反濾式地下灌溉結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種反濾式地下灌溉結(jié)構(gòu)，從地面向下依次設(shè)有耕作土壤層、砂土反濾層、卵礫石涵水層、隔水層、天然土層，卵礫石涵水層設(shè)豎井，豎井向上延伸至耕作土壤層表面，豎井的集水部位設(shè)置水泵或通過水管連接水泵，由渠系向豎井輸水或通過水泵從豎井向外提水。有益效果：1.利用卵礫層代替管道進(jìn)行水分的運(yùn)輸與涵養(yǎng)，保留了地下灌溉原有的優(yōu)點(diǎn)；2.利用反濾層來克服傳統(tǒng)地下灌溉易堵的缺點(diǎn)；3.利用人工隔水層減少水的深層滲漏，提高灌溉水的利用率。
【專利說明】
反濾式地下灌溉結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)領(lǐng)域，涉及地下節(jié)水灌溉技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，民以食為天，農(nóng)業(yè)的發(fā)展更離不開水。灌溉農(nóng)業(yè)對(duì)于現(xiàn)代農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)具有極其重要的作用，農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)、增產(chǎn)離不開農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的支持。我國水資源嚴(yán) 重不足，農(nóng)業(yè)灌溉中又普遍存在著水的浪費(fèi)現(xiàn)象，而缺水問題嚴(yán)重制約著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 由于我國水利基礎(chǔ)建設(shè)薄弱、農(nóng)田輸配水系統(tǒng)效率低、田間灌溉應(yīng)用技術(shù)落后、灌溉工程設(shè) 施不配套、灌區(qū)用水管理粗放等原因，全國平均灌溉水利用率只有43%，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家。我 國農(nóng)業(yè)灌溉的節(jié)水潛力巨大，大力發(fā)展節(jié)水灌溉工程是解決當(dāng)前我國水資源危機(jī)的重要技 術(shù)之一〇
[0003] 地下灌溉是一種高效的農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉措施，擁有不破壞土壤結(jié)構(gòu)、可減少地面蒸 發(fā)，灌水量省、灌溉效率高、便于交通和田間作業(yè)，能減少雜草生長(zhǎng)和植物病蟲害等眾多優(yōu) 點(diǎn)，但是由于成本過高、易堵塞等問題的存在而未能得到廣泛推廣與應(yīng)用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型為解決以上技術(shù)問題，提出一種無管道的反濾式地下灌溉結(jié)構(gòu)。
[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種反濾式地下灌溉結(jié)構(gòu)，從地面向下依次設(shè)有耕作 土壤層、砂土反濾層、卵礫石涵水層、隔水層，隔水層以下是天然土層或懸空，卵礫石涵水層 設(shè)豎井，豎井向上延伸至耕作土壤層表面，豎井的集水部位設(shè)置水栗或通過水管連接水栗， 由渠系向豎井輸水或通過水栗從豎井向外提水。
[0006] 進(jìn)一步的，卵礫石涵水層頂面到地面距離不大于水的毛細(xì)上升高度與作物允許土 壤干燥層厚度之和。
[0007] 該結(jié)構(gòu)可以為全覆蓋式，即整塊的耕作地地面以下都鋪設(shè)各個(gè)結(jié)構(gòu)層。
[0008] 該結(jié)構(gòu)也可以為部分鋪設(shè)，即在耕作地地面以下按行鋪設(shè)各個(gè)結(jié)構(gòu)層，各行通過 卵礫石涵水層或管道連通，至少有一行設(shè)豎井，或每行獨(dú)立并在該行設(shè)置至少一個(gè)豎井。
[0009] 優(yōu)選的，隔水層為粘土夯筑體。
[0010] 優(yōu)選的，耕作土壤層厚度40-50cm，砂土反濾層厚10-15cm，卵爍石涵水層10-15cm， 隔水層7 · 5_10cm〇
[0011] 本實(shí)用新型的有益效果是：1.利用卵礫層代替管道進(jìn)行水分的運(yùn)輸與涵養(yǎng)，保留 了地下灌溉原有的優(yōu)點(diǎn)，又克服了傳統(tǒng)地下灌溉易堵塞的缺點(diǎn)；
[0012] 2.利用人工隔水層減少水的深層滲漏，提高灌溉水的利用率；
[0013] 3.采用天然材料，可就地取材，方便施工，并可減少對(duì)環(huán)境的污染；
[0014] 4.對(duì)土質(zhì)、地形條件要求較低，適用性較強(qiáng)；
[0015] 5.工作可靠，易于管理，運(yùn)行和維護(hù)成本較為低廉；
[0016] 6.不破壞土壤結(jié)構(gòu)、可減少地面蒸發(fā)，灌水量省、灌溉效率高、便于交通和田間作 業(yè)，能減少雜草生長(zhǎng)和植物病蟲害。工作水頭不需要很高，節(jié)約能源。所用材料均為天然材 料，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。原理簡(jiǎn)單，工作可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，管理方便，容易掌握。其對(duì)于土質(zhì)要求較低， 適用性強(qiáng)。
[0017] 7.該結(jié)構(gòu)既可以作為田間灌溉措施，也可用于不良土壤改良，尤其適用于淺根系 植物與花卉，可廣泛應(yīng)用于高速公路、橋梁的綠化帶以及城市的綠化工程、花壇、空中花園 等。
【附圖說明】

[0018]圖1是本實(shí)用新型的截面不意圖；
[0019] 圖2是幾種部分鋪設(shè)的布置形式簡(jiǎn)圖；
[0020] 圖3是本實(shí)用新型的流程圖；
[0021 ]圖4是本實(shí)用新型的模型結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理：因?yàn)槁训[石的孔隙度大、透水性較好，用卵礫石形成的涵 水層進(jìn)行水的運(yùn)輸及涵養(yǎng)，涵水層下方設(shè)有隔水層，以減少水的深層滲漏。利用毛細(xì)作用濕 潤(rùn)土壤而對(duì)作物進(jìn)行灌溉。與此同時(shí)，依據(jù)反濾原理，用一定級(jí)配的砂土制作成砂土反濾 層，防止涵水層的堵塞，以延長(zhǎng)工程的使用壽命。
[0023] 具體做法是：在地面以下一定的深度(視作物種類、根系深度以及工程投資等而 定），通過碾壓、夯擊等手段制成人工隔水層。隔水層厚度應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝临|(zhì)以及工程對(duì)于 防滲的要求加以確定，必要時(shí)可用粘土夯筑。在隔水層上鋪設(shè)一定厚度的鵝卵石、礫石，構(gòu) 成卵礫石涵水層。卵礫石涵水層的厚度依據(jù)作物需水量以及豎井布置加以確定，必要時(shí)可 以用平洞輔助輸水。在卵礫石涵水層的上面，采用一定級(jí)配的砂土按照反濾原理制成反濾 層。反濾層的制作質(zhì)量將直接影響到工程的使用壽命，處理時(shí)應(yīng)當(dāng)特別注意。砂土的顆粒級(jí) 配采用實(shí)驗(yàn)確定，根據(jù)耕作土壤層的厚度，要能充分濕潤(rùn)土壤。在砂土反濾層之上覆蓋土 壤，形成耕作土壤層。耕作土壤層經(jīng)濟(jì)厚度的確定應(yīng)以作物的根系不穿透反濾層為原則;對(duì) 于種植多種農(nóng)作物的地塊，應(yīng)考慮最不利情況，并結(jié)合工程投資以及設(shè)計(jì)使用年限等確定。 特別注意的是卵礫石涵水層頂面到地面距離應(yīng)不大于水的毛細(xì)上升高度(無壓或壓力較小 可忽略時(shí))與作物允許土壤干燥層厚度之和;否則應(yīng)當(dāng)考慮采取一定的工程措施，如人工加 壓。卵礫石涵水層通過豎井、平洞等與引水渠道相連，它們共同組成了水的輸運(yùn)系統(tǒng)。
[0024] 該設(shè)計(jì)集灌溉、排澇于一體，灌排結(jié)合，綜合應(yīng)用。旱季，從水源地取水，經(jīng)渠道由 豎井等進(jìn)入卵礫石涵水層，并在土壤毛細(xì)管力作用下到達(dá)耕作土壤層濕潤(rùn)土壤，從而實(shí)現(xiàn) 對(duì)作物的灌溉。雨季，水分通過反濾層下滲進(jìn)入卵礫涵水層，并經(jīng)豎井用水栗等排除。由于 使用了人工隔水層，可有效的減少水分的深層滲漏，提高灌溉水的利用效率。
[0025] 該結(jié)構(gòu)可以為全覆蓋式，即整塊的耕作地地面以下都鋪設(shè)各個(gè)結(jié)構(gòu)層。為減少成 本也可以為部分鋪設(shè)，即在耕作地地面以下按行鋪設(shè)各個(gè)結(jié)構(gòu)層，各行通過卵礫石涵水層 或管道連通，至少有一行設(shè)豎井，或每行獨(dú)立并在該行設(shè)置至少一個(gè)豎井，如圖2所示幾種 布置形式(圖中黑點(diǎn)表示豎井）。
[0026]淺根系植物與花卉類植物的各層厚度一般是耕作土壤層厚度40-50cm，砂土反濾 層厚10-15cm，卵爍石涵水層10-15cm，隔水層7.5-10cm，隔水層以下是天然土層。若是懸空 的種植穴，例如空中花園的混凝土坑體，利用原來種植穴底板加防水材料作為隔水層即可， 無需天然土層。
[0027] 試驗(yàn)?zāi)Ｐ停喊凑諏?shí)際尺寸1:1制作而成，制作模型所用材料詳見表2;模型結(jié)構(gòu)及組 成如圖4-a所示;土的相關(guān)性質(zhì)參見表1。
[0028]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種反濾式地下灌溉結(jié)構(gòu)，其特征是：從地面向下依次設(shè)有耕作土壤層、砂土反濾 層、卵礫石涵水層、隔水層，隔水層以下是天然土層或懸空，卵礫石涵水層設(shè)豎井，豎井向上 延伸至耕作土壤層表面，豎井的集水部位設(shè)置水栗或通過水管連接水栗，由渠系向豎井輸 水或通過水栗從豎井向外提水。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反濾式地下灌溉結(jié)構(gòu)，其特征是:卵礫石涵水層頂面到地面距 離不大于水的毛細(xì)上升高度與作物允許土壤干燥層厚度之和。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反濾式地下灌溉結(jié)構(gòu)，其特征是:該結(jié)構(gòu)為全覆蓋式，即整塊 的耕作地地面以下都鋪設(shè)各個(gè)結(jié)構(gòu)層。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反濾式地下灌溉結(jié)構(gòu)，其特征是:該結(jié)構(gòu)為部分鋪設(shè)，即在耕 作地地面以下按行鋪設(shè)各個(gè)結(jié)構(gòu)層，各行通過卵礫石涵水層或管道連通，至少有一行設(shè)豎 井，或每行獨(dú)立并在該行設(shè)置至少一個(gè)豎井。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反濾式地下灌溉結(jié)構(gòu)，其特征是:所述隔水層為粘土夯筑體。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的反濾式地下灌溉結(jié)構(gòu)，其特征是:耕作土壤層厚度40-50cm，砂 土反濾層厚10-15cm，卵爍石涵水層10-15cm，隔水層7.5-10cm〇
【文檔編號(hào)】A01G25/06GK205694760SQ201620544221
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】董玉云, 范濤, 張嬌艷, 趙運(yùn)齊, 張立庫, 宋源武
【申請(qǐng)人】蘭州交通大學(xué)