具有引导渗流作用的排水暗管装置的制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及农田排水技术领域，尤其是一种用于在非饱和土壤条件下进行暗管排水的装置的制备方法。一种具有引导渗流作用的排水暗管装置的制备方法包括以下工艺步骤：排水暗管的制作；大孔隙流导管的制作；接头的制作；具有引导渗流作用的排水暗管装置的组装。本发明专利技术的优点：工艺简单、原材料易获取、经济实用，生产出来的排水暗管装置能够在非饱和土壤中主动产生大孔隙流，对土壤水分起到引导入渗作用，在滴灌条件下促进积盐层的淋洗，能够实现暗管在非饱和土壤中的排水效果，是一种操作简便、可实施性强的具有引导渗流作用的排水暗管装置的制备方法。

Preparation method of drainage underground pipe device with guiding seepage effect

The invention relates to the field of farmland drainage technology, in particular to a method for preparing a device for underground pipe drainage under unsaturated soil conditions. The preparation method of a drainage dark pipe device with guiding percolation effect includes the following process steps: the fabrication of the drainage dark pipe, the fabrication of the large pore flow conduit, the manufacture of the joint, and the assembly of the drainage dark pipe device with the guiding percolation effect. The advantages of the invention are simple technology, easy access to raw materials and economical and practical. The produced drainage dark pipe device can generate large pore flow in unsaturated soil, guide infiltration of soil moisture, promote leaching of salt layer under drip irrigation, and realize the drainage effect of dark pipe in unsaturated soil. The invention is a simple and practical method for preparing drainage underground pipe device with guiding seepage effect.

【技术实现步骤摘要】
具有引导渗流作用的排水暗管装置的制备方法
本专利技术涉及农田排水
，尤其是一种用于在非饱和土壤条件下进行暗管排水的装置的制备方法。
技术介绍
农田现行的暗管排水技术及设备，主要适用于土壤饱和流条件下的排水和淋洗土壤盐分的工作，已经有十分长久的应用历史和成熟的使用方法，以及相对完善的设计理论。然而，现行的排水暗管依靠的是土壤水重力势和压力势进行排水，在非饱和土壤条件下，其排水效果很不理想，所以，在节水灌溉条件下难以发挥其排水和淋洗盐分的作用。滴灌条件下，土壤湿润深度浅，土壤为非饱和状态，所以土壤盐分很难被淋洗到土层深处，而是聚集在耕作层底部形成积盐层。当地下水上升时，积盐层中的盐分易随毛管上升水进入到耕作层中，影响作物生长。为了在耕作时不被破坏，以及控制地下水位上升，田间排水暗管都要埋在耕作层以下较深处。但是这样以来，非饱和土壤的水分很难入渗到如此深度，使得水分对土壤盐分的淋洗十分困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、原材料易获取、生产成本低，其产品能够在非饱和土壤中主动产生大孔隙流，对土壤水分起到引导入渗作用，滴灌条件下促进积盐层的淋洗，能够实现暗管在非饱和土壤中的排水效果、具有引导渗流作用的排水暗管装置的制备方法。本专利技术公开了一种具有引导渗流作用的排水暗管装置的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：（1）排水暗管的制作：将PVC多孔波纹管的外周，包裹上透水工业无纺布作为过滤层，在所述排水暗管上间距打上多个安装孔；（2）大孔隙流导管的制作：将孔径为1～3mm的尼龙纤维网或多孔海绵条，紧密地卷成细软条，细软条最后成形的直径为1.8～2.2cm，然后用束紧带进行绑扎，即制作完成一段大孔隙流导管；根据所设计好的大孔隙流导管的长度，将卷好的大孔隙流导管截断备用；（3）接头的制作：所述接头的结构包含本体，在本体上打上通孔，在通孔内表面设有多个凸刺，所述本体为可打开的两个半本体组合而成，打开时两个半本体一侧不分离，其连接部通过软性材料连接或铰接；接头采用模具注塑制作，与接头内通孔中的凸刺一同注塑完成，其中，凸刺高度1.8～2.2mm，通孔内直径与制作的大孔隙流导管直径相一致；（4）具有引导渗流作用的排水暗管装置的组装：将每段大孔隙流导管的一端安装上接头，即打开时两个半本体，将大孔隙流导管一端放入通孔内，合上两个半本体后，再将接头直接插入到排水暗管上的安装孔中并固定好，即制作完成具有引导渗流作用的排水暗管装置。作为优选，所述的具有引导渗流作用的排水暗管装置，其结构包括排水暗管，所述排水暗管上间距设有多个安装孔，安装孔上设有大孔隙流导管，所述大孔隙流导管端头设有接头，通过接头与安装孔连接，所述大孔隙流导管是一种透水、多孔的细软条结构，由尼龙纤维网或者多孔海绵条卷成，中间绑扎有束紧带，所述接头包含本体，在本体上设有通孔，在通孔内表面设有多个凸刺，所述本体为可打开的两个半本体组合而成，打开时两个半本体一侧不分离，其连接部通过软性材料连接或铰接。作为优选，所述接头的本体为近似圆台状体，中部横向设有凹环槽，下部的直径较上部的直径小。本专利技术工作原理：非饱和土壤水主要受基质吸力，即土壤水吸力的作用，而传统排水暗管中是大气压，其吸力为零，所以，土壤水很难能够主动流进暗管中去。只有当土壤达到饱和时，土壤水主要受重力势和压力势的作用时，水分才能主动流进排水暗管，重力势和压力势即土壤水重力和压力，都大于大气压。但是，如果土壤中有大孔隙（孔径大于土壤毛管孔径，不产生毛管吸力）存在，土壤水分就能在大孔隙中形成重力流，即靠水分的重力流动，流速快于孔隙周边的基质流的流速，基质流即受土壤水吸力作用的水分；于是，大孔隙流就对周边基质流产生吸力作用，形成漏斗流，拖拽着基质流进入到大孔隙中并向土壤深部入渗。由于这种大孔隙流的入渗深度和入渗速度都大于基质流，所以，学术上也将其称为“优先流”。目前优先流的热点还主要集中在理论研究，其技术应用实例还很少。本专利技术就是基于土壤大孔隙流（或称优先流、指流）理论，人造一种柔软的、细小的、多孔的、耐腐蚀的软条，将其连接到传统的排水暗管上，形成一种新型的排水暗管结构的制备方法。当利用该方法生产出的暗管结构埋入农田土壤中后，由于多孔细软条即大孔隙流导管的孔径远大于土壤毛细管，所以，多孔细软条中将形成大孔隙流，就会带动其周边的基质流一同渗入到排水暗管中。这不仅能实现非饱和土壤中的暗管起到排水效果，而且，对滴灌条件下耕作层底部的积盐层的淋洗也有促进作用。与现有技术相比，本专利技术工艺简单，原材料易获取，生产成本低，利用本专利技术的制作方法生产出来的具有引导渗流作用的排水暗管装置，其具有以下优点：（1）能在非饱和土壤中实现暗管排水效果。（2）能将聚集在土壤浅层中的盐分排入到深层的排水暗管之中。由于本专利技术中的多孔细软条的长度可根据需要设计，而且能够在土壤中根据需要沿任意方向布设，所以，当其沿垂直方向布设时，它能够将耕作层底部的积盐层与埋在深处的排水暗管相连通，这样借助于大孔隙流原理，就可将积盐层中的盐分引导入排水暗管。利用本专利技术的制作方法生产出来的具有引导渗流作用的排水暗管装置，于2017年5月至2017年10月在石河子大学水利建筑工程学院做了实验验证。在同样埋深条件、土质条件、以及滴灌水量情况下，与传统排水暗管的排水效果相比较，本专利技术的排水效果很好。在滴灌水量同为62.8升、排水暗管埋深50cm的条件下，本专利技术能将15.46%的灌水量排出；而传统的排水暗管始终没有排出水来，排水率为0%。本专利技术的接头最好用塑料制成，可以用手掰开，但是两瓣不完全分离，而是在表层有连接，起到转动轴的作用。接头内部有凸起的刺，便于抓紧尼龙纤维网细软条（大孔隙流导管）。大孔隙流导管最好利用孔径为1-3mm的尼龙纤维网紧密地卷成细软条，软条的最后成形直径为2cm左右，也可以采用多孔海绵条代替，然后用束紧带进行绑扎，接下来根据所设计的大孔隙流导管长度将卷好的软条截断，最后在将其安装在排水暗管上时，将大孔隙流导管的一端安上接头，直接插入到排水暗管上的安装孔中，将其固定。由于尼龙纤维网的孔隙直径远大于土壤毛管孔隙直径（0.3mm），而且尼龙网卷起来以后，孔隙是相互连通的，所以可以在土壤中起到大孔隙作用，形成大孔隙流。接头可以采用模具注塑制作，接头内通孔中的凸刺的高度2mm左右。通孔内直径与设计的大孔隙流导管直径相一致。将制作好的大孔隙流导管与接头连接，再将其安装在外部包裹了具有透水性的工业无纺布的PVC多孔波纹管上，就组合成了具有大孔隙导流作用的排水暗管结构。可以根据排水流量的需要，设计大孔隙流导管的安装密度，即设计大孔隙流导管的安装间距。从卷网到绑扎再到截断的工艺流程都可以实现机械化操作。与现有技术相比，本专利技术的优点：工艺简单、原材料易获取、经济实用，生产出来的排水暗管装置能够在非饱和土壤中主动产生大孔隙流，对土壤水分起到引导入渗作用，在滴灌条件下促进积盐层的淋洗，能够实现暗管在非饱和土壤中的排水效果，是一种操作简便、可实施性强的具有引导渗流作用的排水暗管装置的制备方法。附图说明图1为本专利技术实施例中具有引导渗流作用的排水暗管装置的结构示意图。图2为图1中排水暗管的结构示意图。图3为图1中大孔隙流导管的结构示意图。图4为图3中接头的结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有引导渗流作用的排水暗管装置的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：（1）排水暗管的制作：将PVC多孔波纹管的外周，包裹上透水工业无纺布作为过滤层，在所述排水暗管上间距打上多个安装孔；（2）大孔隙流导管的制作：将孔径为1～3mm的尼龙纤维网或多孔海绵条，紧密地卷成细软条，细软条最后成形的直径为1.8～2.2cm，然后用束紧带进行绑扎，即制作完成一段大孔隙流导管；根据所设计好的大孔隙流导管的长度，将卷好的大孔隙流导管截断备用；（3）接头的制作：所述接头的结构包含本体，在本体上打上通孔，在通孔内表面设有多个凸刺，所述本体为可打开的两个半本体组合而成，打开时两个半本体一侧不分离，其连接部通过软性材料连接或铰接；接头采用模具注塑制作，与接头内通孔中的凸刺一同注塑完成，其中，凸刺高度1.8～2.2mm，通孔内直径与制作的大孔隙流导管直径相一致；（4）具有引导渗流作用的排水暗管装置的组装：将每段大孔隙流导管的一端安装上接头，即打开时两个半本体，将大孔隙流导管一端放入通孔内，合上两个半本体后，再将接头直接插入到排水暗管上的安装孔中并固定好，即制作完成具有引导渗流作用的排水暗管装置。

【技术特征摘要】
1.一种具有引导渗流作用的排水暗管装置的制备方法，其特征在于包括以下工艺步骤：（1）排水暗管的制作：将PVC多孔波纹管的外周，包裹上透水工业无纺布作为过滤层，在所述排水暗管上间距打上多个安装孔；（2）大孔隙流导管的制作：将孔径为1～3mm的尼龙纤维网或多孔海绵条，紧密地卷成细软条，细软条最后成形的直径为1.8～2.2cm，然后用束紧带进行绑扎，即制作完成一段大孔隙流导管；根据所设计好的大孔隙流导管的长度，将卷好的大孔隙流导管截断备用；（3）接头的制作：所述接头的结构包含本体，在本体上打上通孔，在通孔内表面设有多个凸刺，所述本体为可打开的两个半本体组合而成，打开时两个半本体一侧不分离，其连接部通过软性材料连接或铰接；接头采用模具注塑制作，与接头内通孔中的凸刺一同注塑完成，其中，凸刺高度1.8～2.2mm，通孔内直径与制作的大孔隙流导管直径相一致；（4）具有引导渗流作用的排水暗管装置的组装：将每段大孔隙流导管的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明思，李玉芳，刘洪光，聂锦杰，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：新疆,65