水利工程用节水灌溉装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及农业灌溉，尤其涉及水利工程用节水灌溉装置及其使用方法。


背景技术：

2.灌溉是农业生产中必不可少的部分，早期的灌溉主要通过人工灌溉，人工劳动强度大，且灌溉效率低，随着社会的发展，人们开始开挖沟渠进行灌溉，灌溉效率大大提高，通过沟渠进行漫灌的形式，沿用至今，需要较少的人工即能够管理，且建造成本低。
3.在南方城市，漫灌依然是主流的灌溉形式，随着国家节水战略的推动，节水灌溉成为人们研究的重要方向，节水灌溉主要包括滴灌、喷灌，适用于大田以及市政工程，建造成本增加，但节水效果明显提高。
4.现有的节水灌溉装置主要包括汲水模块、水肥混合模块、浇灌模块，所述汲水模块包括水泵，所述水肥混合模块包括水肥一体机，所述灌溉模块包括分布在田间的布水管和喷头，喷头分为喷灌喷头和滴灌喷头，配合环境监测系统使用，环境监测系统公开较多，如申请号为201620003444.5的实用新型专利申请，申请号为201811325172.0的发明专利申请，均公开了环境监测系统，能够精确的检测墒情(土壤湿度)、空气湿度、温度、降雨量、气象等，配合节水灌溉装置使用，能够实现精度控制，达到节水的目的，现阶段的汲水模块主要分为深井汲水以及河流汲水，河流汲水水源丰富，但分为丰水期和枯水期，水源不稳定，且杂质含量大，影响喷头的使用，深井汲水水源量稳定，但总量较低，将河流汲水及深井汲水配合使用，能够达到很好的浇灌效果。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种水源稳定、使用寿命长、灌溉稳定性高的水利工程用节水灌溉装置及其使用方法。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：一种水利工程用节水灌溉装置，包括汲水模块、水肥混合模块、浇灌模块，所述汲水模块包括水泵，所述水肥混合模块包括水肥一体机，所述灌溉模块包括分布在田间的布水管和喷头，所述汲水模块包括河流汲水模块和井水汲水模块，所述河流汲水模块包括设置在河床的聚水仓，所述聚水仓的仓壁由孔板制成，所述聚水仓外设置有过滤层，所述过滤层外设置有砂过滤层，在河坝上设置有泵房一，所述泵房一内设置有水泵一，水泵一的进水管延伸至聚水仓内并连接有过滤器一；
7.所述井水汲水模块包括泵房二，所述泵房二设置在基井处，所述泵房二内设置有水泵二，所述水肥一体机设置在泵房二内，所述水泵二的进水管延伸至基井内并连接有过滤器二；
8.所述灌溉模块还包括设置在田边的布水房，所述布水房内设置有主管，所述主管连接有多个歧管，所述歧管上设置有阀门，所述歧管连通至布水管，所述主管下方设置有沉淀管，所述沉淀管与主管之间通过多根支撑管连通，所述沉淀管其中一端连通有带有排渣阀门的排渣管。
9.进一步地，所述聚水仓下端设置有支撑桩，所述支撑桩向下穿过砂过滤层。
10.进一步地，所述聚水仓下端设置有冒水框，所述冒水框内设置有过滤砂，所述冒水框的壁由金属网制成，过滤砂的粒径为10
‑
15mm。
11.进一步地，所述布水房内设置有用于支撑沉淀管的支撑架，所述沉淀管另一端设置有带有冲洗阀门的冲洗管。
12.进一步地，所述歧管上可拆卸的设置有混流装置，所述混流装置包括基管一，所述基管一的出水端设置有锥形口一，所述基管一的出水端穿装有基管二，所述基管二的进水口设置有与锥形口一相配合的锥形口二，所述基管二的出水口处设置有锥形口三，所述锥形口二和锥形口三之间通过光孔连通，所述基管一和基管二之间设置有内衬套，所述内衬套基管一、基管二的连接为贴合连接。
13.进一步地，所述布水管上间隔设置有多个连接座，所述喷头的进水管与连接座连接。
14.进一步地，所述连接座包括底座，所述布水管穿过底座，所述底座上端设置有向上的连接套，所述布水管连接有向上的接管，所述接管上端延伸至连接套内并连接有连接环一，所述喷头的进水管下端延伸至连接套内并连接有连接环二，所述接管与喷头的进水管之间通过连接环一和连接环二连接，所述连接套上端设置有向下的压套，所述喷头的进水管向下穿过压套，所述压套能够向下推动喷头的进水管。
15.一种水利工程用节水灌溉装置的使用方法，包括以下步骤，
16.步骤一，检测墒情、空气湿度、温度，若墒情和空气湿度均超出设定值，温度高于10℃，开启水泵一及相应的阀门，开启灌溉；
17.步骤二，检测布水管一定时长内的流量，若流量低于设定值，开启水泵二，总流量达到预设值时，关闭水泵一及水泵二，浇灌完成。
18.本发明的有益效果在于：汲水模块包括河流汲水模块和井水汲水模块，河流汲水水源丰富，但分为丰水期和枯水期，水源不稳定，井水汲水水源量稳定，但总量较低，将河流汲水及井水汲水配合使用，能够达到很好的浇灌效果，由于河水中裹挟的泥沙较多，在河床设置聚水仓，经过过滤的水进入聚水仓中，再经过水泵一抽取，能够有效的去除杂质，提高水肥一体机、水泵一、喷头的使用稳定性及使用寿命，设置过滤器一及过滤器二，能够进一步的进行过滤，提高使用寿命，通过过滤层及砂过滤层进行过滤，整体过水面积大，能够得到充沛的水量，设置沉淀管，在布水前进行沉淀，水流自进入主管至输送至歧管的过程中，经过多次变径，流速变化且产生回旋，增加肥料颗粒溶解，不能溶解的颗粒沉淀，落入沉淀管中，缓慢溶解，能够避免大颗粒肥料堵塞喷头，提高喷头使用寿命。
附图说明
19.图1为河流汲水模块结构示意图；
20.图2为图1中a出局部放大示意图；
21.图3为井水汲水模块结构示意图；
22.图4为水泵一、水泵二及水肥一体机连接关系示意图；
23.图5为布水房结构示意图；
24.图6为主管与沉淀管连接关系示意图；
25.图7为混流装置主视剖面示意图；
26.图8为布水管与喷头连接关系示意图；
27.图9为连接座剖面示意图；
28.图10为连接座结构示意图；
29.其中：1
‑
河坝，2
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碎石层，3
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砂过滤层，4
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河床，5
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聚水仓，6
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冒水框，7
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支撑桩，8
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过滤器一，9
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泵房一，10
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水泵一，11
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孔板，12
‑
过滤层，13
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泵房二，14
‑
水泵二，15
‑
水肥一体机，16
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基井，17
‑
主管，18
‑
阀门，19
‑
沉淀管，20
‑
支撑架，21
‑
支撑管，22
‑
混流装置，23
‑
歧管，24
‑
冲洗管，25
‑
冲洗阀门，26
‑
排渣管，27
‑
排渣阀门，28
‑
基管一，29
‑
基管二，30
‑
内衬套，31
‑
喷头，32
‑
布水管，33
‑
底座，34
‑
接管，35
‑
连接环一，36
‑
连接环二，37
‑
定位销，38
‑
压套，39
‑
连接套，40
‑
销孔，41
‑
流量计，42
‑
布水房。
具体实施方式
30.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例1
33.如图1
‑
10所示，一种水利工程用节水灌溉装置，包括汲水模块、水肥混合模块、浇灌模块。
34.汲水模块包括水泵，具体为，汲水模块包括河流汲水模块和井水汲水模块，其中河流汲水模块包括埋设在河床4内的聚水仓5，聚水仓的仓壁由孔板11制成，本实施例中使用预制混凝土孔板，孔板内预埋钢筋，具有较高的结构强度，聚水仓的上壁和下壁之间还通过多根碳化木进行支撑，碳化木表面经过碳化处理，具有很好的防水、防潮、防腐、防蛀、耐磨、耐高温、抗酸碱性等优点，且整体的重量轻，能够一定程度上防止聚水仓坍塌，提高使用寿命，聚水仓外铺设有过滤层12，过滤层由4
‑
5层pe防尘网制成，pe防尘网为市场购得，具有很好的耐腐蚀性能，能够防止砂过滤层进入聚水仓中，起到很好的过滤作用，为提高过滤效果，过滤层内还可以铺撒活性炭，提高过滤效果，过滤层外铺设有砂过滤层3，砂过滤层由平均粒径为2
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3mm的石英砂制成，厚度为150
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200mm，为防止砂过滤层流失，在砂过滤层上还铺设有碎石层2，碎石层的厚度为100
‑
150mm，碎石层由平均粒径为30
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40mm的石块制成，本实施例中，聚水仓制成长方体型，为防止聚水仓沉降，聚水仓下端有支撑桩7，支撑桩为水泥桩，向下穿过砂过滤层并插入到河床内2
‑
3m，支撑桩至少支撑聚水仓的四个角，稳定性高，为提高聚水仓的入水效率，聚水仓下端安装有冒水框6，冒水框内填充有过滤砂，冒水框的壁由金属网制成，具体为钢丝网，喷涂防水漆，过滤砂的粒径为10
‑
15mm，为石英砂，由于冒水框位于聚水仓下部，外部水压相对较高，安装冒水框，冒水框内的过滤砂粒径较大，入水
效率提高，同时，由于水经过碎石层、砂过滤层的过滤，本身杂质较少，经过过滤砂的过滤，杂质进一步减少，通过上部、侧部的渗水，以及下部的冒水，能够提高聚水仓的补水速度，进而满足灌溉需求，通过过滤层及砂过滤层进行过滤，整体过水面积大，能够得到充沛的水量。
35.在河坝1上建设有泵房一9，泵房一内安装有水泵一10，水泵一的进水管延伸至聚水仓内并连接有过滤器一8，过滤器一为金属过滤网，其主要作用有两个，第一能够防止聚水仓内的脱落物进入水泵一，第二是能够对水泵一的进水管的进水口提供支撑，距离聚水仓底部2cm，能够降低沉淀物的吸入量，为减小流水的水泵一的进水管的干涉，在河坝上预制有用于铺设水泵一的进水管的沟槽。
36.井水汲水模块包括泵房二13，泵房二建设在基井16处，一般情况下，基井建设在田边，适用面积广，泵房二内安装有水泵二14，水肥一体机15安装在泵房二内，水肥一体机为市场上购得的产品，方便混合肥料，进而提高灌溉效果，水泵二的进水管延伸至基井内并连接有过滤器二，过滤器二也为金属过滤网，防止杂物进入水泵二内。
37.水泵一和水泵二均连接至水肥一体机的进水管，可以单独或者同时进行供水。
38.灌溉模块包括分布在田间的布水管32和喷头31，具体为，灌溉模块还包括建设在田边的布水房42，布水房内安装有主管17，主管中间位置连通至水肥一体机的出水管，布水房建设在地面上，建设成本低，方便维护，主管连接有多个歧管23，歧管上安装有阀门18，阀门为电控阀门，歧管连通至布水管，方便进行控制，为进一步的进行过滤，主管下方安装有沉淀管19，沉淀管与主管之间通过多根支撑管21连通，沉淀管其中一端连通有带有排渣阀门27的排渣管26，为方便排渣以及减小积水对沉淀管的影响，布水房内安装有用于支撑沉淀管的支撑架20，将沉淀管及主管架高，方便安装安装阀门等部件，还方便固定，沉淀管另一端连接有带有冲洗阀门25的冲洗管24，安装沉淀管，在布水前进行沉淀，水流自进入主管至输送至歧管的过程中，经过多次变径，流速变化且产生回旋，增加肥料颗粒溶解，不能溶解的颗粒沉淀，落入沉淀管中，缓慢溶解，能够避免大颗粒肥料堵塞喷头，提高喷头使用寿命，为方便排渣，沉淀管自冲洗管向排渣管倾斜，倾斜角度为3
‑5°
，定期开启排渣阀门进行排渣，当通过排渣管及排渣阀门不能够很好的排渣时，开启冲洗阀门及排渣阀门，通过冲洗管注水进行冲洗，冲洗过程中加入清洗剂，清洗效果好。
39.歧管上可拆卸的安装有混流装置22，混流装置包括基管一28，基管一的出水端加工有锥形口一，基管一的出水端穿装有基管二29，基管二的进水口加工有与锥形口一相配合的锥形口二，锥形口一和锥形口二均指向基管一的进水端，基管二的出水口处加工有锥形口三，锥形口三指向基管二的出水端，锥形口二和锥形口三之间通过光孔连通，通过锥形口及光孔的配合，形成变径，水流经过加速、喷射，在光孔内为紊流，对颗粒型的肥料进行进一步的破碎，然后喷射，达到混匀的目的，基管一和基管二之间安装有内衬套30，内衬套由406不锈钢材料制成，具有很好的耐腐蚀性能，内衬套基管一、基管二的连接为贴合连接，在使用的过程中，由于水流的推力，贴合更紧密，由于水流中混合有肥料，高速流动的过程中产生气泡，甚至发生气蚀，对混流装置腐蚀较大，安装内衬套，能够起到很好的保护作用，提高使用寿命。
40.歧管上还安装有流量计41。
41.为保证布水管与碰头之间连接稳定性，布水管上间隔安装有多个连接座，喷头的
进水管与连接座连接，具体为，连接座包括底座33，底座由砂浆模塑成型，布水管穿过底座，布水管为镀锌管，具有较好的抗腐蚀性能和抗变形能力，底座上端一体成型有向上的连接套39，布水管连接有向上的接管34，布水管与接管通过三通连通，接管上端延伸至连接套内并连接有连接环一35，喷头的进水管下端延伸至连接套内并连接有连接环二36，接管与喷头的进水管之间通过连接环一和连接环二连接，连接套上端安装有向下的压套38，压套也由砂浆预制成型，喷头的进水管向下穿过压套，压套能够向下推动喷头的进水管，为方便制作，同时保证连接效果，在制作的过程中，先开挖沟槽，然后连接布水管、三通、接管，接管上预制有连接环一，连接完成后通过模具制成底座、连接套，布水管、三通、接管均预埋安装，固化后固定，制作方便，且稳定性高，底座为长方体形，能够防止旋转，压套与喷头的进水管预制在一起，且压套与连接环二的上端面连接，连接套的侧壁上加工有销孔40，压套下端插装在连接套内，压套上预制有与销孔相配合的定位孔，连接环一和连接环二之间通过橡胶垫密封连接，安装时橡胶垫被压缩变形，然后通过穿装在销孔与定位孔之间的定位销37定位，进而实现密封连接，回填，安装完成，底座及连接套内预埋有钢筋，提高结构强度，在使用的时候，由于外力的作用，例如机械的误操作碰撞喷头，压套及喷头的进水管损坏，方便进行更换。
42.一种水利工程用节水灌溉装置的使用方法，包括以下步骤，
43.步骤一，检测墒情、空气湿度、温度，若墒情和空气湿度均超出设定值，具体为，墒情(土壤湿度)低于预设值，空气湿度低于设定值，且温度高于10℃，开启水泵一及相应的阀门，开启灌溉；
44.步骤二，通过流量计检测布水管一定时长内的流量，若流量低于设定值，开启水泵二，当总流量达到预设值时，关闭水泵一及水泵二，浇灌完成，操作方便，自动化程度高。
45.在冬季时，一般不需要灌溉就能够保持很好的墒情。
46.本实施例提供的水利工程用节水灌溉装置及其使用方法，对灌溉用水进行多次的过滤、消除颗粒，能够保证喷头使用寿命长。
47.尤其要注意的是，水泵二的出水压力调整为高于水泵一的出水压力，当流量计检测流量过低时，通过井水进行补水，还能够进行冲洗，避免堵塞。
48.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。