專利名稱：自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水資源循環(huán)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
新中國成立以來，在黨和政府的領(lǐng)導(dǎo)下，通過半個多世紀(jì)艱苦卓絕的水利基本建設(shè)，取得了舉世矚目的偉大成就，大批蓄水工程、灌區(qū)相繼建成，為我國的糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。但是，人多、地少、水資源短缺的基本國情將長期存在，嚴(yán)重影響國家糧食安全，積極探索高效節(jié)水水利技術(shù)，是保障糧食穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的唯一途經(jīng)。當(dāng)今世界上農(nóng)業(yè)節(jié)水最先進(jìn)的國家是以色列，他們普遍采用噴微灌工程，取得了舉世矚目的成就，一個水資源嚴(yán)重短缺的國家成為了農(nóng)業(yè)出口國。我國現(xiàn)階段也正在積極推廣噴微灌工程。但是，噴微灌工程必須依靠水源，沒有水源就沒有噴微灌工程，水源是噴微灌工程建設(shè)的瓶頸。

實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計提供自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)的技術(shù)方案，該系統(tǒng)能夠取得增產(chǎn)、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)肥、環(huán)保、生態(tài)、養(yǎng)殖及防洪等效
■、Λ
frff. ο所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，其特征在于包括由田塍圍構(gòu)而成的種植區(qū)及與種植區(qū)循環(huán)供水的調(diào)節(jié)倉，所述的種植區(qū)底部及內(nèi)側(cè)四周鋪設(shè)截滲膜層，截滲膜層上鋪設(shè)細(xì)沙層和種植土層，所述的種植區(qū)一側(cè)固定設(shè)置電磁閥，電磁閥上連接第一進(jìn)水管，第一進(jìn)水管伸入調(diào)節(jié)倉內(nèi)為調(diào)節(jié)倉供水，所述的調(diào)節(jié)倉位于種植區(qū)的地表下方，調(diào)節(jié)倉內(nèi)設(shè)置水泵，水泵上連接出水管，出水管的另一端伸入種植區(qū)中為種植區(qū)供水，上述的電磁閥與水泵由設(shè)置在種植區(qū)中的手電兩動水位控制器控制，手電兩動水位控制器由外部電腦信號控制。所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的種植區(qū)位于調(diào)節(jié)倉上方的一側(cè)田塍上設(shè)置溢水口，溢水口通過第二進(jìn)水管連接調(diào)節(jié)倉。所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的種植區(qū)的截滲膜層上連接設(shè)置手電兩動水位控制器，手電兩動水位控制器連接控制開關(guān)，控制開關(guān)連接電磁閥和水泵。所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的種植區(qū)的截滲膜層上連接設(shè)置電磁閥。所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的截滲膜層內(nèi)側(cè)設(shè)置空心磚層。所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的調(diào)節(jié)倉為封閉的腔體結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)倉超過種植區(qū)的一端上設(shè)有工作孔，工作孔中設(shè)有孔蓋。所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的調(diào)節(jié)倉頂部與排水渠相通。所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的調(diào)節(jié)倉的內(nèi)壁設(shè)置截滲膜。[0013]所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的水泵為交流或直流微型潛水泵。所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的出水管一端連接水泵，另一端伸入種植區(qū)的細(xì)沙層中。上述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，利用種植區(qū)和調(diào)節(jié)倉之間自然水的循環(huán)利用，為農(nóng)業(yè)溉灌提供水源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用本實(shí)用新型的系統(tǒng)能夠得到以下的效果1)增產(chǎn)效益采用本系統(tǒng)對山坡地、荒地、旱地、廢地等進(jìn)行改造，一年兩熟(一熟單季稻600公斤，一熟麥400公斤)計算，每畝能增加糧食產(chǎn)量1噸以上，增產(chǎn)潛力巨大；2)節(jié)水效益本系統(tǒng)只利用單位面積土地上的雨水、雪水、冰雹、霜等自然水資源，不需水庫、山塘、地表涇流、地下水等其他水源灌溉，是一種現(xiàn)代化旱澇保收的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)，真正能夠?qū)崿F(xiàn)“一方天能養(yǎng)一方地”、“靠天能吃飯”的現(xiàn)代農(nóng)田水利模式；3)節(jié)地效益?zhèn)鹘y(tǒng)農(nóng)田水利灌溉靠建造水庫、山塘、河流等水源工程通過干、支、斗、農(nóng)、毛灌溉渠道來灌溉，占用了大量的土地，而本系統(tǒng)一點(diǎn)不占用土地；4)節(jié)肥效益由于本系統(tǒng)采用了截滲材料，水、 肥不會流失，肥水在田間和調(diào)節(jié)倉之間循環(huán)利用；5)環(huán)保效益由于本系統(tǒng)采用了截滲材料，水、肥不會流失，肥水在田間和調(diào)節(jié)倉之間循環(huán)利用，農(nóng)業(yè)面污染大大減?。?)生態(tài)效益本系統(tǒng)不需要在河流、溪道上建造水庫等水源工程，保證了河流、溪道的自然暢通，維護(hù)了自然生態(tài)系統(tǒng)的生命健康；7)養(yǎng)殖效益本系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)倉有一百多立方米的水體，可利用水體進(jìn)行水產(chǎn)養(yǎng)殖，增加農(nóng)民收入；8)防洪效益本系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)倉設(shè)在地下，沒有塌壩的危險，另外調(diào)節(jié)倉有一百多立方米的水體，可提前預(yù)排，調(diào)度溪道洪峰流量的大小。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中的I-I面剖視圖；圖3為本實(shí)用新型的控制原理圖。圖中1-調(diào)節(jié)倉；2-電磁閥；3-排水渠；4-孔蓋；5-水泵；6_手電兩動水位控制器；7-第二進(jìn)水管；8-溢水口 ；9-截滲膜層；10-空心磚層；11-出水管；12-種植區(qū)；13-細(xì)沙層；14-種植土層；15-第一進(jìn)水管；16-控制開關(guān)；17-外部電腦。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說明書附圖來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。如圖所示，自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)包括種植區(qū)12和設(shè)置在種植區(qū)12地表下方的調(diào)節(jié)倉1。種植區(qū)12由田塍圍構(gòu)而成，田塍可由土料、碎石等組成。種植區(qū)12的底部及內(nèi)側(cè)四周鋪設(shè)截滲膜層9，截滲膜層9主要是防止種植區(qū)12內(nèi)的自然水流失。截滲膜層 9內(nèi)側(cè)鋪設(shè)空心磚層10，空心磚層10主要是用于保護(hù)截滲膜層9及過濾和水的流通。同時也可以在截滲膜層9的內(nèi)外表層設(shè)置土工布層，設(shè)置時，截滲膜層9和土工布層在田塍周邊上卷，一般高度為0. 6米，土工布層也是為了保護(hù)截滲膜層9。截滲膜層9上鋪設(shè)細(xì)沙層13 和種植土層14。細(xì)沙層13 —般厚度為0. 1米，其主要是用于阻斷土壤孔隙水上升，減少棵間蒸發(fā)。種植土層14 一般厚度為0.35米，種植土層14用于種植作物。田塍底部的截滲膜層9上固定一根水管，水管上固定設(shè)置電磁閥2，電磁閥2的出水端上連接第一進(jìn)水管15， 第一進(jìn)水管15伸入調(diào)節(jié)倉1內(nèi)為調(diào)節(jié)倉1供水。電磁閥2主要用于控制種植區(qū)12中的水位，需要升高種植區(qū)12水位時，關(guān)閉電磁閥2，使得種植區(qū)12中的自然水保留在種植區(qū)12 內(nèi)；需要降低種植區(qū)12水位時，開啟電磁閥2，使得種植區(qū)12中的自然水通過第一進(jìn)水管 15進(jìn)入調(diào)節(jié)倉1中。種植區(qū)12位于調(diào)節(jié)倉1上方的一側(cè)田塍上設(shè)置溢水口 8，溢水口 8通過第二進(jìn)水管7連接調(diào)節(jié)倉1。水資源缺乏地區(qū)，第二進(jìn)水管7與可外部徑流連接，將徑流中的水引入調(diào)節(jié)倉1中。調(diào)節(jié)倉1設(shè)置在種植區(qū)12的地表下方，調(diào)節(jié)倉1為封閉的腔體結(jié)構(gòu)，其一端位于種植區(qū)12的外側(cè)，該端上設(shè)有工作孔，便于工作人員進(jìn)入，工作孔中設(shè)有孔蓋4，防止調(diào)節(jié)倉1內(nèi)的水分蒸發(fā)。同時還可以在調(diào)節(jié)倉1的內(nèi)壁設(shè)置截滲膜，防止調(diào)節(jié)倉1中的自然水流失。調(diào)節(jié)倉1的作用是用來存儲種植區(qū)12收集的雨水、雪水、冰雹、霜等自然水資源，種植區(qū)12需要用水時由調(diào)節(jié)倉1供水，相反，種植區(qū)12不需要用水時則返回調(diào)節(jié)倉1保存。 因此在調(diào)節(jié)倉1內(nèi)設(shè)置水泵5，水泵5為交流或直流微型潛水泵，水泵5上連接出水管11， 出水管11的另一端伸入種植區(qū)12的細(xì)沙層13中為種植區(qū)12供水，這樣調(diào)節(jié)倉1可以為種植區(qū)12供水。為了防止調(diào)節(jié)倉1中自然水過滿，在調(diào)節(jié)倉1頂部與排水渠3相通。為了能夠?qū)崿F(xiàn)精確自動化控制調(diào)節(jié)倉1和種植區(qū)12之間的自然水循環(huán)，在截滲膜層9上設(shè)置手電兩動水位控制器6，手電兩動水位控制器6連接控制開關(guān)16，控制開關(guān)16 連接電磁閥2和水泵5，并控制電磁閥2和水泵5的開啟和關(guān)閉，手電兩動水位控制器6由外部電腦17控制。使用本實(shí)用新型的系統(tǒng)時，根據(jù)作物需水量的不同，可通過遠(yuǎn)程控制或手動控制手電兩動水位控制器6的高度及持續(xù)時間來滿足土壤所需含水量。種植區(qū)12的水位高度是通過手電兩動水位控制器6自動測定的，手電兩動水位控制器6為現(xiàn)有產(chǎn)品，可在市場上購得。當(dāng)棵間蒸發(fā)和作物葉面蒸騰的作用下，設(shè)定水位下降，種植區(qū)12內(nèi)的土壤含水量不能滿足作物需水量時，需要升高種植區(qū)12水位時，利用外部電腦17控制界面，用鼠標(biāo)升高水位至某一值，信號傳至手電兩動水位控制器6，手電兩動水位控制器6開始動作至某一值并發(fā)送信號至控制開關(guān)16，由控制開關(guān)16關(guān)閉電磁閥2，同時開啟調(diào)節(jié)倉1中的水泵5 供水，使得種植區(qū)12中的水位達(dá)到某一值時關(guān)閉水泵5保持水位，這時水分從土壤孔隙慢慢上升至作物根部及地表面。當(dāng)田間暴雨，水位持續(xù)上升超過設(shè)定值時，需要降低種植區(qū) 12水位時，利用外部電腦17控制界面，用鼠標(biāo)降低水位至某一值，信號傳至手電兩動水位控制器6，手電兩動水位控制器6開始動作至某一值并發(fā)送信號至控制開關(guān)16，由控制開關(guān) 16開啟電磁閥2，使得種植區(qū)12中的水位降至某一值時關(guān)閉電磁閥2，保持水位。該系統(tǒng)的建造過程如下第一步，土地平整在任意一塊露天的土地上，根據(jù)地形地貌不同的特點(diǎn)，整理出一塊合適大小的土地，地表面用粘土鋪平碾實(shí)。平整操作時預(yù)留地塊表層耕作土備用。第二步，地下調(diào)節(jié)倉1設(shè)置完成土地平整后，從地塊一側(cè)開始向中央伸展開挖出一處土坑，坑的大小與土地面積及年降雨量相適應(yīng)，并在坑內(nèi)澆筑一只調(diào)節(jié)倉1，調(diào)節(jié)倉1 一頭伸出田塍1米，并在其上開一個可以進(jìn)出調(diào)節(jié)倉1的工作孔，工作孔上設(shè)有孔蓋4，防止調(diào)節(jié)倉1內(nèi)蒸發(fā)，倉壁設(shè)置截滲膜，防止?jié)B漏。儲水倉頂部與排水渠3連接，余水外排。第三步，地表截滲膜鋪設(shè)將土坑內(nèi)開挖出來的土料或碎石圍成田塍構(gòu)成種植區(qū) 12，種植區(qū)12內(nèi)碾壓平整后鋪上一層土工布層，再鋪一層截滲膜層9，再在截滲膜層9上鋪上一層土工布，田塍周邊二布一膜層同時上卷0. 6米，同時可以在截滲膜層9內(nèi)側(cè)設(shè)置空心磚層10。第四步，復(fù)土成田膜上第一層鋪設(shè)0.1米細(xì)砂土構(gòu)成細(xì)砂層13，其上再鋪預(yù)留表層耕作土 0. 35米構(gòu)成種植土層14，形成一塊農(nóng)田。第五步，電源選擇電源的選擇有兩種，看條件而定。一種是條件較好的可直接利用現(xiàn)有的農(nóng)用線即國家大電網(wǎng)供電；另一種是條件較差的離大電網(wǎng)較遠(yuǎn)的可選擇太陽能供 H1^ ο第六步，放水設(shè)備安裝在田塍底部的截滲膜層9上固定連接一根PE水管，PE水管的頭部安裝一只電磁閥2，電磁閥2的出口連接第一進(jìn)水管15接入地下調(diào)節(jié)倉1。另外在調(diào)節(jié)倉1上方附近的田塍上設(shè)置一個高0. 15米，寬0. 3 — 0. 6不等的PE材料的溢水口 8 (俗稱“田缺”)，溢水口用直徑200的PE的第二進(jìn)水管7接入地下調(diào)節(jié)倉1。水資源缺乏地區(qū)，也可利用當(dāng)?shù)貜搅魍ㄟ^第二進(jìn)水管7引入地下調(diào)節(jié)倉1保存。第七步，供水設(shè)備安裝在地下調(diào)節(jié)倉1內(nèi)安裝一只水泵5，水泵5連接出水管11， 出水管11連接供水口，供水口設(shè)在出水管11的最遠(yuǎn)端，供水口下方連接砂袋，與截滲膜層 9上第一層鋪設(shè)的0. 1米細(xì)沙層13連通。第八步，調(diào)節(jié)設(shè)備安裝在第一進(jìn)水管15旁邊并排設(shè)置一根U型連通管，連通管與手電兩用水位調(diào)節(jié)器6連接，這樣手電兩用水位調(diào)節(jié)器6就與截滲膜層9外側(cè)連接，能夠測定種植區(qū)12的水位高度。第九步，遠(yuǎn)程控制安裝把電磁閥2、水泵5、手電兩用水位調(diào)節(jié)器6 —起連接到控制開關(guān)16，手電兩用水位調(diào)節(jié)器16連接外部電腦17。以上所述及圖中所示的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干變型和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，其特征在于包括由田塍圍構(gòu)而成的種植區(qū)(12)及與種植區(qū)(12)循環(huán)供水的調(diào)節(jié)倉(1)，所述的種植區(qū)(12)底部及內(nèi)側(cè)四周鋪設(shè)截滲膜層(9)， 截滲膜層(9)上鋪設(shè)細(xì)沙層(13)和種植土層(14)，所述的種植區(qū)(12)—側(cè)固定設(shè)置電磁閥(2)，電磁閥(2)上連接第一進(jìn)水管(15)，第一進(jìn)水管(15)伸入調(diào)節(jié)倉(1)內(nèi)為調(diào)節(jié)倉(1) 供水，所述的調(diào)節(jié)倉(1)位于種植區(qū)(12)的地表下方，調(diào)節(jié)倉(1)內(nèi)設(shè)置水泵(5)，水泵(5) 上連接出水管(11)，出水管(11)的另一端伸入種植區(qū)(12)中為種植區(qū)(12)供水，上述的電磁閥(2)與水泵(5)由設(shè)置在種植區(qū)(12)中的手電兩動水位控制器(6)控制，手電兩動水位控制器(6)由外部電腦(17)信號控制。
2.如權(quán)利要求1所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的種植區(qū)(12)位于調(diào)節(jié)倉 (1)上方的一側(cè)田塍上設(shè)置溢水口(8 )，溢水口(8)通過第二進(jìn)水管(7)連接調(diào)節(jié)倉(1)。
3.如權(quán)利要求1所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的種植區(qū)(12)的截滲膜層 (9)上連接設(shè)置手電兩動水位控制器(6)，手電兩動水位控制器(6)連接控制開關(guān)(16)，控制開關(guān)(16)連接電磁閥(2)和水泵(5)。
4.如權(quán)利要求1所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的種植區(qū)(12)的截滲膜層 (9)上連接設(shè)置電磁閥(2)。
5.如權(quán)利要求1所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的截滲膜層(9)內(nèi)側(cè)設(shè)置空心磚層(10)。
6.如權(quán)利要求1所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的調(diào)節(jié)倉(1)為封閉的腔體結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)倉(1)超過種植區(qū)(12)的一端上設(shè)有工作孔，工作孔中設(shè)有孔蓋(4)。
7.如權(quán)利要求1所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的調(diào)節(jié)倉(1)頂部與排水渠(3)相通。
8.如權(quán)利要求1所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的調(diào)節(jié)倉(1)的內(nèi)壁設(shè)置截滲膜。
9.如權(quán)利要求1所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的水泵(5)為交流或直流微型潛水泵。
10.如權(quán)利要求1所述的自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，所述的出水管(11)一端連接水泵(5)，另一端伸入種植區(qū)(12)的細(xì)沙層(13)中。
專利摘要自然水資源微循環(huán)灌溉系統(tǒng)，屬于水資源循環(huán)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。其包括由田塍圍構(gòu)而成的種植區(qū)及與種植區(qū)循環(huán)供水的調(diào)節(jié)倉，種植區(qū)底部及內(nèi)側(cè)四周鋪設(shè)截滲膜層，截滲膜層上鋪設(shè)細(xì)沙層和種植土層，種植區(qū)一側(cè)固定設(shè)置電磁閥，電磁閥上連接第一進(jìn)水管，第一進(jìn)水管伸入調(diào)節(jié)倉內(nèi)為調(diào)節(jié)倉供水，調(diào)節(jié)倉位于種植區(qū)的地表下方，調(diào)節(jié)倉內(nèi)設(shè)置水泵，水泵上連接出水管，出水管的另一端伸入種植區(qū)中為種植區(qū)供水，上述的電磁閥與水泵由設(shè)置在種植區(qū)中的手電兩動水位控制器控制，手電兩動水位控制器由外部電腦信號控制。本實(shí)用新型的系統(tǒng)能夠取得增產(chǎn)、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)肥、環(huán)保、生態(tài)、養(yǎng)殖及防洪等效益。
文檔編號A01G25/00GK202285728SQ2011204431
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者汪躍宏 申請人:汪躍宏