连通器高效节水灌溉水源系统技术方案

一种连通器高效节水灌溉水源系统。本发明专利技术涉及农业、林业灌溉领域，是为高效节水灌溉提供水源解决方案。本发明专利技术的解决方案是：基于连通器原理，将有限的水源点按灌溉需要的位置和数量进行转移和复制，用工程方法建成一个由蓄水池、管网和多功能取水装置组成的大型网格状连通器灌溉水源系统。本发明专利技术的要点：系统可实现无动力输水、无动力自动调水和自动排污；系统由独立的系统单元组成，多个系统单元可组成规模庞大的灌溉水源网。本发明专利技术提供的方案，可以为高效节水灌溉提供充分、方便、廉价的水源。

【技术实现步骤摘要】
连通器高效节水灌溉水源系统
本专利技术涉及农业、林业灌溉，具体是为高效节水灌溉提供方便、廉价的水源。
技术介绍
高效节水灌溉，涉及水源建设、输水和用水方法改进三个主要方面的问题。其中，提供使用方便、成本低廉的水源是首先需要解决的问题。目前的高效节水灌溉实践，主要集中于推广管道输水方法、使用先进的灌溉技术和灌溉设备，核心都是设法提高水的使用效率。但是，提高水的使用效率，并不能改善取水条件和降低水的价格，而没有方便、廉价的水源则高效节水灌溉将难以推广。本专利技术以被誉为50个“共和国水利之最”之一的浙江省平湖市灌溉用水解决方案为对比方案。为解决灌溉取水条件问题，浙江省平湖市用了 44年时间，敷设了 3000km输水管线，为47万亩耕地解决了灌溉用水问题，被誉为50个“共和国水利之最”之一。(详见浙江水利http://www.zjwater.com/pages/document/88/document_720.htm)平湖市的方案存在以下问题:1、管网利用率低。按管线两侧各150m应该为受益面积计算，3000km管线应使900平方公里即135万亩耕地受益，但实际受益面积只有47万亩，管网利用率不足35%。管网利用率低导致了管网密度高，平湖市受益耕地平均每亩埋设管线达到6.38m，投资很大，。2、单位长度管线造价较高。暗渠式输水方式虽不需要消耗动力，但管内流速慢，在流量要求相同时需要较大的管径，管网的材料费和施工费用较高。3、管网易淤堵。由于暗渠式输水管道管内流速较慢，泥沙易沉积，造成管道於堵或影响管网的供水能力。因此管网维护量大，维护费用高。根据平湖市的经验，淤堵管道疏通费高达2万元/km。4、不能有效降低用水的成本。该地区为水稻种植区，宜采用自流灌溉，但由于管道内的水平面低于地面，灌溉时仍需动力取水。平湖市的灌溉成本仍需每亩35元。应用本专利技术提供的方案，可以做到:1、提高管网利用率:按最远取水距离150m计算，管网密度仅为2.31m/亩。2、最大输水管径只需400_，可大大减少管网建设的投资3、系统具备自动排除沉积物的功能，管道不会淤堵，系统免维护。4、系统内始终保持着一定的静压，输水、调水和灌溉用水时均无需动力。
技术实现思路
:系统组成:连通器高效节水灌溉水源系统，是由蓄水水平面高于地面的蓄水池和多功能取水装置通过地下管网连接组成的大型网格状连通器系统，连通器高效节水灌溉水源系统内的水平面与地面存在一定的水位差。系统特点连通器高效节水灌溉水源系统可以将区域内的所有水源按合适的取水距离要求进行转移和复制，形成一个均匀的、网格状布置的水源网，可以静压输送的方式提供灌溉用水，不仅不需要消耗动力，和暗渠式输水管道相比，管内流速较高，可大大提高输水能力。连通器高效节水灌溉水源系统能将灌溉取水距离控制在150m以内；连通器高效节水灌溉水源系统由独立的系统单元组成，每个系统单元可以使2.25平方公里的耕地得到方便、廉价的水源，多个系统单元通过单元接口相连可组成更大的系统；连通器高效节水灌溉水源系统内存在静压，从每个多功能取水装置引出灌溉用水都无需使用动力，即开即用；连通器高效节水灌溉水源系统具备静压自动调水功能，每个多功能取水装置的取水量可以不受限制；每个多功能取水装置既可提供灌溉用水，也可以通过它向连通器高效节水灌溉水源系统输水；管网内的沉积物在用水时即被自动吸出，管网不会淤堵，免维护；投资少:连通器高效节水灌溉水源系统的建设费用每亩不超过500元；管理、维护费用低 ，管网可以实现免维护；支持计量用水。系统功能:蓄水池的功能:能量转换和储存功能:将从一次取水时多余的动能转换成势能并储存；用水缓冲功能:可通过将蓄水池的水位控制在一定范围内，来减少提水设备的启动频率，提闻提水设备的运行效率；沉淀、收集泥沙功能:将一次提水时带进的泥沙大部分截留在蓄水池，可用虹吸方法排出，减少进入管网的泥沙量。多功能取水装置的功能:通过管网实现水源的位置转移，有效的缩短灌溉取水距离；保持和转移系统水位，实现静压供水，避免了灌溉取水的动力消耗；可以为区域内及周边所有水源的水就近输入系统提供接口，缩短动力提水、输水距离，减少提水、输水的动力消耗和输水管线投资；实现管网的自动排污，每个多功能取水装置都带有一个小型沉淀箱，可收集进入管网内的泥沙。从多功能取水装置取水时，即自动用虹吸方法将留在沉淀箱的泥沙吸出，防止管网淤积。管网的功能:实现蓄水池之间、蓄水池与多功能取水装置之间、及多功能取水装置之间的双向联通和水的双向输送；实现了水源位置和蓄水池的水位向多功能取水装置进行转移；实现了系统内静压自动调水，大大缩短了输水距离。无论灌溉区域多大，网格状布置的管网都可以使从蓄水池到多功能取水装置的最远输水距离不超过1200m，平均为600m，可大大提高系统的供水能力。【附图说明】图1是连通器转移、复制水源原理图1、代码说明(1)-容器1 ; (2)-容器2 ; (3)-容器3 ; (4)-容器1液面；(5)-容器2液面;(6)_容器3液面；(7)-液体、水；⑶-连通管；(9)-进水阀；(10)-容器2取水阀；(11)-容器3取水阀。2、原理说明所谓连通器，是液面以下通过连通管(8)相互连通的两个或几个容器(1) (2) (3)。连通器的特点是容器(1) (2) (3)内装有同一种液体(7)时，各个容器(1) (2) (3)中的液面⑷(5) (6)高度是相同的。如果容器(3)由于任何原因导致液面(3)下降时(比如水(7)被取出一部分)，则其它容器(1) (2)中的液体(7)即开始由高液面(4) (5)流向低液面(6)，直到容器(1) (2) (3)中的液面(4) (5) (6)相平时，即停止流动而静止。如果打开取水阀(11)，则容器(3)中的水(7)被取出，导致容器(3)内的液面(6)下降，这时，容器⑴⑵中的水(7)将自动向容器(3)流动，容器⑴⑵的液面⑷(5)也将随之下降。此时，如果通过进水阀(9)向容器(1)补进与容器(3)中被取出量相等的水(7)，则容器(1) (2) (3)的液面(4) (5) (6)将恢复原有的高度并保持相等。如果连续的向容器(1)中注水(7)，则可以连续从容器(3)中取出与注入量相同的水(7)。同理，也可以通过打开取水阀(10)，取到来自进水阀(9)的水(7)。利用这一原理，就实现了水源位置的转移和将一个水源点复制成多个水源点。图2是系统组成及功能示意图1、代码说明1-蓄水池；2_多功能取水装置(图3) ;3-管网；4_提水设备；5_地下水源，机井；6-地表水源，渠道；7_地表水源，河流；8_地面；9_灌溉设备。10-系统水位；11_多功能取水装置沉淀箱；12-系统单元接口2、系统功能说明提水设备4将水源5、6、7的水通过距离最近的蓄水池1或多功能取水装置2注入系统。根据连通器原理，来自水源5、6、7的水将通过管网3自动流向远离水源5、6、7的其它蓄水池1和多功能取水装置2，直至系统的每个蓄水池1和多功能取水装置2的水位相等，形成系统水位10，并与地面8形成需要的水位差。当灌溉设备9需要从某一个多功能取水装置2取水灌溉时，会引起这个多功能取水装置2的水位下降，这时，根据连通器原理，其它蓄水池1和多功能取水装置2的水本文档来自技高网...

【技术保护点】
连通器高效节水灌溉水源系统，系统由蓄水池、多功能取水装置以及连接蓄水池和多功能取水装置的地下管网组成，其特征是可以将一个或几个水源点，根据灌溉需要，按要求的位置和数量进行转移和复制，形成一个灌溉水源网；除系统一次提水需要动力外，系统在输水、调水、提供灌溉用水、自动排污过程中均不再需要动力、人力和物资消耗，可以为高效节水灌溉提供方便、廉价的水源。

【技术特征摘要】
1.连通器高效节水灌溉水源系统，系统由蓄水池、多功能取水装置以及连接蓄水池和多功能取水装置的地下管网组成，其特征是可以将一个或几个水源点，根据灌溉需要，按要求的位置和数量进行转移和复制，形成一个灌溉水源网；除系统一次提水需要动力外，系统在输水、调水、提供灌溉用水、自动排污过程中均不再需要动力、人力和物资消耗，可以为高效节水灌溉提供方便、廉价的水源。2.连通器高效节水灌溉水源系统的组成部分之一:蓄水池，其特征是:池面高于地面1500-2000mm，有放射状输水管道，可为连通器高效节水灌溉水源系统提供需要的水位差、缓冲用水负荷、沉降泥沙和自动虹吸排污等功能。3.连通器高效节水灌溉水源系统的组成部分之一:多功能取水装置，由注水接口...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪小波，
申请(专利权)人：汪小波，
类型：发明
国别省市：