一种灌溉方法及其灌溉系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新型节水灌溉方法及其灌溉系统，属于节水灌溉技术领域。目的是要提供一种灌溉系统，它能有效地对作物进行调控亏水度灌溉。技术方案为负压灌溉法，灌溉系统包括水源２、输水管道１１、灌水器８，特征在于，水源２的水面１与灌水器８平齐或在灌水器８以下，水源２的水位可调，输水管道１１由水源２直接引出，灌水器８埋设在作物根部附近并连接在输水管道１１上。本发明专利技术具有节水、节省能源、系统造价低等优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于农业的灌溉方法和灌溉系统，属于灌溉
我国以前普遍采用粗放的地面灌溉形式，效率极低，水资源浪费极大。近几年来，节水农业的发展非常迅速。节水灌溉所采用的灌溉设备为喷灌、微喷灌、滴灌、渗灌或地下滴灌等。喷灌在我国北方干旱半干旱地区的许多地方应用往往存在困难这些地方气候干旱、风力较大，喷灌过程中水的蒸发与漂移损失使得系统的节水效果并不十分理想；再者系统运行需要给水加压，在很多边远的山区能源仍然紧张的情况下，很难保证及时灌溉。相比之下，微灌系统(包括微喷、滴灌)具有很好的节水效果，但仍然存在能源供应、系统成本等问题，况且灌溉后湿润地表的蒸发产生的水分损失也受到关注。地下滴灌系统虽然系统可能在很低的压力下工作，仍然需要提水加压装备。地表的起伏和制造偏差常引起灌水器的灌水均匀度降低。正常情况下系统处于有压状态，当系统内部因某种原因产生负压时，极易吸入土壤颗粒等，引发灌水器堵塞。本专利技术的目的是要提供一种灌溉方法及其灌溉系统，以节约用水，降低系统建设与运行成本，提高产量与产品质量。为了达到本专利技术的目的所采取的灌溉方法为负压灌溉，即所用水源的水面1可以低于埋入作物种植土壤根区内的灌水器8，将可埋入地下也可置于地表的输水管道11直接与水源2相通，在作物种植土壤根区与水面1之间建造一个可调节的负压环境；灌水量的控制可通过降低或提高水源2的水位来调节负压的大小而实现。使用上述灌溉方法的灌溉系统，包括水源2、输水管道11、灌水器8，其特征在于，水源2的水面1与灌水器8平齐或在灌水器8以下，水源2的水位可调，输水管道11由水源2直接引出铺在地表或埋入地下，灌水器8埋设在作物根部附近并连接在输水管道11上。上述的新型节水灌溉方法及其灌溉系统，其特征在于，水源的水面1与作物种植面5的高度差H为0~8米。上述的新型节水灌溉方法及其灌溉系统，其特征在于，在水面1与灌水器8之间没有现有技术中的加压水泵。本专利技术首次提出了负压灌溉方法，公开了负压灌溉系统。负压灌溉是指灌溉水源低于或等于灌水器高程，灌溉不是在正压力作用下实现的，而是在无压或负压情况下由于作物的消耗土壤水分所引起的土壤吸力来实现灌溉的。本专利技术的负压灌溉法，在作物种植土壤根区与水源之间建造一个大小可调的负压环境，不用现有技术中的泵和吸水管，将水直接由水源通过输水管道引到作物根部。当作物耗水时，吸收土壤中的水分，土壤含水率减小，负压增加，土壤从灌水器中吸收水分，灌水器通过输水管道从水源吸收水分。整个灌溉过程完全是依靠负压吸收水分完成的，作物一直处于主动吸水状态。负压大小的调节可通过改变水源的水位来实现。作物吸收水分的多少，和水源的水位有关，作物吸收的水分完全可以通过改变水源水面的位置来控制。当水源水面和灌水器处在一个相近的高程时，作物处于充分供水状态，当水源水面低于灌水器高程时，作物可能处于亏缺灌溉，至于灌溉亏缺度为多大，与水源的水面位置有关。由于本系统采用作物吸收土壤水后在土壤中产生负压来吸取灌溉管道中的水，动力来自作物，无需加压设施，也不消耗能源；作物需水得到随时自动地(可以调节地)补给，可能最大限度地提高作物的产量和改善品质；灌溉水量由作物的需水量确定，灌溉系统的均匀性得到最好的满足；由于灌水器埋入地表以下，基本消除了灌溉水的蒸发损失；仅当作物根区土壤水势低于水源水面与灌水器间的高程差时，系统才向土壤供水，从而调节水源与地面间的高程差，即可控制系统向作物根区供水，从而达到充分的调控亏水灌溉；施肥将十分容易。由于系统处于不间断的运行状态，与常规灌溉系统相比，灌水时间大大延长，从而可以预期系统管道规格比常规系统要小，这样就可以降低系统的造价。附图为本专利技术的灌溉系统结构示意图。下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。如图所示，1为水面，2为水源，3为排气阀，4为压力表，5为作物种植面，6为施肥罐，7为闸阀，8为灌水器，9为逆止阀，10为过滤器，11为输水管道。开启闸阀7，当作物耗水时，吸收土壤中的水分，土壤含水率降低，当土壤水分降低到一定程度时，其产生的吸力超过灌水器内部水的负压，土壤从灌水器8中吸收水分；并通过输水管道11在负压作用下吸收水源的水分；为保证系统正常运行，在输水管道11的首部安装过滤器10；为防止水回流，在过滤器10前安装逆止阀9；水源水面1和灌水器8的高差为0～8米，在灌溉系统工作时，可通过真空表4的读数控制管道中水流的压力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型灌溉方法的特征为负压灌溉，即所用水源的水面（１）可以低于埋入作物种植土壤根区内的灌水器（８），将可埋入地下也可置于地表的输水管道（１１）直接与水源（２）相通，在作物种植土壤根区与水面（１）之间建造一个可调节的负压环境；灌水量的控制可通过降低或提高水源（２）的水位来调节负压的大小而实现。

【技术特征摘要】
1.一种新型灌溉方法的特征为负压灌溉，即所用水源的水面(1)可以低于埋入作物种植土壤根区内的灌水器(8)，将可埋入地下也可置于地表的输水管道(11)直接与水源(2)相通，在作物种植土壤根区与水面(1)之间建造一个可调节的负压环境；灌水量的控制可通过降低或提高水源(2)的水位来调节负压的大小而实现。2.一种使用权利要求1所述灌溉方法的灌溉系统，包括水源(2)、输水管道(11)、灌水器(8)，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷廷武，江培福，温森特布诺斯，肖娟，詹卫华，
申请(专利权)人：雷廷武，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]