專利名稱：一種基于小管出流的地下滴灌方法
技術領域：
本發(fā)明屬于農業(yè)領域，具體涉及一種基于小管出流的地下滴灌方法。
背景技術：
與地面灌溉和噴灌等技術相比，地下滴灌具有無可比擬的優(yōu)點， 是目前最節(jié)水、節(jié)能的灌水方式，具有如下優(yōu)點(一)直接把植物 所需的水、肥、藥等輸入根系土層，極有利植物吸收，避免土壤蒸發(fā)， 可比地表滴灌節(jié)水30%-50%;(二)水分直接輸入植物根系土層， 有利于根系增生擴散，吸收營養(yǎng)，同時可調控、引導植物根系生長， 使果樹根系向深層生長，避免冬季凍死、凍傷根系；(三)地表干燥，
透氣性好，有利植物生長，也可減少雜草生長，避免了因潮濕而引起 的多種蟲、病害，因而可降低田間管理勞動強度，節(jié)省管理費用，又
便于機械田間作業(yè)；(四)由于灌溉水直接進入根系土層，地表不會 形成鹽份積累，產生鹽殼；(五)地下滴灌全部設施淺埋地下，避免 了人為或野生動物破壞和紫外線輻射及晝夜溫差變化導致的設施老 化，延長了使用壽命；(六)地下滴灌可以小流量、低水頭工作，節(jié) 約了運行費用和能源。
地下滴灌存在灌水器堵塞和維護困難的缺點。灌水管道停水后， 毛管負壓可使土壤微小顆粒吸入灌水器的微孔，造成堵塞，植物根系 的向水性生長可能造成根侵入滴水孔，引起堵塞。由于地下滴灌系統(tǒng) 埋于地下，系統(tǒng)故障排査困難，維修費時費力，費用高。
針對目前地下滴灌存在的問題，本發(fā)明提供一種抗堵塞、維護方 便的基于小管出流的地下滴灌方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有地下滴灌方法存在的問題，提供一 種抗堵塞、維護方便的基于小管出流的地下滴灌方法。采用該方法除 了具有地下滴灌的主要優(yōu)點外，還能夠有效防止土壤小顆粒和根系入 侵，解決滴灌器堵塞問題，而且維護管理比較方便。該方法可廣泛應 用于干旱區(qū)、半干旱區(qū)高效農業(yè)和生態(tài)建設中，既可用于已經建成林 地改造，也可與林地同步建設。
本發(fā)明所述的一種基于小管出流的地下滴灌方法，按下列步驟進
行
a、 首先布置灌溉系統(tǒng)管網，將支管埋入土壤中，深度10—20cm， 其余灌溉系統(tǒng)的首部和干管布設、連接模式、進氣、排水閥井的布設 均與現(xiàn)有地表滴灌相同；
b、 支管兩側連接的無滴頭毛管(9)兩側打孔(10)，滴頭(1) 的進水口與無滴頭毛管(9)連接，滴頭(1)的出水口與導流小管(2) 一端連接，導流小管(2)的中部設有伸縮緩沖段(5)，導流小管(2) 的另一端通過土壤滲流管(3) —側管壁上的插入孔(7)進入土壤滲 流管(3)內，土壤滲流管(3)的頂端管口處插入管塞(4)， 土壤滲 流管(3)下部5 — 10cm處的管壁上開有滲流孔(6)，管塞(4)中 部為通氣孔(8);
c、 距離植物根基10—30cm的范圍內，在地表打一個豎直的洞， 將滲流管(3)插入洞中，滲流管(3)頂部的管塞(4)處高出地表
(11) 5cm;
d、 在步驟c洞的一側挖溝，將步驟b中的無滴頭毛管(9)放入 溝底，與無滴頭毛管(9)連接的滴頭(1)、導流小管(2)同時埋入 土壤中，深度10cm;
步驟b中的土壤滲流管(3)的長度為35cm，直徑為lcm。 步驟c洞的直徑略大于土壤滲流管(3)，深度略小于滲流管的長度。
小型灌木灌溉時，只需要單出口的壓力補償式滴頭，流量4L/H 即可。
大型灌木和喬木灌溉時，應使用多出口壓力補償式滴頭，流量大 于6L/H，相應需要布置多個導流小管和土壤滲流管，多余的滴頭出 水口應用導流小管予以封閉。
維修時，只需要將地下滴灌部分從淺層土壤中挖出，檢查、修復 或更換發(fā)生故障的部件，再重新埋設。
針對現(xiàn)有地下滴灌方法存在的問題，本發(fā)明解決技術方案是
(1) 現(xiàn)有地下滴灌系統(tǒng)之所以存在故障排査和修復困難、費用 高的缺點，是由于灌溉管路和滴頭都埋在深層土壤，地表難以發(fā)現(xiàn)故 障發(fā)生點，既是發(fā)現(xiàn)故障點，也需要深挖出管路進行修理。鑒于此， 本發(fā)明將支管和毛管埋在土壤淺層，支管埋深20cm左右，毛管埋深 5 —10cm左右。管路淺埋還能防止管路老化和一定程度防止動物嚙 咬，延長使用壽命。
(2) 地下滴灌之所以具有很好的節(jié)水效果，是由于直接將水分 輸入植物根系層土壤，植物吸收快，還能防止土壤水分蒸發(fā)。雖然本 發(fā)明管路位于土壤淺層，但灌水通過具有一定深度的土壤滲流管輸到 較深的植物根系層，從而實現(xiàn)地下滴灌的目的。
(3) 現(xiàn)有地下滴灌系統(tǒng)之所以容易堵塞， 一方面是由于滴灌器 流道很小，土壤顆粒和植物毛根能造成堵塞，另一方面是由于滴灌器 埋在土壤中，與土壤顆粒緊密接觸，管道停水負壓容易將土壤顆粒吸 入，造成堵塞。鑒于此，本發(fā)明借鑒小管出流技術，灌水器由雙倒刺 管上壓力補償式滴頭、導流小管、土壤滲流管組合連接而成，毛管上 打孔，壓力補償式滴頭的進水口插入該孔，導流小管一端與滴頭出水 口連接，另一端通過土壤滲流管一側管壁上的插入孔進入土壤滲流管 內，水分通過導流小管滴入土壤滲流管中。由于導流小管內徑較大，
6而且小管是懸掛在土壤滲流管中的，加之土壤滲流管的管塞有通氣 孔，因此負壓和植物毛根不會造成灌水器堵塞。
(4) 專利200720126479.9是一種地下滴灌滴頭，可以在地表滴 灌系統(tǒng)上進行地下滴灌。由于該滴頭的根灌連接器以及原有滴灌毛管 都位于地表，白天在滴灌毛管的熱膨脹作用下根灌連接器卡扣崩開， 毛管拱起，脫離連接器，即使熱膨脹作用消失，也不能再回到連接器 上；而即使卡扣不崩開，夜晚毛管的冷縮作用也會將導流管從土壤中 逐漸拔出。因此該實用新型的適用效果欠佳。接受該教訓，本發(fā)明充 分考慮了毛管熱脹冷縮作用的影響，采用措施予以克服 一方面導流 小管保留有伸縮緩沖段，避免毛管熱膨脹作用將導流小管從土壤滲流 管中拔出，另一方面，毛管沙埋可避免其熱脹冷縮作用。
(5) 以往地下滴灌成本很高，在生態(tài)建設中難以推廣應用。本 發(fā)明也可以利用一些簡易材料加工制作。土壤滲流管可以采用塑料電 力穿線管，管塞可以用橡膠塞或者軟木塞，也可以用木塊加工而成， 土壤滲流管和管塞也可以使用廢礦泉水瓶來代替。但管上壓力補償式 滴頭和導流小管(PE)都需要采用國內外生產的標準件產品。


圖l為發(fā)明的結構示意圖
具體實施例方式
以下結合附圖進一步描述，并給出實施例。 實施例l:
a、 首先布置灌溉系統(tǒng)管網，先挖溝，將支管放入溝底埋入土壤 中，深度10cm，其余灌溉系統(tǒng)的首部和干管布設、連接模式、進氣、
排水閥井的布設均與現(xiàn)有地表滴灌相同；
b、 支管兩側連接的無滴頭毛管9上打孔10，孔間距等于林地株 距；滴頭1的進水口與無滴頭毛管9連接，滴頭1的出水口與導流小 管2—端連接，導流小管2的中部設有伸縮緩沖段5，導流小管2的另一端通過土壤滲流管3 —側管壁上的插入孔7進入土壤滲流管3 內；土壤滲流管3的頂端管口處插入管塞4， 土壤滲流管3下部5cm 長度的管壁上開有滲流孔6，便于灌水的快速入滲，防止灌水速度大 于入滲速度而導致的滲流管溢水，土壤滲流管3的長度為35cm,直 徑為lcm，管塞4中部為通氣孔8;
c、 距離植物根基10cm的范圍內，在地表打一個豎直的洞，洞 的直徑略大于土壤滲流管3的直徑，深度略小于滲流管的長度，將滲 流管3插入洞中，滲流管3頂部的管塞4高出地表ll之上5cm;
d、 為了防止管路老化、延長使用壽命以及減輕熱脹冷縮影響， 在步驟c洞的一側挖溝，將步驟b中的無滴頭毛管9放入溝底，鋪設 方向與支管垂直，與無滴頭毛管9連接的滴頭1、導流小管2同時埋 入土壤中，深度5cm;
小型灌木灌溉時，只需要單出口的壓力補償式滴頭，流量4L/H
即；
大型灌木和喬木林灌溉時，管上壓力補償式滴頭使用多出口的壓 力補償式滴頭，流量大于6L/H，再逐個連接適量長度的導流小管和 管塞，導流小管末端放入多個土壤滲流管中，壓力補償滴頭上多余的 出口可以先連接導流小管，然后將小管的末端折疊，用鐵絲扎好，防 止漏水。
維修時，只需要將地下滴灌部分從淺層土壤中挖出，檢査、修復 或更換發(fā)生故障的部件，再重新埋設。 實施例2
a、 首先布置灌溉系統(tǒng)管網，先挖溝，將支管放入溝底埋入土壤 中，深度15cm，其余灌溉系統(tǒng)的首部和干管布設、連接模式、進氣、 排水閥井的布設均與現(xiàn)有地表滴灌相同；
b、 在與支管兩側連接的無滴頭毛管9兩側打孔10，孔間距等于 林地行距；滴頭1的進水口與無滴頭毛管9連接，滴頭1的出水口與導流小管2—端連接，導流小管2的中部設有伸縮緩沖段5，導流小 管2的另一端通過土壤滲流管3 —側管壁上的插入孔7進入土壤滲流 管3內；土壤滲流管3的頂端管口處插入管塞4， 土壤滲流管(3) 下部7cm長度的管壁上開有滲流孔6，便于灌水的快速入滲，防止灌 水速度大于入滲速度而導致的滲流管溢水，土壤滲流管3的長度為 35cm，直徑為lcm，管塞4中部為通氣孔8;
c、 距離植物根基20cm的范圍內，在地表打一個豎直的洞，洞 的直徑略大于土壤滲流管3的直徑，深度略小于滲流管的長度，將滲 流管3插入洞中，滲流管3頂部的管塞4處高出地表11之上5cm;
d、 為了防止管路老化、延長使用壽命以及減緩熱脹冷縮影響， 在步驟c洞的一側挖溝，將步驟b中的無滴頭毛管9放入溝底，鋪設 方向與支管垂直，與無滴頭毛管9連接的滴頭1、導流小管2同時埋 入土壤中，深度7cm;
小型灌木灌溉時，只需要單出口的壓力補償式滴頭，流量4L/H 即可；
大型灌木和喬木林灌溉時，管上壓力補償式滴頭使用多出口的壓 力補償式滴頭，流量大于6L/H，再逐個連接適量長度的導流小管和 管塞，導流小管末端放入^個土壤滲流管中，壓力補償滴頭上多余的 出口可以先連接導流小管，然后將小管的末端折疊，用鐵絲扎好，防 止漏水。
維修時，只需要將地下滴灌部分從淺層土壤中挖出，檢査、修復 或更換發(fā)生故障的部件，再重新埋設。 實施例3
a、 首先布置灌溉系統(tǒng)管網，先挖溝，將支管放入溝底埋入土壤 中，深度20cm,其余灌溉系統(tǒng)的首部和干管布設、連接模式、進氣、 排水閥井的布設均與現(xiàn)有地表滴灌相同；
b、 在與支管兩側連接的無滴頭毛管9兩側打孔10，孔間距等于林地行距；滴頭1的進水口與無滴頭毛管9連接，滴頭1的出水口與 導流小管2—端連接，導流小管2的中部設有伸縮緩沖段5，導流小 管2的另一端通過土壤滲流管3 —側壁上的插入孔7進入土壤滲流管 3內；土壤滲流管3的頂端管口處插入管塞4， 土壤滲流管3下部10cm 長度的管壁上開有滲流孔6,便于灌水的快速入滲，防止灌水速度大 于入滲速度而導致的滲流管溢水，土壤滲流管3的長度為35cm，直 徑為lcm,管塞4中部為通氣孔8;
c、 距離植物根基30cm的范圍內，在地表打一個豎直的洞，洞 的直徑略大于土壤滲流管3的直徑，深度略小于滲流管的長度，將滲 流管3插入洞中，滲流管3頂部的管塞4處高出地表11之上5cm;
d、 為了防止管路老化、延長使用壽命以及減緩熱脹冷縮影響， 在步驟c洞的一側挖溝，將步驟b中的無滴頭毛管9放入溝底，鋪設 方向與支管垂直，與無滴頭毛管9連接的滴頭1、導流小管2同時埋 入土壤中，深度10cm;
小型灌木灌溉時，只需要單出口的壓力補償式滴頭，流量4L/H 即可；
大型灌木和喬木林灌溉時，管上壓力補償式滴頭使用多出口的壓 力補償式滴頭，流量大于6L/H，再逐個連接適量長度的導流小管和 管塞，導流小管末端放入多個土壤滲流管中，壓力補償滴頭上多余的 出口可以先連接導流小管，然后將小管的末端折疊，用鐵絲扎好，防 止漏水。
維修時，只需要將地下滴灌部分從淺層土壤中挖出，檢査、修復 或更換發(fā)生故障的部件，再重新埋設。
本發(fā)明所述的一種基于小管出流技術的地下滴灌方法，安裝在地 表就可以實現(xiàn)地下滴灌的目的。除了具有防止土壤水分蒸發(fā)、防止土 壤表層積鹽、節(jié)約水、肥和能源、抑制地表雜草生長、改善土壤透氣 性、調控植物根系生長、延長灌溉系統(tǒng)使用壽命的基本優(yōu)點外，該地下滴灌方法的顯著特點是抗堵塞、安裝和維修方便，此外還具有運行 安全、故障率低、整體造價低、后期管護費用少的優(yōu)點。該地下滴灌 方法可廣泛應用于干旱區(qū)、半干旱區(qū)高效農業(yè)和生態(tài)建設中。
權利要求
1、一種基于小管出流的地下滴灌方法，其特征在于按下列步驟進行a、首先布置灌溉系統(tǒng)管網，將支管埋入土壤中，深度10-20cm，其余灌溉系統(tǒng)的首部和干管布設、連接模式、進氣、排水閥井的布設均與現(xiàn)有地表滴灌相同；b、將現(xiàn)有支管兩側連接的無滴頭毛管(9)兩側打孔(10)，滴頭(1)的進水口與無滴頭毛管(9)連接，滴頭(1)的出水口與導流小管(2)一端連接，導流小管(2)的中部設有伸縮緩沖段(5)，導流小管(2)的另一端通過土壤滲流管(3)一側管壁上的插入孔(7)進入土壤滲流管(3)內，土壤滲流管(3)的頂端管口處插入管塞(4)，土壤滲流管(3)下部5-10cm處的管壁上開有滲流孔(6)，管塞(4)中部為通氣孔(8)；c、距離植物根基10-30cm的范圍內，在地表打一個豎直的洞，將滲流管(3)插入洞中，滲流管(3)頂部的管塞(4)處高出地表(11)5cm；d、在步驟c洞的一側挖溝，將步驟b中的無滴頭毛管(9)放入溝底，與無滴頭毛管(9)連接的滴頭(1)、導流小管(2)同時埋入土壤中，深度5-10cm；
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟b中的土壤滲 流管(3)的長度為35cm，直徑為lcm。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于步驟c洞的直徑略 大于土壤滲流管(3)，深度略小于滲流管的長度。
4、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于小型灌木灌溉時， 只需要單出口的壓力補償式滴頭，流量4L/H即可。
5、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于大型灌木和喬木灌溉時，使用多出口壓力補償式滴頭，流量大于6L/H，相應需要布置 多個導流小管和土壤滲流管，多余的滴頭出水口應用導流小管予以封 閉。
全文摘要
本發(fā)明針對現(xiàn)有地下滴灌方法存在的問題，提供一種抗堵塞、維護方便的基于小管出流的地下滴灌方法。采用該方法除了具有地下滴灌的主要優(yōu)點外，其顯著特點是抗堵塞、安裝和維修方便，適用行強，運行安全，故障率低，整體造價低，后期管護費用少，同時還能夠有效防止土壤小顆粒和根系入侵，從而解決了滴灌器堵塞問題。該方法可廣泛應用于干旱區(qū)、半干旱區(qū)高效農業(yè)和生態(tài)建設中，既可用于已經建成林地改造，也可與林地同步建設。
文檔編號A01G25/06GK101606478SQ20091011337
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權日2009年7月13日
發(fā)明者孫旭偉, 青 常, 徐新文, 李生宇, 王魯海, 范敬龍, 雷加強, 靳正忠 申請人:中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所