一种增氧防堵暗管排水系统及其排水方法与流程

本发明属于农业排水及作物生境调控技术领域，涉及一种增氧防堵暗管排水系统，本发明还涉及上述排水系统的排水方法。

背景技术：

随着新疆地区喷灌、滴灌等节水灌溉技术的大面积推广，明沟排水系统已不能适应现行的灌溉技术，导致地下水位上升加剧，土壤次生盐碱化严重。暗管排水可以有效地降低地下水位，而且能够很好的与节水灌溉技术相结合，对改善新疆地区排水模式具有十分重要的意义。

目前，暗管排水系统多采用带有孔眼的波纹塑料管作为吸水管，由于吸水管埋设在较深的土壤之中，如管道外包滤料设置不当或是在土壤淤积倾向较重的地方，极易发生孔眼的堵塞和管道的淤堵，大大降低了管道的排水能力，甚至导致排水暗管失效，而且无法进行维护。同时田间渍水不能及时排出，严重影响土壤的通气性，极大地恶化了作物生长环境。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种增氧防堵暗管排水系统，解决了暗管排水系统中容易淤堵的问题，同时可改善作物根系土壤通气性，为作物生长发育创造良好环境。

本发明还提供一种增氧防堵暗管排水方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种增氧防堵暗管排水系统，包括均匀分布在田间的若干个集水坑，相邻两个集水坑之间通过集水管连通，每个集水坑的相对两侧分别对称设有吸水管，每个吸水管的一端与集水坑相接，每个吸水管的另一端与横向加气管道连通，两个横向加气管道之间通过纵向加气管道连接，纵向加气管道的上连接有电动气泵，纵向加气管道上还设有两个总控阀门，两个总控阀门对称设置在电动气泵的相对两侧，每个吸水管与集水坑的连接处设有控制阀门，每个吸水管上均匀布设有吸水孔眼；

位于田间最下游的集水坑连接有排水管，排水管与排水沟连通；

吸水管在田间排布时，吸水管与集水坑相连的管口高度低于吸水管与横向加气管道相连的管口高度。

本发明采用的第一种技术方案的特点还在于，

吸水管采用直径为10-20cm的塑料管。

集水管、纵向加气管道、横向加气管道采用直径为20-30cm的pvc管。

电动气泵采用压力范围为0.6-20mpa的可调节气泵。

吸水管在田间排布时，为了确保吸水管中的水流能自动排出，吸水管的纵坡比降设置为1/100-1/1500。

电动气泵位于纵向加气管道的中部。

本发明所采用的第二种技术方案为，一种增氧防堵暗管排水方法，具体包括如下过程：

排水时，各控制阀门处于打开状态，田间土壤中多余的水分通过吸水孔眼进入均匀分布在田间的吸水管，并在重力作用下向集水坑汇聚，当集水坑中水位高于集水管时，水流自动向下游集水坑流动，最终通过排水管流入排水沟中；

当吸水管中发生淤堵时，打开电动气泵向纵向加气管道中加气，利用总控制阀门进行分压，控制横向加气管道中的压力，在清淤的过程中，通过调节各个控制阀门的开度来控制吸水管中的压力；

在气压的冲击下吸水管中的淤积物向集水坑中移动，淤积物在集水坑中沉淀以后进行处理。

本发明采用的第二种技术方案的特点还在于，

当吸水管中发生淤堵时，电动气泵气压控制在8-12mpa。

当吸水管孔眼发生堵塞时，关闭所有控制阀门，打开电动气泵并调节气压，电动气泵的压力大小控制在5-8mpa范围内，在气压的作用下吸水孔眼中的堵塞物被冲开，保证了排水系统的正常工作，清淤清堵工作结束时，关闭电动气泵，打开所有控制阀门，进入正常排水状态。

当土壤通气性较差时，首先对吸水管和吸水孔眼进行清淤清堵，保证加气增氧的效果，然后关闭所有控制阀门，打开电动气泵并调节气压，此时电动气泵气压控制在3-5mpa内，加气时间为0.5-1h，气压通过横向加气管道均匀分配到各吸水管中，吸水管中的空气通过孔眼不断进入土壤，并通过土壤孔隙向田间传输，调节了土壤的水气状况，改善土壤通气性，加气增氧工作结束时关闭电动气泵，打开所有控制阀门，进入正常排水状态。

本发明的有益效果是，本发明提供的增氧防堵暗管排水系统，在保证正常排水的同时，调节了作物根际土壤水气状况，为作物生长创造良好的环境条件。在吸水管发生淤堵时可利用气压对管道进行清淤，很好的解决了排水管道发生淤堵时无法清淤的问题。

附图说明

图1是本发明一种增氧防堵暗管排水系统的田间布置图；

图2是本发明一种增氧防堵暗管排水系统的纵向剖视图。

图中，1.吸水管，2.吸水孔眼，3.集水管，4.集水坑，5.控制阀门，6.电动气泵，7.总控制阀门，8.纵向加气管道，9.横向加气管道，10.排水管，11.排水沟。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种增氧防堵暗管排水系统，结构如图1、图2所示，由暗管排水系统和加气增氧系统组成，主要包括吸水管1、集水管3、集水坑4、排水管10、排水沟、电动气泵6、纵向加气管道8、横向加气管道9、控制阀门5。

吸水管1采用直径为10-20cm的带有孔眼的波纹塑料管，集水管3、纵向加气管道8、横向加气管道9采用直径为20-30cm的pvc管，电动气泵6采用压力范围为0.6-20mpa的可调节气泵，控制阀门5采用自动单夹式闸阀，电动气泵6和控制阀门5由太阳能供电系统统一供电。

吸水管1均匀分布在大田中，最大程度的满足农田的排水要求。土壤滞水通过吸水管1进入集水坑4中，水中的泥沙沉淀至集水坑4底部，当集水坑4中水位达到集水管3所在高度时，水流向下游集水坑4汇集，最终通过排水管10流入排水沟11内。为确保吸水管1中的水流能自动排出，其纵坡比降设置在1/100-1/1500范围内。

吸水管1与加气管道的直径一般相等，采用等径三通相连。加气管道按设置方向分为横向加气管道9和纵向加气管道8，吸水管1末端直接与横向加气管道9相连，再通过纵向加气管道8与电动气泵6相连，吸水管1首端在集水坑4处与集水管3交汇，控制阀门5设在吸水管1与集水坑4相连处。

在纵向加气管道8上设有总控制阀门7，能很好地实现对管道压力的控制与调节。

在暗管排水系统的基础上增加了加气增氧系统，在不排水时期，通过电动气泵为排水暗管加气，一方面可以增加土壤空气，改善土壤通气性，另一方面可以利用气压对管道进行清淤，丰富了排水系统的功能。

本发明一种增氧防堵暗管排水方法，具体过程为：在排水时各吸水管1首端的控制阀门5处于打开状态，土壤中多余的水分通过吸水孔眼2进入均匀分布在田间的吸水管1，并在重力作用下向集水坑4汇聚，当集水坑4中水位高于集水管3时，水流自动向下游集水坑4流动，最终通过排水管10流入排水沟11中；

当吸水管1中发生淤堵时，打开电动气泵6向纵向加气管道8中加气，电动气泵6气压控制在8-12mpa范围内，利用总控制阀门7进行分压，控制横向加气管道9中的压力，在清淤的过程中可以通过调节各个控制阀门5的开度来控制吸水管1中的压力；

在气压的冲击下吸水管1中的淤积物向集水坑4中移动，淤积物在集水坑4中沉淀以后进行处理；

在淤积严重时可调节电动气泵6的气压，在加气管道中产生频率为每分钟30次的脉冲式气流，脉冲式气流的最大压力为15mpa，最小气压为5mpa；

同时可以通过调节控制阀门5打开的个数来分配各吸水管1中的气压，增强清淤效果。

当吸水管孔眼2发生堵塞时，关闭所有控制阀门5，打开电动气泵6并调节气压，压力大小控制在5-8mpa范围内，在气压的作用下吸水管1孔眼中的堵塞物被冲开，保证了排水系统的正常工作。

清淤清堵工作结束时关闭电动气泵6，打开所有控制阀门5，系统进入正常排水状态。

当土壤通气性较差时，首先按照前面的步骤对吸水管1和孔眼2进行清淤清堵，保证加气增氧的效果，然后关闭所有控制阀门5，打开电动气泵6并调节气压，此时气压不宜过大，应控制在3-5mpa范围内，加气时间控制在0.5-1h内，气压通过横向加气管道9均匀分配到各吸水管1中，管道中的空气通过孔眼2不断进入土壤，并通过土壤孔隙向田间传输，调节了土壤的水气状况，改善土壤通气性。加气增氧工作结束时关闭电动气泵6，打开所有控制阀门5，系统进入正常排水状态。

本发明一种增氧防堵暗管排水系统的特点为，丰富了暗管排水系统的功能，很好的解决了暗管排水淤积堵塞的问题，同时能够调节土壤水气状况，增加作物根际溶氧量，在满足农田排水要求的同时为作物生长发育创造了良好条件。