[發(fā)明專利]一種沙化河岸防風(fēng)固沙林帶的灌溉方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710877367.5
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107476379B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龔家國;馮偉;王浩;趙勇;孟慶東;陳永鋼;冶運(yùn)濤;尚毅梓;牛晨;王英
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學(xué)研究院;水利部水土保持監(jiān)測中心
• 主分類號: E03B3/04
• 分類號: E03B3/04;A01G25/02
• 代理公司: 北京國林貿(mào)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11001
• 代理人: 李富華;李桂玲

1.一種沙化河岸防風(fēng)固沙林帶的灌溉系統(tǒng)，采用如下方法設(shè)置灌溉系統(tǒng)：

在種植防風(fēng)固沙林帶的沙化河岸的河流上游河床中埋設(shè)取水設(shè)施；

將所述取水設(shè)施獲取的灌溉用水以自然流動(dòng)的方式收集到集水設(shè)施中；

引導(dǎo)集水設(shè)施中的灌溉用水以自然流動(dòng)的方式通過輸水設(shè)施進(jìn)入到灌溉設(shè)施中，所述的輸水設(shè)施和灌溉設(shè)施位于防風(fēng)固沙林帶的外側(cè)，即：防風(fēng)固沙林帶位于輸水設(shè)施、灌溉設(shè)施與河道之間；

灌溉設(shè)施通過自然流動(dòng)的透水方式均勻的將灌溉用水分配到防風(fēng)固沙林帶中；

其特征在于，所述系統(tǒng)包括：設(shè)置在河流上游河道中由多根取水透水管構(gòu)成的取水設(shè)施，所述的取水設(shè)施通過管路與設(shè)置在取水設(shè)施下游的至少一個(gè)集水設(shè)施連接，所述集水設(shè)施通過輸水設(shè)施與集水設(shè)施下游的灌溉設(shè)施連接，所述的輸水設(shè)施和灌溉設(shè)施設(shè)置在防風(fēng)固沙林帶外側(cè)，即：防風(fēng)固沙林帶在輸水設(shè)施、灌溉設(shè)施與河道之間；

所述的取水設(shè)施的取水透水管順河流方向埋設(shè)在河床中；

所述的輸水設(shè)施是輸水管或插入到黏土層中的擋水板，所述的擋水板與河岸坡面的黏土層形成V字形結(jié)構(gòu)；

所述集水設(shè)施是集水箱或集水井，并且與取水透水管一致布置于防風(fēng)固沙林帶的上游，集水設(shè)施底端出水口的埋深位置應(yīng)該大于當(dāng)?shù)赝寥赖恼舭l(fā)埋深；

所述的灌溉設(shè)施是設(shè)置在河岸坡面黏土層和砂土層交界處插入到黏土層中的透水擋板，所述透水擋板開設(shè)有透水孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述取水透水管與河床底面形成0-20度夾角。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的取水透水管的透水管面積A₁按照如下公式計(jì)算：

A₁=2×π×R×L₁

式中：R：透水管半徑；L₁：透水管長度；滲透系數(shù)K，計(jì)算公式為：

K=kρg/η

式中：k：孔隙介質(zhì)的滲透率；η為動(dòng)力粘滯性系數(shù)；ρ為流體密度；g為重力加速度；

W₁透水管集水速率，即：單位時(shí)間內(nèi)集水量的計(jì)算使用如下公式：

W₁=K×i×A₁

其中：A₁為取水透水管集水面積；K為沙/土層滲透系數(shù)；i為水力比降；

植被生長耗水速率W₂，即單位時(shí)間內(nèi)植被騰發(fā)量為：

W₂=ET×S×b×1.1；

ET為單位面積植物的蒸發(fā)蒸騰量；S為防風(fēng)固沙林帶面積；b為種植密度；

W₂和W₁需滿足以下條件：

W₁?≥W₂。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸水設(shè)施的輸水能力按如下公式計(jì)算：

計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)過水?dāng)嗝娴倪^水能力Q：

Q=K×J×A₂

其中：A₂為過水?dāng)嗝婷娣e；J為輸水設(shè)施的設(shè)計(jì)比降；

且Q應(yīng)該滿足以下條件：

Q≥W。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述V字形結(jié)構(gòu)的截面積A₃按如下公式計(jì)算：

A₃=（L₂）²×cosα×sinα

其中：L₂為檔板應(yīng)滿足的的最小長度；α為檔板與粘性土層所形成的夾角；

所述的擋水板的過水?dāng)嗝娴乃婢嚯x沙漠地表滿足以下條件：

h1＜h＜h2

其中：h1為：當(dāng)?shù)赝寥赖臐撍舭l(fā)埋深；h為：透水孔到植被帶距離；h2為：植物根系可利用水分的最大埋深。