[發明專利]有底蒸滲測坑的自適應控制灌溉排水系統

有效

• 申請號: 201410251556.8
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN104020690B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 劉德斌;蘇瑛;楊延春;鄒志國
• 申請（專利權）人: 江蘇省沿海水利科學研究所;鹽城工學院
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是一種有底蒸滲測坑的自適應控制灌溉排水系統。

背景技術

有底蒸滲測坑是農業灌溉試驗中廣泛應用的一種試驗設備，通常用于作物蒸發蒸騰量的測定。根據灌溉試驗規范（SL13-2004）中的要求，蒸滲測坑的土壤表面積一般不宜小于4m²，測坑內的裝土深度一般在0.8～2.0m。實際使用中，根據大田地下水位的變化，相應調整測坑內的地下水位值，使得測坑內的水位與大田一致。通過測坑灌排水量的差值，計算出農作物的凈灌溉耗水量，并由此折算成相應的作物蒸發蒸騰量。

常規的有底蒸滲測坑供排水系統中，測坑內的地下水位控制，是通過調節與測坑相連的平水漏斗的溢流堰的高程實現。目前，大多數的蒸滲側坑都是依靠人工上下移動平水漏斗的上下位置來實現側坑內的地下水位高程調整的目的。同時，依靠馬氏瓶計量供排水量，通過供排水量差值計算出作物的凈灌溉耗水量。

現有的設備主要存在以下問題：

（1）采用人工的方式，對于小型的、土層厚度不大的測坑尚為可行，但對于土層厚度在1.5m以上的測坑，操作困難，實用性不強，無法滿足灌溉試驗的要求。

（2）作物生長過程中，由于作物蒸發蒸騰量始終存在，導致大田內的地下水位時刻都在變化。而采用人工方式調整地下水位，通常是在每天的固定時間點或者是大田與測坑內地下水位相差到一定程度時才進行，使得測坑內的水位變化情況始終滯后于大田水位變化，造成測坑內的作物灌溉與大田不一致，人為增大了灌溉試驗的誤差。

（3）由于有底蒸滲測坑是一個四周和底部封閉的裝置，土壤中的水分與外界隔絕。在進行一段時間試驗后，由于農藥、化肥施用后，測坑內土壤中鹽分含量會累積，往往需要通過置換測坑內的土壤來解決，勞動強度大，且使得測坑內的原狀土層受到了破壞，不利于灌溉試驗的開展。

發明內容

本發明提出的是一種有底蒸滲測坑的自適應控制灌溉排水系統。其目的旨在克服現有技術所存在的上述缺陷，當大田中土壤水位因作物的蒸騰蒸發或相關的農事操作導致灌溉水位發生變化時，裝置能夠根據大田中的水位變化量，自動調整有底蒸滲測坑中的水位，使得有底蒸滲測坑的灌溉水位始終與大田相一致。此外，當測坑內土體中鹽分含量積累到一定程度時，可以通過邊灌邊排的洗鹽方式，將測坑內的鹽分降低到一個合理范圍。

本發明的技術解決方案：其結構是包括判斷電路和控制電路兩部分組成；其中判斷電路中的測坑電路電磁鐵的A極與控制電路中的大田電路電磁鐵的B極相接，測坑電路電磁鐵的另一A，極與陽極測坑金屬探絲相接，控制電路中的大田電路電磁鐵的另一B，極與陽極大田金屬探絲相接；所述判斷電路包括測坑判斷電路、大田判斷電路和觸點機構；所述控制電路包括測坑排水控制電路、測坑灌水控制電路、控制電路閉合機構。

本發明的有益效果是：能夠根據大田的地下水位埋深變化情況，自適應調整有底蒸滲測坑內的灌溉水位，使得有底蒸滲測坑內的作物灌溉水深情況始終與大田保持一致。此外，為解決試驗過程中測坑內土壤中鹽分積累的問題，可以通過閉合控制電路，同時打開灌溉和排水泵站，采取邊灌邊排的方式降低有底蒸滲測坑內的土壤鹽分含量。從而極大地減少灌溉試驗中的人工灌溉排水和置換有底蒸滲測坑內土壤的勞動強度。

附圖說明

圖1是帶底蒸滲測坑的自適應控制灌溉排水系統結構示意圖。

圖2是帶底蒸滲測坑的自適應控制灌溉排水系統的工作流程圖。

圖中A是測坑排水井、B是有測坑灌水井、C是測坑水位觀測井、D大田水位觀測井、1是陰極測坑金屬探絲、2是判斷電路測坑指示燈、3是判斷電路電源、4是判斷電路開關、5是測坑電路電磁鐵、6是陽極測坑金屬探絲、7是陰極大田金屬探絲、8是判斷電路大田指示燈、9是大田電路電磁鐵、10是陽極大田金屬探絲、11是判斷電路動觸點、12是控制電路排水靜觸點、13是復位彈簧、14是控制電路電源、15是排水電路繼電器、16是排水泵站、17是排水流量計、18是排水管、19是控制電路灌水靜觸點、20是灌水電路繼電器、21是灌水泵站、22是灌水流量計、23是測坑灌水管、24是測坑底層濾料、25是有底蒸滲測坑、26是控制電路閉合旋鈕、27是觸點機構支架、28是控制電路排水觸點、29是控制電路灌水觸點。

具體實施方式

對照圖1，帶底蒸滲測坑的自適應控制灌溉排水系統，其結構是測坑排水井A、測坑灌水井B、測坑水位觀測井C、大田水位觀測井D的一端插入底蒸滲測坑25內，底蒸滲測坑25內裝有測坑底層濾料24。