专利名称:用于丘陵坡地的集雨节灌系统与方法
技术领域：
本发明属于农田水利技术领域：
，特别涉及一种用于丘陵坡地的集雨节灌系统与集 雨节灌方法。
背景技术：
丘陵是一种高度差在平原和山地之间的地形。一般是指海拔在200m以上，500m以 下，相对高度一般不超过200m，高低起伏，切割破碎，由连绵不断的低矮山丘组成的地形。丘 陵在陆地上的分布很广，一般是分布在山地或高原与平原的过渡地带，我国的丘陵约有100 万km2，占全国总面积的十分之一。
我国四川的川中丘陵是中国最典型的方山丘陵区，面积约8. 4万km2，是四川省粮、 油的主要产区。该区经嘉陵江、涪江、沱江及其支流切割后，地表丘陵起伏，沟谷迂回，海拔 一般在250 600m，丘谷高差50 100m。所述川中丘陵区年降水量约900 1000mm，每当 夏天雨水集中时，常造成水土流失，而冬干春旱又十分明显，其中，春旱频率高达60%，是四 川著名旱区。
广大丘陵地区地下水资源贫乏，坡耕地面积大，田高水低，故干旱成为了制约丘陵 地区农业生产的主要因素。如何充分利用季节性降雨的丰富水资源，解决丘陵地区田高水 低与坡耕地的干旱，是农业可持续发展的重要问题。
现有技术公开了多种雨水集流及蓄水灌溉装置，但均不适合切割严重、地形破碎 的丘陵区，例如授权公告号为CN201303540Y的专利提供了一种“自流式微蓄微灌系统”， 该系统主要由灌溉器、阀门、输水管组成，在有相应集雨面积和较好的植被的高处设置引水 点，引水点由拦水坝构成且与过滤池联通，过滤池通过坡降为3% -5%的引水管联通到蓄 水池，蓄水池设置在山坡上，且通过输水管与设置在低处落差高度为5m至20m的灌溉器连 通，在蓄水池与输水管连接处设置有阀门，在灌水器上设置有堵头。此种系统虽然可以利用 降雨，但其设置引水点的条件是“相应集雨面积和较好的植被的高处”，难以解决季节性降 雨丰富，但丘体切割严重、田高水低的坡耕地灌溉问题。
公开号为CN1414188A的专利申请提供了 “一种坡地渗流集蓄方法及装置”，利用 水体介质在土壤层的运移转化原理，在土壤与基岩之间的渗流产生区域设置，将渗流引出 并导入蓄水系统加以利用。这种坡地渗流集蓄方法，包括在坡地土壤层与基岩层之间横向 分层设置半开放渗流集蓄管，渗流水过滤进入渗流集蓄管，并在管道内形成管流；渗流集蓄 管之间通过导流输水管连接，导流输水管通向坡地下方设置的蓄水池。此种方法以收集地 下渗流为主，仍不适用于季节性降雨丰富，地表径流量大，但丘体切割严重，田高水低的坡 耕地灌溉问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于丘陵坡耕地的集雨节灌 系统与集雨节灌方法，以解决丘陵区降雨较丰富、但由于时空分布不均而导致的季节性干
3旱问题，并提高灌溉水的利用效率。
本发明所述用于丘陵坡地的集雨节灌系统，包括集雨塘或集雨堰、高位蓄水池、低 位蓄水池、水泵和输水管；所述集雨塘或集雨堰设置在丘谷的中部或下部，所述高位蓄水池 设置在集雨塘或集雨堰附近各丘体中高度最高的丘体上部，所述水泵安装在集雨塘或集雨 堰旁，其进水口接集雨塘或集雨堰，其出水口接高位蓄水池；所述低位蓄水池为多个，分别 设置在高位蓄水池周边的各丘体上，其高度低于高位蓄水池，各低位蓄水池均设置有与输 水管连接的进水管，所述进水管上安装有进水控制阀和水表，各低位蓄水池均设置有放水 管，所述放水管上安装有放水控制阀；所述输水管及各低位蓄水池设置的进水管将高位蓄 水池与各低位蓄水池连通。
上述集雨节灌系统中，其连接高位蓄水池与低位蓄水池的输水管的起伏部段的 “凸”部安装有进排气阀。
为了保护输水管道，输水管道的掩埋深度应符合相关节灌规程，在阀门、水表和进 排气阀处应有相应的砌体进行保护。
低位蓄水池放水管不同高度处采用的喷灌、微喷灌、滴灌等灌溉方式，应根据相关 节灌规程进行设计。
修建高位蓄水池和低位蓄水池的材料可就地取材，以降低成本，高位蓄水池容积 与集雨面积相匹配，低位蓄水池的容积应根据作物种类、控灌面积、轮灌周期和节灌方式确定。
本发明所述用于丘陵坡地的集雨节灌方法，使用上述集雨节灌系统，将降雨产生 的地表径流水蓄积在集雨塘或集雨堰中，将集雨塘或集雨堰中的水用水泵提至高位蓄水 池，通过输水管分别将高位蓄水池的水输送至各低位蓄水池蓄存，需要灌溉时，将各低位蓄 水池内的蓄水用于灌溉。
为了提高低位蓄水池内蓄存的灌溉水的利用效率，通过各低位蓄水池的进水管上 安装的进水控制阀和水表来控制和计量各低位蓄水池的进水量。
需要灌溉时，根据低位蓄水池放水管不同高度的压差与作物需水特点分别采用喷 灌、微喷灌、滴灌与浇灌的方式进行灌溉。
本发明具有以下有益效果
1、本发明所述集雨节灌系统可提高降雨利用效率和塘、堰的复蓄能力，使自然降 雨更好地被资源化利用。
2、本发明所述集雨节灌系统和集雨节灌方法有效解决了丘陵区的季节性干旱问 题，为丘陵区坡耕地提供了灌溉条件，缓解了丘陵坡耕地降雨与灌溉需水的矛盾。
3、采用本发明所述集雨节灌系统，输水损失小，管道可在一定高差范围内随地形 上下弯曲，对地形地貌适应性强，克服了一般明渠输水损失大、渠系水利用系数低的缺点， 而且维修方便，使用寿命长。
4、由于各低位蓄水池的进水管上均安装有进水控制阀和水表，有利于对用水进行 计量管理和与现代节灌技术配套。
5、本发明所述集雨节灌系统可供选择的节灌方式范围大，节水、省劳、省工。
6、本发明所述集雨节灌系统和集雨节灌方法改变了传统的供水与灌溉同步的方 式，可有效协调降雨时间与作物需水时间不同步、集雨地点与作物灌溉地点相分离的矛盾，使供水与灌溉独立完成，有效缩短灌溉时间，特别适用于连岗状、桌状或馒头状的丘陵地 区。
图1是本发明所述集雨节灌系统的一种平面布局示意图；
图2是图1的局部剖视示意图；
图3是本发明所述集雨节灌系统中的低位蓄水池的结构示意图及其进水管、放水 管的安装示意图；
图4是图3的A-A剖视图；
图5是本发明所述集雨节灌方法的一种灌溉方式示意图。
图中，1-集雨塘或集雨堰、2-水泵、3-高位蓄水池、4-低位蓄水池、5-输水管、 6_进排气阀、7-进水控制阀、8-水表、9-放水控制阀、10-浇灌区、11-滴灌或浇灌区、12-微 喷灌或浇灌区、13-喷灌或浇灌区。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明所述用于丘陵坡耕地的集雨节灌系统和集雨 节灌方法作进一步说明。
本实施例以我国四川省威远县严陵镇花椒坡村的丘陵区为模型构建集雨节灌系 统，其结构如图1、图2所示，该集雨节灌系统包括集雨塘1、高位蓄水池3，低位蓄水池4、水 泵2和输水管5。所述集雨塘1为一 口，设置在丘谷的中部，为山平塘；所述高位蓄水池3 为一个，设置在集雨塘附近各丘体中高度最高的丘体上部；所述低位蓄水池4为七个，分别 设置在高位蓄水池周边的各丘体上，其高度低于高位蓄水池(见图2)；所述水泵2安装在 集雨塘旁，并配备有泵房，其进水口接集雨塘1，其出水口接高位蓄水池3 ；所述输水管5为 Φ 75PE管，铺设在高位蓄水池与低位蓄水池之间及低位蓄水池与低位蓄水池之间，在输水 管5的各起伏部段的“凸，，部安装进排气阀6-1、6-1、6-3、6-4、6-5、6-6和6_7，使之成为完 整的输水系统。
本实施例所述集雨节灌系统中，各低位蓄水池的结构及其进水管、放水管的安装 方式如图3、图4所示。进水管的一端与输水管5连接，另一端穿过低位蓄水池的侧壁伸入 低位蓄水池，进水管上安装有进水控制阀7和水表8，所述进水控制阀7为间阀。放水管的 一端穿过低位蓄水池下部的侧壁伸入低位蓄水池，放水管的另一端接灌溉系统，放水管上 安装有放水控制阀9，所述放水控制阀9为闸阀。
所述输水管5及各低位蓄水池设置的进水管将高位蓄水池3与各低位蓄水池4-1、 4-1、4-3、4-4、4-5、4-6 和 4-7 连通。
本实施例中，集雨塘1、高位蓄水池3，低位蓄水池4的设计参数如下
集雨塘1的容积约3000m3，高位蓄水池3的容积200m3，低位蓄水池4_1 4_7的 容积为50 IOOm30
本实施例所述集雨节灌方法的灌溉方式见图5，需要灌溉时，根据低位蓄水池放水 管不同高度的压差与作物需水特点分别采用浇灌、滴灌、微喷灌与喷灌的方式进行灌溉。
权利要求
一种用于丘陵坡地的集雨节灌系统，其特征在于包括集雨塘或集雨堰(1)、高位蓄水池(3)、低位蓄水池(4)、水泵(2)和输水管(5)，所述集雨塘或集雨堰(1)设置在丘谷的中部或下部，所述高位蓄水池(3)设置在集雨塘或集雨堰附近各丘体中高度最高的丘体上部，所述水泵(2)安装在集雨塘或集雨堰旁，其进水口接集雨塘或集雨堰(1)，其出水口接高位蓄水池(3)，所述低位蓄水池(4)为多个，分别设置在高位蓄水池周边的各丘体上，其高度低于高位蓄水池，各低位蓄水池(4)均设置有与输水管(5)连接的进水管，所述进水管上安装有进水控制阀(7)和水表(8)，各低位蓄水池均设置有放水管，所述放水管上安装有放水控制阀(9)，所述输水管(5)及各低位蓄水池(4)设置的进水管将高位蓄水池(3)与各低位蓄水池(4)连通。
2.根据权利要求
1所述的用于丘陵坡地的集雨节灌系统，其特征在于连接高位蓄水池 与低位蓄水池的输水管(5)的起伏部段的“凸”部安装有进排气阀(6)。
3.一种用于丘陵坡地的集雨节灌方法，其特征在于使用权利要求
1所述的集雨节灌系 统，将降雨产生的地表径流水蓄积在集雨塘或集雨堰(1)中，将集雨塘或集雨堰中的水用 水泵(2)提至高位蓄水池(3)，通过输水管(5)分别将高位蓄水池的水输送至各低位蓄水池 (4)，需要灌溉时，将各低位蓄水池内(4)的蓄水用于灌溉。
4.根据权利要求
3所述的用于丘陵坡地的集雨节灌方法，其特征在于通过各低位蓄水 池⑷的进水管上安装的进水控制阀(7)和水表⑶控制和计量各低位蓄水池的进水量。
5.根据权利要求
3或4所述的用于丘陵坡地的集雨节灌方法，其特征在于根据低位蓄 水池放水管不同高度的压差与作物需水特点分别采用浇灌、滴灌、微喷灌与喷灌的方式进 行灌溉。
专利摘要
一种用于丘陵坡地的集雨节灌系统，包括集雨塘或集雨堰、高位蓄水池，低位蓄水池、水泵和输水管，集雨塘或集雨堰设置在丘谷的中部或下部，高位蓄水池设置在集雨塘或集雨堰附近各丘体中高度最高的丘体上部，低位蓄水池为多个，分别设置在高位蓄水池周边的各丘体上，其高度低于高位蓄水池，水泵安装在集雨塘或集雨堰旁，其进水口接集雨塘或集雨堰，其出水口接高位蓄水池，输水管铺设在高位蓄水池与各低位蓄水池之间。使用该集雨节灌系统，可将降雨产生的地表径流水蓄积在集雨塘或集雨堰中，并将集雨塘或集雨堰中的水用水泵提至高位蓄水池，通过输水管分别将高位蓄水池的水输送至各低位蓄水池，需要灌溉时，将各低位蓄水池内的蓄水用于灌溉。
文档编号A01G25/00GKCN101933449SQ201010235097
公开日2011年1月5日 申请日期2010年7月23日
发明者段晓明, 王昌桃, 赵小蓉, 赵燮京, 陈琨 申请人:四川省农业科学院土壤肥料研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan