一种农业水土改良灌溉排水系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种农业水土改良灌溉排水系统，所述系统的建造过程如下：盐碱地整平，在田间沿地面坡度开挖管沟，沟坡度0.5％-5％。沟间距10-30m，沟宽10-60cm；深度50-200cm，沟底部垫5-10mm细砂，硬管直径10-30cm，管身打孔，孔直径2-5mm，空隙占管体表面积的2-10％；再在管身外侧包裹2-5层透水土工织物，然后将硬管放在铺好垫层的沟中，位于地势高的一头露在地面20-30cm，管头加盖，防止进杂物，铺在沟中硬管上填5-10mm细砂10-30cm，防止管孔堵塞，用土将沟填平压实。本发明的排水系统，排水效率高，除盐效率显著提高，技术的可控性加强，即充分发挥滴灌是局部灌溉技术，可以大幅节水的优势，又可以减少排水系统的占地面积，同时提高除盐效率。
【专利说明】一种农业水土改良灌溉排水系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及农业水利工程领域，具体涉及一种农业水土改良的灌溉排水系统。
【背景技术】
[0002]新疆是我国盐溃化土壤面积最大、盐分组成类型最多的省区，有“世界盐碱土博物馆之称”。新疆盐碱土的总面积占全国盐碱土面积的22%。现有耕地中受不同程度盐化危害的面积占总耕地面积的30%，占低产田面积63%，其中，受中、重度盐溃化威胁的低产田占总耕地的22 。
[0003]在新疆干旱区，滴灌技术与地膜覆盖技术有机结合形成膜下滴灌技术，取得了良好效果，随后，膜下滴灌技术又在盐碱地上试验应用。由于膜下滴灌特有的界面特征，表现出在水盐运行环境、运移变化、脱盐程度等方面与传统灌溉方式的明显不同，节水、增产、增效、脱盐综合效益明显，一度使盐溃化土地作物产量迅速提高。很快膜下滴灌技术作为一种先进的节水技术在新疆大规模推广。但是随着新疆大规模膜下滴灌技术的推广，很多地灌农田排水系统被填平，一些采用膜下滴灌的灌区地下水位再度上升，土壤盐碱化趋势开始加重。同时大量生产实践调查结果显示，膜下滴灌技术长期(6-8年)连作后，农田土壤返盐导致棉花产量下降。由此出现了滴灌条件下的土壤盐溃化问题。
[0004]基于该现象的产生，众多学者进行了调查研究，发现滴灌小定额灌水特点及滴灌系统的无排条件导致该现象的产生。首先，膜下滴灌技术只是小定额的连续供水，易将盐分从作物根系驱赶向旁侧和较深的土壤层次，且滴灌不产生深层渗透，难以利用灌溉水淋洗盐分到地下水中去，盐分只能存在于土层里而无法消除，虽然覆膜滴灌条件下通过水盐调控对土壤盐碱分布具有改善作用，但是田间大量的盐分累积依然存在，没有了排水系统，膜下滴灌农田土壤中的盐分就没有减少的途径，只是在土壤内部重新分布，盐分总量没有减少，可能还会增加。因而在滴灌条件下只能解决驱盐问题，使耕层形成盐类淡化层，短时期内保证作物能正常生长，但土壤脱盐和积盐这对矛盾始终存在。另外，在灌溉高峰期，密集的滴灌灌溉同样会导致地下水位上升，而未设置排水系统的农田水分无排泄出路，在强烈的蒸发条件下，势必造成盐分的上移。土壤盐碱化的威胁始终存在。
[0005]目前，我国排水系统主要有明沟排水系统、暗管排水系统和竖井排水系统。传统的排水系统均是在裸地情况下对大田进行漫灌，使土壤水分达到饱和状态，然后土壤盐分溶解到水中形成饱和入渗排入排水沟(管)，达到排盐的目的。此类排水可以有效排除土壤的盐碱，但是有诸多缺点，一是该技术会造成大量的地面蒸发和深层渗漏，大量浪费水资源，在新疆干旱区不适应，而是该技术对季节要求高，必须在春季播种前或者秋季收获后进行，前者有可能影响春耕，后者又有冬季返盐的危险。就明沟排水系统合暗管排水系统来看，明沟排水系统普遍存在着边坡坍塌和沟底淤积问题。暗管排水占地少、排水效果好、容易控制等特点，和明沟排水相比较有一定优势。
【发明内容】
[0006]针对目前新疆节水技术普及特点，发明一种节水灌溉技术条件下降水除盐的系统，既发挥节水优势，又提高治理盐碱化效果，有重要实践意义。
[0007]本发明涉及一种农业水土改良灌溉排水系统，盐碱地整平，在田间沿地面坡度开挖管沟，沟坡度0.5% -5%，沟间距10-30m，沟宽10_60cm ;深度50_200cm，沟底部垫5_10mm细砂，硬管直径10-30cm，管身打孔，孔直径2-5mm，空隙占管体表面积的2-10% ;然后再在管身外侧包裹2-5层透水土工织物，然后将硬管放在铺好垫层的沟中，位于地势高的一头露在地面20-30cm，管头加盖，防止进杂物，铺在沟中硬管上填5-10mm细砂10-30cm，防止管孔堵塞，用土将沟填平压实。春季播种前铺膜，布置田间滴灌系统。4月10-20日之间利用滴灌灌水，灌水定额为80-120m3/亩，田间土壤达到饱和，暗管形成排水；5-10天后，田间土壤墒情适宜播种后进行播种，待出苗后每7-12天灌水一次，灌水定额为30-50m3/亩，至当年8月下旬，到10月下旬作物收获后，在进行一次滴灌灌溉，灌溉定额80-120m3/亩。次年春季开始灌溉前，在位于地势高的一头露在地面20-30cm的硬管中注水，硬管中水流速度大于5m/s，冲洗淤泥。
[0008]本发明的排水系统，排水效率高，除盐效率显著提高，技术的可控性加强，充分发挥滴灌是局部灌溉技术，可以大幅节水的优势。
【具体实施方式】
[0009]在下文中，现在将更充分地描述本发明，示出了各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应该解释为局限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的，并将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。
[0010]盐碱地整平，在田间沿地面坡度开挖管沟，沟坡度0.5% -5%。沟间距10-30m，沟宽10-60cm ;深度50-200cm，沟底部垫5_10mm细砂，硬管直径10_30cm，管身打孔，孔直径2-5_，空隙占管体表面积的2-10% ;然后再管身外侧包裹2-5层透水土工织物，然后将硬管放在铺好垫层的沟中，位`于地势高的一头露在地面20-30cm，管头加盖，防止进杂物，铺在沟中硬管上填5-10mm细砂10-30cm，防止管孔堵塞，用土将沟填平压实。春季播种前铺膜，布置田间滴灌系统。4月10-20日之间利用滴灌灌水,灌水定额为80-120m3/亩，田间土壤达到饱和，暗管形成排水；5-10天后，田间土壤墒情适宜播种后进行播种，待出苗后每7-12天灌水一次，灌水定额为30-50m3/亩，至当年8月下旬，到10月下旬作物收获后，在进行一次滴灌灌溉，灌溉定额80-120m3/亩。次年春季开始灌溉前，在位于地势高的一头露在地面20-30cm的硬管中注水，硬管中水流速度大于5m/s，冲洗淤泥。
[0011]具体地，可以进行如下选择:盐碱地整平，在田间沿地面坡度开挖管沟，沟坡度
0.5% -5%。沟间距20m，沟宽40cm ;深度150cm，沟底部垫IOmm细砂，硬管直径30cm，管身打孔，孔直径5_，空隙占管体表面积的10%;然后再管身外侧包裹4层透水土工织物，然后将硬管放在铺好垫层的沟中，位于地势高的一头露在地面30cm，管头加盖，防止进杂物，铺在沟中硬管上填IOmm细砂30cm，防止管孔堵塞，用土将沟填平压实。春季播种前铺膜，布置田间滴灌系统。4月20日利用滴灌灌水,灌水定额为120m3/亩，田间土壤达到饱和，暗管形成排水；10天后，田间土壤墒情适宜播种后进行播种，待出苗后每12天灌水一次，灌水定额为40m3/亩，至当年8月下旬，到10月下旬作物收获后，在进行一次滴灌灌溉，灌溉定额120m3/亩。次年春季开始灌溉前，在位于地势高的一头露在地面30cm的硬管中注水，硬管中水流速度为5m/s，冲洗淤泥。结果发现当年土壤盐分平均下降15%。
[0012]主要创新点:
[0013]1、排水效率不同，以往的暗管排水技术均是裸地漫灌，土壤水分既有蒸发也有入渗，水分入渗比例小，进行的覆膜暗管排水和裸地的暗管排水试验表明，灌水量为120m3/亩时，覆膜暗管排水是裸地的暗管排水水量2倍以上。
[0014]2、除盐效果不同，与裸地相比较膜下滴灌技术减少了土壤蒸发量，根据水盐运动原理“盐随水来、盐随水去”，土壤中的盐分主要通过土壤的饱和入渗排入暗管中，进行的覆膜暗管排水和裸地暗管排水的土壤除盐试验表明，经过一年运行，覆膜暗管排水土壤的盐碱含量由12g/kg，减少到4g/kg，而裸地暗管排水土壤的盐碱含量由12g/kg，减少到8.6g/kg，膜下滴灌暗管排水技术的除盐效率显著提高。
[0015]3、技术的可控性加强，膜下滴灌技术的暗管排水与裸地相比较的暗管排水，可以根据种植季节和作物的需要，进行按量按季节调节灌水和排水，当土壤盐分高不能满足作物生长(如苗期)，灌水量加大，水量达到土壤饱和时形成排水，当土壤盐分降低到可控范围时，仅仅灌溉作物所需水量，充分发挥滴灌是局部灌溉技术，可以大幅节水的优势。
[0016]灌水量为120m3/亩时，覆膜暗管排水是裸地的暗管排水水量2倍以上。
[0017]以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。本发明可以有各种合适的更改和变化。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。
【权利要求】
1.一种农业水土改良灌溉排水系统，其特征在于: 所述系统的建造过程如下:盐碱地整平，在田间沿地面坡度开挖管沟，沟坡度0.5% -5%。沟间距10-30m，沟宽10_60cm ;深度50_200cm，沟底部垫5_10mm细砂，硬管直径10-30cm，管身打孔，孔直径2-5mm，空隙占管体表面积的2-10% ;然后再管身外侧包裹2_5层透水土工织物，然后将硬管放在铺好垫层的沟中，位于地势高的一头露在地面20-30cm，管头加盖，防止进杂物，铺在沟中硬管上填5-10mm细砂10_30cm，防止管孔堵塞，用土将沟填平压实。
2.如权利要求1所述的一种农业水土改良灌溉排水系统，其特征在于: 上述建造过程中的参数选择具体为:沟间距20m，沟宽40cm ;深度150cm，沟底部垫IOrmm细砂，硬管直径30cm，管身打孔，孔直径5mm，空隙占管体表面积的10% ;然后再管身外侧包裹4层透水土工织物，然后将硬管 放在铺好垫层的沟中，位于地势高的一头露在地面30cm，铺在沟中硬管上填IOmm细砂30cm。
3.如权利要求1或2所述的一种农业水土改良灌溉排水系统的使用方法，其特征在于:设春季播种前铺膜，布置田间滴灌系统；4月10-20日之间利用滴灌灌水，灌水定额为80-120m3/亩，田间土壤达到饱和，暗管形成排水；5-10天后，田间土壤墒情适宜播种后进行播种，待出苗后每7-12天灌水一次，灌水定额为30-50m3/亩，至当年8月下旬，到10月下旬作物收获后，在进行一次滴灌灌溉，灌溉定额80-120m3/亩；次年春季开始灌溉前，在位于地势高的一头露在地面20-30cm的硬管中注水，硬管中水流速度大于5m/s，冲洗淤泥。
4.根据权利要求3所述的一种农业水土改良灌溉排水系统的使用方法，其特征在于:上述方法中的参数选择具体为:4月20日利用滴灌灌水，灌水定额为120m3/亩，田间土壤达到饱和，暗管形成排水；10天后，田间土壤墒情适宜播种后进行播种，待出苗后每12天灌水一次，灌水定额为40m3/亩，至当年8月下旬，到10月下旬作物收获后，在进行一次滴灌灌溉，灌溉定额120m3/亩；次年春季开始灌溉前，在位于地势高的一头露在地面30cm的硬管中注水，硬管中水流速度为5m/s,冲洗游泥。
【文档编号】A01G25/06GK103477952SQ201310385182
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】刘洪光, 李明思, 何新林, 张凤华, 史尚渝, 陆华天 申请人:石河子大学