一種快速確定地下滴灌滴頭流量的裝置及其測量方法
【專利摘要】一種快速確定地下滴灌滴頭流量的裝置及其測量方法，利用壓力測量裝置實時檢測滴頭處的壓力，通過調(diào)節(jié)供水裝置的高度來調(diào)節(jié)滴頭流量，從而使滴頭處的壓力值由正壓減小到零，當?shù)晤^處的壓力值為零時，滴頭的流量正好與土壤的入滲能力相匹配，此時的滴頭流量就是所需滴頭流量值，可以準確快速地確定地下滴灌系統(tǒng)在不同類型土壤中的所需滴頭流量值，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便快捷，不會出現(xiàn)滴頭流量過大而形成正壓區(qū)的現(xiàn)象，也可以避免滴頭流量過小導致灌水時間過長和單個滴頭控制范圍縮小情況的發(fā)生，不會影響滴灌系統(tǒng)的經(jīng)濟性，節(jié)約成本。
【專利說明】一種快速確定地下滴灌滴頭流量的裝置及其測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于精準農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及到一種快速確定地下滴灌滴頭 流量的裝置及其測量方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 地下滴灌是微灌技術(shù)的一種，其灌水器埋于地下，通過灌水器直接將灌溉水和肥 料輸送至作物根區(qū)，可以有效減少地表蒸發(fā)，提高水的利用率。滴頭流量是滴灌系統(tǒng)設(shè)計中 的一項重要參數(shù)，是整個地下滴灌系統(tǒng)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行的重要條件，而現(xiàn)有的方法大 都是依據(jù)經(jīng)驗確定，由于不同的土壤入滲系數(shù)不一樣，在地下滴灌系統(tǒng)設(shè)計中不同土壤類 型需要的合適滴頭流量也不同。滴頭流量過大，則滴頭流量大于土壤入滲能力，水來不及入 滲到周圍土壤中，會在滴頭附近形成一個正壓區(qū)。正壓區(qū)的出現(xiàn)一方面會影響滴頭流量，從 而影響對灌水器的精確控制。另一方面，此時在滴灌帶附近由于土壤含水量非常大，土壤呈 現(xiàn)泥漿狀，會引起滴灌帶的"上浮"，從而使滴灌帶偏離原來埋設(shè)的位置。滴頭流量過小，則 灌水時間過長，單個滴頭控制范圍縮小，影響滴灌系統(tǒng)的經(jīng)濟性。因此，如何準確快速地確 定地下滴灌系統(tǒng)滴頭流量的大小至關(guān)重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，設(shè)計了一種快速確定地下滴灌滴頭流量的裝置 及其測量方法，可以準確快速地確定地下滴灌系統(tǒng)在不同類型土壤中的所需滴頭流量值， 結(jié)構(gòu)簡單，操作方便快捷。
[0004] 本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案是：一種快速確定地下滴灌滴頭流量的裝置，關(guān)鍵 是：所述的裝置包括滴灌帶、壓力測量裝置、供水壓力可變的穩(wěn)定水頭供水裝置，供水裝置 的出水口處設(shè)置有管道，管道上設(shè)置有閥門，滴灌帶埋設(shè)在土壤內(nèi)，滴灌帶的一端設(shè)置有滴 頭，滴頭與滴灌帶連通，滴灌帶的另一端與管道連通，壓力測量裝置的測量端埋設(shè)在土壤內(nèi) 并與滴頭相接觸。
[0005] 所述的壓力測量裝置為張力計。
[0006] 所述的供水裝置包括升降架、馬氏瓶，馬氏瓶設(shè)置在升降架上并隨升降架一起升 降。
[0007] 所述的升降架包括底座、電機、升降平臺，底座上設(shè)置有桁架，電機設(shè)置在桁架頂 部的中心，升降平臺上設(shè)置有鋼絲繩，鋼絲繩的頂部與電機的輸出軸固定連接，馬氏瓶設(shè)置 在升降平臺上并隨升降平臺一起升降。
[0008] 所述的升降架的初始高度為300cm，馬氏瓶內(nèi)液面的高度不得低于50cm。
[0009] -種快速確定地下滴灌滴頭流量的測量方法，關(guān)鍵是：所述的方法包括以下步 驟：
[0010] A、將滴灌帶按設(shè)計深度埋入土壤中，壓力測量裝置的測量端埋設(shè)在土壤內(nèi)并與滴 頭相接觸；
[0011] B、將滴灌帶與管道連通；
[0012] C、將供水裝置升高300cm，打開閥門，待壓力測量裝置的壓力值恒定不變后，讀取 壓力測量裝置測得的壓力值為正壓4. 5-15kPa;
[0013] D、將供水裝置降低50-lOOcm，并且在該高度下持續(xù)供水30min，然后讀取壓力測 量裝置測得的壓力值為正壓〇? 5_5kPa;
[0014]E、重復進行步驟D，直至壓力測量裝置測得的壓力值為零時，關(guān)閉閥門，不再降低 供水裝置，此時滴頭的流量正好與土壤的入滲能力相匹配，供水裝置在該壓力水頭下工作 的滴頭流量就是所需滴頭流量值。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：利用壓力測量裝置實時檢測滴頭處的壓力，通過調(diào)節(jié)供水 裝置的高度來調(diào)節(jié)滴頭流量，從而使滴頭處的壓力值由正壓減小到零，當?shù)晤^處的壓力值 為零時，滴頭的流量正好與土壤的入滲能力相匹配，此時的滴頭流量就是所需滴頭流量值， 可以準確快速地確定地下滴灌系統(tǒng)在不同類型土壤中的所需滴頭流量值，結(jié)構(gòu)簡單，操作 方便快捷，不會出現(xiàn)滴頭流量過大而形成正壓區(qū)的現(xiàn)象，也可以避免滴頭流量過小導致灌 水時間過長和單個滴頭控制范圍縮小情況的發(fā)生，不會影響滴灌系統(tǒng)的經(jīng)濟性，節(jié)約成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明在具體應用時的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明中升降架的具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 附圖中，1代表升降架，101代表桁架，102代表電機，103代表鋼絲繩，104代表升降 平臺，105代表底座，2代表馬氏瓶，3代表管道，4代表開關(guān)，5代表滴灌帶，6代表土壤，7代 表張力計，8代表滴頭。

【具體實施方式】
[0019] 一種快速確定地下滴灌滴頭流量的裝置，包括滴灌帶5、壓力測量裝置7、供水壓 力可變的穩(wěn)定水頭供水裝置，供水裝置的出水口處設(shè)置有管道3,管道3上設(shè)置有閥門4,滴 灌帶5埋設(shè)在土壤6內(nèi)，滴灌帶5的一端設(shè)置有滴頭8,滴頭8與滴灌帶5連通，滴灌帶5的 另一端與管道3連通，壓力測量裝置7的測量端埋設(shè)在土壤6內(nèi)并與滴頭8相接觸，壓力測 量裝置7優(yōu)選為張力計。供水裝置優(yōu)選為升降架1和馬氏瓶2的組合，馬氏瓶2設(shè)置在升 降架1上并隨升降架1 一起升降。升降架1的初始高度為300cm，馬氏瓶2內(nèi)液面的高度不 得低于50cm。
[0020] 所述的升降架1包括底座105、電機102、升降平臺104,底座105上設(shè)置有桁架 101，電機102設(shè)置在桁架101頂部的中心，升降平臺104上設(shè)置有鋼絲繩103,鋼絲繩103 的頂部與電機102的輸出軸固定連接，利用鋼絲繩103將升降平臺104吊裝起來，馬氏瓶2 設(shè)置在升降平臺104上并隨升降平臺104 -起升降，底座105底部設(shè)置有行走輪，使升降架 1移動方便。
[0021] 一種快速確定地下滴灌滴頭流量的測量方法，包括以下步驟：
[0022] A、將滴灌帶5按設(shè)計深度埋入土壤6中，壓力測量裝置7的測量端埋設(shè)在土壤6 內(nèi)并與滴頭8相接觸；
[0023] B、將滴灌帶5與管道3連通；
[0024] C、打開電機102,鋼絲繩103帶動升降平臺104升高300cm，從而使馬氏瓶2升高 300cm，打開閥門4,待壓力測量裝置7的壓力值恒定不變后，讀取壓力測量裝置7測得的壓 力值為正壓4. 5-15kPa;
[0025] D、將升降平臺104降低50-lOOcm，并且在該高度下持續(xù)供水30min，然后讀取壓力 測量裝置7測得的壓力值為正壓0? 5-5kPa;
[0026] E、重復進行步驟D，直至壓力測量裝置7測得的壓力值為零時，關(guān)閉閥門4,不再降 低供水裝置，此時滴頭8的流量正好與土壤6的入滲能力相匹配，供水裝置在該壓力水頭下 工作的滴頭流量就是所需滴頭流量值。
[0027] 實施例1、在土壤相同的同一塊土地上選擇三個地點進行測試，分別為第一測試 點、第二測試點、第三測試點，三個測試點的滴管帶5埋設(shè)深度相同，升降架1的初始高度、 馬氏瓶2內(nèi)液面的初始高度都相同，升降架1的升高高度也相同，分別降低升降架1的高度 直至壓力測量裝置7測得的壓力值為零時為止，分別得出一個所需滴頭流量值，如表1所 示：
[0028] 表 1
[0029]

【權(quán)利要求】
1. 一種快速確定地下滴灌滴頭流量的裝置，其特征在于：所述的裝置包括滴灌帶（5)、 壓力測量裝置（7)、供水壓力可變的穩(wěn)定水頭供水裝置，供水裝置的出水口處設(shè)置有管道 (3)，管道（3)上設(shè)置有閥門（4)，滴灌帶（5)埋設(shè)在土壤（6)內(nèi)，滴灌帶（5)的一端設(shè)置有 滴頭（8)，滴頭（8)與滴灌帶（5)連通，滴灌帶（5)的另一端與管道（3)連通，壓力測量裝置 (7)的測量端埋設(shè)在土壤（6)內(nèi)并與滴頭⑶相接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速確定地下滴灌滴頭流量的裝置，其特征在于：所述 的壓力測量裝置（7)為張力計。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速確定地下滴灌滴頭流量的裝置，其特征在于：所述 的供水裝置包括升降架（1)、馬氏瓶（2)，馬氏瓶（2)設(shè)置在升降架（1)上并隨升降架（1) 一起升降。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種快速確定地下滴灌滴頭流量的裝置，其特征在于：所 述的升降架（1)包括底座（105)、電機（102)、升降平臺（104)，底座（105)上設(shè)置有桁架 (101)，電機（102)設(shè)置在桁架（101)頂部的中心，升降平臺（104)上設(shè)置有鋼絲繩（103)， 鋼絲繩（103)的頂部與電機（102)的輸出軸固定連接，馬氏瓶⑵設(shè)置在升降平臺（104) 上并隨升降平臺（104) -起升降。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速確定地下滴灌滴頭流量的裝置，其特征在于：所述 的升降架（1)的初始高度為400cm，馬氏瓶（2)內(nèi)液面的高度不得低于50cm。
6. -種使用如權(quán)利要求1所述的快速確定地下滴灌滴頭流量的裝置的測量方法，其特 征在于：所述的方法包括以下步驟： A、 將滴灌帶（5)按設(shè)計深度埋入土壤（6)中，壓力測量裝置（7)的測量端埋設(shè)在土壤 (6)內(nèi)并與滴頭（8)相接觸； B、 將滴灌帶（5)與管道（3)連通； C、 將供水裝置升高300cm，打開閥門（4)，待壓力測量裝置（7)的壓力值恒定不變后，讀 取壓力測量裝置（7)測得的壓力值為正壓4. 5-15kPa ; D、 將供水裝置降低50-lOOcm，并且在該高度下持續(xù)供水30min，然后讀取壓力測量裝 置（7)測得的壓力值為正壓0? 5-5kPa ; E、 重復進行步驟D，直至壓力測量裝置（7)測得的壓力值為零時，關(guān)閉閥門（4)，不再降 低供水裝置，此時滴頭（8)的流量正好與土壤（6)的入滲能力相匹配，供水裝置在該壓力水 頭下工作的滴頭流量就是所需滴頭流量值。
【文檔編號】G01F1/00GK104351018SQ201410698692
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】康躍虎, 郭少磊, 蔣樹芳, 萬書勤, 李曉彬 申請人:中國科學院地理科學與資源研究所