一种无机微灌管节水灌溉系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种节水灌溉装置，尤其是涉及一种无机微灌管节水灌溉系统。
【背景技术】
[0002]随着世界人口的不断增长，地球上的淡水资源也越来越趋于紧缺。我国的水资源总量为2.8亿m3，虽居世界排名第六位，但我国人口占世界总人口的五分之一还多。此外，我国水资源在时间和空间的分布还极不均匀。水是所有动、植物赖以生存的基本条件。因此，节水灌溉从漫灌、喷灌、滴灌、微滴灌发展到痕灌、微润灌含渗灌等。当前农业灌溉的主流仍是漫灌。其他各种能够显著节约用水的技术，如喷灌、滴灌、痕灌，由于投资较大，只能在某些场合得以推广。微润灌，作为一种新开发的节水灌溉技术，纵然有很多优势，但仍存在以下弊端:①价格仍然偏贵；②微润灌为有机材料润湿角> 90°，需要较大压力。价格骗高，对于低收入的农民来说，难于接受；需要较大压力，能量损失偏大。专利《微润灌溉系统CN201420723811》，在系统中只设计一个总管控制阀，微润管的供水管、微润管均埋于地下。这就存在一个问题，那就是，对不同行距的作物能否实现均等灌溉的问题；对不同生长阶段的作物能否实现适量灌溉的问题。在微润管的布局密度方面，间距小则系统成本成倍提高；间距大对作物则不能实现均等灌溉。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为解决现有节水灌溉技术成本高，首次启用所需动力大的问题，提供一种无机微灌管节水灌溉系统。
[0004]本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是:
一种无机微灌管节水灌溉系统，包括供水系统、分水管和气体汇集管，供水系统设置在待灌溉土地上靠近水源处，分水管和气体汇集管分别设置在待灌溉土地平行的两边沿上，分水管上开设有多个分水头且分水头上连接有导水管，气体汇集管上设置有与导水管等数量的导气管，分水管与气体汇集管之间设置有多列等间距分布的微灌管，微灌管植入待灌溉土地内并垂直于分水管与气体汇集管，微灌管的两端分别通过衔接管I和衔接管II与导水管和导气管连通，所述的分水管的一端上设置有分水管用的分水管堵头，其另一端通过供水总管与供水系统连通以便于为微灌管提供灌溉用水，所述的气体汇集管一端上设置有气体汇集管用的气体汇集管堵头，其另一端通过排气管与外界空气连通以便于微灌管内的空气排出。
[0005]所述的供水系统包括底部高于分水管的高位槽、高位槽基础、液面控制器、电源、水栗和水源，高位槽通过高位槽基础固定在待灌溉的土地上，水源的水通过水栗输送至高位槽内，高位槽的侧壁上分别设置有高位槽的上液面探头和高位槽的下液面探头，高位槽的上液面探头和高位槽的下液面探头均通过液面控制器的电源线与液面控制器连接，液面控制器通过液面控制器的电源线与水栗连接，液面控制器和水栗均与电源连接，液面控制器通过高位槽的上液面探头和高位槽的下液面探头检测到高位槽内水的情况控制水栗向高位槽内供水。
[0006]所述的供水总管上设置有总水管阀门。
[0007]所述的分水管通过多段分水管串联拼接而成，且拼接处通过活接过渡连接，所述的气体汇集管通过多段气体汇集管串联拼接而成，且拼接处通过活接过渡连接。
[0008]所述的导水管和导气管上分别设置有用于控制导水管开合的弹簧夹I和用于控制导气管开合的弹簧夹II。
[0009]所述的待灌溉土地包括耕作层和死土层，耕作层位于死土层顶部，分水管和气体汇集管放置在耕作层表面，微灌管植入死土层内，微灌管由多段微灌管串联拼接而成且拼接处通过塑料薄膜带密封。
[0010]所述的微灌管采用无机微灌管，无机微灌管包括中空管体，所述管体沿轴线截面中的外径H为30?40mm，管体内径Φ为10?16mm，管体的管壁内设置有至少一个均勾分布的泡孔，相邻两个泡孔的泡壁之间开设有直径为10?600nm的孔洞。
[0011]所述的管体制作原料包括纤维、硅酸盐水泥和水，其中纤维的质量为硅酸盐水泥质量的I?2%，水的质量为娃酸盐水泥和纤维混合物质量的45%_55%，且纤维米用有机纤维或者植物纤维中的任意一种。
[0012]所述的管体I的制作原料中还加有发泡剂，且加入发泡剂后管体的干容重为300 ?400kg/m3。
[0013]本发明的微灌管由硅酸盐水泥、水和少量无毒无害、且有利于植物生长的泡沫混凝土发泡剂制成。微灌管的干容重为250?350kg/m3，其管壁上的泡与泡孔之间无宏观通道(指宏观通道截面之最大尺度与泡孔最大直径在同一数量级)，但厚度为10?50微米的泡壁上却布满了三维的10?600纳米的孔洞，这些孔洞允许水分子、空气中的氧分子和水溶性氮磷钾肥料等小分子通过，并具有毛细管作用。由于本发明的微灌管和土壤具有几乎相同的组成且均属于无机亲水材料，当微灌管外壁接触土壤后，微灌管内的水在微灌管壁上的毛细管和土壤毛细管以及植物根系的共同作用下，并借助于微灌管的供水系统，使水分、可溶性肥料定向向土壤、植物转移，其所需水压比有机材料制作的微润管、痕灌头低得多，即只需把水送入微灌管即可，也就是说，微灌管壁本身会产生负压并与土壤毛细管、植物根系产生的负压形成合力，吸取微灌管中的水。
[0014]微灌管的供水系统由高位水槽部分和与其连通的供水管路部分组成。高位水槽部分包括水源、水栗和高位水槽的液面自动控制装置；供水管路部分包括供水总管和阀门、分水管、分水头、导水管、衔接管和微灌管，它们依次连接，高位槽只需比微灌管略高即可。
[0015]在微灌管的布局密度方面，本发明依据土地可能种植的作物，采用30cm或60cm间距，并在微罐管的供水端，对微罐管相间地设置控水开关，从而达到实现对作物的均等灌溉和适量灌溉目的。
[0016]灌溉时，启动高位水槽的液面自动控制器，向高位槽中注入水，打开总水阀门，根据需要决定开启的微罐管的数量，即可进行节水灌溉。
[0017]随机在作物根部附近扒开土壤，抽样观察作物根部的土壤润湿比。所谓土壤湿润比是指在土壤计划湿润层内，湿润土体与总土体的比值。在田间由于土壤质地的变化，其湿润比是有差异的，例如，对壤土类土壤上棉花花铃期土壤湿润比取60%?65%较适宜，重壤土取上限值，砂土和砂壤土取下限值。即可关闭高位水槽的液面自动控制装置电源和高位槽的出口阀门。
[0018]本发明的有益效果是:本发明中的灌溉系统分水管和气体汇集管相互平行，微灌管又与他们垂直，这样就保证了各段微灌管的长度相同，其内空气含量相当，在灌溉时可以保证各个管子压力相同便于同步灌溉保证灌溉的均匀性，发明中采用的无机微灌管的材质为泡沫混凝土。该泡沫混凝土的成分与土壤一致、价格便宜、经久耐用、节水效果可达到痕灌、微润灌水平，润湿角接近0°，具有微动力灌溉能力。本系统可以对不同作物进行均等灌溉，对作物的不同生长期进行适量灌溉。具体效果为:1、节水效果与痕灌、微润灌相当，比滴灌节水60?80% ;2、使用性能，包括耐堵塞性能、耐老化性能和所需水压等优于痕灌、微润灌；3、价格便宜，当前，当灌溉管的间距为50?60cm时，滴灌投资600?1000元/亩，痕灌投资2000?3000元/亩，微润灌投资1000?1500元/亩，本项目当微灌管的间距为60cm、30cm、泡沫混凝土按每立方360元计算时，分别为485元/亩和962元/亩；4、微灌管材质与土壤同性，不但使用寿命长，拆除微灌管时，只需要用拖拉机深翻即可；5、可以对不同作物进行均等灌溉和适量灌溉。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的整体结构示意图。
[0020]图2为本发明中微灌管安装状态下的局部放大示意图。
[0021]图3为本发明中微灌管轴截面图。
[0022]图4是本发明中微灌管管壁的局部放大图。
[0023]图5是本发明中微灌管的生产模具示意图。
[0024]图6是本发明中图5所示模具的模具管端部的刨面放大图。
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