量为q1，再生水流量为q2，则混合液流量Q满足以下关系：

Q=α·Dπ（q1/t+q2/t）1/2；

上式中D单位为cm，t灌溉时间，单位为s，Q、q1、q2单位均为m3/s；α为流量因子，取值范围为0.692-6.367。

优选的，一种农田中微咸水与再生水安全组合灌溉方法，包括以下步骤：

S1：播种前的2-3天，使用微咸水对播种区进行灌溉，灌水定额为25-50mm，矿化度小于1.5g/L。

S2：播种后1天内，使用再生水进行灌溉，灌水定额为10-20mm，矿化度小于1.0g/L。

S3：出苗后2-3天，将微咸水与再生水混合进行浇灌，灌水定额为20-30mm；矿化度为2.5-3.5 g/L；之后每间隔10-15天灌溉一次，灌水定额为20-30mm，矿化度为2.5-3.5 g/L，直至长成幼苗。

S4：成苗期将微咸水与再生水混合进行浇灌，灌水定额为30-50mm；矿化度为4-5g/L；每间隔30-35天灌溉一次。

优选的，所述微咸水为地下水或海水。

优选的，在通过微咸水与再生水混合浇灌过程中，适当的混合加入硅肥，硅肥具有抗盐胁迫和重金属胁迫的功效，在微咸水与再生水组合利用中配施硅肥，可以减轻作物的耐盐能力，促进作物正常生长，同时也可以降低重金属在农产品中的聚集作用。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，通过设置的雾化喷头，将微咸水与再生水在壳体内进行雾化，再通过设置的混合筒，使雾化的水汽进通过通孔进入混合筒内，从混合筒内部下落至导水管，有利于微咸水与再生水充分混合，可以进一步降低再生水中有害物质浓度如有机物污染物、重金属等。

（2）本实用新型一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，通过设置的防堵机构，通过水流带动螺旋叶片转动，螺旋叶片设置的钢刷毛对过滤板的导流孔进行清洁，有效防止过滤板的板结，防止堵塞。

（3）本实用新型一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，通过微咸水水源与再生水水源混合灌溉，溶液稀释后可以降低微咸水矿化度，降低土壤次生盐渍化的风险，提高水资源利用率；溶液中的重金属离子（如Cu、Hg）与一种或多种分子，或与其他不同离子所形成的一类复杂离子或分子，即络合反应，对重金属进行络合固定，减轻重金属的在农产品中的富集，进而降低对人类健康的潜在危害。

（4）本实用新型一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，在通过微咸水与再生水混合浇灌过程中，适当的混合加入硅肥，硅肥具有抗盐胁迫和重金属胁迫的功效，在微咸水与再生水组合利用中配施硅肥，可以提高作物的耐盐能力，促进作物正常生长，同时也可以降低重金属在农产品中的富集作用。

（5）本实用新型一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，通过限制Q、D、q1、q2之间的关系，进一步使微咸水与再生水能够充分混合，稀释后降低微咸水的矿化度，降低土壤次生盐渍化的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的混合筒示意图。

图3是本实用新型的防堵机构示意图。

图4是本实用新型的过滤板俯视图。

图5是本实用新型的螺旋叶片示意图。

图中：1、壳体；2、微咸水进口；3、再生水进口；4、微咸水导管；5、再生水导管；6、雾化喷头；7、电机；8、混合筒；9、搅拌齿；10、导水管；11、防堵机构；12、水泵；13、进水管；14、出水管；15、支撑杆；16、出水喷头；17、通孔；18、过滤板；19、导流孔；20、螺旋叶片；21、刚刷毛；22、转块。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

请参阅图1-5，一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，包括壳体1、混合筒8；所述壳体1的两侧对称设有微咸水进口2和再生水进口3，所述微咸水进口2连接有微咸水导管4，再生水进口3连接有再生水导管5，所述微咸水导管4和再生水导管5均设在壳体1的内部，微咸水导管4和再生水导管5通过设置的连接件与壳体1连接；所述壳体1的顶部设有电机7，所述电机7的输出轴贯穿壳体1，且连接有混合筒8，所述混合筒8的下方连接有搅拌齿9；所述壳体1的下方设有出水管14，所述导水管10内部设有防堵机构11；所述导水管10的另一端设有水泵12，水泵12另一端设有出水喷头16。

所述导水管10的另一端连接有进水管13，导水管10通过进水管13与水泵12连接；所述水泵12上连接有出水管14，所述出水管14外部套设有支撑杆15，所述支撑杆15为中空结构，所述出水管14的另一端设有至少一个出水喷头16。

所述微咸水导管4和再生水导管5上均设有多个雾化喷头6，雾化喷头6朝向混合筒8。

所述混合筒8为中空结构，混合筒8的侧壁开设有多个通孔17。

所述防堵机构11包括过滤板18，过滤板18与导水管10内壁连接；所述过滤板18上开设有多个导流孔19。

过滤板18上方中心位置连接有转块22，过滤板18通过转块22连接有螺旋叶片20，所述螺旋叶片20的下方设有钢刷毛21。

所述壳体1上部呈圆柱形结构，壳体1下部呈锥形结构。

所述搅拌齿9呈锥形结构，与锥形壳体1相对应。

实施例二：

与实施例一的不同之处在于，一种农田中微咸水与再生水安全组合灌溉方法，包括以下步骤：

S1：播种前的2-3天，使用微咸水对播种区进行灌溉，灌水定额为25-50mm，矿化度小于1.5g/L。

S2：播种后1天内，使用再生水进行灌溉，灌水定额为10-20mm，矿化度小于1.0g/L。

S3：出苗后2-3天，将微咸水与再生水混合进行浇灌，灌水定额为20-30mm；矿化度为2.5-3.5 g/L；之后每间隔10-15天灌溉一次，灌水定额为20-30mm，矿化度为2.5-3.5 g/L，直至长成幼苗。

S4：成苗期将微咸水与再生水混合进行浇灌，灌水定额为30-50mm；矿化度为4-5g/L；每间隔30-35天灌溉一次。

所述微咸水为地下水或海水。

在通过微咸水与再生水混合浇灌过程中，适当的混合加入硅肥，硅肥具有抗盐胁迫和重金属胁迫的功效，在微咸水与再生水组合利用中配施硅肥，可以提高作物的耐盐能力，促进作物正常生长，同时也可以降低重金属在农产品中的富集作用。

实施例三：

在实施例一的基础上，为了使微咸水与再生水能够充分混合，稀释后降低微咸水的矿化度，降低土壤次生盐渍化的风险；导管直径D，微咸水进口2流量为q1，再生水流量为q2，则混合液流量Q满足以下关系：

Q=α·Dπ（q1/t+q2/t）1/2；

上式中D单位为cm，t灌溉时间，单位为s，Q、q1 、q2单位均为m3/s；α为流量因子，取值范围为0.692-6.367。

通过上述技术方案得到的装置是本实用新型一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，本装置通过微咸水与再生水混合，并且采用喷灌的方式，一方面达到了节水灌溉的目的，另一方面通过设置的雾化喷头6，将微咸水与再生水在壳体1内进行雾化，再通过设置的混合筒8，使雾化的水汽进通过通孔17进入混合筒8内，从混合筒8内部下落至导水管10，有利于微咸水与再生水充分混合，可以进一步降低再生水中有害物质浓度如有机物污染物、重金属等；通过设置的防堵机构11，通过水流带动螺旋叶片20转动，螺旋叶片20设置的钢刷毛21对过滤板18的导流孔19进行清洁，有效防止过滤板18的板结，防止堵塞；通过微咸水水源与再生水水源混合灌溉，溶液稀释后可以降低微咸水矿化度，降低土壤次生盐渍化的风险，提高水资源利用率；溶液中的重金属离子（如Cu、Hg）与一种或多种分子，或与其他不同离子所形成的一类复杂离子或分子，即络合反应，对重金属进行络合固定，减轻重金属的在农产品中的富集，进而降低对人类健康的潜在危害；在通过微咸水与再生水混合浇灌过程中，适当的混合加入硅肥，硅肥具有抗盐胁迫和重金属胁迫的功效，在微咸水与再生水组合利用中配施硅肥，可以提高作物的耐盐能力，促进作物正常生长，同时也可以降低重金属在农产品中的富集作用；通过限制Q、D、q1、q2之间的关系，进一步使微咸水与再生水能够充分混合，稀释后降低微咸水的矿化度，降低土壤次生盐渍化的风险。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化；凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，包括壳体（1）、混合筒（8）、导水管（10）；其特征在于，所述壳体（1）的两侧对称设有微咸水进口（2）和再生水进口（3），所述微咸水进口（2）连接有微咸水导管（4），再生水进口（3）连接有再生水导管（5），所述微咸水导管（4）和再生水导管（5）均设在壳体（1）的内部，微咸水导管（4）和再生水导管（5）通过设置的连接件与壳体（1）连接；所述壳体（1）的顶部设有电机（7），所述电机（7）的输出轴贯穿壳体（1），且连接有混合筒（8），所述混合筒（8）的下方连接有搅拌齿（9）；所述壳体（1）的下方设有出水管（14），所述导水管（10）内部设有防堵机构（11）；所述导水管（10）的另一端设有水泵（12），水泵（12）另一端设有出水喷头（16）。

2.根据权利要求1所述一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，其特征在于，所述导水管（10）的另一端连接有进水管（13），导水管（10）通过进水管（13）与水泵（12）连接；所述水泵（12）上连接有出水管（14），所述出水管（14）外部套设有支撑杆（15），所述支撑杆（15）为中空结构，所述出水管（14）的另一端设有至少一个出水喷头（16）。

3.根据权利要求1所述一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，其特征在于，所述微咸水导管（4）和再生水导管（5）上均设有多个雾化喷头（6），雾化喷头（6）朝向混合筒（8）。

4.根据权利要求1所述一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，其特征在于，所述混合筒（8）为中空结构，混合筒（8）的侧壁开设有多个通孔（17）。

5.根据权利要求1所述一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，其特征在于，所述防堵机构（11）包括过滤板（18），过滤板（18）与导水管（10）内壁连接；所述过滤板（18）上开设有多个导流孔（19）。

6.根据权利要求1所述一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，其特征在于，过滤板（18）上方中心位置连接有转块（22），过滤板（18）通过转块（22）连接有螺旋叶片（20），所述螺旋叶片（20）的下方设有钢刷毛（21）。

7.根据权利要求1所述一种农田灌溉中微咸水与再生水安全组合利用装置，其特征在于，所述壳体（1）上部呈圆柱形结构，壳体（1）下部呈锥形结构。

Images