[發(fā)明專利]一種適用于海島的空氣集水灌溉系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711227937.2
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108029513A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亞威;王海渝;劉笑吟;衛(wèi)琦;徐俊增
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: A01G25/02
• 分類號: A01G25/02;A01G25/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開一種適用于海島的空氣集水灌溉系統(tǒng)，包括進(jìn)氣系統(tǒng)、集匯水灌溉系統(tǒng)和風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)；所述集匯水灌溉系統(tǒng)分別與進(jìn)氣系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)相接。本發(fā)明適用于海島的空氣集水灌溉系統(tǒng)充分利用海邊濕潤空氣獲得淡水，能根據(jù)土層含水率狀況實(shí)現(xiàn)灌溉，整個(gè)系統(tǒng)耗能低，自動化程度高，管理維護(hù)方便，可廣泛應(yīng)用于未來海島農(nóng)業(yè)種植等的開發(fā)建設(shè)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種適用于海島的空氣集水灌溉系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在未來海洋經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中，海島將作為一個(gè)十分重要和特殊的區(qū)域，扮演重要的角色。全世界島嶼的面積共約977萬km2，占陸地總面積的1/15，具有廣闊的開發(fā)潛力。對于遠(yuǎn)離大陸的海島來說，淡水資源短缺成為開發(fā)利用的最主要限制因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國面積大于500m2的島嶼有6500多個(gè)，大多數(shù)島嶼遠(yuǎn)離大陸，無過境客水，水資源的唯一來源是靠大氣降水補(bǔ)給；受島嶼本身規(guī)模的限制，河流一般較短，徑流匯集面積較小，河流徑流量受天氣影響較大，在干旱季節(jié)河流流量較小，甚至干涸。能否解決淡水資源供應(yīng)，是關(guān)系到海島能否維持人類居住生活、進(jìn)行持續(xù)開發(fā)的必備條件之一，也是海島開發(fā)必須解決的首要問題。在目前的海島開發(fā)中，淡水的來源主要有大氣降水收集、通過遠(yuǎn)程運(yùn)輸補(bǔ)給和海水淡化等途徑，大氣降水具有隨機(jī)不確定性，且收集困難，遠(yuǎn)程運(yùn)輸補(bǔ)給成本高，海水淡化有多種方法，主要有蒸餾法、滲透法和電滲析法，均具有成本高、設(shè)備復(fù)雜等問題。而對于種植農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物等農(nóng)業(yè)用水，只能靠大氣降水補(bǔ)給，目前還沒有較為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的解決方案，這嚴(yán)重制約著海島農(nóng)業(yè)開發(fā)環(huán)境。

針對目前海島開發(fā)利用尤其是農(nóng)業(yè)開發(fā)過程中遇到的問題，選擇經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的農(nóng)業(yè)淡水獲取來源和合適的灌溉方法至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為克服現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明目的提供一種適用于海島的空氣集水灌溉系統(tǒng)。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種適用于海島的空氣集水灌溉系統(tǒng)，包括進(jìn)氣系統(tǒng)、集匯水灌溉系統(tǒng)和風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)；所述集匯水灌溉系統(tǒng)分別與進(jìn)氣系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)相接。

工作原理：本發(fā)明適用于海島的空氣集水灌溉系統(tǒng)，利用海島豐富的風(fēng)能和太陽能提供電力，通過進(jìn)氣系統(tǒng)將海邊高濕度的空氣引入集匯水灌溉系統(tǒng)，集匯水灌溉系統(tǒng)將高濕度的空氣中的水分匯集成水資源，對地面植物進(jìn)行灌溉。

優(yōu)選，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣箱和輸氣干管，進(jìn)氣箱貼地面設(shè)置，底部與輸氣干管連接；集匯水灌溉系統(tǒng)包括集水管、匯水管、集水井、水泵、滲水管、排氣干管和抽風(fēng)機(jī)；集水管設(shè)置在地面以下，集水管一端與輸氣干管相接，另一端與排氣干管、抽風(fēng)機(jī)順次相接；匯水管設(shè)在集水管下方且與集水管相通，匯水管管末端伸入集水井；水泵設(shè)在集水井內(nèi)，滲水管布置地面以下15-20cm處的植物主要根系分布的土層內(nèi)，滲水管通過管道與水泵出水口相接；風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)分別與水泵、抽風(fēng)機(jī)電連。

所述集水管設(shè)在地面以下50-100cm處，集水管內(nèi)壁為凹凸結(jié)構(gòu)，集水管內(nèi)設(shè)有仿生集水材料，所述仿生集水材料為蜘蛛網(wǎng)狀集水材料，沿集水管長度方向間隔設(shè)在集水管橫截面上；集水管底部和匯水管頂部通過間隔布置的通道連通；匯水管一端通過連接管與集水管頂部相連。采用特制凹凸結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的集水管，能增加比表面積，提高集水能力，蜘蛛網(wǎng)狀集水材料能加快集水速率；匯水管與集水管頂部相連能防止空氣進(jìn)入?yún)R水管后形成密閉環(huán)境阻礙集水管產(chǎn)生的水分進(jìn)入?yún)R水管。

上述集水管為導(dǎo)熱性較好的金屬材質(zhì)，能增加熱傳導(dǎo)速度，提高集水效率。

所述集水管、匯水管和滲水管沿灌溉區(qū)域水平方向多條布置；各集水管兩端均分別與輸氣干管、排氣干管連接，能提高集水效率和增大灌溉范圍。

所述進(jìn)氣箱進(jìn)氣口處設(shè)有過濾裝置，能防止異物進(jìn)入，且兼具集雨匯流功能，充分利用雨水資源，確保干凈的水通過進(jìn)氣箱進(jìn)入集水管。