專利名稱:農(nóng)田排澇防旱的自動(dòng)排灌方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于水利排灌領(lǐng)域,涉及一種農(nóng)田排灌自動(dòng)化的方法和裝置,尤其 涉及一種適用于沿海、水鄉(xiāng)有潮漲潮落的江海堤圍大圍內(nèi)低洼農(nóng)田的排澇防旱 的自動(dòng)排灌方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù):
廣東省及泛珠三角地區(qū)河流眾多,雨量充沛,水源豐富,是發(fā)展工農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)潛力巨大的地區(qū)之一。但廣東同時(shí)存在降雨時(shí)空分配不均,旱、澇、洪、潮 災(zāi)害多,尤其東莞市沿海水鄉(xiāng)地區(qū)地處珠江三角洲沖積平原,地勢低洼,每年 汛期從上中游匯集而下的洪水峰高量大。如下游河道不能及時(shí)安全宣泄時(shí),就 隨時(shí)受洪澇災(zāi)害的嚴(yán)重威脅;秋冬旱季還經(jīng)常發(fā)生旱患,近幾年則經(jīng)常出現(xiàn)春 早和夏早現(xiàn)象。因此,必須加強(qiáng)水利建設(shè)。東莞人民自古就重視興修水利。據(jù)歷史記載,珠江堤圍始筑于公元996年 也即是宋至道二年,至今有上千年歷史。新中國成立后,東莞人民政府為發(fā)展 生產(chǎn),改善人民生活,領(lǐng)導(dǎo)人民進(jìn)行大規(guī)模的水利建設(shè),先后采取了堵口復(fù)堤, 聯(lián)圍筑閘,整治堤系以及興建機(jī)電排灌工程,整治田間渠系等措施。實(shí)行洪、 澇、旱、潮并治,蓄、弓l、提結(jié)合,綜合治理,綜合開發(fā),有效防御了水旱災(zāi) 害,保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全,促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。東莞市農(nóng)業(yè)種子研究所地處東莞西南東江河下游出水口,東、北、西三面 被東江河半環(huán)形包圍而過,是典型的地勢低洼類型地帶。過去遇到暴雨,地勢 低洼的農(nóng)田區(qū)通常被洪水淹沒,需向河堤外抽水排澇;而在天旱時(shí)則要從河涌 中抽水澆灌農(nóng)田以緩解旱情。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題,該研究所近期欲研制修筑的農(nóng)田排澇防旱的系統(tǒng)可使 區(qū)內(nèi)河涌水面長期保持一定的高度,干旱天氣能蓄水灌田,遇到暴雨可自動(dòng)將洪水自流排出,或遇無法自流排出時(shí)自動(dòng)開啟抽水機(jī)向外排洪?;鲜隼砟?,本發(fā)明提供一種農(nóng)田排澇防早自動(dòng)排灌方法。該方法是利用傳統(tǒng)的陂堰技術(shù)和現(xiàn)代比較精密的配水元件以及自動(dòng)控制技術(shù)和機(jī)電排灌系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合組成一個(gè)自動(dòng)排灌系統(tǒng)即無人控制的農(nóng)田排澇防旱的系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)低洼農(nóng)田的自動(dòng)排澇防旱。為實(shí)現(xiàn)上述目的,其技術(shù)方案為一種農(nóng)田排澇防旱自動(dòng)排灌方法,其包括一自動(dòng)排灌系統(tǒng),其特征在于, 該排灌系統(tǒng)工作時(shí)包括如下步驟1) 江河水位低于灌區(qū)內(nèi)排灌溝水位狀態(tài),灌區(qū)內(nèi)水量增加時(shí),自動(dòng)排灌 系統(tǒng)將多余水量自動(dòng)排出至江河中;2) 江河水位高于灌區(qū)內(nèi)排灌溝水位狀態(tài)時(shí),灌區(qū)內(nèi)水量增加時(shí),自動(dòng)排 灌系統(tǒng)將多余水量排出。3) 在干旱時(shí),隨著蓄積水的消耗,自動(dòng)排灌系統(tǒng)能不斷將堤圍外河流的 水源自動(dòng)注入,使蓄積水基本保持一定的高度不變。一種實(shí)現(xiàn)前述農(nóng)田排澇防旱自動(dòng)排灌方法的自動(dòng)排灌系統(tǒng),其特征在于 其包括排灌溝、溢水池、排污池和集水池,其中所述集水池與溢水池和排污池 之間設(shè)置有將其相互分隔的溢水壩,所述溢水池和排污池之間設(shè)置有將其相互 分隔的分隔壩,所述排灌溝與溢水池和排污池之間設(shè)置有將其相互分隔的攔渣 壩,該攔渣壩底部設(shè)有使溢水池與排灌溝相通的排灌通道,該通道上蓋有過濾 網(wǎng);所述排污池內(nèi)分別開設(shè)有排污口和集污口;所述溢水壩和分隔壩低于其攔 渣壩,位于所述集水池內(nèi)的攔洪壩遠(yuǎn)高于其攔渣壩;進(jìn)水管穿過所述溢水壩和 攔洪壩置入河水中,安置于該進(jìn)水管的末端的閘閥埋置于所述溢水壩中;止回 閥穿置于所述攔洪壩中并單向從其集水池向河道導(dǎo)通;大口徑軸流泵位于所述 集水池上方的機(jī)房內(nèi),所述大口徑軸流泵的進(jìn)水管接入所述集水池屮,水位控 制器探頭置于所述集水池內(nèi),并與所述大口徑軸流泵的電器控制部件電連接。與所述進(jìn)水管分支設(shè)置有小進(jìn)水管,在所述閘閥附近該小進(jìn)水管上設(shè)置有 球閥,越過該球閥的所述小進(jìn)水管的末端與所述溢水壩頂端的小孔相通;所述 進(jìn)水管和小進(jìn)水管埋置于排灌隧道內(nèi)。所述溢水壩的高度約低于其攔渣壩50~70厘米。 所述排灌隧道以鋼筋水泥砌筑。所述大口徑軸流泵以及大口徑軸流泵的進(jìn)水管和所述過濾網(wǎng)皆為兩個(gè)。所述溢水池和排污池之間的分隔壩高度一端與攔渣壩平,另一端與溢水壩 中間設(shè)2 3級(jí)臺(tái)階。所述的自動(dòng)排灌系統(tǒng),其還包括一自動(dòng)控制單元,該單元包括一工業(yè)控制 計(jì)算機(jī),該計(jì)算機(jī)內(nèi)置有自動(dòng)控制軟件;其還包括分別與該計(jì)算機(jī)輸入端相連 接、感應(yīng)端設(shè)置在所述的池、壩的若干傳感器;該傳感器將采集的信號(hào)輸入該 計(jì)算機(jī)后,程序控制該軸流泵動(dòng)作。本發(fā)明所提供的方法的有益效果為 一方面避免人為操作帶來的種種失 誤,大大改善區(qū)內(nèi)防御水旱災(zāi)害的能力;另一方面設(shè)置了自動(dòng)排灌裝置可以通 過河水自流排灌,節(jié)約了大量的人力物力,減輕了運(yùn)作成本,為該所科研生產(chǎn) 創(chuàng)造了良好的生產(chǎn)條件和環(huán)境條件。具體的,所述農(nóng)田排澇防旱自動(dòng)排灌系統(tǒng)的土建部分是由水泥紅磚水泥沙 漿砌成。攔渣壩高度與灌區(qū)農(nóng)田周邊路面相同。本農(nóng)田排澇防旱的系統(tǒng)的技術(shù) 關(guān)鍵是溢水池與集水池之間設(shè)置的溢水壩,其高度是通過長期的觀測和精密的 計(jì)算確定的,約低于攔渣壩50-70厘米。它與可調(diào)節(jié)球閥一起,可使灌區(qū)蓄積 的水源基本保持一定的高度不變。溢水池和排污池之間的分隔壩高度一端與攔 渣壩平,另一端與溢水壩中間設(shè)2 3級(jí)臺(tái)階。攔洪壩遠(yuǎn)高于其他各壩,是保護(hù) 灌區(qū)農(nóng)田不被洪水入侵的重要堤壩。在本發(fā)明中,所述的止回閥、軸流泵、排灌通道及其上設(shè)置的過濾網(wǎng)和水位控制器探頭等均為兩個(gè),可以增大排灌水量的同時(shí)方便邊運(yùn)作邊維修。在本發(fā)明中,為方便工作人員檢修和維護(hù)本裝置操作,同時(shí)使本裝置結(jié)構(gòu)更為合理、美觀,在所述的清污分隔壩上設(shè)有臺(tái)階;同時(shí),在用容易老化和剛性不足的PVC材料管做的人口徑主進(jìn)水管和小進(jìn)水管均用混凝土包裹作成長方體狀的排灌隧道。所述排灌隧道穿過集水池以及溢水壩和攔洪壩使灌區(qū)排灌溝與圍外河道相通,人工丌啟安置其末端的一個(gè)大口徑閘閥可快速調(diào)節(jié)灌區(qū)內(nèi)排灌溝水位的咼度。所述的攔洪壩高度與防洪堤圍高度相同,其上安裝的兩個(gè)大口徑止回閥是 自動(dòng)泄洪的重要元器件。當(dāng)江河水位低于灌區(qū)內(nèi)排灌溝水位時(shí),排灌溝內(nèi)多余 的水量可漫過溢水壩面經(jīng)集水池自動(dòng)流出壩外,這樣可以減少傳統(tǒng)排灌閘每向外排出多余的水量都用人工控制并用電排灌造成的浪費(fèi);當(dāng)江河水位高于灌區(qū) 內(nèi)排灌溝水位吋,此時(shí)止回閥閘門自動(dòng)關(guān)閉阻止堤外河水進(jìn)入圍內(nèi)以免造成水 浸。位于集水池上方的排灌閘機(jī)房中裝有兩臺(tái)大口徑軸流泵及其配套水位控 制器探頭都安放在集水池中,它們是重要的機(jī)電排灌系統(tǒng)。如遇暴雨引起防洪 堤內(nèi)外水位驟增并超過最高警戒線,此時(shí)兩個(gè)止回閥閘門自動(dòng)關(guān)閉,并自動(dòng)丌 啟大口徑軸流泵將洪水向河道排出。所述排污池和溢水池之間設(shè)置的分隔壩使流經(jīng)排污池污水在排污池中自 然沉淀后經(jīng)集水池自流排出,避免與灌溉水源相混,可防止有害物質(zhì)對(duì)農(nóng)作物 的污染,可較好地解決目前環(huán)境保護(hù)方面工業(yè)污染對(duì)環(huán)境造成污染的問題。綜上所述,本發(fā)明是一種全新理念的水利排灌系統(tǒng),改變傳統(tǒng)排灌方法長 期要人值班操作和滲漏嚴(yán)重等不足之處,既可節(jié)約運(yùn)作成本又可避免人為的操 作錯(cuò)誤,確保排灌安全。
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明,圖l是本發(fā)明的立體示意圖;圖2是圖1中集水池的局部放大圖。附圖標(biāo)識(shí)-11、閘閥 12、球閥15、大口徑軸流泵的進(jìn)水管 18、攔洪壩 19、小進(jìn)水管22、過濾網(wǎng) 3、排污池33、排污口 4、集水池1、排灌溝 14、止回閥 17、排灌隧道 21、防洪壩 32、集污口13、小孔 16、溢水壩2、溢水池 31、分隔壩5、機(jī)房具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2,本實(shí)施例提供的一種農(nóng)田排澇防早自動(dòng)排灌系統(tǒng),其包 括排灌溝1、溢水池2、排污池3和集水池4,其中所述集水池4與溢水池2 和排污池3之間設(shè)置有將其相互分隔的溢水壩16,所述溢水池2和排污池3 之間設(shè)置有將其相互分隔的分隔壩31,所述排灌溝1與溢水池2和排污池3 之間設(shè)置有將其相互分隔的攔渣壩21 ,該攔渣壩21底部設(shè)有使溢水池2與排 灌溝1相通的兩個(gè)排灌通道,該兩個(gè)排灌通道上蓋有兩個(gè)過濾網(wǎng)22;所述排污 池3內(nèi)分別開設(shè)有排污口 33和集污口 32;所述溢水壩16和分隔壩31低于其 攔渣壩21,位于所述集水池4內(nèi)的攔洪壩18遠(yuǎn)高于其攔渣壩21;進(jìn)水管穿過 所述溢水壩16和攔洪壩18置入河水中,安置于該進(jìn)水管的末端的閘閥11埋 置于所述溢水壩16中;與所述進(jìn)水管分支設(shè)置有小進(jìn)水管19,在所述閘閥ll 附近的小進(jìn)水管19上設(shè)置有球閥12,越過該球閥12的所述小進(jìn)水管19的末 端與所述溢水壩16頂端的小孔13相通;所述進(jìn)水管和小進(jìn)水管19埋置于排 灌隧道17內(nèi),所述排灌隧道17以鋼筋水泥砌筑;止回閥14穿置于所述攔洪 壩18中并單向從其集水池4向河道導(dǎo)通;大口徑軸流泵位于所述集水池4上 方的機(jī)房5內(nèi),兩個(gè)大口徑軸流泵的進(jìn)水管15接入所述集水池4中,水位控 制器探頭置于所述集水池4內(nèi),并與所述大口徑軸流泵的電器控制部件電連接。 所述溢水壩16的高度約低于攔渣壩21的高度50-70厘米。溢水池2和排污池 3之間的分隔壩31高度一端與攔渣壩21平,另一端與溢水壩16中間設(shè)2~3 級(jí)臺(tái)階。本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵是溢水池與集水池和排污池之間設(shè)置有將其相互分隔的 溢水壩16和位于集水池外邊的攔洪壩18組成的攔洪蓄水壩系。溢水壩又名溢 水堰或陂堰,它通過設(shè)置在攔渣壩21底部設(shè)有的兩個(gè)排灌通道,使排灌溝1 與溢水池2水位即溢水壩16高度水位相同。溢水壩是采用傳統(tǒng)的陂堰蓄水技 術(shù),通過長期的觀測和精密的計(jì)算確定其高度。要求一方面使其蓄積的水量能 提供給灌區(qū)提水灌溉農(nóng)田;另一方面又不使其水位高十農(nóng)田的有效排水落差, 以免影響農(nóng)作物的正常生長。攔洪壩8則是保護(hù)灌區(qū)農(nóng)田不被洪水入侵的重要 水利堤壩。其上安裝的兩個(gè)大口徑止回閥14是自動(dòng)泄洪的重要元器件。當(dāng)江 河水位低于灌區(qū)內(nèi)排灌溝水位時(shí),排灌溝內(nèi)多余的水量可漫過溢水壩面經(jīng)集水池自動(dòng)流出壩外,這樣可以減少傳統(tǒng)排灌閘每向外排出多余的水量都用人工控制并用電排灌造成的浪費(fèi);當(dāng)江河水位高于灌區(qū)內(nèi)排灌溝水位時(shí),此時(shí)止回閥 閘門自動(dòng)關(guān)閉,阻止堤外河水進(jìn)入圍內(nèi)以免造成水浸。由集水池穿越而過使堤外與堤內(nèi)灌區(qū)排灌溝相通的排灌隧道17及其配套 的大口徑閘閥11以及小口徑球閥12、進(jìn)水管19、進(jìn)水孔13組成重要的閘閥系統(tǒng)。當(dāng)灌區(qū)內(nèi)排灌溝需要將水量完全排干或需要放入大量水源時(shí),可選擇圍 外退潮漲潮的時(shí)間段人工開啟人口徑閘閥11使圍內(nèi)外水流按需要進(jìn)行人排人 灌;或調(diào)節(jié)小口徑球閥使圍外清潔的水源隨著灌區(qū)水量的消耗而按需要自動(dòng)補(bǔ) 充水量,這樣,既不會(huì)引起較大水位波動(dòng)又可以維持穩(wěn)定的水量,并且保持水 體的流動(dòng)性,確保農(nóng)田灌溉需要。所述自動(dòng)排灌系統(tǒng),其還包括一自動(dòng)控制單元,該單元包括一工業(yè)控制計(jì) 算機(jī),該計(jì)算機(jī)內(nèi)置有自動(dòng)控制軟件;其還包括分別與該計(jì)算機(jī)輸入端相連接、 感應(yīng)端設(shè)置在所述的池、壩的若干傳感器;該傳感器將采集的信號(hào)輸入該計(jì)算 機(jī)后,程序控制該軸流泵動(dòng)作。具體的,位于集水池上方的排灌閘機(jī)房5中裝有兩臺(tái)人口徑軸流泵及其配 套水位控制器探頭都安放在集水池中,它們是重要的機(jī)電排灌系統(tǒng)。如遇暴雨 引起水位驟增并超過最高警戒線引起水位浮球上升驅(qū)動(dòng)與其連動(dòng)的接觸開關(guān) 啟動(dòng)大口徑軸流泵將洪水向河道排出;當(dāng)洪水水位落至安全水位時(shí),水位浮球 自動(dòng)落下斷丌電源,大口徑軸流泵停止工作。如此,機(jī)電排灌不需要人員操作, 可以避免不定時(shí)發(fā)生較大洪水時(shí)而因人為的疏忽沒有及時(shí)開機(jī)排澇引起的水 災(zāi)。攔渣壩21底部的兩個(gè)排灌通道即出水口上覆蓋有過濾網(wǎng)22,使漂浮在排 灌溝水面的浮渣不能通過溢水池和集水池,以免對(duì)配水閥門造成影響,此外, 還可防止放養(yǎng)在排灌溝的魚苗隨水流走。溢水池2和排污池3之間設(shè)置的分隔壩31使流經(jīng)排污池3的污水在排污 池3內(nèi)自然沉淀后經(jīng)集水池4自流排山,避免與灌溉水源相混,可防止有害物 質(zhì)對(duì)農(nóng)作物的污染,可較好地解決目前環(huán)境保護(hù)方面工業(yè)污染對(duì)環(huán)境造成污染 的問題。9
權(quán)利要求
1. 一種農(nóng)田排澇防旱自動(dòng)排灌方法,其包括一自動(dòng)排灌系統(tǒng),其特征在于,該排灌系統(tǒng)工作時(shí)包括如下步驟1)江河水位低于灌區(qū)內(nèi)排灌溝水位狀態(tài),灌區(qū)內(nèi)水量增加時(shí),自動(dòng)排灌系統(tǒng)將多余水量自動(dòng)排出至江河中;2)江河水位高于灌區(qū)內(nèi)排灌溝水位狀態(tài)時(shí),灌區(qū)內(nèi)水量增加時(shí),自動(dòng)排灌系統(tǒng)將多余水量排出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的農(nóng)田排澇防旱自動(dòng)排灌方法,其特征在于該 方法還包括在干旱時(shí),隨著蓄積水的消耗,自動(dòng)排灌系統(tǒng)能不斷將堤圍外河流 的水源自動(dòng)注入,使蓄積水基本保持一定的高度不變。
3、 一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述農(nóng)田排澇防旱自動(dòng)排灌方法的自動(dòng)排灌系統(tǒng), 其特征在于其包括排灌溝(1)、溢水池(2)、排污池(3)和集水池(4), 其中所述集水池(4)與溢水池(2)和排污池(3)之間設(shè)置有將其相互分隔 的溢水壩(16),所述溢水池(2)和排污池(3)之間設(shè)置有將其相互分隔的 分隔壩(31),所述排灌溝(1)與溢水池(2)和排污池(3)之間設(shè)置有將其 相互分隔的攔渣壩(21),該攔渣壩(21)底部設(shè)有使溢水池(2)與排灌溝(1) 相通的排灌通道,該通道上蓋有過濾網(wǎng)(22);所述排污池(3)內(nèi)分別開設(shè)有 排污口 (33)和集污口 (32);所述溢水壩(16)和分隔壩(31)低于其攔渣 壩(21),位于所述集水池(4)內(nèi)的攔洪壩(18)遠(yuǎn)高于其攔渣壩(21);進(jìn) 水管穿過所述溢水壩(16)和攔洪壩(18)置入河水中,安置于該進(jìn)水管的末 端的閘閥(11)埋置于所述溢水壩(16)中;止回閥(14)穿置于所述攔洪壩(18)中并單向從其集水池(4)向河道導(dǎo)通;大口徑軸流泵位于所述集水池 (4)上方的機(jī)房(5)內(nèi),所述大口徑軸流泵的進(jìn)水管(15)接入所述集水池 (4)巾,水位控制器探頭置于所述集水池(4)內(nèi),并與所述大口徑軸流泵的 電器控制部件電連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)排灌系統(tǒng),其特征在于與所述進(jìn)水管分支設(shè)置有小進(jìn)水管(19),在所述閘閥(11)附近該小進(jìn)水管(19)上設(shè)置有球 閥(12),越過該球閥(12)的所述小進(jìn)水管(19)的末端與所述溢水壩(16) 頂端的小孔(13)相通;所述進(jìn)水管和小進(jìn)水管(19)埋置于排灌隧道(17) 內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的自動(dòng)排灌系統(tǒng),其特征在于所述溢水壩 (16)的高度約低于其攔渣壩(21) 50~70厘米。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)排灌系統(tǒng),其特征在于所述排灌隧道U7) 以鋼筋水泥砌筑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)排灌系統(tǒng),其特征在于所述大口徑軸流泵 以及大口徑軸流泵的進(jìn)水管(15)和所述過濾網(wǎng)(22)皆為兩個(gè)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)排灌系統(tǒng),其特征在于所述溢水池(2) 和排污池(3)之間的分隔壩(31)高度一端與攔渣壩(21)平,另一端與溢 水壩(16)中間設(shè)2 3級(jí)臺(tái)階。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3 8之一所述的自動(dòng)排灌系統(tǒng),其特征在于其還包括 一自動(dòng)控制單元,該單元包括一工業(yè)控制計(jì)算機(jī),該計(jì)算機(jī)內(nèi)置有自動(dòng)控制軟 件;其還包括分別與該計(jì)算機(jī)輸入端相連接、感應(yīng)端設(shè)置在所述的池、壩的若 干傳感器;該傳感器將采集的信號(hào)輸入該計(jì)算機(jī)后,程序控制該軸流泵動(dòng)作。
全文摘要
本發(fā)明屬于水利排灌領(lǐng)域,涉及一種農(nóng)田排灌自動(dòng)化方法和系統(tǒng),尤其涉及一種適用于沿海、水鄉(xiāng)有潮漲潮落的江海堤圍大圍內(nèi)低洼農(nóng)田的排澇防旱的自動(dòng)排灌方法和系統(tǒng)。本發(fā)明提供的農(nóng)田排澇防旱方法,其步驟為1)在江河水位低于灌區(qū)內(nèi)排灌溝水位時(shí),平時(shí)灌區(qū)內(nèi)因下雨等因素引起水量增加時(shí)能及時(shí)將多余水量自動(dòng)排出;2)當(dāng)江河水位高于灌區(qū)內(nèi)排灌溝水位時(shí),此時(shí)又遇暴雨等使水量驟增時(shí)能及時(shí)啟動(dòng)機(jī)電排灌系統(tǒng)將多余水量及時(shí)排出;3)該方法還包括在干旱時(shí),隨著蓄積水的消耗,能不斷將堤圍外河流的水源自動(dòng)注入,使蓄積水基本保持一定的高度不變。為使本發(fā)明的方法得以實(shí)施,本發(fā)明同時(shí)提供一種農(nóng)田排澇防旱的自動(dòng)排灌系統(tǒng)。
文檔編號(hào)E02B13/00GK101260661SQ200810094410
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者葉榛華, 周惠良, 王燕君 申請(qǐng)人:東莞市農(nóng)業(yè)種子研究所