一种节水生态高效的塑料构件及其构成的农业灌溉渠道的制作方法

本实用新型涉及农业灌溉与排水工程技术领域，尤其涉及一种节水生态高效的塑料构件及其构成的农业灌溉渠道。

背景技术：

为加快推进农业现代化，建设生态文明，落实好“藏粮于地、藏粮于技”战略，要大规模建设高标准农田。“十二五”期间建成4亿亩，亩均粮食综合生产能力提高100公斤以上，“十三五”时期到2020年确保建成8亿亩、力争建成10亿亩高标准农田，不断提高粮、棉、油、糖等大宗农产品综合生产能力。

水利是农业的命脉，灌溉是提高粮食综合生产能力的根本保证。目前我国农业用水占总用水60％以上，灌溉水利用系数低下，严重制约二、三产业的发展。“十二五”末农田灌溉水利用系数仅0.53，“十三五”规划要求，到2020年灌溉水利用系数提高到0.55以上。到2030年灌溉水利用系数提高到0.6以上。

灌溉渠道防渗是提高灌溉水利用系数直接最有效的措施。传统的防渗渠道一般采用混凝土矩形、梯形及U型结构，目前应用非常广泛。现浇混凝土防渗渠道特点是施工质量好，防渗效果较好，但施工复杂，非常受气候条件限制，成本大且施工进度无法掌控。预制混凝土防渗渠道特点是可集中生产，受气候条件限制较小，成本比较大，但预制块普遍较小，接缝多，施工质量难以保证，渠道整体性差。

如《一种U型防腐塑料渠道构件及其构成的渠道》(专利号201520068195.3)所述工作过程：U型防腐塑料渠道构件依次连接而成，其中相邻的两个构件通过连接件6连接，在连接件6的内侧壁上和渠壁1的外侧壁上涂上防水胶后用螺丝将连接件6与渠壁1拧紧，依次连接构成渠道，该渠道嵌入农田土壤即可用于农田灌溉或排水。但单个构件长度1～2m，需要先将构件依次连接成渠道后，再将上述渠道嵌入农田，这将会使上述构件渠道太长，施工不便并造成渠壁与农田沟渠土壤契合度较差，在应用中仍存在较大缺陷。本实用新型提供的塑料构件及其构成的农业灌溉渠道工作过程：将首个构件嵌入已平整好的农田沟渠，相邻的另一构件的首端连接槽、凸翼缘搭接于首个构件的末端连接槽、凹翼缘并用螺栓将两构件拧紧，使施工灵活快捷，操作性强，并且在构件上安装盖板并覆土种植。

如专利号201520068717.X，名称为《一种轻型透塑料渠道构件及其构成的渠道》，其连接原理是：通过楔块7与凹槽8对齐放置，过楔块7与凹槽8间加上涂有防水胶的防渗片10并用塑料螺丝将其与楔块7和凹槽8拧紧，防渗片10有效的防止了构件连接处出现漏水的情况，利用楔块7与凹槽8连接，方便了构件的安装与拆卸，防渗片10近似等于构件断面。如专利号201520068741.3，名称为《一种轻型防腐末级塑料渠道构件及其构成的渠道》,其连接原理是：其中相邻的两个构件通过连接块与凹槽对齐放置，连接处外侧用防渗板涂上防水胶后用塑料螺丝将其与连接块和凹槽拧紧，将连接块、凹槽与防渗板重叠连接在一起并在防渗板上涂上防水胶，上述2个专利的连接方式都使用了连接件、防渗片或是防渗板，增加了组装的麻烦，本实用新型能够同时达到不增加上述的零部件达到相同的技术效果。且上述三个专利没有设置一个减小水分蒸发，进一步提高灌溉水利用系数，覆土种植符合生态理念与要求，适用于生态农业灌溉工程的装置。

本实用新型大大提高了灌溉水利用系数，实现了生态要求，简化了施工程序，提高了施工效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有混凝土防渗渠道的不足，提供一种节水生态高效的塑料构件及其构成的农业灌溉渠道，提高灌溉水利用系数和施工效率，实现生态的要求。

为实现上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种节水生态高效的塑料构件，主要包括渠壁、连接槽、凸翼缘、凹翼缘、竖肋、横肋、底座和盖板；所述塑料构件的断面呈U型，渠壁分为内渠壁、外渠壁与渠翼，内渠壁为灌溉水流通道，外渠壁、渠翼与农田沟渠紧密贴合；其特征在于：连接槽分为首端连接槽与末端连接槽，首端连接槽位于塑料构件首端，末端连接槽位于塑料构件末端；首端连接槽中间位置设置多个上螺孔，首端连接槽与渠翼连接处设置凸翼缘，首端连接槽与渠壁衔接处的外渠壁设置竖肋；末端连接槽中间位置设置多个下螺孔，末端连接槽与渠翼连接处设置凹翼缘，末端连接槽外渠壁边缘设置竖肋；渠壁两侧外渠壁上均设置横肋，并于底部外渠壁设置底座，两渠翼正中间位置均设置盖板脚槽；所述盖板嵌扣在渠翼上的盖板脚槽内。

进一步的，所述渠壁1为U型，渠壁下部为圆弧段、上部为直线段，圆弧段直径在160～1600mm范围内；直线段斜率为1：m，考虑水力最优断面及结构的稳定性，边坡系数m为0.25；塑料渠道每段长0.5～2m。

进一步的，所述塑料构件首端连接槽2的上螺孔、凸翼缘4与末端连接槽3的下螺孔、凹翼缘5，通过螺栓固定，共同组成塑料构件的连接装置。

进一步的，所述竖肋6与横肋7、底座8垂直交叉连接构成塑料构件的加固结构，竖肋6用于防止所述塑料渠道水平方向位移，横肋7用于防止所述塑料渠道铅直方向不均匀沉降，底座8位于外渠壁底部，对称分布，可平衡并稳定塑料构件。

进一步的，所述盖板9材质为塑料，由盖板脚11及盖板腔体12组成，四个盖板脚11嵌扣在所述塑料构件脚槽10内；腔体12内可覆土并种植草皮等植物。

灌溉渠道由塑料构件依次连接而成，通过塑料构件首端连接槽2、凸翼缘4与相邻塑料构件末端连接槽3、凹翼缘5连接，采用螺栓拧紧；并于塑料构件渠翼上增设盖板覆土种植。

连接槽上需要设置螺孔数量不少于8个；盖板腔体覆土深度在5～10cm。这里需要特别指出的是：设置盖板的目的是防止灌溉水蒸发，大大提高灌溉水利用系数，设置盖板覆土种植的目的则是为了实现生态的要求。

本实用新型提出的一种节水生态高效的塑料构件及其构成的农业灌溉渠道，由于其是由塑料构件按照一定顺序连接而成的灌溉渠道，改变了混凝土防渗渠道的常规设计和施工方法，产生如下有益效果：

1、本实用新型的渠壁是由塑料与紫外线吸收剂及抗氧化剂一起而制而成的断面为U型结构，符合水力最优断面及结构稳定要求，可以减少渠道侧壁压力，不易产生变形；抗老化塑料使得构件质量较轻、耐用且抗腐蚀；渠道壁光滑、糙率小，可较大程度提高过水能力，灌溉水利用系数很高，水量损失小，节约水资源，适用于农业灌溉工程。

2、构件渠翼增加盖板，减小水分蒸发，进一步提高灌溉水利用系数，覆土种植符合生态理念与要求，适用于生态农业灌溉工程。

3、每个渠道构件具有连接装置和加固结构，有效的保障渠道不易漏水和变形，且能够快速且简便地安装，容易拆卸、便于维护。

4、本实用新型结构简单，施工及养护方便，塑料构件及盖板可回收再利用，生态环保，安全性能好，适用范围广。

目前尚未在农业灌溉渠道上应用。采用塑料渠道代替混凝土防渗渠道，从而达到提高灌溉水利用效率，降低施工难度，加快施工进度，减少工程投资并实现生态要求。

与《一种U型防腐塑料渠道构件及其构成的渠道》(专利号201520068195.3)相比，本实用新型塑料构件具有更好的水流条件及结构稳定性，并且不需要单独设置连接件，各塑料构件相互独立，通过塑料构件首端连接槽、凸翼缘与相邻构件末端连接槽、凹翼缘连接，将农田沟渠铺筑过程变得非常简单便捷，大大提高了施工效率，具有更广阔的应用前景。同时在塑料构件渠翼上增设盖板并覆土种植，不仅进一步提高了灌溉水利用系数，而且符合生态理念与要求，适用于生态农业灌溉工程。

附图说明

图1：本实用新型的塑料构件首端视图；

图2：本实用新型的塑料构件末端视图；

图3：本实用新型的塑料构件横断面图；

图4：本实用新型的塑料构件平面图；

图5：本实用新型的塑料构件盖板细部图；

图6：本实用新型的塑料构件构成的灌溉渠道示意图。

图中：1-渠壁、2-首端连接槽、3-末端连接槽、4-凸翼缘、5-凹翼缘、6-竖肋、7-横肋、8-底座、9-盖板、10-盖板脚槽、11-盖板脚、12-盖板腔体。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

如图1-6所示，本实用新型公开了一种节水生态高效的塑料构件及其构成的农业灌溉渠道，其技术方案为：所述的塑料构件包括渠壁1、首端连接槽2、末端连接槽3、凸翼缘4、凹翼缘5、竖肋6、横肋7、底座8和盖板9；其特征在于：所述塑料构件的断面呈U型，渠壁1分为内渠壁、外渠壁与渠翼，内渠壁为灌溉水流通道，外渠壁、渠翼与农田沟渠紧密贴合；首端连接槽2中间位置设置多个上螺孔，首端连接槽2与渠翼连接处设置凸翼缘4，首端连接槽2与渠壁1衔接处的外渠壁设置竖肋6；末端连接槽3中间位置设置多个下螺孔，末端连接槽3与渠翼连接处设置凹翼缘5，末端连接槽3外渠壁边缘设置竖肋6；渠壁1两侧外渠壁上均设置横肋7并于底部外渠壁设置底座8，两渠翼正中间位置均设置盖板脚槽10；所述盖板9嵌扣在渠翼上的盖板脚槽10内。

所述的塑料构件的断面呈U型，底部圆弧半径r在80～800mm范围内，上部直线段与圆弧相切，斜率为1：m，考虑水力最优断面及结构的稳定性，边坡系数m为0.25，可保证构件的过水能力，减少构件侧壁压力，优化水流条件。构件的长度L在0.5～2.0m范围内，构件深H在0.3～1.0m范围内，H＝h1+h2，h1＝0.757r，构件渠壁厚度a在0.3～3cm范围内，首端连接槽与末端连接槽壁厚a/2，构件顶宽B＝1.562r+0.5H，构件渠翼宽度b在5～15cm范围内，厚度为a；所述渠壁1两翼正中间位置预留盖板脚槽10，脚槽长L2＝L/10，宽b1＝b/3。

所述的塑料构件渠壁1的两外侧壁上均设置有竖肋6和横肋7，底座8平行设置在渠壁1外侧的底部，竖肋6和横肋7、底座8垂直交叉连接构成塑料构件的加固结构，竖肋、横肋和底座厚度为a，构件末端连接槽处的竖肋6位于边缘，构件首端连接槽处的竖肋6位于L1位置处，L1在3～5cm范围内，横肋位于构件直线段中部位置，h3＝h2/2，底座位于渠底对称分布，距构件圆弧底r/2，可平衡并稳定所述塑料构件。加固结构可用于防止所述塑料渠道铅直方向不均匀沉降及水平方向位移，使塑料构件构成的灌溉渠道可靠、稳固。

所述的塑料构件由塑料与紫外线吸收剂及抗氧化剂一起压制而成，可防止构件因暴露在空气或浸泡在水中老化而致使其不能正常工作，渠翼、加固结构及底座可保护构件受外力的破坏，从而延长了构件的使用寿命，节约了成本。

所述盖板9材质为塑料，四个盖板脚11嵌扣在所述塑料构件脚槽10内；盖板腔体12内可覆土并种植草皮等植物，盖板脚11长L2/2，宽b1，盖板9外尺寸为长L-L1、宽B+b+b1；腔体12尺寸为长L-L1-2b1、宽B+b-b1，厚度为a，高h4在5～10cm范围内。

本实用新型的灌溉渠道制备过程：由塑料构件依次连接而成，主要包括如下步骤：

(1)将首个塑料构件嵌入已平整好的农田沟渠，相邻塑料构件首端连接槽2、凸翼缘4搭接于首个构件末端连接槽3、凹翼缘5，用螺栓将两构件的上螺孔与下螺孔拧紧；

(2)将所述盖板9的四个盖板脚11嵌扣在上述两构件盖板脚槽10内；

(3)对所述盖板腔体12进行覆土并种植草皮等植物。

(4)重复步骤(1)-(3)，直至灌溉渠道全部铺筑完成。

本实用新型的渠壁是由塑料与紫外线吸收剂及抗氧化剂一起而制而成的断面为U型结构，符合水力最优断面及结构稳定要求，可以减少渠道侧壁压力，不易产生变形；抗老化塑料使得构件质量较轻、耐用且抗腐蚀；渠道壁光滑、糙率小，可较大程度提高过水能力；构件渠翼增加盖板，减小水分蒸发，可进一步提高灌溉水利用系数，水量损失小，节约水资源，覆土种植符合生态理念与要求，适用于生态农业灌溉工程；每个塑料构件具有连接装置和加固结构，有效的保障渠道不易漏水和变形，且能够快速且简便地安装，容易拆卸、便于维护；本实用新型结构简单，施工及养护方便，塑料构件及盖板可回收再利用，生态环保，安全性能好，适用范围广；在农业灌溉渠道上应用，可实现节水生态高效的目标。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。