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用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng)與方法

文檔序號(hào):67153閱讀:538來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于農(nóng)田水利技術(shù)領(lǐng)域
,特別涉及一種用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng)與集 雨節(jié)灌方法。
背景技術(shù)
丘陵是一種高度差在平原和山地之間的地形。一般是指海拔在200m以上,500m以 下,相對(duì)高度一般不超過(guò)200m,高低起伏,切割破碎,由連綿不斷的低矮山丘組成的地形。丘 陵在陸地上的分布很廣,一般是分布在山地或高原與平原的過(guò)渡地帶,我國(guó)的丘陵約有100 萬(wàn)km2,占全國(guó)總面積的十分之一。
我國(guó)四川的川中丘陵是中國(guó)最典型的方山丘陵區(qū),面積約8. 4萬(wàn)km2,是四川省糧、 油的主要產(chǎn)區(qū)。該區(qū)經(jīng)嘉陵江、涪江、沱江及其支流切割后,地表丘陵起伏,溝谷迂回,海拔 一般在250 600m,丘谷高差50 100m。所述川中丘陵區(qū)年降水量約900 1000mm,每當(dāng) 夏天雨水集中時(shí),常造成水土流失,而冬干春旱又十分明顯,其中,春旱頻率高達(dá)60%,是四 川著名旱區(qū)。
廣大丘陵地區(qū)地下水資源貧乏,坡耕地面積大,田高水低,故干旱成為了制約丘陵 地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素。如何充分利用季節(jié)性降雨的豐富水資源,解決丘陵地區(qū)田高水 低與坡耕地的干旱,是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要問(wèn)題。
現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了多種雨水集流及蓄水灌溉裝置,但均不適合切割嚴(yán)重、地形破碎 的丘陵區(qū),例如授權(quán)公告號(hào)為CN201303540Y的專(zhuān)利提供了一種“自流式微蓄微灌系統(tǒng)”, 該系統(tǒng)主要由灌溉器、閥門(mén)、輸水管組成,在有相應(yīng)集雨面積和較好的植被的高處設(shè)置引水 點(diǎn),引水點(diǎn)由攔水壩構(gòu)成且與過(guò)濾池聯(lián)通,過(guò)濾池通過(guò)坡降為3% -5%的引水管聯(lián)通到蓄 水池,蓄水池設(shè)置在山坡上,且通過(guò)輸水管與設(shè)置在低處落差高度為5m至20m的灌溉器連 通,在蓄水池與輸水管連接處設(shè)置有閥門(mén),在灌水器上設(shè)置有堵頭。此種系統(tǒng)雖然可以利用 降雨,但其設(shè)置引水點(diǎn)的條件是“相應(yīng)集雨面積和較好的植被的高處”,難以解決季節(jié)性降 雨豐富,但丘體切割嚴(yán)重、田高水低的坡耕地灌溉問(wèn)題。
公開(kāi)號(hào)為CN1414188A的專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)峁┝?“一種坡地滲流集蓄方法及裝置”,利用 水體介質(zhì)在土壤層的運(yùn)移轉(zhuǎn)化原理,在土壤與基巖之間的滲流產(chǎn)生區(qū)域設(shè)置,將滲流引出 并導(dǎo)入蓄水系統(tǒng)加以利用。這種坡地滲流集蓄方法,包括在坡地土壤層與基巖層之間橫向 分層設(shè)置半開(kāi)放滲流集蓄管,滲流水過(guò)濾進(jìn)入滲流集蓄管,并在管道內(nèi)形成管流;滲流集蓄 管之間通過(guò)導(dǎo)流輸水管連接,導(dǎo)流輸水管通向坡地下方設(shè)置的蓄水池。此種方法以收集地 下滲流為主,仍不適用于季節(jié)性降雨豐富,地表徑流量大,但丘體切割嚴(yán)重,田高水低的坡 耕地灌溉問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種適用于丘陵坡耕地的集雨節(jié)灌 系統(tǒng)與集雨節(jié)灌方法,以解決丘陵區(qū)降雨較豐富、但由于時(shí)空分布不均而導(dǎo)致的季節(jié)性干
3旱問(wèn)題,并提高灌溉水的利用效率。
本發(fā)明所述用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng),包括集雨塘或集雨堰、高位蓄水池、低 位蓄水池、水泵和輸水管;所述集雨塘或集雨堰設(shè)置在丘谷的中部或下部,所述高位蓄水池 設(shè)置在集雨塘或集雨堰附近各丘體中高度最高的丘體上部,所述水泵安裝在集雨塘或集雨 堰旁,其進(jìn)水口接集雨塘或集雨堰,其出水口接高位蓄水池;所述低位蓄水池為多個(gè),分別 設(shè)置在高位蓄水池周邊的各丘體上,其高度低于高位蓄水池,各低位蓄水池均設(shè)置有與輸 水管連接的進(jìn)水管,所述進(jìn)水管上安裝有進(jìn)水控制閥和水表,各低位蓄水池均設(shè)置有放水 管,所述放水管上安裝有放水控制閥;所述輸水管及各低位蓄水池設(shè)置的進(jìn)水管將高位蓄 水池與各低位蓄水池連通。
上述集雨節(jié)灌系統(tǒng)中,其連接高位蓄水池與低位蓄水池的輸水管的起伏部段的 “凸”部安裝有進(jìn)排氣閥。
為了保護(hù)輸水管道,輸水管道的掩埋深度應(yīng)符合相關(guān)節(jié)灌規(guī)程,在閥門(mén)、水表和進(jìn) 排氣閥處應(yīng)有相應(yīng)的砌體進(jìn)行保護(hù)。
低位蓄水池放水管不同高度處采用的噴灌、微噴灌、滴灌等灌溉方式,應(yīng)根據(jù)相關(guān) 節(jié)灌規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)。
修建高位蓄水池和低位蓄水池的材料可就地取材,以降低成本,高位蓄水池容積 與集雨面積相匹配,低位蓄水池的容積應(yīng)根據(jù)作物種類(lèi)、控灌面積、輪灌周期和節(jié)灌方式確定。
本發(fā)明所述用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌方法,使用上述集雨節(jié)灌系統(tǒng),將降雨產(chǎn)生 的地表徑流水蓄積在集雨塘或集雨堰中,將集雨塘或集雨堰中的水用水泵提至高位蓄水 池,通過(guò)輸水管分別將高位蓄水池的水輸送至各低位蓄水池蓄存,需要灌溉時(shí),將各低位蓄 水池內(nèi)的蓄水用于灌溉。
為了提高低位蓄水池內(nèi)蓄存的灌溉水的利用效率,通過(guò)各低位蓄水池的進(jìn)水管上 安裝的進(jìn)水控制閥和水表來(lái)控制和計(jì)量各低位蓄水池的進(jìn)水量。
需要灌溉時(shí),根據(jù)低位蓄水池放水管不同高度的壓差與作物需水特點(diǎn)分別采用噴 灌、微噴灌、滴灌與澆灌的方式進(jìn)行灌溉。
本發(fā)明具有以下有益效果
1、本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)可提高降雨利用效率和塘、堰的復(fù)蓄能力,使自然降 雨更好地被資源化利用。
2、本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)和集雨節(jié)灌方法有效解決了丘陵區(qū)的季節(jié)性干旱問(wèn) 題,為丘陵區(qū)坡耕地提供了灌溉條件,緩解了丘陵坡耕地降雨與灌溉需水的矛盾。
3、采用本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng),輸水損失小,管道可在一定高差范圍內(nèi)隨地形 上下彎曲,對(duì)地形地貌適應(yīng)性強(qiáng),克服了一般明渠輸水損失大、渠系水利用系數(shù)低的缺點(diǎn), 而且維修方便,使用壽命長(zhǎng)。
4、由于各低位蓄水池的進(jìn)水管上均安裝有進(jìn)水控制閥和水表,有利于對(duì)用水進(jìn)行 計(jì)量管理和與現(xiàn)代節(jié)灌技術(shù)配套。
5、本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)可供選擇的節(jié)灌方式范圍大,節(jié)水、省勞、省工。
6、本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)和集雨節(jié)灌方法改變了傳統(tǒng)的供水與灌溉同步的方 式,可有效協(xié)調(diào)降雨時(shí)間與作物需水時(shí)間不同步、集雨地點(diǎn)與作物灌溉地點(diǎn)相分離的矛盾,使供水與灌溉獨(dú)立完成,有效縮短灌溉時(shí)間,特別適用于連崗狀、桌狀或饅頭狀的丘陵地 區(qū)。


圖1是本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)的一種平面布局示意圖;
圖2是圖1的局部剖視示意圖;
圖3是本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)中的低位蓄水池的結(jié)構(gòu)示意圖及其進(jìn)水管、放水 管的安裝示意圖;
圖4是圖3的A-A剖視圖;
圖5是本發(fā)明所述集雨節(jié)灌方法的一種灌溉方式示意圖。
圖中,1-集雨塘或集雨堰、2-水泵、3-高位蓄水池、4-低位蓄水池、5-輸水管、 6_進(jìn)排氣閥、7-進(jìn)水控制閥、8-水表、9-放水控制閥、10-澆灌區(qū)、11-滴灌或澆灌區(qū)、12-微 噴灌或澆灌區(qū)、13-噴灌或澆灌區(qū)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖,通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述用于丘陵坡耕地的集雨節(jié)灌系統(tǒng)和集雨 節(jié)灌方法作進(jìn)一步說(shuō)明。
本實(shí)施例以我國(guó)四川省威遠(yuǎn)縣嚴(yán)陵鎮(zhèn)花椒坡村的丘陵區(qū)為模型構(gòu)建集雨節(jié)灌系 統(tǒng),其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示,該集雨節(jié)灌系統(tǒng)包括集雨塘1、高位蓄水池3,低位蓄水池4、水 泵2和輸水管5。所述集雨塘1為一 口,設(shè)置在丘谷的中部,為山平塘;所述高位蓄水池3 為一個(gè),設(shè)置在集雨塘附近各丘體中高度最高的丘體上部;所述低位蓄水池4為七個(gè),分別 設(shè)置在高位蓄水池周邊的各丘體上,其高度低于高位蓄水池(見(jiàn)圖2);所述水泵2安裝在 集雨塘旁,并配備有泵房,其進(jìn)水口接集雨塘1,其出水口接高位蓄水池3 ;所述輸水管5為 Φ 75PE管,鋪設(shè)在高位蓄水池與低位蓄水池之間及低位蓄水池與低位蓄水池之間,在輸水 管5的各起伏部段的“凸,,部安裝進(jìn)排氣閥6-1、6-1、6-3、6-4、6-5、6-6和6_7,使之成為完 整的輸水系統(tǒng)。
本實(shí)施例所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)中,各低位蓄水池的結(jié)構(gòu)及其進(jìn)水管、放水管的安裝 方式如圖3、圖4所示。進(jìn)水管的一端與輸水管5連接,另一端穿過(guò)低位蓄水池的側(cè)壁伸入 低位蓄水池,進(jìn)水管上安裝有進(jìn)水控制閥7和水表8,所述進(jìn)水控制閥7為間閥。放水管的 一端穿過(guò)低位蓄水池下部的側(cè)壁伸入低位蓄水池,放水管的另一端接灌溉系統(tǒng),放水管上 安裝有放水控制閥9,所述放水控制閥9為閘閥。
所述輸水管5及各低位蓄水池設(shè)置的進(jìn)水管將高位蓄水池3與各低位蓄水池4-1、 4-1、4-3、4-4、4-5、4-6 和 4-7 連通。
本實(shí)施例中,集雨塘1、高位蓄水池3,低位蓄水池4的設(shè)計(jì)參數(shù)如下
集雨塘1的容積約3000m3,高位蓄水池3的容積200m3,低位蓄水池4_1 4_7的 容積為50 IOOm30
本實(shí)施例所述集雨節(jié)灌方法的灌溉方式見(jiàn)圖5,需要灌溉時(shí),根據(jù)低位蓄水池放水 管不同高度的壓差與作物需水特點(diǎn)分別采用澆灌、滴灌、微噴灌與噴灌的方式進(jìn)行灌溉。
權(quán)利要求
一種用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng),其特征在于包括集雨塘或集雨堰(1)、高位蓄水池(3)、低位蓄水池(4)、水泵(2)和輸水管(5),所述集雨塘或集雨堰(1)設(shè)置在丘谷的中部或下部,所述高位蓄水池(3)設(shè)置在集雨塘或集雨堰附近各丘體中高度最高的丘體上部,所述水泵(2)安裝在集雨塘或集雨堰旁,其進(jìn)水口接集雨塘或集雨堰(1),其出水口接高位蓄水池(3),所述低位蓄水池(4)為多個(gè),分別設(shè)置在高位蓄水池周邊的各丘體上,其高度低于高位蓄水池,各低位蓄水池(4)均設(shè)置有與輸水管(5)連接的進(jìn)水管,所述進(jìn)水管上安裝有進(jìn)水控制閥(7)和水表(8),各低位蓄水池均設(shè)置有放水管,所述放水管上安裝有放水控制閥(9),所述輸水管(5)及各低位蓄水池(4)設(shè)置的進(jìn)水管將高位蓄水池(3)與各低位蓄水池(4)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng),其特征在于連接高位蓄水池 與低位蓄水池的輸水管(5)的起伏部段的“凸”部安裝有進(jìn)排氣閥(6)。
3.一種用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌方法,其特征在于使用權(quán)利要求
1所述的集雨節(jié)灌系 統(tǒng),將降雨產(chǎn)生的地表徑流水蓄積在集雨塘或集雨堰(1)中,將集雨塘或集雨堰中的水用 水泵(2)提至高位蓄水池(3),通過(guò)輸水管(5)分別將高位蓄水池的水輸送至各低位蓄水池 (4),需要灌溉時(shí),將各低位蓄水池內(nèi)(4)的蓄水用于灌溉。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌方法,其特征在于通過(guò)各低位蓄水 池⑷的進(jìn)水管上安裝的進(jìn)水控制閥(7)和水表⑶控制和計(jì)量各低位蓄水池的進(jìn)水量。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3或4所述的用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌方法,其特征在于根據(jù)低位蓄 水池放水管不同高度的壓差與作物需水特點(diǎn)分別采用澆灌、滴灌、微噴灌與噴灌的方式進(jìn) 行灌溉。
專(zhuān)利摘要
一種用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng),包括集雨塘或集雨堰、高位蓄水池,低位蓄水池、水泵和輸水管,集雨塘或集雨堰設(shè)置在丘谷的中部或下部,高位蓄水池設(shè)置在集雨塘或集雨堰附近各丘體中高度最高的丘體上部,低位蓄水池為多個(gè),分別設(shè)置在高位蓄水池周邊的各丘體上,其高度低于高位蓄水池,水泵安裝在集雨塘或集雨堰旁,其進(jìn)水口接集雨塘或集雨堰,其出水口接高位蓄水池,輸水管鋪設(shè)在高位蓄水池與各低位蓄水池之間。使用該集雨節(jié)灌系統(tǒng),可將降雨產(chǎn)生的地表徑流水蓄積在集雨塘或集雨堰中,并將集雨塘或集雨堰中的水用水泵提至高位蓄水池,通過(guò)輸水管分別將高位蓄水池的水輸送至各低位蓄水池,需要灌溉時(shí),將各低位蓄水池內(nèi)的蓄水用于灌溉。
文檔編號(hào)A01G25/00GKCN101933449SQ201010235097
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年7月23日
發(fā)明者段曉明, 王昌桃, 趙小蓉, 趙燮京, 陳琨 申請(qǐng)人:四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan
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