专利名称：渗水块体、渗灌器及渗灌方法
技术领域：
本发明涉及农林灌溉用渗灌器，尤其涉及一种渗水块体、渗灌器及渗灌方法。
背景技术：
农林业节水灌溉技术，可以分为三类地上节水灌溉(例如喷灌)、地表节水灌溉(例如滴灌、渗灌，或者进而膜下的滴灌、渗灌)，及地下节水灌溉(例如地下渗灌带灌溉、渗灌头灌溉、渗灌绳灌溉、渗灌罐灌溉等)。
地表的渗灌、滴灌装置，常用于地下，地下的渗灌装置也常用于地表。
地下的渗灌装置用于地表，一般不存在有效运行的技术问题，但是存在成本和节水的效率问题。
地表的滴灌渗灌装置用于地下，都存在泥沙堵塞和植物根系向水生长对渗水孔的堵塞问题。
地下渗灌，相对于地上、地表的节水灌溉而言，有着巨大的减少蒸发的优势。特别是对于多年生的深根系的植物，地表节水灌溉的水滴在渗入植物根系土层的过程中，大量蒸发，灌溉的节水效率低。
但是地下渗灌的最大问题，是泥沙和植物根系对渗水孔的堵塞问题。为解决这一问题产生了大量的专利和技术。这些专利和技术，保持不堵塞的状态的时间有长有短，施工过程有难有易，对植物株距和根系深度的要求的适应性有强有弱，对于坡地地下灌溉的适用性有强有弱，装置的成本有高有低。
发明内容
本发明的目的是提供一种渗水块体、渗灌器及渗灌方法。
渗水块体表面设有交错滞流的通水流道，所述的渗水块体的外包络轮廓为圆柱体，或椭圆柱体，或多边形柱体，或圆角多边柱体。
渗灌器具有导水渗灌管，在导水渗灌管内设有渗水块体，在渗水块体表面设有交错滞流的通水流道，在导水渗灌管的末端具有一道或多道切口。
渗灌器的地下渗灌方法渗灌器一端接到来水支管中，渗灌器的导水渗灌管具有切口的一端送入植物根系区域，通过采用改变水渗灌管中的渗水块体长度，来适应土地坡度的变化，当水或者液体肥料从来水支管进入渗灌器后，通过块体表面交错滞流的通水流道，流入渗灌器的导水渗灌管的具有切口的一端，渗入植物根系区的土壤。
本发明的优点是结构简单、安装方便，灌溉液体直接送入植物根系土层，灌溉效果好，从植物根系上层土壤的蒸发损失是水分极少，有效地解决了野外地表灌溉(包括喷灌、滴灌、渗灌)的大量水分蒸发问题，同时从根本上解决了地下渗灌装置的外部泥沙的堵塞问题，以及植物根系生长向水性所造成的渗灌器的堵塞问题。同时，能够灵活地适用于不定株距的地下渗灌要求；通过渗水块体柱面上交错滞流的通水流道不同长度的设置，适用于坡地(例如山地)的地下渗灌的要求；通过更换导水渗灌管的长度，可以把干旱地区的植物的根系引向更深的潮润地层，解决干旱地区树木的成活问题。当然，这个渗灌器也可以用于地表滴灌，此时套在渗水块体上的导水渗灌管很短，稍长于渗水块体就行。它可以广泛应用于农业、林业等节水灌溉领域。
图1是渗灌器结构示意图；图2是渗灌器内的渗水块体结构示意图；图3是渗水块体柱面上从流道两侧基岸交错伸向流道中线的滞流凸块形状示意图；图4是渗水块体的剖面图；图5是本实用新型渗水块体上的流道两侧基岸较近的示意图。
图6是环绕在渗水块体柱面上的交错滞流的消能流道的正交结构示意图；图7是环绕在渗水块体柱面上的交错滞流的消能流道的斜交结构示意图。
图8是本实用新型的一种实施方法的示意图；具体实施方式
如图1所示，地下灌溉渗灌器具有导水渗灌管1，在导水渗灌管1内设有渗水块体2，在渗水块体2的表面设有交错滞流的通水流道3。
如图2、图3所示，渗水块体2的外包络轮廓为圆柱体，或椭圆柱体，或多边形柱体，或圆角多边形柱体。交错滞流的通水流道3从流道两侧基岸4设有交错伸向流道中线的滞流凸块5，流道中线上的点到流道两侧基岸4的距离相等。
如图5所示，通水流道两侧基岸4之间的距离，可以并且通常小于图2所示的流道的两侧基岸之间的距离。
如图4所示，所述滞流凸块5的形状为锯齿状、三角形状、宝剑头部型状、矩形状、梯形状或圆弧形状中的一种或几种组合或合成。组合是指一部分滞流凸块5采用其中的一种形状，另外一部分采用另外一些形状。合成是指一个滞流凸块5本身由一个形状的一部分与另一个形状的一部分组成，例如，滞流凸块5的头部是圆弧而连接头部下面的的是矩形。
如图2、图4所示，从通水流道基岸4伸向流道中线的滞流凸块5的形状虽然不同，但是都会使流道中的液体在流动中产生向两侧基岸的摆动，从而起到滞流、消能、减压的作用。
交错滞流的通水流道3布置在渗水块体2的柱面上，有两种方式图1、图2、图5所示的是一种类型的布置方式，其特点是，交错滞流的通水流道3的中线与柱型渗水块体2的轴线方向一致，即平行。具体的布置方式是，从渗水块体2的一端开始，在渗水块体柱面上沿渗水柱体的轴线方向布置，布置到另一端后，折返前，要在渗水块体的柱面上沿一个固定的方向转一个圆周角度，例如90度，然后再在渗水块体柱面上沿渗水柱体的轴线方向返回起始端，接着，再转一个圆周角，例如90度，再沿渗水柱体的轴线方向，布置到出水端。如果交错滞流的通水流道3在渗水柱体表面上往返偶数次，就还要布置一条直线引水道，将流道中的液体引向出水端，直线引水道设在渗水块体2的表面或在渗水块体2体内。设在渗水块体体内的直线引水道，当然必须与返回道起始端的交错滞流的通水流道3连通，这样才能达到将流道中的液体引向出水端的目的。设在渗水块体体内的直线引水道，又称为内引水道，或内流道。
图6、图7所示的是第二种类型的布置方式，其特点是，交错滞流的通水流道的中线与柱型渗水块体2的轴线斜交，或正交，即不平行，也就是说，交错滞流的通水流道3是环绕在柱型渗水块体2的表面上的，从渗水柱体的一端开始，一圈一圈地绕到柱体的另外一端。
交错滞流的通水流道3在渗水块体2的柱面上环绕的方式，也有两种图7所示的是流道中线9或其切线与柱型渗水块体2的轴线是斜交的，即其异面角小于或大于90度。
图6所示的是流道中线8或其切线与柱型渗水块体2的轴线是正交的，即其异面角等于90度。这种布置的流道中线在绕渗水块体2接近一周时，要向出水端移位，使交错滞流的通水流道3能够绕到渗水块体的出水端。
对于上述设计好的渗水块体2，可以把起始端和出水端颠倒过来使用。
如图1所示，渗水块体2装入导水渗灌管1时，离导水渗灌管1的一端近，离另一端远；导水渗灌管1的远离渗水块体2的一端具有一道或多道切口6。
本发明的核心产品是渗水块体2，及由它和紧密套在它外部的、一端切有开口的导水渗灌管1组成的渗灌器。渗水块体所用材料为塑料类材料或可以注塑成型的材料或可以浇灌成型的材料或可以冲压成型的材料。水渗灌管的材料为塑料类材料或橡胶类材料或可以制造成具有弹性的管道的材料。
渗水柱体上的交错滞流的消能水道3只有在导水渗灌管1紧密地套在渗水块体2上之后，才起作用的。此时，灌溉水或恰当浓度的液体肥料，就可以从导水渗灌管的一端，进入渗水块体表面上的交错滞流的流道，通过流道两侧基岸4伸向流道中线的滞流凸块5的阻碍消能作用，均匀地通过渗水块体，沿着导水渗灌管，直接达到植物的根部区域。
如图8所示，将渗灌器的接近渗水块体2的一头，接到来水支管10中，来水支管10可以铺于地表，可以平埋于地下，在温室环境中还可以把来水支管悬空挂起来；将渗灌器的切有开口6的另一头，即远离渗水块体的一头，送入植物根系区域。当灌溉水或者液体肥料，从来水支管进入渗灌器后，通过渗水块体2表面交错滞流的通水流道3进行减压消能后，或者直接流入导水渗灌管1的下端，或者经渗水块体的内引水道或渗水块表面的引水道，流入导水渗灌管1的下端，从导水渗灌管的末端和末端的切口渗入植物根系区的土壤，达到实施精准灌溉的目的。同时，由于渗水管中的渗水块体处于较高位置，不会直接与土壤接触，因此不存在被外部泥沙堵塞的问题，同时，也不会被植物根系的生长堵塞，因为植物根系的生长虽然有向水性，同时也有向心(地心)性，不会长距离地逆地心向上生长，因此，植物根系不会逆地心生长到渗水块体的位置，把渗水块体渗水口堵塞。这是其他许多技术方案难以解决的问题。
在施工时，处于植物根系区域的导水渗灌管1的末端可能会有泥沙(泥土)进入，但是不会进入到远离导水渗灌管末端的渗水块体2上，因而不会形成泥沙堵塞渗水块体出水口的局面。但是，在施工中进入导水渗灌管的末端的泥沙却可能减缓导水渗灌管内的液体渗到植物根部的速度，因此，本发明中还有一项重要的设计在渗灌器的导水渗灌管末端具有一道或若干条口子，以确保导水渗灌管中的液体及时渗到植物的根部。
在干旱地区为了使植物，例如树木成活，在植株较小时，导水渗灌管的末端(有切口端)可以伸入地下浅一些(与较小植株的根系区对应，略在根系区的下方)，当植株长大后，可以灵活地更换导水渗灌管的长度，将末端埋入长大后植株的根系区下方，利用植物根系的向水性，把干旱地区的植物的根系引向地下深层的潮润地层，解决干旱地区树木的成活问题。本发明有明显的节水成效。
在山地或有坡度的土地上使用本发明时，渗灌器一端接到来水支管中，渗灌器的导水渗灌管1具有切口的一端送入植物根系区域，采用改变水渗灌管1中的渗水块体2长度，来改变渗水块体消能减压的作用大小，以适应土地坡度的变化，达到在山地上使用时，导水渗灌管末端流出的水量基本相等的目的。
本发明的渗灌器也可以用于地表滴灌、渗灌。把套在渗水块体上的导水渗灌管1缩短到稍长于渗水块体2，置于地表，就可以进行地表滴灌、渗灌了。它同样有不易堵塞的优势。
权利要求
1.一种渗水块体，其特征在于，渗水块体(2)表面设有交错滞流的通水流道(3)，所述的渗水块体(2)的外包络轮廓为圆柱体，或椭圆柱体，或多边形柱体，或圆角多边形柱体。
2.根据权利要求1所述的一种渗水块体，其特征在于，所述的交错滞流的通水流道(3)从流道两侧基岸(4)设有交错伸向流道中线(7)的滞流凸块(5)，流道中线(7)上的点到流道两侧基岸(4)的距离相等，所述滞流凸块(5)的形状为锯齿状、三角形状、宝剑头部型状、矩形状、梯形状或圆弧状中一种或几种组合或合成。
3.根据权利要求1所述的一种渗水块体，其特征在于，所述的交错滞流的通水流道(3)沿渗水柱体的轴线方向往返奇数次或偶数次，往返偶数次的交错滞流的通水流道(3)，还设有一条直线引水道，该引水道设在渗水块体(2)的表面或在渗水块体(2)的体内。
4.根据权利要求1所述的一种渗水块体，其特征在于，所述的交错滞流的通水流道(3)环绕在渗水柱型块体(2)的表面上，流道中线(9)或其切线与柱型渗水块体(2)的轴线斜交，即其异面角小于或大于90度，或与柱型渗水块体(2)的轴线正交，即其异面角等于90度，后者的流道中线(8)在环绕渗水块体(2)接近一周时，向出水端移位。
5.一种地下灌溉渗灌器，其特征在于它具有导水渗灌管(1)，在导水渗灌管(1)内设有渗水块体(2)，在渗水块体(2)表面设有交错滞流的通水流道(3)。
6.根据权利要求5所述的一种地下灌溉渗灌器，其特征在于，所述的渗水块体(2)的外包络轮廓为圆柱体，或椭圆柱体，或多边形柱体，或圆角多边形柱体。
7.根据权利要求5所述的一种地下灌溉渗灌器，其特征在于，所述的交错滞流的通水流道(3)从流道两侧基岸(4)设有交错伸向流道中线的滞流凸块(5)，流道中线(7)上的点到流道两侧基岸的距离相等，所述滞流凸块(5)为锯齿状滞流凸块、三角形滞流凸块、宝剑头部型滞流凸块、矩形滞流凸块、梯形滞流凸块或圆弧滞流凸块中一种或几种组合或合成。
8.根据权利要求5所述的一种地下灌溉渗灌器，其特征在于，所述的交错滞流的通水流道(3)沿渗水柱体的轴线方向往返奇数次或偶数次，往返偶数次的交错滞流的通水流道(3)，还设有一条直线引水道，该引水道在渗水块体(2)的表面或在渗水块体(2)的体内；或者，所述的交错滞流的通水流道(3)环绕在渗水柱型块体(2)的表面上，流道中线(9)或其切线与柱型渗水块体(2)的轴线斜交，即其异面角小于或大于90度，或与柱型渗水块体(2)的轴线正交，即其异面角等于90度，后者的流道中线(8)在环绕渗水块体(2)接近一周时，向出水端移位。
9.根据权利要求5所述的一种地下灌溉渗灌器，其特征在于，所述导水渗灌管(1)的出水端具有一道或多道切口(6)。
10.一种使用如权利要求5所述渗灌器的地下渗灌方法，其特征在于，渗灌器一端接到来水支管中，渗灌器的导水渗灌管(1)具有切口的一端送入植物根系区域，通过采用改变水渗灌管(1)中的渗水块体(2)长度，来适应土地坡度的变化，当水或者液体肥料从来水支管进入渗灌器后，通过块体表面交错滞流的通水流道，流入渗灌器的导水渗灌管的具有切口的一端，渗入植物根系区的土壤。
全文摘要
本发明公开了一种渗水块体、渗灌器及渗灌方法。渗水块体具有柱型包络轮廓，在渗水块体表面设有交错滞流的通水流道。地下灌溉渗灌器具有导水渗灌管，在导水渗灌管内设有渗水块体，在渗水块体表面设有交错滞流的通水流道，在导水渗灌管的末端具有一道或多道开口。地下灌溉渗灌方法是渗灌器一端接到来水支管中，渗灌器的切有开口的一端送入植物根系区域，当液体从来水支管进入渗灌器后，通过渗水块体表面交错滞流的通水流道，流入渗灌器具有切口的一端，渗入植物根系区的土壤。本发明的优点结构简单、安装方便，直接埋入植物根系土层，灌溉效果好，减少了根系上层土壤的大量的蒸发，特别是不定株距和山地，也不影响本渗灌器的使用。
文档编号A01G29/00GK1736160SQ200510060480
公开日2006年2月22日 申请日期2005年8月25日 优先权日2005年8月25日
发明者马庆国, 马庆礼 申请人:马庆国