反滤式地下灌溉结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种反滤式地下灌溉结构，从地面向下依次设有耕作土壤层、砂土反滤层、卵砾石涵水层、隔水层、天然土层，卵砾石涵水层设竖井，竖井向上延伸至耕作土壤层表面，竖井的集水部位设置水泵或通过水管连接水泵，由渠系向竖井输水或通过水泵从竖井向外提水。有益效果：1.利用卵砾层代替管道进行水分的运输与涵养，保留了地下灌溉原有的优点；2.利用反滤层来克服传统地下灌溉易堵的缺点；3.利用人工隔水层减少水的深层渗漏，提高灌溉水的利用率。
【专利说明】
反滤式地下灌溉结构
技术领域
[0001 ]本实用新型属于农业灌溉技术领域，涉及地下节水灌溉技术。
【背景技术】
[0002] 我国是一个农业大国，民以食为天，农业的发展更离不开水。灌溉农业对于现代农 业生产具有极其重要的作用，农业的高产、增产离不开农业灌溉技术的支持。我国水资源严 重不足，农业灌溉中又普遍存在着水的浪费现象，而缺水问题严重制约着我国的经济发展。 由于我国水利基础建设薄弱、农田输配水系统效率低、田间灌溉应用技术落后、灌溉工程设 施不配套、灌区用水管理粗放等原因，全国平均灌溉水利用率只有43%，远低于发达国家。我 国农业灌溉的节水潜力巨大，大力发展节水灌溉工程是解决当前我国水资源危机的重要技 术之一〇
[0003] 地下灌溉是一种高效的农业节水灌溉措施，拥有不破坏土壤结构、可减少地面蒸 发，灌水量省、灌溉效率高、便于交通和田间作业，能减少杂草生长和植物病虫害等众多优 点，但是由于成本过高、易堵塞等问题的存在而未能得到广泛推广与应用。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型为解决以上技术问题，提出一种无管道的反滤式地下灌溉结构。
[0005] 本实用新型的技术方案是：一种反滤式地下灌溉结构，从地面向下依次设有耕作 土壤层、砂土反滤层、卵砾石涵水层、隔水层，隔水层以下是天然土层或悬空，卵砾石涵水层 设竖井，竖井向上延伸至耕作土壤层表面，竖井的集水部位设置水栗或通过水管连接水栗， 由渠系向竖井输水或通过水栗从竖井向外提水。
[0006] 进一步的，卵砾石涵水层顶面到地面距离不大于水的毛细上升高度与作物允许土 壤干燥层厚度之和。
[0007] 该结构可以为全覆盖式，即整块的耕作地地面以下都铺设各个结构层。
[0008] 该结构也可以为部分铺设，即在耕作地地面以下按行铺设各个结构层，各行通过 卵砾石涵水层或管道连通，至少有一行设竖井，或每行独立并在该行设置至少一个竖井。
[0009] 优选的，隔水层为粘土夯筑体。
[0010] 优选的，耕作土壤层厚度40-50cm，砂土反滤层厚10-15cm，卵烁石涵水层10-15cm， 隔水层7 · 5_10cm〇
[0011] 本实用新型的有益效果是：1.利用卵砾层代替管道进行水分的运输与涵养，保留 了地下灌溉原有的优点，又克服了传统地下灌溉易堵塞的缺点；
[0012] 2.利用人工隔水层减少水的深层渗漏，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，并可减少对环境的污染；
[0014] 4.对土质、地形条件要求较低，适用性较强；
[0015] 5.工作可靠，易于管理，运行和维护成本较为低廉；
[0016] 6.不破坏土壤结构、可减少地面蒸发，灌水量省、灌溉效率高、便于交通和田间作 业，能减少杂草生长和植物病虫害。工作水头不需要很高，节约能源。所用材料均为天然材 料，经济环保。原理简单，工作可靠，运行稳定，管理方便，容易掌握。其对于土质要求较低， 适用性强。
[0017] 7.该结构既可以作为田间灌溉措施，也可用于不良土壤改良，尤其适用于浅根系 植物与花卉，可广泛应用于高速公路、桥梁的绿化带以及城市的绿化工程、花坛、空中花园 等。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的截面不意图；
[0019] 图2是几种部分铺设的布置形式简图；
[0020] 图3是本实用新型的流程图；
[0021 ]图4是本实用新型的模型结构图。
【具体实施方式】
[0022] 本实用新型的设计原理：因为卵砾石的孔隙度大、透水性较好，用卵砾石形成的涵 水层进行水的运输及涵养，涵水层下方设有隔水层，以减少水的深层渗漏。利用毛细作用湿 润土壤而对作物进行灌溉。与此同时，依据反滤原理，用一定级配的砂土制作成砂土反滤 层，防止涵水层的堵塞，以延长工程的使用寿命。
[0023] 具体做法是：在地面以下一定的深度(视作物种类、根系深度以及工程投资等而 定），通过碾压、夯击等手段制成人工隔水层。隔水层厚度应当根据当地土质以及工程对于 防渗的要求加以确定，必要时可用粘土夯筑。在隔水层上铺设一定厚度的鹅卵石、砾石，构 成卵砾石涵水层。卵砾石涵水层的厚度依据作物需水量以及竖井布置加以确定，必要时可 以用平洞辅助输水。在卵砾石涵水层的上面，采用一定级配的砂土按照反滤原理制成反滤 层。反滤层的制作质量将直接影响到工程的使用寿命，处理时应当特别注意。砂土的颗粒级 配采用实验确定，根据耕作土壤层的厚度，要能充分湿润土壤。在砂土反滤层之上覆盖土 壤，形成耕作土壤层。耕作土壤层经济厚度的确定应以作物的根系不穿透反滤层为原则;对 于种植多种农作物的地块，应考虑最不利情况，并结合工程投资以及设计使用年限等确定。 特别注意的是卵砾石涵水层顶面到地面距离应不大于水的毛细上升高度(无压或压力较小 可忽略时)与作物允许土壤干燥层厚度之和;否则应当考虑采取一定的工程措施，如人工加 压。卵砾石涵水层通过竖井、平洞等与引水渠道相连，它们共同组成了水的输运系统。
[0024] 该设计集灌溉、排涝于一体，灌排结合，综合应用。旱季，从水源地取水，经渠道由 竖井等进入卵砾石涵水层，并在土壤毛细管力作用下到达耕作土壤层湿润土壤，从而实现 对作物的灌溉。雨季，水分通过反滤层下渗进入卵砾涵水层，并经竖井用水栗等排除。由于 使用了人工隔水层，可有效的减少水分的深层渗漏，提高灌溉水的利用效率。
[0025] 该结构可以为全覆盖式，即整块的耕作地地面以下都铺设各个结构层。为减少成 本也可以为部分铺设，即在耕作地地面以下按行铺设各个结构层，各行通过卵砾石涵水层 或管道连通，至少有一行设竖井，或每行独立并在该行设置至少一个竖井，如图2所示几种 布置形式(图中黑点表示竖井）。
[0026]浅根系植物与花卉类植物的各层厚度一般是耕作土壤层厚度40-50cm，砂土反滤 层厚10-15cm，卵烁石涵水层10-15cm，隔水层7.5-10cm，隔水层以下是天然土层。若是悬空 的种植穴，例如空中花园的混凝土坑体，利用原来种植穴底板加防水材料作为隔水层即可， 无需天然土层。
[0027] 试验模型：按照实际尺寸1:1制作而成，制作模型所用材料详见表2;模型结构及组 成如图4-a所示;土的相关性质参见表1。
[0028]
【主权项】
1. 一种反滤式地下灌溉结构，其特征是：从地面向下依次设有耕作土壤层、砂土反滤 层、卵砾石涵水层、隔水层，隔水层以下是天然土层或悬空，卵砾石涵水层设竖井，竖井向上 延伸至耕作土壤层表面，竖井的集水部位设置水栗或通过水管连接水栗，由渠系向竖井输 水或通过水栗从竖井向外提水。2. 根据权利要求1所述的反滤式地下灌溉结构，其特征是:卵砾石涵水层顶面到地面距 离不大于水的毛细上升高度与作物允许土壤干燥层厚度之和。3. 根据权利要求1所述的反滤式地下灌溉结构，其特征是:该结构为全覆盖式，即整块 的耕作地地面以下都铺设各个结构层。4. 根据权利要求1所述的反滤式地下灌溉结构，其特征是:该结构为部分铺设，即在耕 作地地面以下按行铺设各个结构层，各行通过卵砾石涵水层或管道连通，至少有一行设竖 井，或每行独立并在该行设置至少一个竖井。5. 根据权利要求1所述的反滤式地下灌溉结构，其特征是:所述隔水层为粘土夯筑体。6. 根据权利要求1所述的反滤式地下灌溉结构，其特征是:耕作土壤层厚度40-50cm，砂 土反滤层厚10-15cm，卵烁石涵水层10-15cm，隔水层7.5-10cm〇
【文档编号】A01G25/06GK205694760SQ201620544221
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】董玉云, 范涛, 张娇艳, 赵运齐, 张立库, 宋源武
【申请人】兰州交通大学