一种用于稻田控制性间歇灌溉排灌水简易装置的制作方法

本实用新型涉及一种稻田排灌水装置，特别是涉及一种用于稻田控制性间歇灌溉排灌水简易装置。

背景技术：

水资源短缺是目前公认的全球性环境焦点问题之一，而且水资源的分布及利用各个国家及地区间也极不均衡，水资源严重不足，利用效率低(尤其是发展中国家)，将成为全球经济建设和社会发展的一个重要制约因素。中国是一个水资源短缺的国家，全球每年平均降水量800mm，我国为630mm，比全球的平均数约少20％。江河平均流量居世界第三位。我国人均水资源占有量仅为2400m²，是世界人均占有量的1/4，排世界第109位，被联合国列为13个贫水国之一。不仅如此，我国水资源的时空分布极不平衡，全年降水的60％～80％集中在6～9月份，长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5％，其水资源量占全国的81％；即使南方地区年降雨量丰富，但也存在时空分布不均的问题。区域性缺水、季节性缺水以及工程性缺水等问题发生频繁且日益突出，形势十分严峻。据报道，南方季节性干旱地区的总面积已经达到6.181×10⁵km²，且干旱多发生在夏、秋季节，正是农作物(尤其是水稻)生长的关键需水期^[6]；而且水污染更加剧水资源短缺，全国90％的废、污水未经处理或虽处理未达标就直接排放，11％的河流水质低于农田灌溉标准，75％的湖泊受到污染。据统计，2000年全国总用水量约5500亿m³，预计2010年底将达到6000亿m³，2020年将达到6500亿m³，这种用水的迅速增加，使我国不少城市和地区出现了用水和供水之间的矛盾，区域性缺水更为严重，预计到2030年人均水资源量将下降到1760m³，逼近国际公认的1700m³的严重缺水警戒线。

水资源状况也严重制约着我国农业的发展。据统计，我国每年缺水约为300～400亿m³，农田受旱面积约为1～3亿hm²，因缺水全国每年少生产粮食700～800亿kg。水稻是世界主要粮食作物，全世界约2/3的人口以稻米为主食，而我国是最大的稻米生产国和消费国，其水稻种植面积和水稻总产量分别占全世界的23％和37％。中国水稻种植面积占全国粮食总面积的28％，在我国三大粮食作物中的比较优势十分明显，同时也是耗水最多的作物，我国每年用水总量为5000亿m³，农业用水占70％，而水稻耗水量占全国总用水的54％左右，占农业总用水量的65％以上，目前我国水稻种植面积为3260万hm²，而节水灌溉面积仅为水稻总面积的1/3，水稻生产仍是以淹水种植为主的灌溉体系，水资源浪费严重。目前我国灌溉水利用效率仅为30％～40％，作物水分生产效率不足2.0kg m^-3，但水稻需水中约有1/3～2/3的是耕作用水和生态用水，且许多研究也表明水稻生态和生理需水具有很大的可调节性，水稻节水栽培的节水潜力大。因此，节水灌溉对缓解水资源紧缺，抵御干旱，保障粮食安全具有十分重要的战略意义，它是我国农业和经济可持续发展的必然选择，也是水稻生产达到高产、节水、高效目标的有效途径。

稻田节水主要有两个途径：减少消耗量和增加蓄雨量。从减少消耗看，稻田的水分消耗为叶面蒸腾、棵间蒸发量和稻田渗漏量三部分，一般叶面蒸腾、棵间蒸发量和稻田渗漏量分别约占总消耗量的40％～50％、15％～25％和20～25％。节水灌溉主要通过减少这三部分耗水来实现。因稻株蒸腾代谢作用与产量关系最密切，应减少耗水的是稻田水(土)面蒸发和渗漏，水稻最初采用水层灌溉，水层灌溉正逐渐被间歇灌溉、浅湿灌溉、薄水湿晒，湿晒浅间灌溉和水稻旱作、覆膜旱作及强化栽培(SRI)等非充分灌溉方式所取代。从“蓄雨型”节水灌溉模式来看，土壤含水量在田间持水量以下时，土壤无机氮以硝态氮为主，而水稻体内缺乏硝酸还原酶导致水稻氮素营养障碍的重要原因，所以只有确定了最适水层和临界水层(或土壤含水量)指标，才能建立适应当前需要的节水高产灌溉制度。在高纬度缺水的水稻灌区，应优先选择控制灌溉或深—薄间歇灌溉；在水资源较丰富的灌区应选择：浅—晒—浅或浅—湿—浅的灌水模式；而在冷害频繁而且水资源又较丰富的灌区发展，浅—深—浅的灌水模式效果会更好。

上述稻田在节约用水管理的过程中，应根据水稻的关键生育时期，以及天气因素进行稻田多次补水灌溉；或者因暴雨后及时排水以适应水稻的生长发育；实际生产中稻田，或者在稻田科学研究中水、肥试验小区，基本要每周或几天就进行一次稻田灌水，在灌排水过程中要将田坎或者田内试验小区田埂，人工用手或者用锄头挖开缺口进行灌排水，达到水分管理要求后，然后再进行人工用手或者锄头将土回填封口、保水，人力物力消耗大，同时，在稻田排灌水装置的同类产品中，已有适用于灌溉的闸门设计，但其设计是为田间大型沟渠或者水库闸门设计，或者主要设计了稻田排水装置，但其装置结构复杂、材料笨重，制作成本高，不便于携带；或只能适于田间一次性安装后不方便随用随取，设计均不适用于稻田或稻田内的试验小区的控制性间歇灌溉灌排水。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种便于稻田控制性间歇灌溉且降低人力物力消耗的排灌水简易装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种用于稻田控制性间歇灌溉排灌水简易装置，其特征在于，它包括：挡板；灌排水管，所述灌排水管穿设在所述挡板上且与之固定连接；田间水位控制杆，所述田间水位控制杆活动穿设在位于所述灌排水管的正上方的所述挡板上，且在所述田间水位控制杆上沿其长度方向设置多个与所述挡板卡接的凹槽；田间排灌管，所述田间排灌管的一端与所述灌排水管的一端紧固连接，所述田间排灌管的另一端与所述田间水位控制杆的一端固定连接。

所述挡板为倒梯形状，所述挡板上设有供所述灌排水管穿过的第一通孔，在所述第一通孔的正上方设有供所述田间水位控制秆穿过的第二通孔，所述第一通孔的直径为20cm，所述第一通孔的圆心距所述挡板的下边为40cm，所述第二通孔的直径为3cm，所述第二通孔的圆心距所述挡板的下边为55cm。

所述田间水位控制秆的直径为2cm，长度为50～60cm，所述田间水位控制秆上间隔设置四个深度0.5cm的锯齿形凹槽，所述锯齿形凹槽与所述挡板上的所述第二通孔卡接。

所述挡板的上边宽为60cm，下边宽为40cm，高为60cm，厚度为3cm。

所述灌排水管的直径为20cm，其长度为20cm。

所述田间排灌管采用软质螺旋管，其直径为20cm，长度为40～50cm。

所述挡板、灌排水管及田间水位控制秆采用硬质或软质塑料材质。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型通过在挡板上穿设灌排水管，且灌排水管与挡板固定连接，灌排水管的一端与田间排灌管的一端连接，在位于灌排水管正上方的挡板上穿设田间水位控制杆，田间水位控制杆的一端连接田间排灌管的另一端，在田间水位控制杆上沿其长度方向设置多个与挡板卡接的凹槽，通过调节不同位置的凹槽与挡板卡接实现田间排灌的档位调节，从而实现稻田控制性间歇灌溉，且操作简单方便，能够降低人力物力的消耗。2、本实用新型的挡板采用倒梯形状，既有利于挡水，又便于深度插入土壤，加强与土壤的接触面积，提高抗冲击力。3、本实用新型的挡板上分别设置供灌排水管穿设的第一通孔以及供田间水位控制杆穿过的第二通孔，在田间水位控制杆上沿其长度方向间隔设置四个锯齿形凹槽，通过不同位置的锯齿形凹槽与第二通孔的卡接实现档位的调节，能够根据稻田的需水情况实现稻田的间歇性灌溉。4、本实用新型的挡板、灌排水管及田间水位控制杆均采用硬质或软质塑料，硬质塑料来源广，价格便宜，降低投资成本。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的俯视结构示意图；

图3是本实用新型的侧视结构示意图；

图4是本实用新型的右视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1～3所示，本实用新型提供了一种用于稻田控制性间歇灌溉排灌水简易装置，它包括挡板1、灌排水管2、田间水位控制秆3和田间排灌管4；灌排水管2穿设在挡板1上并与之固定连接；田间水位控制秆3活动穿设在位于灌排水管2的正上方的挡板1上，以用于调控灌排水；灌排水管2的一端与田间排灌管4的一端紧固连接，田间排灌管4的另一端与田间水位控制杆3的一端固定连接，在田间水位控制秆3上沿其长度方向间隔设置多个可与挡板1卡接的凹槽31。

上述实施例中，如图4所示，挡板1为倒梯形状，其上边宽为60cm，下边宽为40cm，高为60cm，厚度为3cm；在挡板1上设有供灌排水管2穿过的通孔11，在通孔11的正上方设有供田间水位控制秆3穿过的通孔12，通孔11的直径为20cm，通孔11的圆心距挡板1的下边为40cm，通孔12的直径为3cm，通孔12的圆心距挡板1的下边为55cm。

上述实施例中，灌排水管2的直径为20cm，其长度为20cm。

上述实施例中，田间排灌管4采用软质螺旋管，直径为20cm，长度为40～50cm，灌排水经田间排灌管4流入稻田中，使排灌水的流出口远离稻田的田坎，避免灌排水对田坎的冲刷。

上述实施例中，田间水位控制秆3的直径为2cm，长度为50～60cm，田间水位控制秆3上间隔设置四个深度0.5cm的锯齿形凹槽31，锯齿形凹槽31与挡板1上的通孔12卡接；这样，稻田控制性间歇灌溉分为4个档位，作业人员拉动田间水位控制秆3调节不同位置的凹槽31与挡板1上的通孔12卡接，从而实现档位的调节；最靠近挡板1的凹槽31作为1档，此时田间排灌管4无弯曲与灌排水管2均处于水平位置，可以加快稻田水分排灌；2档时提升田间排灌管4管口最低处距田面的高度为2cm(此水层适宜水稻生长的水层)，同时水的流量减小，当田内水平面的高度与田间排灌管的最低处高度持平，即田内水层深度为2cm时，停止灌溉；3档时，使田间排灌管4管口最低处距地面的高度为4cm(此高度水层为防止干旱设置，已为较深的水层)，同时水的流量更小，当田内水平面的最低处高度与田间排灌管的高度持平，即田内水层深度为4cm时，停止灌溉；4档时，提升螺旋塑料管4弯曲90度，垂直田内水平面，即封闭灌排水口。

上述实施例中，挡板1、灌排水管2及田间水位控制秆3均可采用硬质或软质塑料材质。

本实用新型的使用过程如下：在各待灌溉田块中分别设置一排灌水简易装置；在每一待灌溉田块中，将排灌水简易装置的挡板1插入待灌溉田块的土田坎或土埂子中20～30cm，使灌排水管2下端切线面与所需灌溉的稻田田面持平，将与灌排水管2的一端连接的田间排灌管4放入田内；然后，将同一沟渠两边各待灌溉田块中排灌水简易装置的田间水位控制秆3挂至2档或3档；之后，作业人员再拦截沟渠的水，使沟渠的水位逐渐上升高于田面高度2cm或4cm，此时沟渠的水通过灌排水管2再经田间排灌管4灌入各待灌溉田块中，达到灌溉要求后，需停止排灌水；

根据生产实际，排灌水简易装置的档位调节可分为以下几种情况：

1)对于规模化统一生产的各田块；水稻生长发育进程相同，各稻田灌溉控水层管理要求一致，均为2cm或4cm，待灌溉达到要求后可直接打开已拦截沟渠的水，沟渠水位下降，稻田内部部分田块多余水分可通过排灌管4经灌排水管2流出稻田，若灌排水管2中无水分流通，说明稻田内部水分达到2cm或4cm水层，各田块可统一完成2cm或4cm的目标水层灌溉，适用于对大面积生产各需水田块进行统一排灌的规模化生产；

2)对单一农户，或水稻种植时间、生育时期不一致的稻田：各稻田田块灌溉控水层要求不一致，有的田块不需要灌水，有的田块需要灌水为但不建立水层(俗称“跑马水”或“哗哗水”)；在实际生产中可根据控水要求，对于不需要灌水的田块可将田间水位控制秆3挂至4档，封闭灌排水口；需要灌少量水的可挂1档后，达到要求后，可立即拉动田间水位控制秆3挂至4档，封闭灌排水口；

3)若下雨田间积水时可通过调节田间水位控制秆3挂至1、2、3档，排出稻田中多余的积水，使稻田内的水位分别对应为0cm、2cm、4cm水层，对规模化统一生产的田块进行管理时，统一排水管理；

4)根据各个稻田水分要求不同，作业人员将各个稻田的田间水位控制秆3在1或4档之间切换，操控单一田块或水稻种植时间、生育时期不一致的稻田田块，方便其分别排水；

当然，各稻田灌水后，由于水稻生长需水、地层的渗透作用等因素，田间水位会逐渐下降，在田间无水层后，可通过此简易装置进行田间多次灌溉，利用此装置的控制性间歇灌溉方法可以节约大量的灌溉用水的同时，节约人力物力。

本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。