坡地径渗流生态集蓄灌溉系统的制作方法

本实用新型涉及坡地径渗流生态集蓄灌溉系统，属于农田水利技术领域。

背景技术：

我国大部分地区降雨存在季节分配不均现象，再者山丘区地形复杂，许多农田分散于山坡上，田高水低，农业灌溉用水困难，农田灌溉保证率较低，造成许多丘陵山区坡地季节性干旱，影响当地农民收入和阻碍农业的发展。

针对山丘区面临的季节性干旱问题，结合山丘区地形条件和降雨特点，许多技术已对坡地的农业灌溉设施问题进行了研究，例如中国科学院石家庄农业现代化研究所申请的公开号为CN1414188A的专利“一种坡地渗流积蓄方法及装置”，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布置半开放渗流集蓄管，将渗流引出并导入蓄水系统加以利用。此种方法及装置以收集地下渗流特别是坡地渗流为主，未充分考虑地表径流的利用，而地表径流是坡面集蓄雨洪的主要水资源，雨水收集利用率较低。

四川省农业科学院土壤肥料研究所申请的公开号为CN101933449A的专利“用于丘陵坡地的集雨节灌系统与方法”，一种用于丘陵坡地的集雨节灌系统，包括集雨塘或集雨沿、高位蓄水池、低位蓄水池、水泵和输水管，此系统是将蓄积地表径流的集雨塘或集雨沿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。该集雨节灌系统与方法需通过水泵从低处集雨塘或集雨沿提水至高位蓄水池，且需要在山丘高处修建大量蓄水池和铺设大量输水管来完成，此过程将耗费大量人力、动力和增加工程建设量，操作复杂，实际使用起来具有一定难度。

技术实现要素：

为了解决上述存在的问题，本实用新型公开了一种坡地径渗流生态集蓄灌溉系统，该系统通过截流截渗沟拦截地表径流和地下渗流到汇水沟中，再经拦污栅集蓄到具有沉沙和净化功能的蓄水池中，利用自然地势高差获得压力供应低处的农田进行自流灌溉，以缓解丘陵山区因降雨分布不均引起的季节性缺水干旱问题。其具体技术方案如下：

坡地径渗流生态集蓄灌溉系统，包括集雨面、截流截渗沟、汇水沟、拦污栅、蓄水池和灌溉输水管道，

所述集雨面布置在山丘区坡地的高处荒地上，截流截渗沟布置在集雨面上沿等高线上；截流截渗沟中的雨水均汇流到汇水沟中，在汇水沟内布置拦污栅，且汇水沟连接到蓄水池，蓄水池中的雨水通过灌溉输水管道输送到低处农田。

所述灌溉输水管道设有阀门。

在所述截流截渗沟靠近上坡一侧的边坡上依次布置反滤层和固定层，反滤层紧贴坡面布置，固定层紧贴反滤层布置并设有圆形小孔；

在所述截流截渗沟靠近下坡一侧的边坡布置下坡防渗层，在截流截渗沟沟底布置沟底防渗层；

在所述沟底防渗层靠近上坡的一侧布置截渗层，截渗层两端分别连接于沟底防渗层靠近上坡的一端和坡地不透水层。

拦污栅包括收集筐、栅条、挡板和支柱，所述拦污栅的挡板竖直布置在汇水沟横向断面上，收集筐布置在挡板下坡方向的汇水沟中并设有支柱支撑固定，支柱底端固定在汇水沟沟底，支柱顶端齐平，栅条一端固定在挡板上沿，栅条另一端固定在收集筐靠近挡板一侧的筐壁顶部。

所述蓄水池上部外壁设有环状沉沙池，环状沉沙池底部设有排沙孔，环状沉沙池外环壁设有进水口和溢水口；环状沉沙池中竖直布置有隔板，隔板的两竖直边缘依次与环状沉沙池环内壁和蓄水池外壁连接，蓄水池上部设有进水孔，进水口和进水孔依次位于隔板两侧；环状沉沙池上部布置带有圆形小孔的盖板，盖板两端依次固定在蓄水池外壁顶部和环状沉沙池环外壁顶部；蓄水池池体顶部设有顶盖。

所述汇水沟连接到蓄水池的进水口，蓄水池的下部侧壁设置有出水口，所述灌溉输水管的一端连接出水口，另一端通向低处农田。

所述截流截渗沟中的固定层上的圆形小孔呈规律均匀方位布置；截渗层连接沟底防渗层的端点低于连接不透水层的端点，截渗层与水平面夹角3～8度。

所述拦污栅中的挡板上沿低于汇水沟堤顶，挡板断面尺寸与挡板上沿以下部分的汇水沟横断面尺寸大小相同；收集筐筐壁顶部低于挡板上沿，收集筐由方格网制成；栅条与挡板的夹角70～80度。

所述环状沉沙池宽度与隔板宽度相同，进水口和进水孔两者位置均低于隔板上沿，进水孔位置低于溢水口位置。

所述盖板从蓄水池顶部边缘向下倾斜，盖板与蓄水池外壁夹角70～80度。

本实用新型的有益效果是：

（1）截流截渗沟不仅拦截地表径流，还通过反滤层和固定层收集山丘区坡地渗流，增加了水资源集蓄量，提高雨水利用率和降低坡地水流冲刷力。

（2）拦污栅借助水流冲力和重力作用使汇水沟中的枯枝、落叶等悬浮污染物与水流分离，进而收集水中污染物到收集筐中，收集筐中的污染物可定期进行清理，拦污栅具有结构简单、长期有效、使用方便等特点。

（3）水流从进水口进入环状沉沙池，由蓄水池池体上的进水孔进入蓄水池中，降低来水速度和延长水流路径，便于泥沙沉降，省去单独设立沉沙池，节约工程施工量和占地面积。

（4）环状沉沙池上部的盖板上的圆孔可种植水生植物，通过植物吸收作用削减蓄水池中水源的污染因子浓度，净化水体。

（5）蓄水池对低处农田进行自流灌溉，节省人力动力，缓解低处农田灌溉用水困难程度。

附图说明

图1是实用新型实例的平面布局示意图，

图2是本实用新型截流截渗沟结构示意图，

图3是本实用新型拦污栅结构示意图，

图4是本实用新型蓄水池结构示意图，

图5是本实用新型蓄水池俯视结构示意图，

图中：1-集雨面、2-截流截渗沟、21-反滤层、22-固定层、23-下坡防渗层、24-沟底防渗层、25-截渗层、3-汇水沟、4-拦污栅、41-挡板、42-收集筐、43-支柱、44-栅条、5-蓄水池、51-环状沉沙池、52-盖板、53-进水口、54-隔板、55-进水孔、56-溢水口、57-排沙孔、58-出水口、59-顶盖、6-灌溉输水管道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型。应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

图1是实用新型实例的平面布局示意图，结合附图可见，本坡地径渗流生态集蓄灌溉系统，包括集雨面、截流截渗沟、汇水沟、拦污栅、蓄水池和灌溉输水管道，所述集雨面布置在山丘区坡地的高处荒地上，截流截渗沟布置在集雨面上沿等高线上；截流截渗沟中的雨水均汇流到汇水沟中，在汇水沟内布置拦污栅，且汇水沟连接到蓄水池，蓄水池中的雨水通过灌溉输水管道输送到低处农田。所述灌溉输水管道设有阀门。雨水降落到集雨面后，通过截流截渗沟汇流到汇水沟，并通过拦污栅过滤净化，进入蓄水池，蓄水池中的雨水通过灌溉输水管道灌溉农田。

图2是本实用新型截流截渗沟结构示意图，结合附图可见，所述截流截渗沟靠近上坡一侧的边坡上依次布置反滤层和固定层，反滤层紧贴坡面布置，固定层紧贴反滤层布置并设有圆形小孔；所述截流截渗沟靠近下坡一侧的边坡布置下坡防渗层，在截流截渗沟沟底布置沟底防渗层；所述沟底防渗层靠近上坡的一侧布置截渗层，截渗层两端分别连接于沟底防渗层靠近上坡的一端和坡地不透水层。

图3是本实用新型拦污栅结构示意图，结合附图可见，拦污栅包括收集筐、栅条、挡板和支柱，所述拦污栅的挡板竖直布置在汇水沟横向断面上，收集筐布置在挡板下坡方向的汇水沟中并设有支柱支撑固定，支柱底端固定在汇水沟沟底，支柱顶端齐平，栅条一端固定在挡板上沿，栅条另一端固定在收集筐靠近挡板一侧的筐壁顶部。拦污栅拦截雨水中的悬浮物和粗大树叶。

图4是本实用新型蓄水池结构示意图，图5是本实用新型蓄水池俯视结构示意图，结合附图可见，所述蓄水池上部外壁设有环状沉沙池，环状沉沙池底部设有排沙孔，环状沉沙池外环壁设有进水口和溢水口；环状沉沙池中竖直布置有隔板，隔板的两竖直边缘依次与环状沉沙池环内壁和蓄水池外壁连接，蓄水池上部设有进水孔，进水口和进水孔依次位于隔板两侧；环状沉沙池上部布置带有圆形小孔的盖板，盖板两端依次固定在蓄水池外壁顶部和环状沉沙池环外壁顶部；蓄水池池体顶部设有顶盖。蓄水池起到蓄水的作用。

所述汇水沟连接到蓄水池的进水口，蓄水池的下部侧壁设置有出水口，所述灌溉输水管的一端连接出水口，另一端通向低处农田。

所述截流截渗沟中的固定层上的圆形小孔直径2cm且呈正三角形方位布置；截渗层连接沟底防渗层的端点低于连接不透水层的端点，截渗层与水平面夹角3～8度。

所述拦污栅中的挡板上沿低于汇水沟堤顶，挡板断面尺寸与挡板上沿以下部分的汇水沟横断面尺寸大小相同；收集筐筐壁顶部低于挡板上沿，收集筐由1cm×1cm方格网制成；栅条与挡板的夹角70～80度；栅条间距2cm。

所述环状沉沙池宽度与隔板宽度相同，进水口和进水孔两者位置均低于隔板上沿，进水孔位置低于溢水口位置。

所述盖板从蓄水池顶部边缘向下倾斜，盖板与蓄水池外壁夹角70～80度，盖板上的圆形小孔直径1cm。

山丘区坡地的高处林草地上因降雨形成的地表径流和地下渗流会向低处流动，当地表径流和地下渗流流到具有反滤层21、固定层22、下坡防渗层23、沟底防渗层24、截渗层25结构的截流截渗沟2时会被拦截，其中地下渗流通过反滤层21和固定层22流到截流截渗沟2，连接于不透水层的截渗层25增加了地下渗流量。各条截流截渗沟2拦截的水汇流到汇水沟3中，水在汇水沟3中不断增多并继续流向低处。水流在汇水沟3中遇到拦污栅4的挡板41时发生壅起、水面抬高现象，当汇水沟3中水位超过挡板41高度时，水流会从挡板41上沿由栅条44间隙中落回汇水沟3中，而悬浮物借助水流冲力和重力作用向下推移进入到收集筐42，实现水污分离的功能，收集筐42中的杂物可在非降雨时间定期清理。经过拦污处理的水流经进水口51进入到环状沉沙池51中，水流因隔板作用会顺着环状路径流到隔板54另一侧的进水孔55进入蓄水池内5。在流动过程中水流速度下降和路径增加使水中泥沙沉降，泥沙可定期开启排沙孔57人工清理。当蓄水池5蓄满水后，水可直接经环状沉沙池51由溢水口56流走，而不进入蓄水池5池体内。环状沉沙池51上部的盖板52上面设有圆形小孔，水芹等水生植物可在小孔中生长，削减水中污染因子浓度，植物的残枝落叶可顺着具有倾斜度的盖板52排离。顶盖59可防止污染物进入蓄水池5内，起到保护水源作用。蓄水池5中的水经出水口58流到灌溉输水管道6中，当进行灌溉时打开灌溉输水管道6上的阀门对低处农田进行自流灌溉。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。