本實用新型涉及灌溉自動調(diào)控系統(tǒng)，具體說，是一種節(jié)能環(huán)保的負(fù)壓灌溉自動調(diào)控系統(tǒng).

背景技術(shù)：

灌溉技術(shù)的發(fā)展，在經(jīng)歷了農(nóng)耕時代的天澆、地流、漫灌等落后的技術(shù)，國內(nèi)外發(fā)展出了許多新型的灌溉技術(shù)，比如滴灌、噴灌以及負(fù)壓灌溉等。然而世界水資源的減少，以及人類對灌溉的精準(zhǔn)要求也越來越高，現(xiàn)有的技術(shù)也無法全方面的解決這些問題。

傳統(tǒng)的滴灌技術(shù)滴頭以水滴的形式緩慢均勻的滴入作物根部土壤，可以有效的減少土壤水分的無效蒸發(fā)，它還可以及時的為作物供肥，省水省功。但是滴灌系統(tǒng)造價較高，雜質(zhì)和礦物質(zhì)的沉淀也會影響毛管滴頭堵塞，必須經(jīng)常維修更換管道以保證系統(tǒng)的正常使用。其次，滴灌的均勻度也不易保證，灌水量較小，容易造成鹽分的累積。

噴灌可以有效的作用在許多大田作物，它對地形以及土壤的適應(yīng)性也比較強，其機械化特點使得農(nóng)田灌溉從傳統(tǒng)的人工作業(yè)轉(zhuǎn)向了自動化作業(yè)，極大的節(jié)省了人力資源，加快了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。但是由于噴灌技術(shù)受限于天氣條件，在多風(fēng)或者蒸發(fā)強烈的地區(qū)無法發(fā)揮其作用。其次，造價昂貴，節(jié)水效益不強。

負(fù)壓灌溉是一種水源低于灌水器高程，以土壤動力學(xué)為理論基礎(chǔ)的技術(shù)。它可以實現(xiàn)節(jié)水節(jié)能的效果，但是由于前人學(xué)者大部分采用的是陶土板作為灌水器，以至于灌溉不均勻，而且由于陶土板直接與土壤接觸導(dǎo)致滲水孔隙經(jīng)常被堵塞，應(yīng)用前景不是很理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種灌水器不堵塞、灌溉均勻的節(jié)能環(huán)保的負(fù)壓灌溉自動調(diào)控系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種節(jié)能環(huán)保的負(fù)壓灌溉自動調(diào)控系統(tǒng)，包括水箱、恒定水位控制器、進水管道、測壓管、陶土管、出水管道、纖維網(wǎng)、循環(huán)水水池；陶土管埋在土壤中，水箱的最高水位低于陶土管的位置，陶土管的一端通過進水管道與水箱連通，在進水管道上設(shè)置有測壓管，恒定水位控制器與水箱底部相連，控制水箱的水面處于恒定的高程，陶土管另一端通過出水管道連接到循環(huán)水水池，陶土管的外側(cè)包有纖維網(wǎng)。

在出水管道上還設(shè)置有閥門和用于排盡管道內(nèi)空氣的水泵。

所述恒定水位控制器包括密封的供水容器、位于容器頂部的注水口和位于容器下部的進氣口，進氣口的高度與水箱液面保持同一高程。

本實用新型的有益效果是：通過對現(xiàn)有技術(shù)的負(fù)壓灌溉技術(shù)進行改進，在保證其節(jié)水節(jié)能的基礎(chǔ)上，解決灌水器堵塞、灌溉不均勻、管道不耐腐蝕等問題，而且實現(xiàn)灌溉的自動調(diào)控，相比以往的灌溉系統(tǒng)更加完善，利于推廣。

附圖說明

圖1是本實用新型的節(jié)能環(huán)保的負(fù)壓灌溉自動調(diào)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中A-A剖面圖。

圖3本實用新型的系統(tǒng)的試驗濕潤峰變化圖。

圖4本實用新型的系統(tǒng)的試驗管旁含水率變化圖。

圖5本實用新型的系統(tǒng)的試驗灌水量變化圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細(xì)說明：

如圖1、2所示，本實用新型的節(jié)能環(huán)保的負(fù)壓灌溉自動調(diào)控系統(tǒng)，包括水箱10、恒定水位控制器1、進水管道2、測壓管3、陶土管4、出水管道12、纖維網(wǎng)7、循環(huán)水水池11；陶土管4埋在土壤中，水箱10的最高水位低于陶土管4的位置，陶土管4的一端通過進水管道2與水箱10連通，在進水管道2上設(shè)置有測壓管3，恒定水位控制器1與水箱10底部相連，控制水箱的水面處于恒定的高程，陶土管4的另一端通過出水管道12連接到循環(huán)水水池11，陶土管4的外側(cè)包有纖維網(wǎng)7。

在出水管道12上還設(shè)置有閥門5和用于排盡管道內(nèi)空氣的水泵6。

所述恒定水位控制器1包括密封的供水容器、位于容器頂部的注水口8和位于容器下部的進氣口9，進氣口9的高度與水箱10液面保持同一高程。

具體地說，恒定水位控制器1的主要作用是可以控制系統(tǒng)水源的水面處于恒定的高程，保證負(fù)壓所需的一定水源高程。進水管道2主要作用是引導(dǎo)水流通過陶土管。測壓管3的主要作用是可以隨時觀測到管道中水壓的變化情況，而且可以檢測灌水系統(tǒng)是否正常運轉(zhuǎn)。陶土管4(Ceramic，USA)具有管狀特性，本身可以作為管道的一部分，具備透水不透氣的性能，并且利用土壤基質(zhì)勢將水直接輸送到土壤中去。這種灌水器不僅能夠灌溉，還可以控制土壤含水量，使土壤含水率時刻保持在最適宜作物生長的數(shù)值，實現(xiàn)自動調(diào)控，節(jié)水節(jié)能的效果。閥門5的主要作用是控制出水管道。水泵6的主要作用是排盡管道內(nèi)的空氣。試驗證明長期運轉(zhuǎn)下，由于天然水中存在微小氣泡，導(dǎo)致陶土管內(nèi)壁會累集空氣，使得灌水效率降低，所以需要定期排氣。纖維網(wǎng)7的主要作用是使得陶土管灌水器與土壤接觸更加良好，解決輸水管被土壤小顆粒堵塞的情況。

下面，按照本實用新型的技術(shù)方案設(shè)計的實驗室裝置，測試本實用新型的使用效果數(shù)據(jù)，恒定水位控制器采用馬氏瓶，具體方法如下：

1試驗?zāi)康?/p>

探究本實用新型自動調(diào)控系統(tǒng)在實際上可以達到預(yù)期目標(biāo)。

2試驗材料

長寬30cm×30cm，高20cm的有機玻璃土箱一個；小水箱一個；有機玻璃管若干；三通一個；直徑為1cm的陶土管；風(fēng)干土分層填入土箱，容重1.68g/cm³，飽和含水率22.15％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))；小水泵一臺；

3試驗方法

首先將馬氏瓶安裝完成，需要保證馬氏瓶工作正常，密封良好。將水箱內(nèi)水填充到與馬氏瓶進氣口一個水平面。將纖維網(wǎng)緊密纏繞在陶土管周圍。連接測壓管、陶土管、閥門與水泵，測試裝置氣密性。調(diào)整土箱與測壓管位置，使得水面位置在測壓管標(biāo)尺范圍之內(nèi)，便于讀數(shù)。分層填入土壤。開啟閥門，啟動水泵，當(dāng)輸水管道中的空氣全部排盡后，關(guān)閉閥門。觀測到測壓管中液面高度與水箱水面一致，并且記錄讀數(shù)。通過觀測馬氏瓶中水面的變化可以觀測到灌水量的變化。通過測壓管中液面的變化可以得出陶土管中負(fù)壓值，也可以檢測出系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)。定期開啟閥門，開啟水泵將管內(nèi)集聚的氣體排出，排出的水可以循環(huán)使用，節(jié)約水資源。

采用上述的方式安裝系統(tǒng)，陶土管距離水源水面14cm。每日測兩次土壤含水率、土壤溫度、電導(dǎo)率以及馬氏瓶水量變化。

4實驗結(jié)果

4.1濕潤峰變化情況

如圖3所示，濕潤峰隨著時間的變化逐漸變大，并且濕潤峰變化均勻，說明灌溉系統(tǒng)灌水均勻。

4.2土壤含水率變化情況

如圖4所示，在陶土管旁土壤含水率逐漸增大，最后保持在0.2cm³/cm³左右，說明灌水系統(tǒng)可以自動調(diào)控土壤中含水率。

4.3灌水量變化情況

如圖5所示，灌水量與時間呈線性變化，相關(guān)系數(shù)十分接近1。說明系統(tǒng)可以實現(xiàn)負(fù)壓灌溉，并且灌水量十分均勻。

5試驗結(jié)論

試驗證明本實用新型的系統(tǒng)可以實現(xiàn)灌溉目的，并且根據(jù)濕潤峰變化以及灌水量的變化可以得出本系統(tǒng)灌溉范圍均勻。根據(jù)含水率的變化可以得知可以實現(xiàn)灌溉的自我調(diào)控。在實際中不需要外界動力，在一定的負(fù)壓水頭下采用此種陶土管負(fù)壓灌溉系統(tǒng)可以有效的解決許多其他灌溉技術(shù)存在的問題。

本實用新型的陶土管本身便是管道的一部分并且在其表面加上一層纖維，不會出現(xiàn)毛管堵塞的情況，而且在管狀結(jié)構(gòu)的供水器下，灌溉水分十分均勻的深入土壤中，利用作物吸收。噴灌受限于天氣條件，風(fēng)大及蒸發(fā)大地區(qū)不易采用。然而采用地下滲入的方式則有效的解決了這個問題。另一方面，此種陶土管負(fù)壓灌溉系統(tǒng)也可以實現(xiàn)對灌水量大小，土壤含水率的自動調(diào)控，可以使得土壤含水率始終保持在作物生長所需最適宜的數(shù)值，應(yīng)用前景十分廣闊。

以上所述的實施例僅用于說明本實用新型的技術(shù)思想及特點，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠理解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，不能僅以本實施例來限定本實用新型的專利范圍，即凡本實用新型所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本實用新型的專利范圍內(nèi)。