一种荒漠区水资源可持续利用系统构建方法与流程

本发明涉及水资源可持续利用领域，尤其涉及一种荒漠区水资源可持续利用系统构建方法。

背景技术：

1、根据地理学上的定义，荒漠是“降水稀少，植物很稀疏，因此限制了人类活动的干旱区”。生态学上将荒漠定义为“由旱生、强旱生低矮木本植物，包括半乔木、灌木、半灌木和小半灌木为主组成的稀疏不郁闭的群落”。对于荒漠区，河川径流以短河道小流量河流居多，河床不稳定易改道；年降水量一般少于250毫米，降水为阵性，主要集中在6～8月；荒漠中在水源较充足地区会出现绿洲，具有独特的生态环境利于生活与生产；对于绿洲上发展的城市，合理利用水资源、实现水资源可持续利用是生存的重中之重。荒漠区一般从从大气降水收集、地下水开发、绿洲城市污水治理入手，配套各类无源集水装置、地下水开发系统、污水治理装备，以实现荒漠区水资源可持续利用、水资源保护及地区经济良好发展，为百姓成产生活、农田林业灌溉等提供更优质、便捷的水源；

2、现有针对于荒漠区绿洲城市的农田林业灌溉，一般选用地表打井泵取地下水，连接管道引流灌溉，虽然滴灌、喷灌等方式属于节水技术，但长远看来依旧会影响地下水储量，不利于地下水资源的可持续发展；由于大气降水、周围水汽冷凝都会产生一定的水分，无源集水装置可通过收集这部分水分为农林灌溉提供可观的水资源，实现局部区域的水资源循环，减少地下水抽取；现有的无源集水设备多数仅作为干旱地区集水、潮湿地区除湿使用，不适合放置于农田、防风固沙林中作为灌溉装置使用，故设计一款集渗灌、集水、蓄水功能为一体，太阳能供电蓄电的集水灌溉系统，用以实现荒漠地区水资源可持续利用是十分必要的。

3、因此，本领域的技术人员致力于开发一种荒漠区水资源可持续利用系统构建方法，以解决上述现有技术的不足。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是目前现有技术公开的荒漠区农林灌溉的水资源可持续利用情况较差，仍需泵取地下水引流灌溉，影响地下水储量，且水资源可持续利用系统中所应用的无源集水设备不适用于农田、防风固沙林使用的缺陷问题。

2、为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种荒漠区水资源可持续利用系统，包括集水器、蓄水池、渗灌模块；所述集水器收集大气降水、水汽冷凝途径获取的水资源，将水经初滤后转移至蓄水池及渗灌模块；所述蓄水池储存超出渗灌模块所需水量的水资源，此水资源作为干旱时的农田备用灌溉水；所述渗灌模块通过地下管道排布于农田、树林的特定位置，适时对农作物、固沙植物进行水资源补充；所述集水器、蓄水池、渗灌模块通过地下管路联通；

3、进一步地，所述集水器包括储水套组、伸缩杆、支撑架、集水盘；所述储水套组下部设有四个固定脚，固定脚尖角部分可帮助设备扎入土壤中固定；所述固定脚三角形部分经固定螺丝与储水套组主体连接；所述储水套组外壳正面安装有观察门，工作人员可将观察门打开检修、观察设备内部情况；所述储水套组外壳右侧安装有控制面板、指示灯；所述控制面板盖有防风盖，减少风沙对控制面板的破坏；所述控制面板内部有集成电路板，可操控水泵开启或关闭、将水位监控器的监控信息信号体现至指示灯；

4、所述储水套组内部由水管、连接器、水箱、水位监控器、水泵、电机、蓄电池组成；所述水管分为集水盘进水管、灌溉管、蓄水管；所述连接器将水管与底下管道相连；所述水箱接收集水盘进水管流出的水；所述水箱中的水经灌溉管流入渗灌模块进行农田、林业灌溉；超出渗灌模块所需用水时，水箱中灌溉水位不断升高，超过蓄水管高度后经蓄水管流至蓄水池中；所述水位监控器安装在水箱内部，高度低于蓄水管伸出长度；所述水箱内部水位低于水位监控器后，外部指示灯红灯亮起，高于则绿灯亮起；当红灯亮起时则表示提供给渗灌模块的水量不足或将要不足，根据实际情况打开水泵，通过蓄水管抽取蓄水池水分进行补充；

5、所述伸缩杆可根据两侧植被高度，人工调节长度，以便于集水盘处于最佳采光状态；所述伸缩杆内部安装有集水盘进水管；

6、所述支撑架辅助保持集水盘稳定性，减少由于风沙天气导致的集水盘接口折断等情况出现；

7、所述集水盘由防水板、柔性太阳能发电板及滤水片组成；所述防水板为圆锥形，下方有开口，开口尺寸与集水盘进水管一致；所述柔性太阳能发电板与防水板贴合安装；所述滤水片位于防水板下方开口位置，可滤去大部分异物，如沙石、叶片、树枝等；

8、所述水位监控器、水泵、电机、蓄电池、柔性太阳能发电板、控制面板、指示灯通过内部电路连接，所述蓄电池由柔性太阳能电池板供电；所述蓄电池为电机供电；所述电机为水泵提供动力；所述控制面板可操控水泵工作情况；所述水位监控器监控情况由指示灯呈现；

9、进一步地，所述蓄水池绝大部分位于底下，上方常盖有防沙盖；所述防沙盖可减少蓄水池内水分蒸发流失，同时防止大风天气扬尘污染灌溉水；如面临紧急用水等突发情况，抓住防沙盖的把手即可移动打开蓄水池；所述蓄水池可与多套集水器、渗灌模块相连；

10、进一步地，所述渗灌模块由渗水暗管发挥作用，集水器收集来的水分经渗水暗管逐渐渗入植物根系附近的土壤中，为植物补充水分；

11、进一步地，所述储水套组外壳材质为热传导差的材料制成；

12、进一步地，所述灌溉管、蓄水管数量最少为一根；

13、本发明第二方面提供了使用本发明第一方面的荒漠区水资源可持续利用系统构建方法，

14、包括以下步骤：

15、步骤1，根据某片土地树木、农作物栽种行距、栽种面积，计算蓄水池、集水器、管路数量及相应安装位置；确定后土方开挖、垫层施工、蓄水池池壁、底板施工；铺设地下水管、渗灌暗管；

16、步骤2，将集水器扎入地面固定，调整高度，上端安装太阳能板，下端管道与对应的地下水管连接，保证连接处密封不渗水；

17、步骤3，太阳能发电板晴天集电至蓄电池储存；雨天时雨水顺喇叭形集水盘流入集水器水箱内，作为灌溉水储存；

18、步骤4，渗灌模块由集水器提供灌溉水，根据设备指示灯颜色进行储水量判断，当集水器内灌溉水跟不上渗灌模块用水需求时，工作人员操作水泵工作，将蓄水池的储存水泵至集水器内，保证渗灌模块正常工作；若遇大旱天气，则需调用其他水源例如地下水等保证农作物生长；当大气降水较多时，水泵保持不工作状态，多余灌溉水由管路流至蓄水池储存；

19、步骤5，工作人员结合天气情况、树木、农作物生长情况适时调整渗灌模块水流量；同时适时对设备进行清理、检修；

20、采用以上方案，本发明公开的一种荒漠区水资源可持续利用系统构建方法，具有以下优点：

21、(1)本发明的一种荒漠区水资源可持续利用系统构建方法，可利用太阳能供电，有效回收大气降水及水汽冷凝的水分，将这部分水分应用至渗灌系统；同时根据实际用水情况再进行用水调节，最大程度实现荒漠地区水资源可持续利用，也可以减少地下水开采，保护环境。

22、(2)本发明的一种荒漠区水资源可持续利用系统构建方法，将集水、渗灌、蓄水相结合，在多雨水天气储存大量水资源，在干旱季节及时为农田、防风固沙林提供水源，同时也可作为周边居民的紧急备用水；渗灌系统所需水量相较于喷灌节水50％-70％，对于干旱地区是一个很好的选择。

23、综上所述，本发明公开的一种荒漠区水资源可持续利用系统构建方法可保证系统内集水部分供电用电平衡，有效回收大气降水及水汽冷凝的水分，将其应用至渗灌系统，集水的同时保证节水，还可根据实际用水情况调节水返流，最大程度实现荒漠地区水资源可持续利用，也可以减少地下水开采，保护环境。

24、以下将结合具体实施方式对本发明的构思、具体技术方案及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。