[發(fā)明專利]一種用于溫室田間的負(fù)壓灌溉供水系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811398176.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN109392400B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武雪萍;暴世平;李生平;劉志平;鄭鳳君;宋霄君;張夢(mèng)妮;盧晉晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所;長(zhǎng)治市植物保護(hù)植物檢疫站
• 主分類號(hào): A01C23/00
• 分類號(hào): A01C23/00;A01C23/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明的實(shí)施例公開一種用于溫室田間的負(fù)壓灌溉供水系統(tǒng)。包括：水源器、輸水管道和負(fù)壓雙供水管，其中，水源器的數(shù)量為2個(gè)，位于目標(biāo)灌溉區(qū)兩側(cè)；輸水管道的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)輸水管道通過三通閥依次連接成主輸水管，依次連接的輸水管道貫穿溫棚灌溉區(qū)中壟和溝，其中，第一個(gè)輸水管道與一側(cè)的水源器相連，最后一個(gè)輸水管道與另一側(cè)的水源器相連；負(fù)壓雙供水管的數(shù)量為多個(gè)，位于主輸水管道的兩側(cè)并埋設(shè)在溫棚壟中，與主輸水管道通過三通閥連接；水源器包括：儲(chǔ)水桶、灌溉水負(fù)壓調(diào)節(jié)器、灌溉水導(dǎo)氣管。應(yīng)用本發(fā)明，可以在溫室尺度上對(duì)根區(qū)土壤含水率進(jìn)行精準(zhǔn)控制，進(jìn)而提高作物水分利用效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)地下微滲灌技術(shù)，尤其涉及一種用于溫室田間的負(fù)壓灌溉供水系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地球淡水資源至少有2/3是農(nóng)業(yè)用水。在世界上大部分地區(qū)，農(nóng)業(yè)灌溉用水被過度的開采和使用。淡水資源緊缺已經(jīng)成為制約世界大部分干旱和半干旱地區(qū)發(fā)展的首要因素。我國(guó)是一個(gè)水資源約束性國(guó)家，人均淡水資源量是世界人均值的1/4，遠(yuǎn)低于世界人均水資源量。近幾年，國(guó)內(nèi)可利用水資源在急劇下降，隨著勞動(dòng)力資源減少、能源緊張局勢(shì)的加劇，如何提高我國(guó)灌溉技術(shù)的自動(dòng)化、機(jī)械化水平，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，是發(fā)展我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)首要考慮的問題。其中，依靠科技創(chuàng)新，推廣負(fù)壓節(jié)能輸水是緩解或解決我國(guó)農(nóng)業(yè)缺水現(xiàn)狀、走發(fā)展節(jié)水型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)道路的有效技術(shù)手段。

負(fù)壓灌溉是一種將灌水器埋于地下的新型自動(dòng)補(bǔ)給節(jié)水灌溉技術(shù)，通過控制供水負(fù)壓，可以使得在作物整個(gè)生長(zhǎng)期間，土壤水勢(shì)可以保持與供水負(fù)壓的動(dòng)態(tài)平衡，從而實(shí)現(xiàn)作物對(duì)水分的連續(xù)自動(dòng)獲取。由于負(fù)壓節(jié)能輸水不破壞土壤結(jié)構(gòu)，可以使得土壤內(nèi)部水、肥、氣、熱保持適宜于農(nóng)作物生長(zhǎng)的良好狀況；同時(shí)，蒸發(fā)損失小、不產(chǎn)生地面徑流、灌水量小，一次灌水延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，水資源利用率高；而且，負(fù)壓節(jié)能輸水是以作物耗水而產(chǎn)生的負(fù)壓(水勢(shì)差)為作物吸水的主動(dòng)壓力，因而能夠較準(zhǔn)確地控制灌水量，可減少無效的棵間蒸發(fā)，極大減少水的浪費(fèi)。

圖1為現(xiàn)有負(fù)壓灌溉供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖1，該負(fù)壓灌溉供水系統(tǒng)包括：灌水器11、輸水管12、儲(chǔ)水桶13和負(fù)壓發(fā)生器14。其中，

灌水器11埋設(shè)在土壤(基質(zhì))中，是一種“透水不透氣”的陶土管。

儲(chǔ)水桶13上安裝有水位管131，用于測(cè)量桶內(nèi)水位(h1)的變化。

負(fù)壓發(fā)生器14由三部分組成，分別為：電磁閥141、控壓開關(guān)142和氣體罐143，負(fù)壓發(fā)生器14與儲(chǔ)水桶13通過氣體管道15相連通，氣體管道15內(nèi)充滿空氣。

控壓開關(guān)142用于設(shè)置預(yù)定的負(fù)壓強(qiáng)，當(dāng)氣體罐143中的壓強(qiáng)達(dá)到控壓開關(guān)142設(shè)定的負(fù)壓強(qiáng)，進(jìn)而繼續(xù)下降時(shí)，控壓開關(guān)142觸發(fā)電磁閥141，使得外界空氣通過電磁閥141進(jìn)入氣體罐143。當(dāng)進(jìn)入氣體罐143內(nèi)的空氣的壓強(qiáng)大于控壓開關(guān)142設(shè)定的負(fù)壓強(qiáng)時(shí)，電磁閥141關(guān)閉，由此可保證氣體罐143內(nèi)部壓強(qiáng)穩(wěn)定。由于負(fù)壓灌溉供水系統(tǒng)是密封的且氣體管道和氣體罐中充滿空氣，因而，氣體罐中控壓開關(guān)上設(shè)置的負(fù)壓強(qiáng)與陶土管內(nèi)的壓強(qiáng)相等。依據(jù)土壤水動(dòng)力學(xué)原理，將陶土管埋于土壤中，依靠土壤與陶土管之間的水勢(shì)梯度差，當(dāng)陶土管中的水流進(jìn)入土壤，儲(chǔ)水桶中的水位下降，導(dǎo)致儲(chǔ)水桶內(nèi)壓強(qiáng)減小，當(dāng)小于預(yù)定的負(fù)壓強(qiáng)時(shí)，負(fù)壓發(fā)生器中的氣體進(jìn)入儲(chǔ)水桶，使得整個(gè)系統(tǒng)壓強(qiáng)維持一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。其中，預(yù)定的負(fù)壓強(qiáng)稱為供水水頭(供水負(fù)壓)，可以通過改變預(yù)定的負(fù)壓強(qiáng)來控制土壤含水量。

但現(xiàn)有的負(fù)壓灌溉供水系統(tǒng)，由于灌溉水本身含有一定的氣體，因此，現(xiàn)有負(fù)壓灌溉過程中，隨著灌溉水從滲水器滲入根區(qū)土壤，灌溉水內(nèi)的氣體停留在灌溉系統(tǒng)的輸水管內(nèi)，如果氣體無法有效及時(shí)排除出灌溉系統(tǒng)，會(huì)在輸水管內(nèi)產(chǎn)生氣柱，從而阻塞灌溉水的流動(dòng)，導(dǎo)致灌溉水無法及時(shí)向作物供水，引起負(fù)壓灌溉失效；并且，目前負(fù)壓灌溉系統(tǒng)采用的負(fù)壓滲水器只能供小區(qū)域范圍內(nèi)的作物生長(zhǎng)，如果擴(kuò)大供水范圍將會(huì)極大提高工程造價(jià)，并且一塊地單個(gè)的負(fù)壓滲水器的使用量過大，會(huì)導(dǎo)致管理不便和供水不均勻；現(xiàn)有負(fù)壓灌溉水肥一體化系統(tǒng)存在供水壓力在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，不能維持供水水壓的恒定，從而不能保證農(nóng)作物一直生長(zhǎng)在穩(wěn)定的土壤水分條件下。

發(fā)明內(nèi)容