干旱瘠薄山地雨水‑肥料一体化利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种干旱瘠薄山地雨水‑肥料一体化利用系统，包括集水池、倒虹吸装置、重力自压式施肥器和输水系统，所述集水池通过沉淀池与雨水径流面相连，所述集水池通过导水管与中转池相连、所述中转池通过主管道依次与倒虹吸装置和重力自压式施肥器相连，所述主管道插入中转池的末端设置叠片式过滤器，所述主管道的另一末端与干管的管壁连通，所述支管的末端也与干管的管壁连通，所述支管上设置滴灌管，所述滴灌管上设置压力补偿式喷头。本实用新型专利技术的装置将集雨和微灌技术相结合，实现了干旱瘠薄山地雨水‑肥料的一体化利用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种雨水与肥料的利用装置，尤其涉及一种干旱瘠薄山地雨水-肥料一体化利用系统。
技术介绍
干旱问题是一个世界性问题，全球干旱半干旱地区的面积约占陆地面积的35％，我国干旱半干旱地区面积约占全国土地面积的52.5％，由此形成的土地荒漠化而使我国成为世界上荒漠化危害严重的国家之一。而干旱瘠薄山地是干旱影响最为严重的地区。以山东省为例，山东现有干旱瘠薄山地67万hm2(1000余万亩)，约占山地丘陵面积的12.09％，这些地区植被稀少、土壤瘠薄、水土流失严重、无灌溉条件，降水量稀少，林木成活和正常生长受到严重的制约。干旱半干旱地区引水灌溉几乎是不可能的，天然降水便成为当地林业生产用水的唯一来源。通过拦截雨水为造林服务，是在目前水资源匮乏条件下实现荒山绿化的有效途径。集雨工程可有效的改变雨水的时空分配，在丰水季节有效的利用集雨装置收集雨水，枯水季节进行灌溉，有效解决了干旱山地水资源短缺的难题。然而，干旱山地地形复杂，雨水利用难度大，人工成本高，不可能像平原地区一样可以进行人工灌溉。如何有效的利用雨水成为亟待解决的难题之一。在干旱山地造林及经济林施肥中，由于干旱山地地形复杂，施肥难度大，肥料利用效率低，人工成本高，成为干旱山地造林及经济林栽培中面临的另一难题。水肥一体化技术科有效解决以上难题，但是，干旱山地地势落差大，且大部分地区由于地形复杂，受到用电的限制，一些自动化程度较高，或者适宜在平原丘陵地区使用的水肥一体化利用系统并不适宜直接在干旱山地应用。因此，针对干旱瘠薄山地雨水利用难度大，肥料利用率低、施肥困难的现状，寻求一种适宜干旱瘠薄山地应用的雨水-肥料一体化利用技术体系，以提高雨水和肥料利用效率，降低人工成本，才能为干旱瘠薄山地人工造林和经济林栽培提供理论依据和技术保障。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述问题，提供一种干旱瘠薄山地雨水-肥料一体化利用系统，提高养分和水分利用效率，降低人工成本，为干旱瘠薄山地人工造林和经济林栽培提供理论依据和技术保障。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种干旱瘠薄山地雨水-肥料一体化利用系统，包括集水池、倒虹吸装置、重力自压式施肥器、输水系统和灌水器，所述集水池通过沉淀池与雨水径流面相连，所述集水池通过导水管与中转池相连、所述中转池通过主管道依次与倒虹吸装置和重力自压式施肥器相连，所述主管道插入中转池的末端设置叠片式过滤器，所述主管道的另一末端与干管的管壁连通，所述支管的末端也与干管的管壁连通，所述支管上设置滴灌管，所述滴灌管上设置所述灌水器，所述灌水器为压力补偿式喷头。优选：所述集水池与所述中转池之间设置提水机。优选：所述重力自压式施肥器呈球形。优选：所述主管道上设置主管道球阀。优选：所述重力自压式施肥器上设置施肥器球阀。优选：所述倒虹吸装置上设置倒虹吸阀门。本技术的有益效果：1.将集雨和微灌技术相结合，实现了干旱瘠薄山地雨水-肥料的一体化利用。2.通过手动控制球阀和阀门控制雨水的流速便于形成倒虹吸，通过重力作用实现雨水和肥料的一体化滴灌利用，摆脱了干旱瘠薄山地用电的限制。3.应用雨水-肥料一体化装置，可提高干旱瘠薄山地造林和经济林栽培的雨水利用效率和肥料利用效率，降低了人工成本，提高造林成活率，提高了干旱瘠薄山地经济林的产量和品质。4.灌水器为压力补偿式喷头，压力补偿式喷头可保证压力较高时水的流量不增加，避免由高度差原因引起的浇水不均匀。5.主管道上设有主管道球阀，以控制雨水的流量和流速。管道系统可根据周围环境将输水系统适当覆盖，以延长输水管道系统的使用寿命。6.叠片式过滤器，主要是过滤出掉雨水中的杂质，防止滴管系统堵塞。7.倒虹吸装置连接在主管道上，上设阀门。使用时，打开倒虹吸阀门的开关，向倒虹吸装置内灌水，水流随着主管道进入地势位置较低的支管，由重力作用带动中转池内的雨水进入灌溉系统，然后关闭倒虹吸阀门开关。8.施肥系统为重力自压式施肥器，上有施肥器球阀以控制肥料溶液流出的速度。使用时将计算好的肥料加入到施肥器，打开主管道球阀，开始灌溉，然后打开施肥器球阀，肥料即被主管道的水流稀释到灌溉系统。通过调节施肥器球阀开关的位置，可以控制施肥速度。9.集雨池的位置过低，可通过提水器，比如汽油机或柴油机将雨水提升至适宜高度至中转池内，根据山地地形，中转池可使用塑料桶、石头或砖修葺的水池等不同形式。10.安装操作简单，管理维护方便。附图说明图1为本技术装置的结构示意图；其中，1.集水池，2.倒虹吸装置，3.重力自压式施肥器，4.滴灌管，5.沉淀池，6.雨水径流面，7.导水管，8.中转池，9.主管道，10.叠片式过滤器，11.倒虹吸阀门，12.施肥器阀门，13.提水机，14.干管，15.支管，16.压力补偿式喷头，17.主管道球阀。具体实施方式下面结合附图与实施例对本技术作进一步说明。如图1，干旱瘠薄山地雨水-肥料一体化利用系统，包括集水池1、倒虹吸装置2、重力自压式施肥器3、输水系统和灌水器，所述集水池1通过沉淀池5与雨水径流面6相连，用于收集并储存丰水季节的雨水，所述集水池1通过导水管7与中转池8相连、所述中转池8通过主管道9依次与倒虹吸装置2和重力自压式施肥器3相连，所述主管道9插入中转池8的末端设置叠片式过滤器10，所述倒虹吸装置2上设置倒虹吸阀门11，所述重力自压式施肥器3上设置施肥器球阀12，所述集水池1与所述中转池8之间设置提水机13，所述重力自压式施肥器3呈球形，所述主管道9的另一末端与干管14的管壁连通，所述支管15的末端也与干管14的管壁连通，所述支管15上设置滴灌管4，所述滴灌管4上设置灌水器，所述灌水器为压力补偿式喷头16，所述主管道9上设置主管道球阀17，所述主管道9具有坡度，便于倒虹吸的水流向输水系统。使用方法：打开主管道球阀17开关，向倒虹吸装置2内注水，由重力作用带动中转池8内的雨水进入灌溉系统，关闭倒虹吸阀门11，通过主管道球阀17开关调节雨水的流速以便形成倒虹吸，同时能够控制浇灌速度。打开施肥器球阀12开关，调节其开关的位置控制施肥速度，肥料即被主管道9的水流稀释到灌溉系统，同雨水一起进入滴管系统，浇灌到造林的每一株苗木会经济林林木。灌溉时要将重力自压式施肥器3内的水(肥料溶液)放干净，并用雨水冲洗，以防止肥料溶液残留在施肥器内。否则极易滋生藻类青苔等低等植物，堵塞滴管系统管道。浇灌完毕后，关闭施肥器球阀12开关和主管道球阀17开关，向倒虹吸装置2内注水反向清理过滤器，防止下次使用时堵塞。具体的应用效果：试验在莱芜市莱城区苗山镇北苗山村的牛旺泉北山进行。造林树种为侧柏和金银花。侧柏造林密度为1m×2m，金银花造林密度为1m×1m。每个树种造林1000株。每个树种均设穴灌和雨水-肥料一体化利用2个处理。用水量相同,均为一次性用水15kg/株。穴灌是将水一次灌入树坑。雨水-肥料一体化处理调节水量控制器在25～30d内缓慢灌入地下。雨水-肥料一体化处理使用肥料为15－12－12的水溶性肥料，穴灌处理为相同含量的复合肥料。2013年春季造林，秋季调查成活率，测量干重和地上部养分含量，具体见下表。可以看出，雨水-肥料一体化利用显著提高了造林成活率和干重，地上部养分含量也有一定程度的提高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种干旱瘠薄山地雨水‑肥料一体化利用系统，其特征是：包括集水池、倒虹吸装置、重力自压式施肥器、输水系统和灌水器，所述集水池通过沉淀池与雨水径流面相连，所述集水池通过导水管与中转池相连、所述中转池通过主管道依次与倒虹吸装置和重力自压式施肥器相连，所述主管道插入中转池的末端设置叠片式过滤器，所述主管道的另一末端与干管的管壁连通，所述干管的管壁也与支管的末端连通，所述支管上设置滴灌管，所述滴灌管上设置压力补偿式喷头。

【技术特征摘要】
1.一种干旱瘠薄山地雨水-肥料一体化利用系统，其特征是：包括集水池、倒虹吸装置、重力自压式施肥器、输水系统和灌水器，所述集水池通过沉淀池与雨水径流面相连，所述集水池通过导水管与中转池相连、所述中转池通过主管道依次与倒虹吸装置和重力自压式施肥器相连，所述主管道插入中转池的末端设置叠片式过滤器，所述主管道的另一末端与干管的管壁连通，所述干管的管壁也与支管的末端连通，所述支管上设置滴灌管，所述滴灌管...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘方春，马丙尧，杜振宇，马海林，叶桂梅，亓桂成，井大炜，黄家宝，
申请(专利权)人：山东省林业科学研究院，莱芜市金雨达塑胶有限公司，德州学院，
类型：新型
国别省市：山东;37