專利名稱：一種農(nóng)田灌溉方法及其專用機具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種田灌溉方法及專用機具。
當(dāng)今世界性的水資源嚴(yán)重匱乏，促使各國都在努力尋找一個以節(jié)約用水為主要目的并能夠多目標(biāo)綜合利用的灌溉方法，雖然從五、六十年代開始人們已經(jīng)進行了噴灌、滴灌、滲灌等技術(shù)的研究和推廣，但均因各具有一些不足之處而限制了發(fā)展，滲灌因管道堵塞問題不能解決，基本夭折在試驗階段；滴灌不僅堵塞問題不能完全解決，而且主要使用于果樹等稀植植物，如應(yīng)用于大田作物，投資將成倍增加，并因其末級管道布置較淺也會影響農(nóng)田耕作等；噴灌則因運行管理復(fù)雜，水分飄移損失和葉面滯留損失太大等原因，沒能受到大多數(shù)人們的歡迎。
本發(fā)明的目的在于提供一種灌水效率高，省工節(jié)能并能節(jié)約大量水資源的灌溉方法及專用機具。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)采用一種專用機具——布膜機，沿作物種植方向，在作物根系活動層以下埋入起防滲和蓄水作用的隔水膜，可有效地避免田間深層滲漏的水量損失，從而更有效地發(fā)揮灌溉水的作用。
本發(fā)明可并在隔水膜上布置散水毛管，毛管與支管、干管及水源設(shè)備(包括機泵、過濾器、測試儀表等)相連接，組成灌溉系統(tǒng)。布膜機其主要包括一個牽引機及和牽引機相連接的布膜器構(gòu)成，布膜器為一個側(cè)面形狀為 形的機架，機架的下端為一個橫鏟，鏟尖向前，橫鏟的后端設(shè)有一個纏繞有隔水膜的卷軸。
首先根據(jù)隔水膜的寬度和鋪設(shè)深度要求，挖一個坑，將橫鏟放入，布膜器在牽引機的牽引下移動時，橫鏟的鏟尖鏟入土內(nèi)，使橫鏟始終在地下同一深度內(nèi)移動，已埋入土內(nèi)的隔水膜拉動卷軸，使之轉(zhuǎn)動，這樣，布膜器移動，不斷地將隔水膜鋪入地下同一深度。
本發(fā)明在機架的上端設(shè)有毛管卷軸以及連通機架下端的毛管管腔，可在鋪設(shè)隔水膜的同時，在隔水膜上布置散水毛管。
本發(fā)明提供的農(nóng)田灌溉方法與其它灌溉方法相比較，優(yōu)點如下(1)灌溉水利用系數(shù)可達到98—100％。
在計算作物需水量時，把植株蒸騰和棵間蒸發(fā)均看作水分有效利用，而采用本發(fā)明方法，不僅避免了輸水工程和田間深層滲漏的水量損失，而且最大可能地減少了地面棵間蒸發(fā)損失，使水分基本全部被作物吸收利用，從而更有效地發(fā)揮了灌溉水的作用。所以灌溉水利用系數(shù)達到100％是現(xiàn)實的，與地面灌溉相比節(jié)水50—60％，與低壓管道灌溉相比節(jié)水20—30％。
(2)所有工程全部布置在地面耕作層以下，不影響交通，不影響耕作，有利于發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)。與地面灌溉相比節(jié)省水利工程占地3％，并節(jié)省了渠道農(nóng)建用工。且工程不易被外界破壞，同時美化了田園環(huán)境。
(3)由于是地下灌溉，地表面干燥，不利于雜草生長和害蟲繁殖，減少了地面鋤地用工和害蟲對作物的損害。
(4)具有灌溉、排漬兩種功能，在天旱時引水灌溉，遇漬澇時，可以排漬，并回灌地下水，形成用水良性循環(huán)。
(5)實現(xiàn)了農(nóng)田灌溉自動化，減輕了農(nóng)民勞動負(fù)擔(dān)。
(6)灌水均勻度高，且同樣適用于大田作物和果樹等，用于果樹灌溉時可只鋪設(shè)毛管。
(7)最大可能的保證了作物對土壤最佳含水量的要求。同時保證了作物根系對水、氣、熱、肥的平衡環(huán)境，有利于作物增產(chǎn)和提高產(chǎn)品質(zhì)量。
(8)由于灌溉用水受外界影響小，水溫變化不大，所有管徑也遠遠大于1.2mm(管徑超過1.2mm，將不易發(fā)生堵塞)，如再在水源樞紐處安裝過濾器，堵塞的可能性將很小，并且毛管一旦堵塞還可以考慮沖洗。
(9)避免了土壤侵濁(一般明水灌溉均會造成土壤侵蝕)。
(10)可很好的利用淺薄層淡水，如地面灌、管灌、噴灌等將很難利用淺薄層淡水，所以本發(fā)明方法特別適用于水資源匱乏的淺薄層淡水區(qū)。
(11)由于灌水效率高，不僅省工、節(jié)能，而且灌水有效期長，能同時大面積組織灌溉，也就保證了大面積農(nóng)田都能在最佳灌水期灌溉，緩解了用水高峰期爭水矛盾。
(12)可溶性化肥的施用可與灌水同時進行，不僅施肥均勻度高，化肥不易流失，而且減少了施肥工作量。
(13)利用全封閉灌溉技術(shù)，每畝投資80—100元。
附


圖1為本發(fā)明布膜機構(gòu)示意圖。
附圖2為本發(fā)明布膜器揚起狀態(tài)示意圖。
附圖3為本發(fā)明布膜器機架結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖4為本發(fā)明布膜器附圖3A—A向剖視圖。
附圖5為本發(fā)明隔膜腔結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖6為本發(fā)明布膜器布膜狀態(tài)示意圖。
附圖7為本發(fā)明布膜器機架俯視圖。
附圖8為本發(fā)明布膜后管分布示意圖。
附圖9為本發(fā)明毛管結(jié)構(gòu)示意圖。
附
圖10為本發(fā)明松土器結(jié)構(gòu)示意圖。
附
圖11為本發(fā)明松土器俯視圖。
如附
圖1和附圖7所示，本發(fā)明機架5是一個側(cè)面為 形狀的臂桿，其下端為一個橫鏟4，鏟尖向前，橫鏟4的后端設(shè)有一個隔膜腔3，隔膜腔3內(nèi)有一個兩端固定，并可轉(zhuǎn)動的卷軸10，卷軸10上繞有隔水膜11，如附圖5、6所示，橫鏟4寬度為1.0-3.0米。
如附
圖1所示，本發(fā)明在機架5的上端設(shè)有毛管卷軸7，毛管卷軸7上纏繞有毛管6并可轉(zhuǎn)動，如附
圖1、4、7所示，機架5上端設(shè)有連通下端的毛管管腔9，毛管管腔9位于隔水膜卷軸10的上部，毛管6通過毛管管腔9到機架5的下端，這樣布膜器移動時，埋入土內(nèi)的毛管6拉動毛管卷軸7轉(zhuǎn)動，將毛管6埋入地內(nèi)隔水膜11的上部，其鋪設(shè)后截面示意圖如附圖8所示。
本發(fā)明連接架2裝有液壓器8，液壓器8升降桿的一端和機架5的上端連接，液壓器8收縮，能夠?qū)C架5升起，如附圖2所示。
采用本發(fā)明鋪設(shè)地下防水膜11，不但易于施工，而且毛管6和防水膜11同時鋪設(shè)，毛管6可鋪設(shè)在防水膜11的上部中間部位，效率高，使所鋪設(shè)的田地在灌溉后形成一個地下的飽合含水層，如附圖8所示，不但節(jié)約水資源，而且實現(xiàn)了農(nóng)田灌溉自動化。
本發(fā)明毛管6具有輸水和均勻散水雙重作用，采用土工布和塑料管熱合成復(fù)合管，如附圖9所示，用土工布13作為毛管6的下管壁塑料管12為上管壁，管徑為φ10—20mm。
土工布起反濾作用，應(yīng)選擇密實、均勻、高質(zhì)量的土工布為原材料，利用塑料的熱合性制成毛管，在工程設(shè)計時，選擇毛管要保障土工布與土壤有足夠大的接觸面，在工作中，盡量不造成土顆粒攏動。(根據(jù)資料，當(dāng)滲速為3—7.6cm/s時，可攏動0.25—0.5mm的沙粒；當(dāng)為1.8cm/s時，只能攏動粘土粒。)經(jīng)計算上述幾種規(guī)格的毛管在一般情況下毛管處最小斷面滲速遠遠小于1.0cm/s。
為保證安全，年排瀝使用頻率多于一次時，應(yīng)適當(dāng)加寬加厚土工布。
不同的作物種類及同種類作物的不同生長期，其根系活動層深度不相同；對不同的土壤地質(zhì)條件，其毛吸強度不相等，毛管水上升高度也不相等，這就要求必須對作物種植種類和土壤地質(zhì)條件兩方面都要調(diào)查清楚，再確定含水層埋深。對作物各生長期所要求的飽合含水層適宜深度的差宜可通過調(diào)整灌水制度來解決。
由于毛管布置是有間隔的，所形成的飽合含水層實際上是斷面近似為橢圓形的且相平行的飽合含水體，如圖8所示，灌溉時，不允許地面出現(xiàn)明水，并且為避免漬澇現(xiàn)象的發(fā)生，某時段(或連續(xù)灌水時間)內(nèi)飽合含水體最小埋深必須大于在相應(yīng)長的時段內(nèi)作物對飽合含水體的允許埋深。
灌溉后，在兩隔水膜中間點，毛吸現(xiàn)象最弱，土壤含水量最少。
為同時滿足上述要求，各參數(shù)可參考下列數(shù)值隔水膜埋深H＝1.0—1.5米(沙性土淺，粘性土深)隔水膜寬度M＝1.5—3.0米(沙性土寬，粘性土窄)隔水膜間距L’＝0—3.0米(沙性土窄，粘性土寬)本發(fā)明的隔水膜采用聚乙烯薄膜，由于其深埋地面以下，超過了植物根系的活動深度，且避免了日光曬，所以不易被外界破壞，不易老化，采用市場上最薄的聚乙烯薄膜即可滿足要求，壁厚δ＝0.005-0.01mm。
隔水膜厚度δ＝0.005mm，設(shè)計鋪設(shè)最大長度150米，膜軸d＝25mm，若膜軸室直徑設(shè)計為54mm，考慮間隙2mm，計算直徑D＝54-2＝52mm，薄膜平均周長為c＝π/2(D+d)，層數(shù)n＝(D-d)/(2×0.005)，此時膜長為A＝n·c＝326m。完全滿足膜長設(shè)計要求。
一般隔水膜埋深范圍在1.0—1.5米之間埋設(shè)寬度為1.5-3.0米的隔水膜，隔水膜間距為0—3米，例埋深分別為1.0米、1.2米、1.5米，若對應(yīng)隔水膜寬度為1.5米、2.0米、3.0米，隔水膜間距為0米、1.5米、3米，采用人工埋置方法，在間隔0、1.5米和3米處挖深分別為1.0米、1.2米、1.5米，寬分別為1.5米、2.0米、3.0米的坑，埋入寬度分別為1.5米、2.0米、3.0米的隔水膜。采用本發(fā)明所提供的布膜器，若設(shè)計布膜深度為1.1—1.3米，按1.3米進行結(jié)構(gòu)計算布膜寬2.0米，布膜器底腳寬2.05米，當(dāng)施工時土體有兩種外形變化的可能，一是地表面不發(fā)生變化，布膜機通過全靠土體的自身壓縮；二是土體被剪切破壞，但一般情況下兩種變化狀態(tài)兼有，為安全起見，按第二種狀態(tài)作為設(shè)計依據(jù)，根據(jù)地質(zhì)條件分析，粘性土壤固結(jié)力較大，內(nèi)摩擦角較小，而沙性土壤固結(jié)力較小，內(nèi)摩擦角較大，但一般情況下粘性土阻力較大，為此按粘性土壤設(shè)計。
為減小布膜器阻力，在布膜施工前可用松土器進行松土，此時土壤固結(jié)力將大大減小。本發(fā)明松土器結(jié)構(gòu)如附
圖10和附
圖11所示，其主要由一個 形的機架14構(gòu)成，下端為一個橫鏟片16，機架14的中部設(shè)有一個橫鏟刀15，松土?xí)r，根據(jù)隔水膜埋設(shè)深度挖一個坑，將橫鏟片16放入，在牽引機的作用下，松土器移動，達到松土的目的。
本發(fā)明的灌溉方法鋪設(shè)隔水膜后，可在隔水膜上設(shè)置散水毛管，也可不設(shè)置毛管而采用噴灌等其它方法，也可達到灌溉節(jié)水的目的。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)田灌溉方法，其特征在于沿作物種植方向，在作物根系活動層以下埋入起防滲和蓄水作用的隔水膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)田灌溉方法，其特征在于在隔水膜上布置散水毛管，毛管與支管、干管及水源設(shè)備相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)田灌溉方法，其特征在于隔水膜埋深度H＝1.0—1.5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)田灌溉方法的專用布膜機，包括牽引機1、和牽引機1相連接的布膜器等，其特征在于布膜器由一個側(cè)面形狀為 形的機架5構(gòu)成，機架5的下端為一個橫鏟4、鏟尖向前，橫鏟4的后端設(shè)有一個纏繞有隔水膜11的卷軸10。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種農(nóng)田灌溉方法的專用布膜機，包括牽引機1、和牽引機1相連接的布膜器等，其特征在于布膜器由一個側(cè)面形狀為 形的機架5構(gòu)成，機架5的下端為一個橫鏟4、鏟尖向前，橫鏟4的后端設(shè)有一個纏繞有隔水膜11的卷軸10，機架5的上端設(shè)有毛管卷軸7以及連通機架5下端的毛管管腔9。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種布膜機，其特征在于在機架5的上端設(shè)有毛管卷軸7以及連通機架5下端的毛管管腔9。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種布膜機，其特征在于在橫鏟4的后端設(shè)有一個隔膜腔3，隔膜腔3內(nèi)有一個兩端固定，并可轉(zhuǎn)動的卷軸10。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種布膜機，其特征在于機架5的上端通連接架2和牽引機1相連接，其中機架5和連接架2采用絞鏈連接，連接架2上裝有液壓器8，液壓器8升降桿的一端和機架5的上端連接，液壓器8收縮，能夠?qū)C架5升起。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種布膜機，其特征在于橫鏟4寬度為1.0—3.0米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種農(nóng)田灌溉方法及其專用機具，這種方法是使用一種專用機具布膜機，沿作物的種植方向，在作物根系活動層以下埋入隔水膜，并在其中心線上布置散水毛管，毛管與支管、干管及水源設(shè)備相連接，組成灌溉系統(tǒng)，隔水膜起到防滲和蓄水的作用，毛管起著輸水和均勻散水雙重作用，這樣水量損失減小到最小限度，可高質(zhì)量地滿足作物對水的要求，且所有的管件均布置在耕作層以下，有利于發(fā)展農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)。
文檔編號A01G25/00GK1121765SQ9410909
公開日1996年5月8日 申請日期1994年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月15日
發(fā)明者陳玉凱, 師國英 申請人:師國英