CN214155705U - 一种盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，涉及农田微咸水灌溉技术领域，包括集水装置和泵房，所述集水装置的进口连接有第一进水管和第二进水管，所述第一进水管用于连接排渠，将所述排渠内的微咸水输送至所述集水装置内；所述第二进水管与所述泵房连接，用于将所述泵房抽取的地下水输送至所述集水装置内；所述集水装置的出口通过出水主管连接有出水支管，所述出水支管连接有灌水毛管，所述灌水毛管伸入田块中，用于对田块进行灌溉。本实用新型可有效提高排水再利用效率，提高棉花微咸水灌溉的利用效率，节约水资源。

Description

一种盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统

技术领域

本实用新型涉及农田微咸水灌溉技术领域，特别是涉及一种盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统。

背景技术

新疆气候干燥，降雨量小而蒸发量大，属于典型的绿洲灌溉农业。随着绿洲面积的不断扩增，农业用水量显著增加，新疆农业用水量占总用水量的90％以上，但用水效率较低，严重挤占了工业、城镇和生态用水。由于大量水资源用于农业种植开发，严重挤占新疆生态用水，土地严重沙化，大量的土地撂荒，新疆棉田中约有40％以上的棉田不能得到及时灌水，约有20％左右的棉田生育期内处于极度缺水和严重缺水状态，每年因缺水造成的损失约占总产量的10％-15％。

因此，提高水资源利用效率，发展节水灌溉可以有效解决农业用水短缺与浪费的双重问题。滴灌因其节水、节肥、增产增效等优点，在新疆得到广泛应用，新疆累计建成高效节水滴灌面积293万公顷。膜下滴灌将滴灌与地膜完美结合，克服两者的缺点，对新疆的盐碱地来说更是利大于弊。一方面，在膜下滴灌过程中会在根区形成低盐区，为作物生长创造良好的环境；另一方面，由于覆膜的作用，既降低土壤中水分的蒸发，又减少了因水分蒸发盐分聚集的机率。

为缓解淡水资源紧张，近年来世界各国把开发利用劣质水作为重要的手段。新疆南部存在丰富的微咸水，绝大部分在地下10～100m处，极易开发和利用。合理开发利用微咸水既可以改善地下水，缓解淡水资源紧张，又可以保障经济可持续发展。因此合理利用微咸水进行灌溉对于缓解干旱地区水资源紧缺以及在极端干旱年份保障作物产量具有一定积极意义。

新疆光热充足，适宜棉花的生长，截止2018年新疆棉花产量占全国棉花总产量的83.8％，在全国棉花产业中占有重要地位。随着棉花种植面积的不断扩大，尽管滴灌技术日益成熟，但是对水的需求量还是居高不下，如何使新疆有限的淡水资源支撑起全国最大棉花种植面积，是一种挑战。微咸水膜下滴灌既可以提供植物生长所需的水分，又可以增加土壤中的水分，保持土壤墒情，但咸水本身就携带一定盐分，这些盐分随水进入土壤，如果这些盐分不能被淋洗出土体，有可能造成土壤次生盐渍化，对植物的生长起到抑制作用。将矿化度较高的咸水直接进行灌溉，会导致盐分在土壤中累积，从而在根系附近形成积盐区，威胁作物生长，给新疆绿洲农业的可持续发展带来重大隐患。

因此，亟待开发一种盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，以解决现有技术所存在的上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，以解决现有技术所存在的上述问题，可有效提高排水再利用效率，提高棉花微咸水灌溉的利用效率，节约水资源。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，包括集水装置和泵房，所述集水装置的进口连接有第一进水管和第二进水管，所述第一进水管用于连接排渠，将所述排渠内的微咸水输送至所述集水装置内；所述第二进水管与所述泵房连接，用于将所述泵房抽取的地下水输送至所述集水装置内；所述集水装置的出口通过出水主管连接有出水支管，所述出水支管连接有灌水毛管，所述灌水毛管伸入田块中，用于对田块进行灌溉。

优选的，所述集水装置内输送入的地下水与微咸水的体积比为4:1。

优选的，所述第一进水管靠近所述排渠的一端连接有水泵，所述第一进水管采用Φ110mm的PVC管或Φ110mm的软带。

优选的，所述排渠为干渠。

优选的，所述泵房内设置有地下水抽水井，用于抽取地下水，所述地下水抽水井与所述第二进水管连接。

优选的，所述第二进水管采用Φ110mm的PVC管或Φ110mm的软带。

优选的，所述出水主管采用Φ110mm的软带。

优选的，所述出水支管采用Φ63mm的软带。

优选的，所述集水装置采用集水池或过滤池。

优选的，所述出水支管上连接有多条所述灌水毛管，所述灌水毛管采用Φ16mm的滴灌带。

优选的，所述灌水毛管上设置有多个滴头，相邻所述滴头之间的间距为30cm，所述滴头的流量为3.2L/h。

本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本实用新型可有效提高排水再利用效率，提高棉花微咸水灌溉的利用效率，节约水资源；而且通过合理的淡水与微咸水进行配比灌溉，使棉花体内盐分累积较低，对养分的吸收影响最小，且对棉花生长的抑制作用较小，甚至可以起到促进作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统的总体示意图；

图2为本实用新型不同微咸水灌溉前后棉田土壤水分分布示意图；

图3为本实用新型不同微咸水处理下棉花生育期内的10～40cm土层的土壤盐分变化示意图：

图4为本实用新型不同微咸水处理下棉花生育期内的40～100cm土层的土壤盐分变化示意图：

其中：1为排渠；2为泵房；3为集水装置；4为第一进水管；5为第二进水管；6为出水主管；7为出水支管；8为灌水毛管；9为田块；10为盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，11为地下水抽水井，12为水泵，13为滴头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，包括集水装置3和泵房2，集水装置3的进口连接有第一进水管4和第二进水管5，第一进水管4用于连接排渠1，将排渠1内的微咸水输送至集水装置3内；第二进水管5与泵房2连接，用于将泵房2抽取的淡水地下水输送至集水装置3内；集水装置3的出口通过出水主管6连接有出水支管7，出水支管7连接有灌水毛管8，灌水毛管8伸入田块9中，用于对田块9进行滴灌。

在本实施例中，微咸水灌溉是通过将排渠1的微咸水抽到集水装置3中，根据田块9灌水量需求进行排渠1微咸水抽水，再根据微咸水的矿化度指标进行地下水抽取，从泵房2(地下水抽水井11)抽水，进入到集水装置3中，根据塔河下流绿洲灌区5年试验成果，集水装置3内输送入的地下水与微咸水的体积比一般为4:1。

在本实施例中，第一进水管4靠近排渠1的一端连接有水泵12，通过水泵12提水然后经第一进水管4将微咸水输送至集水装置3内；第一进水管4采用Φ110mm的PVC管或Φ110mm的软带。

在本实施例中，排渠1指支渠以上，一般指干渠，因干渠水量大，容易满足提水要求。

在本实施例中，泵房2内设置有地下水抽水井11，用于抽取地下水，地下水抽水井11与第二进水管5连接，第二进水管采用Φ110mm的PVC管或Φ110mm的软带。

在本实施例中，出水主管6采用Φ110mm的软带，出水支管7采用Φ63mm的软带。

在本实施例中，集水装置1根据需要采用现有的集水池或过滤池即可。

在本实施例中，出水支管7上连接有多条灌水毛管8，灌水毛管8采用Φ16mm的滴灌带；其中，灌水毛管8上设置有多个滴头13，相邻滴头13之间的间距为30cm，滴头13的流量为3.2L/h。

本实施例盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用方法具体包括以下步骤：

步骤1：微咸水从排渠1抽取到集水装置3前先测定微咸水的矿化度，从而确定抽入集水装置3中的微咸水水量，通过第一进水管4连接排渠1与集水装置3；

步骤2：待微咸水进入集水装置3后，按淡水:微咸水4:1的配比从泵房2抽取地下水进入集水装置3中，通过第二进水管5连接泵房2与集水装置3；

步骤3：田块9中灌水毛管8依次与出水支管7和出水主管6相连，出水主管6首端与集水装置3相接；

步骤4：确定合理的灌溉制度，进行微咸水灌溉。

实施例二

本实施例是对实施例一的具体说明:

本实施例采用“一膜两管四行”的种植模式，株距为10cm，覆膜宽度125cm，滴灌带铺设在宽行；采取矿化度为0.38～0.75g·L^-1的淡水与矿化度为9.81～11.81g·L^-1的咸水进行不同比例的混合，设计6种不同的处理见表1，随机排列，每个处理重复3次，共计18个小区。

本实施例灌溉水平设置及矿化度如表1所示：

表1-灌溉水平设置及矿化度

处理	淡水与咸水混合比例	矿化度/g·L<sup>-1</sup>
			对照	淡水:咸水1:0	0.38～1.32
处理1	淡水:咸水4:1	2.36～3.39
			处理2	淡水:咸水3:2	3.34～5.51
处理3	淡水:咸水2:3	6.36～7.74
			处理4	淡水:咸水1:4	7.30～9.32
处理5	淡水:咸水0:1	9.81～11.81

由图2可知，不同微咸水处理下10～40cm的土层含水率较40～100cm低，且波动大；主要原因有：研究区干旱少雨多风，干旱少雨及植被覆盖度低，使得土壤中的水分被蒸发，含水率降低，同时多风加速了土壤中水分的蒸发，随着土层深度的增加，蒸发作用逐渐降低，导致表层的土壤含水率比深层低。同时，棉花根系主要分布在0～40cm处，根系对水分的吸收造成该土层的含水率降低。

该试验区，地下水位较高，地下水对深层土壤的水分起到补给的作用，加上灌溉水不断的下移，因此含水量在60～80cm处达到最大。受环境、根系等因素的影响，上层土壤水分波动较大，而下层受到的影响较小，所以波动较小。不同微咸水处理之间，土壤含水率变化不明显，没有随着矿化度的增加，土壤水分出现增大或减小的趋势。

由图3和4可知，淡水处理的土壤含盐量至吐絮期也出现增加，说明即使淡水灌溉也会增加土壤中的含盐量，而处理1较对照增加最小，其中处理4和处理5盐分累积最多，因此可以看出灌溉水矿化度是影响土壤盐分的主要因素。

本实施例中，不同微咸水处理对棉花的铃数、铃重和籽棉产量的影响如表2所示：

表2-不同微咸水处理对棉花的铃数、铃重和籽棉产量的影响

	单铃重/g	单株铃数/个	产量/kg·hm<sup>-2</sup>	产量比较/％
					对照	5.51a	7.75a	6835.50a	0
处理1	5.47a	7.10ab	6025.35b	-11.85
					处理2	5.18a	6.59b	5307.30c	-22.37
处理3	5.30a	5.26c	4876.20cd	-28.66
					处理4	4.94a	5.55c	4250.80d	-37.78
处理5	4.96a	3.96d	5755.65e	-59.69

由表2可知，灌溉水矿化度对棉花单株结铃数的影响较大，对单铃重的影响较小。棉花产量随着灌溉水矿化度增加而降低，处理1较对照减产最少，较对照减产11.85％；而处理5棉花的减产最大，较对照减产59.69％。造成产量降低的主要原因是单株结铃数随着灌溉水矿化度的增加而降低，导致棉花减产。结合微咸水对土壤水盐运移、棉花生长及产量品质、棉花盐分养分含量与积累量的影响，最终确定灌溉水最佳淡咸比为4:1。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，其特征在于：包括集水装置和泵房，所述集水装置的进口连接有第一进水管和第二进水管，所述第一进水管用于连接排渠，将所述排渠内的微咸水输送至所述集水装置内；所述第二进水管与所述泵房连接，用于将所述泵房抽取的地下水输送至所述集水装置内；所述集水装置的出口通过出水主管连接有出水支管，所述出水支管连接有灌水毛管，所述灌水毛管伸入田块中，用于对田块进行灌溉。

2.根据权利要求1所述的盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，其特征在于：所述集水装置内输送入的地下水与微咸水的体积比为4:1。

3.根据权利要求2所述的盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，其特征在于：所述第一进水管靠近所述排渠的一端连接有水泵，所述第一进水管采用Φ110mm的PVC管或Φ110mm的软带。

4.根据权利要求1所述的盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，其特征在于：所述排渠为干渠。

5.根据权利要求1所述的盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，其特征在于：所述泵房内设置有地下水抽水井，用于抽取地下水，所述地下水抽水井与所述第二进水管连接。

6.根据权利要求5所述的盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，其特征在于：所述第二进水管采用Φ110mm的PVC管或Φ110mm的软带。

7.根据权利要求1所述的盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，其特征在于：所述出水主管采用Φ110mm的软带，所述出水支管采用Φ63mm的软带。

8.根据权利要求1所述的盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，其特征在于：所述集水装置采用集水池或过滤池。

9.根据权利要求1所述的盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，其特征在于：所述出水支管上连接有多条所述灌水毛管，所述灌水毛管采用Φ16mm的滴灌带。

10.根据权利要求9所述的盐渍化农田微咸水灌溉排水再利用系统，其特征在于：所述灌水毛管上设置有多个滴头，相邻所述滴头之间的间距为30cm，所述滴头的流量为3.2L/h。

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