專利名稱：農田水利循環(huán)排灌設施的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種農田水利循環(huán)排灌設施，尤其是在多雨水澇和于旱缺水地區(qū)以及無法修建水利設施和無電力源等地區(qū)的農田提供一種大澇小澇自助排、保土蓄水又防澇，大旱小旱循環(huán)灌、保水保源又防旱的水利設施技術。
背景技術：
隨著全球自然災害頻發(fā)，給農業(yè)生產帶來不確定因素。如何防御自然災害對農業(yè)生產造成影響？如何在水資源緊缺下解決農業(yè)生產用水問題？已成為各國農業(yè)共同面對的主題。目前在國外發(fā)達國家農業(yè)普遍采用先進的保土蓄水技術、配套完善的輸水循環(huán)系統(tǒng)、配備高科技的排灌設備等來抗御自然災害的體系。而我國是個地理人口農業(yè)大國，由于我國地形地貌復雜，自然氣候南北差距較大，水資源分布區(qū)域不均，土地有效耕種面積較分散，不利于水利工程整體規(guī)劃，因而許多大水利工程主要集中于保障城鎮(zhèn)生活用水和工業(yè)化高產值為主，難以兼顧和滿足于農業(yè)生產用水。雖然我國也加大對農田小水利方面的基礎投建，但由于我國科技農田水利項目起步較晚，在農田水利設施的研發(fā)、設計、規(guī)劃、施工及排灌功能等方面，既缺少專業(yè)化技術、又缺乏抗御災害體系，使得我國農業(yè)目前普遍存在著粗放式水利工程，當災害來臨時，不是“亡羊補牢”、就是“望水而嘆”的主要原因。目前我國農業(yè)現(xiàn)有灌溉主要依靠以下方式1)一年四季等一春，望天降雨灌青苗，但由于自然降雨不確定因素，如降雨過量或過少，過早或過晚等現(xiàn)象，并直接影響到農作物生長周期，也必然影響到收后產量。2)人工開渠引入江河或水庫水源到田頭進行人工或機械灌溉，但由于灌溉管理粗放和水利設施功能局限性以及水資源緊缺和引水成本過高等，難以滿足大面積農田灌溉需求，而且一年四季難以定時、定量灌溉，使農作物生長周期和收后產量仍然避免不了受到極大影響。3)就地開采地下水進行灌溉，由于地下水來源，一部分是地球自然生態(tài)平衡必須貯存的水源；另一部分是生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)大氣降水，但每次降水如過少既不能滿足灌溉、又不能補充地下水源，大部分反而又被大氣蒸發(fā)；如降水過量不但容易造成水澇并導致水土流失現(xiàn)象，而且至少需要10-15天的時間才能滲入到地下， 而大部分以從地面直接流入到河海。因而在自然條件下，雨水只能起到少量補充地下水源作用，而且補充不是均衡的有的可能得到少量補充，有的可能一滴也得不到補充已經(jīng)枯竭。 雖然有的地區(qū)地下水是可再生，但也是有限度的，并非取之不盡，而且過度開采地下水，不僅影響自然生態(tài)平衡，既容易造成地殼變化，導致新的災害。總之這些灌溉方法既不能解決根本問題、又不能節(jié)水利用，是不可持續(xù)的。因此，科技農田水利才是農業(yè)持續(xù)發(fā)展的真理！水作為農業(yè)產生之源，農業(yè)是社會與經(jīng)濟發(fā)展之本，必須與先進生產技術和經(jīng)濟發(fā)展相協(xié)調。農業(yè)是自然災害下最脆弱環(huán)節(jié)，必須未雨綢繆、時刻防患于未然，從長遠利益和戰(zhàn)略高度出發(fā)，發(fā)展農田水利建設、構建防御災害體系、降低農田受災風險、減少生產過程損失，避免農田水土流失、平衡農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)、以確保農作物穩(wěn)增高產、為現(xiàn)代化農業(yè)提供可靠支撐，才是農業(yè)發(fā)展的核心主題。發(fā)明內容本實用新型目的，針對技術背影問題，提供了一種“不用水庫不用電、不用開渠不占地；大澇小澇自助排、保土蓄水又防澇，大旱小旱循環(huán)灌、保水保源又防旱春夏秋冬可防災、一年四季保水源，省水省力又省錢、減少農業(yè)受損失；不限地形不限域、全國農業(yè)都適用的農田水利循環(huán)排灌設施技術。一種農田水利循環(huán)排灌設施，該設施包括采用了 “收水過水器、分水導水器、蓄水備水器、排水供水器、輸水引水器、采水灌水器”等主要器件技術并通過配套組合、相互連接，其特征是在耕種土壤層面平行下，并按照行距或株距的間距埋設至少兩組或兩組以上的“收水過水器”并通過支輸水管一端連接，支輸水管另一端連接到管交叉連接器，管交叉連接器連接到分輸水管一端，分輸水管連接到“分水導水器”的一分接口并組成畝陣體結構；而一組“分水導水器”至少可連接8組以上的畝陣體并組成頃陣體結構；然后在“分水導水器” 一端頭通過輸井管與一組“排水給水器”連接并組成地下水源結構；而“分水導水器” 另一端頭通過排蓄管和蓄給管與一組“蓄水備水器”連接并組成集蓄水源結構；而“備水蓄水器”通過輸渠管與一組“輸水引水器”連接并組成區(qū)外排給結構；另外將“采水灌水器”的采水器輸入端通過輸水管與“排水給水器”的采水管連接、而采水器的輸出端通過輸水管與 “分水導水器”的給水管連接即構成地下采給水源結構；再將“采水灌水器”的灌水器輸入端通過輸水管與“收水過水器”的采灌管連接、而采灌器的出水端通過輸水管連接噴灌頭或滴灌頭即構成便捷移動灌溉或固定自動灌溉結構?！N農田水利循環(huán)排灌設施所采用的器件技術包括①收水過水器件是由圓柱形或方柱形管或箱井體結構并帶有連接支輸水管接口，在管或箱井內設有過料箱、淤積盤和采灌管，在管或箱井口設有可調節(jié)的過網(wǎng)蓋，并設有沉淀箱或沉淀池構件及相關附屬件所構成。②分水導水器件是由長方形箱槽體結構并在箱槽體兩側各帶有至少四組以上的分輸水管接口，并在箱槽體一頭端面帶有連接輸井水管接口、在箱槽體另頭端帶有連接排蓄管和蓄給管接口，在箱槽體口面設有箱蓋體并帶有采給管接口，在箱槽體內設有給水管及相關閥門所構成。③蓄水備水器件是由圓形或方形蓄水池體結構，并在蓄水池體內分為排給間、輸渠間和蓄水間并相互通過輸水涵洞和氣流孔連通，在排給間帶有連接排蓄管和蓄給管接口，在輸渠間帶有連接輸渠管接口，在池體口設有池蓋體并帶有采水管接口，并在池內設有采水管和相關閥門所構成。④排水給水器件是由圓柱形地下水井體結構并帶有連接輸井管接口，在井口內設有過慮器和井蓋構成；井采水管件是由圓形鋼管或塑料管體并在管體一端帶有可透水多層網(wǎng)眼、管體另端帶有可接連采水器接口及相關連接件所構成。⑤采水灌水器件是由便捷式有源或無源灌水器構件并在輸入輸出端可連接輸水管，節(jié)水式噴灌頭或滴灌頭構件；采水器是由有源或無源式抽水機構件和轉動構件及封閉式建筑體結構并在建筑內設有自動控制或人工控制裝置和相關設施所構成。⑥輸水弓I水器件是由渠閘箱構件并帶有一端連接輸渠管接口、另一端連接輸水涵洞接口，并在渠閘箱體內設有輸水通道、 閘門控制、過慮網(wǎng)等構件；輸水渠部件是由U形渠體構件并在兩邊設有若干輸水涵洞，在輸水渠縱向一端設有與公共水庫或河流的引水接口、另一端帶有可外掛式本地蓄水池引接口，并在輸水渠口面設有渠蓋及引水設備；輸水管件是由管交叉連接器、各規(guī)格輸水管道和相關連接管件所構成。本實用新型的有益效果是農田水利循環(huán)排灌設施不僅可以解決現(xiàn)有農田水利設施在雨情時不能及時排放超量雨水或輸水導致水土流失現(xiàn)象和在旱情時無法引用水源灌溉或引水濫采地下水源、灌溉用水管理粗放以及輸水功能效能低下等缺陷的同時，可以在雨情時可自助排水收水蓄水防澇，在旱情時可循環(huán)輸水給水灌水防旱以及高效節(jié)水節(jié)灌節(jié)能等多技術特點；尤其是在農田水利循環(huán)排灌設施的主導下，可根據(jù)不同的地形地貌、氣候環(huán)境、耕種面積和種植條件等情況下而采用不同排灌方案實施，并對整體或部分排灌設施還采用了半自助型、全自助型、水電機型、單片機型到計算機型等技術應用，可對雨水收水排水量、保土蓄水儲水量、采水輸水給水量和土壤干濕度量、植物保有水份量以及引用水源灌溉管理等進行單獨或綜合控制的模型，并極大提高了農田水利高科技的含量；而且整套設施可通過產品工藝技術可直接埋入農田地下水利工程，并具有建造結構簡單、安裝維護方便、投建成本低廉，既不占用農田耕地、又不影響耕種作業(yè)，一次投建、數(shù)年或百年都無須維建，每年不但可節(jié)約維建成本等，并且不限地形和環(huán)境季節(jié)影響，既能為生活生產用水提供水資源循環(huán)利用、又能確保農業(yè)旱澇保收和穩(wěn)增高產等目標，將給農業(yè)經(jīng)濟和社會效益生產不可估量的效果！。
以下結合附圖和實例對本實用新型進一步說明


圖1是農田水利循環(huán)排灌設施的連接實例平面圖圖2是農田水利循環(huán)排灌設施的構造橫向截面圖圖3是農田水利循環(huán)排灌設施的雨情工作原理圖圖4是農田水利循環(huán)排灌設施的旱情工作原理圖
圖1是農田水利循環(huán)排灌設施的連接實例平面圖；圖中a、b、c、d、e、f、g、h是表示每個畝陣列的一端可延續(xù)連接。另一端連接到(5)所組成的傾陣列(單位面積以平方米計算)；數(shù)字是1.收水過水器、2.支輸管連接、3.管交叉連接器、4.分輸管連接、5.分水導水器、6.輸井管連接、7.排水給水器、8.排蓄管和蓄給管連接、9.蓄水備水器、10輸渠管連接、11.輸水引水器。圖2是農田水利循環(huán)排灌設施的構造橫向截面圖圖中a.慮線以上表示為地面、 慮線以下表示為耕種層，b.慮線以上表示為耕種層、虛線以下表示為地質層，c.慮線以上表示為地質層、虛線以下表示為地巖層或水源層；數(shù)字是1.收水過水器結構、2.支輸管、 3管交叉連接器結構、4.分輸管、5.蓄水備水器結構、6.蓄給管、7.排蓄管、8.分水導水器件結構、9.輸井管、10.地下深水機井結構、11.輸渠管、12.過慮器件結構、13輸水渠結構、 14.沉淀箱池結構、15.采給管。圖3是農田水利循環(huán)排灌設施的雨情工作原理圖；圖中a.表示為降雨過程， b.表示雨水在地面流動過程，c.表示地下自然水源；當雨水流動時，經(jīng)(1)沉淀箱或沉淀池進行沉淀后進入(2)收水過水器內并進行過慮后轉化為淡水，并通過(3)支輸管、(4)管交叉連接器、(5)分輸管輸送到(6)分水導水器內進行一次導流，并經(jīng)(7)排蓄管輸送到
(8)蓄水備水器內進行集蓄，實現(xiàn)雨水收蓄的過程；當(8)蓄水備水器收集雨水蓄滿時，可通過(6)分水導水器進行二次導流，并經(jīng)(9)輸井管輸送到(10)排水給水器內并進行排放到(c)地下水源，實現(xiàn)補充地下水源的過程；當(c)地下水源通過(10)排水給水器溢滿時，再由(6)分水導水器進行三次導流，并經(jīng)(7)排蓄管輸送到(8)蓄水備水器內，然后由(11)輸渠管輸送到(12)輸水引水器內并引入到水庫或河流進行排放處理，實現(xiàn)區(qū)外排泄雨水的過程。圖4是農田水利循環(huán)排灌設施的旱情工作原理圖；圖中a.表示為干旱過程， b.表示地面灌溉過程，c.表示地下水源；當干旱灌溉時，通過(1)移動或固定采灌設備的進水端與(2)收水過水器連接，并進行采水灌溉，實現(xiàn)灌溉過程的的過程；當需要水源時，首先通過(3)蓄水備水器的蓄水源經(jīng)(4)蓄給管給入到(5)分水導水器內進行一次分流，并經(jīng)(6)分輸管、(7)管交叉連接器、(8)支輸管給入到(2)收水過水器內，實現(xiàn)自蓄水源給水過程的原理；當(3)蓄水備水器無蓄水源時，可通過有源或無源采灌設備的輸出端與(9)采給管連接、輸入端通過(10)排水給水器的采水管與(c)地下水源連通，啟動采灌設備并將地下水源給入到(5)分水導水器內并進行二次分流和蓄水的灌溉，實現(xiàn)采集地下水源補充的過程；當(c)地下水源無法滿足灌溉用水或不用地下水源，可通過(11)輸水引水器引入水庫或河流水源，并經(jīng)(12)過慮器件進行過慮漂游雜物后通過(13)輸渠管輸送到(3)蓄水備水器內進行首先蓄水，然后再經(jīng)輸灌環(huán)節(jié)進行三次分流取水灌溉，實現(xiàn)引入?yún)^(qū)外水源備給的過程。
具體實施方式
1、參見附圖，一種農田水利循環(huán)排灌設施，該設施包括采用了 “收水過水器、分水導水器、蓄水備水器、排水供水器、采水灌水器、輸水引水器”等主要器件技術并通過配套組合、相互連接，其特征是在耕種土壤層面平行下，并按照行距或株距的間距埋設至少兩組或兩組以上的“收水過水器”并通過支輸水管一端連接，支輸水管另一端連接到管交叉連接器，管交叉連接器連接到分輸水管一端，分輸水管連接到“分水導水器”的一分接口并組成畝陣體結構；而一組“分水導水器”至少可連接8組以上的畝陣體并組成頃陣體結構；然后在“分水導水器” 一端頭通過輸井管與一組“排水給水器”連接并組成地下水源結構；而“分水導水器”另一端頭通過排蓄管和蓄給管與一組“蓄水備水器”連接并組成集蓄水源結構； 而“備水蓄水器”通過輸渠管與一組“輸水引水器”連接并組成區(qū)外排給結構；另外將“采水灌水器”的采水器輸入端通過輸水管與“排水給水器”的采水管連接、麗采水器的輸出端通過輸水管與“分水導水器”的給水管連接即構成地下采給水源結構；再將“采水灌水器”的灌水器輸入端通過輸水管與“收水過水器”的采灌管連接、而采灌器的出水端通過輸水管連接噴灌頭或滴灌頭即構成便捷灌溉結構；所述構成農田水利循環(huán)排灌設施的整套技術。2、農田水利循環(huán)排灌設施所采用的器件技術實施包括①收水過水器件是由圓柱形或方柱形管或箱井體結構并帶有連接支輸水管接口，在管或箱井內設有過料箱、淤積盤和采灌管，在管或箱井口設有可調節(jié)的過網(wǎng)蓋，并設有沉淀箱或沉淀池構件及相關附屬件所構成。②分水導水器件是由長方形箱槽體結構并在箱槽體兩側各帶有至少四組以上的分輸水管接口，并在箱槽體一頭端面帶有連接輸井水管接口、在箱槽體另頭端帶有連接排蓄管和蓄給管接口，在箱槽體口面設有箱蓋體并帶有采給管接口，在箱槽體內設有給水管及相關閥門所構成。③蓄水備水器件是由圓形或方形蓄水池體結構，并在蓄水池體內分為排給間、輸渠間和蓄水間并相互通過輸水涵洞和氣流孔連通，在排給間帶有連接排蓄管和蓄給管接口，在輸渠間帶有連接輸渠管接口，在池體口設有池蓋體并帶有采水管接口，并在池內設有采水管和相關閥門所構成。④排水給水器件是由圓柱形地下水井體結構并帶有連接輸井管接口，在井口內設有過慮器和井蓋構成；井采水管件是由圓形鋼管或塑料管體并在管體一端帶有可透水多層網(wǎng)眼、管體另端帶有可接連采水器接口及相關連接件所構成。⑤ 采水灌水器件是由便捷式有源或無源灌水器構件并在輸入輸出端可連接輸水管，節(jié)水式噴灌頭或滴灌頭構件；采水器是由有源或無源式抽水機構件和轉動構件及封閉式建筑體結構并在建筑內設有自動控制或人工控制裝置和相關設施所構成。⑥輸水引水器件是由渠閘箱構件并帶有一端連接輸渠管接口、另一端連接輸水涵洞接口，并在渠閘箱體內設有輸水通道、閘門控制、過慮網(wǎng)等構件；輸水渠部件是由U形渠體構件并在兩邊設有若干輸水涵洞， 在輸水渠縱向一端設有與公共水庫或河流的引水接口、另一端帶有可外掛式本地蓄水池引接口，并在輸水渠口面設有渠蓋及引水設備；輸水管件是由管交叉連接器、各規(guī)格輸水管道和相關連接管件所構成。
權利要求1.一種農田水利循環(huán)排灌設施，該設施采用了包括“收水過水器、分水導水器、蓄水備水器、排水供水器、采水灌水器、輸水引水器”等主要器件技術并通過配套組合、相互連接， 其特征是在耕種土壤層面平行下，并按照行距或株距的間距埋設至少兩組或兩組以上的 “收水過水器”并通過支輸水管一端連接，支輸水管另一端連接到管交叉連接器，管交叉連接器連接到分輸水管一端，分輸水管連接到“分水導水器”的一分接口并組成畝陣體結構； 而一組“分水導水器”至少可連接8組以上的畝陣體并組成頃陣體結構；然后在“分水導水器”一端頭通過輸井管與一組“排水給水器”連接并組成地下水源結構；而“分水導水器”另一端頭通過排蓄管和蓄給管與一組“蓄水備水器”連接并組成集蓄水源結構；而“備水蓄水器”通過輸渠管與一組“輸水引水器”連接并組成區(qū)外排給結構；另外將“采水灌水器”的采水器輸入端通過輸水管與“排水給水器”的采水管連接、而采水器的輸出端通過輸水管與 “分水導水器”的給水管連接即構成地下采給水源結構；再將“采水灌水器”的灌水器輸入端通過輸水管與“收水過水器”的采灌管連接、而采灌器的出水端通過輸水管連接噴灌頭或滴灌頭即構成便捷移動灌溉或固定自動灌溉結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的農田水利循環(huán)排灌設施，其特征是收水過水器件是由圓柱形或方柱形管或箱井體結構并帶有連接支輸水管接口，在管或箱井內設有過料箱、淤積盤和采灌管，在管或箱井口設有可調節(jié)的過網(wǎng)蓋，并設有沉淀箱或沉淀池構件及相關附屬件所構成。
3.根據(jù)權利要求1所述的農田水利循環(huán)排灌設施，其特征是分水導水器件是由長方形箱槽體結構并在箱槽體兩側各帶有至少四組以上的分輸水管接口，并在箱槽體一頭端面帶有連接輸井水管接口、在箱槽體另頭端帶有連接排蓄管和蓄給管接口，在箱槽體口面設有箱蓋體并帶有采給管接口，在箱槽體內設有給水管及相關閥門所構成。
4.根據(jù)權利要求1所述的農田水利循環(huán)排灌設施，其特征是蓄水備水器件是由圓形或方形蓄水池體結構，并在蓄水池體內分為排給間、輸渠間和蓄水間并相互通過輸水涵洞和氣流孔連通，在排給間帶有連接排蓄管和蓄給管接口，在輸渠間帶有連接輸渠管接口，在池體口設有池蓋體并帶有采水管接口，并在池內設有采水管和相關閥門所構成。
5.根據(jù)權利要求1所述的農田水利循環(huán)排灌設施，其特征是排水給水器件是由圓柱形地下水井體結構并帶有連接輸井管接口，在井口內設有過慮器和井蓋構成；井采水管件是由圓形鋼管或塑料管體并在管體一端帶有可透水多層網(wǎng)眼、管體另端帶有可接連采水器接口及相關連接件所構成。
6.根據(jù)權利要求1所述的農田水利循環(huán)排灌設施，其特征是采水灌水器件是由便捷式有源或無源灌水器構件并在輸入輸出端可連接輸水管，節(jié)水式噴灌頭或滴灌頭構件；采水器是由有源或無源式抽水機構件和轉動構件及封閉式建筑體結構并在建筑內設有自動控制或人工控制裝置和相關設施所構成。
7.根據(jù)權利要求1所述的農田水利循環(huán)排灌設施，其特征是輸水引水器件是由渠閘箱構件并帶有一端連接輸渠管接口、另一端連接輸水涵洞接口，并在渠閘箱體內設有輸水通道、閘門控制、過慮網(wǎng)等構件；輸水渠部件是由U形渠體構件并在兩邊設有若干輸水涵洞，在輸水渠縱向一端設有與公共水庫或河流的引水接口、另一端帶有可外掛式本地蓄水池引接口，并在輸水渠口面設有渠蓋及引水設備；輸水管件是由管交叉連接器、各規(guī)格輸水管道和相關連接管件所構成。
專利摘要一種農田水利循環(huán)排灌設施，該設施包括“收水過水器、分水導水器、蓄水備水器、排水給水器、采水灌水器、輸水引水器”等主要器件技術通過配套組合、相互連接即構成農田水利循環(huán)排灌設施的整套技術；該設施不僅具有在雨情時可自助收水排水蓄水防澇，在旱情時可循環(huán)給水輸水灌水防旱以及高效節(jié)水節(jié)灌節(jié)能等特點；而且整套設施可通過產品工藝技術可直接埋入農田地下水利工程，并具有建造結構簡單、安裝維護方便、投建成本低廉，既不占用農田耕地、又不影響耕種作業(yè)，一次投建、數(shù)年或百年都無須維建，每年不但可節(jié)約維建成本等，并且不限地形和環(huán)境季節(jié)影響，既能為生活生產用水提供水資源循環(huán)利用、又能確保農業(yè)旱澇保收和穩(wěn)增高產等目標。
文檔編號A01G25/00GK202340546SQ20112042099
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權日2011年10月31日
發(fā)明者郭仲秋 申請人:郭仲秋