專利名稱：咸水淡化灌溉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種咸水淡化灌溉裝置。
背景技術(shù)：
水資源短缺是我國(guó)西北、華北干旱、半干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的嚴(yán)重制約因素， 發(fā)展咸水淡化灌溉技術(shù)是解決水資源短缺的有效措施之一。我國(guó)有著豐富的地下
咸水資源，據(jù)國(guó)土資源部《2003年中國(guó)國(guó)土資源公報(bào)》，我國(guó)地下微咸水天然 資源(礦化度l 3g/L)多年平均儲(chǔ)量為277億m3，半咸水天然資源(礦化度3 5g/L)多年平均為121億m3。我國(guó)北方可開采的咸水(礦化度2.0 3.0g/L)資源總 量約130.0億m3，其中華北地區(qū)23.0億m3，已利用了6.6億m3。因此，在我國(guó)干旱半 干旱地區(qū)，充分利用咸水和半咸水資源是緩解灌溉水資源緊缺和節(jié)省淡水資源的 重要途徑。
目前，咸水灌溉的主要技術(shù)是采用咸水間歇灌、咸淡混合灌，咸污混合灌等 技術(shù)措施，灌溉方式是咸水直接滲入土壤，這種灌溉方式可能會(huì)對(duì)土壤和作物造 成一定的危害。由于咸水灌溉帶入土壤中的鹽分與土壤本身化學(xué)元素和土壤顆粒 發(fā)生相互作用，改變土壤物理和化學(xué)特征，導(dǎo)致土壤水分和鹽分運(yùn)移特征的變化， 影響土壤水分有效性和作物生長(zhǎng)。灌溉水中的鹽分會(huì)對(duì)土壤土壤交換性納和電導(dǎo) 率造成影響，鈉離子的增加會(huì)引起土壤顆粒收縮、膠體顆粒的分散和膨脹，導(dǎo)致 土壤空隙的減少，影響土壤的滲透性和作物根系的發(fā)育生長(zhǎng)。長(zhǎng)期灌溉微咸水導(dǎo) 致土壤表層聚鹽、氯鈉離子比例提高、土壤初始入滲率逐年降低，短期灌溉還能 破壞土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體，這必然導(dǎo)致表層土壤物理化學(xué)性質(zhì)的惡化，不利于農(nóng)作 物的生長(zhǎng)。另外，為了保持農(nóng)田咸水灌溉后的鹽分平衡，需要增加對(duì)農(nóng)田的淋洗 量，而淋洗鹽分的排水必然會(huì)影響到咸水灌溉區(qū)域以外或深層地下水的水環(huán)境。 因此，不當(dāng)?shù)南趟喔龋瑫?huì)引起作物的減產(chǎn)，甚至絕收，同時(shí)，還會(huì)引起土壤的 積鹽，導(dǎo)致土壤鹽漬化，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致耕地的荒廢，使生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重退化。
因此，發(fā)明一種咸水灌溉的脫鹽裝置，將咸水轉(zhuǎn)化為淡水后再進(jìn)行灌溉，可
以避免咸水灌溉對(duì)作物和土壤的諸多危害，對(duì)發(fā)展咸水灌溉、緩解水資源短缺具 有十分重要的意義。
世界各地的研究人員都在致力于各種脫鹽方法的研究，制造出的脫鹽裝置也 都各不相同。德國(guó)科學(xué)家日前研制出一種能利用太陽(yáng)能發(fā)電為咸水脫鹽提供能源
的新型裝置，這種裝置由一個(gè)6平方米的太陽(yáng)能吸收板、 一個(gè)小型光電轉(zhuǎn)換模板， 以及咸水脫鹽設(shè)備等組成。咸水在這種裝置中經(jīng)過(guò)加熱、膜滲透、蒸餾等過(guò)程， 最終成為干凈、衛(wèi)生的飲用水。雖然已研究出的脫鹽裝置很多，但基本沒有一種 裝置能很好的應(yīng)用于咸水灌溉中。另外，以往的裝置科技含量普遍較高，設(shè)備復(fù) 雜，制造成本高，不適用于缺水地區(qū)的日常使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種咸水淡化灌溉裝置，其特征在于，在大田中放置簡(jiǎn) 易的咸水脫鹽裝置，該裝置是由凝結(jié)壁2和凝結(jié)片4組成近似圓錐形的頂蓋，頂 蓋的正上端固定的通氣孔1、頂蓋下邊連接接水槽3和排水管5，接水槽3位于 凝結(jié)壁2下端邊緣內(nèi)側(cè)，排水管5在凝結(jié)壁2下端外側(cè)，凝結(jié)片4處于凝結(jié)壁內(nèi) 側(cè)，凝結(jié)片4的上端與氣孔相連，下端置于接水槽3的底面上。整個(gè)頂蓋由塑料 制成，頂蓋部分與盛水桶6螺旋連接。
所述頂蓋正上方設(shè)置的通氣孔，桶內(nèi)咸水減少時(shí)從這里補(bǔ)入。
所述凝結(jié)壁為近似圓錐形。
所述通氣孔上方配有蓋子。
本發(fā)明的有益效果是，能夠非常簡(jiǎn)單的將咸水轉(zhuǎn)化成淡水，有效解決咸水灌 溉可能對(duì)土壤和作物造成的各種傷害，并且裝置造價(jià)非常低廉。由于裝置淡化的 過(guò)程完全采用自然能，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染并能避免資源浪費(fèi)。在我國(guó)西部咸水 資源豐富的地區(qū)，氣候干燥，氣溫日差較大，光照充足，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，年日照時(shí) 數(shù)為1700 3300h。年均降水量300毫米左右，年均蒸發(fā)量1800毫米左右，蒸發(fā) 量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于降水量。由于裝置的主要工作原理就是通過(guò)太陽(yáng)光的照射使咸水升溫 加速蒸發(fā)，西部地區(qū)的氣候特點(diǎn)很適合裝置的使用。裝置的另一個(gè)特點(diǎn)是裝置
的工作效率和氣候的變化能夠有機(jī)地結(jié)合在一起。根據(jù)試驗(yàn)得知，裝置的產(chǎn)水量 與溫度、光照條件息息相關(guān)，而作物需水量也主要由這些因素決定。溫度高時(shí)， 作物蒸發(fā)量大、需水多，而此時(shí)由于溫度高裝置內(nèi)的咸水蒸發(fā)快，產(chǎn)水量也大； 溫度低或者雨天時(shí)，作物需水量較小，此時(shí)的裝置產(chǎn)水量也因溫度低而減少，對(duì) 作物的供水進(jìn)行著天然的調(diào)節(jié)?？梢跃徑夤喔人Y源短缺的嚴(yán)峻形勢(shì)，并能有效 的利用干旱地區(qū)豐富的咸水資源。


圖1是咸水淡化灌溉裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是凝結(jié)片的俯視和側(cè)視圖。 圖3是脫鹽裝置的使用示意圖。
圖中l(wèi).通氣孔(又可作為補(bǔ)水孔，后同)，2.凝結(jié)壁，3.接水槽，4.凝結(jié)片， 5.排水管，6.盛水桶。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
在圖1中，由凝結(jié)壁2和凝結(jié)片4組成近似圓錐形的頂蓋，頂蓋的正上端固 定通氣孔l、頂蓋下邊連接接水槽3和排水管5;凝結(jié)壁2為近似圓錐形，通氣 孔1和凝結(jié)壁2與凝結(jié)片4連接，通氣孔上方配有蓋子，接水槽3位于凝結(jié)壁2 下端邊緣內(nèi)側(cè)，排水管5在凝結(jié)壁2下端外側(cè)，凝結(jié)片4處于凝結(jié)壁內(nèi)側(cè)，凝結(jié) 片4的上端與氣孔相連，下端置于接水槽3的底面上。整個(gè)頂蓋由塑料制成，頂 蓋部分與盛水桶6螺旋連接。盛水桶6用鐵制造，吸熱多、導(dǎo)熱快。凝結(jié)片4的 形狀為如圖2a、圖2b所示的三葉草草形，
裝置每一部分的作用如下通氣孔l在日常的蒸發(fā)狀態(tài)下處于封閉狀態(tài)，保 證水汽能存留于裝置內(nèi)及時(shí)回收。盛水桶6內(nèi)咸水量少時(shí)，可開啟通氣孔1加水。 凝結(jié)壁2阻擋水蒸氣，使水蒸氣遇冷變?yōu)樾∷橥Ａ粲谀Y(jié)壁2和凝結(jié)片4上， 當(dāng)小水珠重量增大時(shí)，順著凝結(jié)壁2和凝結(jié)片4流入接水槽3中。接水槽3暫時(shí) 儲(chǔ)存從凝結(jié)壁2和凝結(jié)片4上流下的水，水量聚集到一定程度時(shí)，從排水管5流
出。排水管5 —端連接接水槽3，另一端連接滴灌管；隨著水汽的匯集，水珠重
量增大，在重力作用下順頂蓋流入與頂蓋連接的滴灌管(如圖3所示)，流入大
田灌溉作物。桶內(nèi)咸水不斷蒸發(fā)、匯集，這樣就會(huì)有淡水源源不斷地流入大田。
在應(yīng)用時(shí)，盛水桶6因吸收太陽(yáng)能溫度升高，進(jìn)而將溫度傳遞給盛于桶內(nèi)的 咸水，咸水蒸發(fā)加快。由于盛水桶6由鐵制成，能夠充分的吸收光能和熱能，使 桶內(nèi)的水以最快的速度蒸發(fā)，水蒸氣上升遇到凝結(jié)壁2和凝結(jié)片4凝結(jié)成水珠， 隨著蒸汽的不斷匯集，水珠的重量越來(lái)越大，最終順著凝結(jié)壁2和凝結(jié)片4流入 接水槽內(nèi)3，接水槽3內(nèi)的水通過(guò)排水管5流入與其連接的滴灌管，進(jìn)而流入大 田灌溉作物。由于蒸發(fā)出的水蒸氣是純凈不含鹽的，最終流入大田灌溉作物的水 也是純凈的淡水。盛水桶內(nèi)的咸水不斷的蒸發(fā)，水蒸氣不斷的凝結(jié)，這樣經(jīng)過(guò)脫 鹽的淡水就能源源不斷的流入大田，保證作物的需求。當(dāng)盛水桶內(nèi)的水減少時(shí)可 以通過(guò)通氣孔1加入新的咸水，桶內(nèi)鹽分積累過(guò)多時(shí)，可以旋下頂蓋清理盛水桶 內(nèi)壁。
咸水灌溉系統(tǒng)可以由多個(gè)這樣簡(jiǎn)易的咸水脫鹽裝置通過(guò)供水管道聯(lián)結(jié)而成。
權(quán)利要求
1. 一種咸水淡化灌溉裝置，其特征在于，所述咸水淡化灌溉裝置是由凝結(jié)壁(2)和凝結(jié)片(4)組成頂蓋，整個(gè)頂蓋由塑料制成；頂蓋的正上端固定通氣孔(1)、頂蓋下邊連接接水槽(3)和排水管(5)，接水槽(3)位于凝結(jié)壁(2)下端邊緣內(nèi)側(cè)，排水管(5)在凝結(jié)壁(2)下端外側(cè)，凝結(jié)片(4)處于凝結(jié)壁內(nèi)側(cè)，通氣孔(1)和凝結(jié)壁(2)與凝結(jié)片(4)連接相連，下端置于接水槽(3)的底面上，頂蓋部分與盛水桶(6)螺旋連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述咸水淡化灌溉裝置，其特征在于，所述頂蓋的正上端 固定的通氣孔，在桶內(nèi)咸水減少時(shí)從這里補(bǔ)入。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述咸水淡化灌溉裝置，其特征在于，所述凝結(jié)壁為近似 圓錐形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述咸水淡化灌溉裝置，其特征在于，所述通氣孔上方配有蓋子。
全文摘要
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)領(lǐng)域的一種咸水淡化灌溉裝置。該灌溉裝置是由凝結(jié)壁和凝結(jié)片組成頂蓋，整個(gè)頂蓋由塑料制成，并與盛水桶螺旋連接；在凝結(jié)壁的正上方固定通氣孔、頂蓋下邊連接接水槽和排水管。由鐵制成的盛水桶因吸收太陽(yáng)能溫度升高，進(jìn)而將溫度傳遞給盛于桶內(nèi)的咸水，咸水蒸發(fā)加快。能夠充分的吸收光能和熱能，使桶內(nèi)的水以最快的速度蒸發(fā)，水蒸氣不斷的凝結(jié)，這樣經(jīng)過(guò)脫鹽的淡水就能源源不斷的流入大田，保證作物的需求。裝置的產(chǎn)水量與溫度、光照條件息息相關(guān)，而作物需水量也主要由這些因素決定。該裝置對(duì)作物的供水進(jìn)行著天然的調(diào)節(jié)。可以緩解灌溉水資源短缺的嚴(yán)峻形勢(shì)，并能有效的利用干旱地區(qū)豐富的咸水資源。
文檔編號(hào)A01G25/00GK101381118SQ20081022452
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月17日
發(fā)明者唐澤軍, 悅琳琳 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)