[發明專利]基于滲透材料的微流量灌溉方法

無效

• 申請號: 200710052980.X
• 申請日: 2007-08-17
• 公開（公告）號: CN101103694A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 魏寧;李小春
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: A01G25/06
• 分類號: A01G25/06;A01G25/16
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本發明涉及一種灌溉方法，尤其涉及一種基于滲透材料的微流量灌溉方法。

背景技術

傳統的灌溉技術主要有：漫灌、澆灌、噴灌、滴灌、微灌、滲灌等灌溉技術和基于土壤吸力、土壤變化、生物形態等特征的自動控制技術合成為自動灌溉方法，主要問題在于這些方法在灌溉植被的同時，在土壤表面形成了水表面或者高飽和度的土層，在自然條件下，水表面和土壤水分蒸發量較大，浪費了大量的水資源。采用漫灌、澆灌、噴灌、滴灌等技術都會導致水分下滲，浪費了一部分水資源；另外的基于土壤吸力、植被形態、生長狀況的自動控制技術成本較高，且節水效果不佳。傳統的灌溉技術一旦出現損壞，需要人工修復。在我國水資源利用緊張、大部分地區缺水的背景下，需要成本低廉、節水效果好、技術簡單、可以大規模利用的自動控制灌溉方法。

綜上所述，傳統灌溉技術有以下缺點：

1、傳統的灌溉方法在灌溉植被的同時，在土壤表面形成了水表面或者高飽和度的土層，在自然條件下，水表面和高飽和土壤水分蒸發量較大，浪費了大量的水資源。

2、傳統灌溉方法容易多灌溉，造成多余水分下滲進入植被影響范圍以外，植被無法利用，浪費水資源。

3、漫灌、噴灌、滴灌、滲灌等工藝無法根據植被的生長狀況控制灌溉水量，還需要人為的干預或者控制系統實現灌溉操作。

如何節約水資源、提高灌溉的效率？如何根據植被需求解決灌溉問題？廉價可大規模利用的技術是節水灌溉技術需要解決的重要問題。

發明內容

本發明的目的就在于克服現有技術存在的上述缺點和不足，創新現有技術，擴大使用范圍，而提供一種基于滲透材料的微流量灌溉方法。該方法是一種簡單、有效的節水灌溉方法，而且是一種能在常規灌溉方法的基礎上完成的方法，成本低廉，有利于提高水資源利用效率，有利于提供更適宜植被生長的環境。

本發明的目的是這樣實現的：

灌溉方法已經成為一種廣泛使用的植被培植和綠化的方法；各種灌溉方法已被廣泛應用于市政、園林、林業、農業等灌溉領域。目前，噴灌、滴灌、滲灌等技術的快速發展，為新灌溉方法的提出奠定了基礎。

本發明包括下列步驟：

①采用管路(20)在土壤(10)中布設灌溉管網，灌溉管網的終端通過閥門(30)與水源(40)連通，如圖1所示；

②根據灌溉區域的降雨量P、土壤的蒸發量E、植被的蒸發量E_v，計算需要灌溉的輸水量Q＝E+E_v-P；

③人工控制閥門(30)，根據計算結果進行灌溉。

所述的步驟②，具體地說：

根據灌溉區域的降雨量、土壤的蒸發量、植被的蒸發量，由式1、2計算需要灌溉的輸水量是

Q＝E+E_v-P????(1)

Q-灌溉區域的單位面積需要的平均輸水量或灌溉強度；

E-單位面積上植物生長期間土壤的最大蒸發量；

E_v-單位面積上植物生長期間植被的最大蒸發量；

P-灌溉區域單位面積的平均降雨量；

灌溉管網輸水量計算方法：

Q＝nQ_g????(2)

Q_g-灌溉管路的單位長度t時間內的輸水量；

n-計算灌溉面積范圍內管路的長度。

③根據式3計算的流量確定管內壓力和灌溉時間；

Q_g＝k×(P_in-P_out)/h×A×t????(3)

Q_g-灌溉管路的t時間內的輸水量。

k-滲透材料的滲透系數；可有孔隙直徑計算得到或試驗直接測得(單位m/s)；

A-管單位長度的中徑面積；(單位m²)

P_in-管內的孔隙水壓力(單位m，壓力水頭單位)；

P_out-管外的孔隙水壓力(單位m，壓力水頭單位)；

h-灌溉管路厚度(單位m)；

t-管路輸水時間；時間可以為間段性質的，一般設定為連續灌溉。

本發明的工作原理：