[發明專利]一種北方地區田間大棚區雨洪資源利用裝置及構建方法

在審

• 申請號: 202010157339.8
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111350233A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 孫秀玲;劉釗勝;石曉;李賀;丁江朋
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E03B3/02
• 分類號: E03B3/02;B01D36/02;A01G9/24;A01G9/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發明公開了一種北方地區田間大棚區雨洪資源利用裝置及構建方法，解決了現有技術中北方地區地表徑流較大的問題，具有實現雨水的集蓄和利用，并有效節水的有益效果，具體方案如下：一種北方地區田間大棚區雨洪資源利用裝置，包括雨水集水單元，設于田間大棚底端側部，頂部低于大棚周圍地表，且沿著大棚長度方向布置以收集大棚周圍的降雨產生的地表徑流和從大棚滑落的雨水，雨水集水單元包括若干縱向布置的集水槽，相鄰設置的集水槽連通，且雨水集水單元頂部尺寸大于底部尺寸；凈化單元，包括若干過濾層，每一集水槽的頂部各布置有過濾層；蓄水單元，最底層集水槽與蓄水單元連通；利用單元，與蓄水單元連通，以向田間大棚供水。

背景技術

由于北方冬季寒冷，不易于蔬菜作物生長，于是溫室大棚發展起來，進行反季節蔬菜的種植，增加農民自身收益。目前，北方地區已經發展成連片、規模化的大棚區，北方大棚一般在春季、秋季、冬季進行種植，為了節省重復建設的投資以及開展病蟲害的防治，一般夏季(汛期)不拆除大棚塑料薄膜，利用夏天大棚內高氣溫殺死土壤內的細菌和害蟲等(俗稱“悶棚”)，這就造成了連片大棚區汛期地表徑流顯著增加，防汛壓力增加，雨水不能充分利用，另一方面雨水匯流，導致該區域地下水補充少，而地下水位逐漸降低，缺水嚴重等。

發明人發現，降雨之后落到地面上之后一部分下滲土壤，一部分形成地表徑流流出產流區，一般情況下，自然的流域降雨徑流系數為0.15—0.3，但是當有些地方大量建造蔬菜大棚或瓜棚等情況下，大棚棚面面積及周圍地表匯流面積超過1000m²，匯流面積較大，此時的降雨產生的地表徑流遠大于自然土壤的田地。在這種情況下一方面降雨期大量的降雨形成地表徑流流走或形成洪澇災害，一方面這些地區水資源短缺，地下水位較低。例如山東濰坊地區，田間有大量的蔬菜大棚及瓜果大棚，絕大部分大棚集雨面積大于1000m²，在雨水量較大的時候很容易造成匯流，導致地表徑流較大。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的第一目的是提供一種北方地區田間大棚區雨洪資源利用裝置，能夠有效收集空間和從田間大棚外表面滑落的雨水，雨水利用率高，且通過過濾層的設置有效過濾雨水，實現雨水的逐層過濾、集蓄及利用，并起到補充地下水的作用。

本發明的第二目的是提供了一種北方地區田間大棚區雨洪資源利用裝置的構建方法，減少洪澇災害程度，充分利用雨洪資源，提升水資源利用效率。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明提供了一種北方地區田間大棚區雨洪資源利用裝置，包括：

雨水集水單元，設于田間大棚底端側部，縱向整體設置為從地平面往下延伸，雨水集水單元的頂部低于周圍地表，且沿著大棚長度方向布置以收集大棚周圍降雨產生的地表徑流和從大棚滑落的雨水，雨水集水系統包括若干縱向布置的集水槽，相鄰設置的集水槽連通，且雨水集水單元頂部尺寸大于底部尺寸；

凈化單元，包括若干過濾層，每一集水槽的頂部各布置有過濾層，或最頂層集水槽頂部、底部和中間集水槽的頂部分別布置有過濾層；

蓄水單元，最底層集水槽與蓄水單元連通；

利用單元，與蓄水單元連通，以向田間大棚供水。

上述的北方地區田間大棚區雨洪資源利用裝置，能實現田間大棚外側雨水的收集、逐層凈化和蓄水，儲存的雨水可用于田間大棚種植用水，這樣將雨水再換個時間再用于地面，地表徑流減小，為北方田間大棚區提供一種方便可行的雨洪水利用及節水途徑。

為了將存不下或利用不完的雨水排入田間排水溝渠并補充地下水，如上所述田間大棚區雨洪資源利用裝置，還包括排水單元，最頂層所述的集水槽、所述蓄水單元分別與排水單元連通，排水單元與排水溝渠連接。