專利名稱：一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)及灌溉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種灌溉系統(tǒng)及方法，特別是關(guān)于一種能夠根據(jù)不同作物類型、不同作物生長階段對水分的需求來進行灌溉的溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)及灌溉方法。
背景技術(shù)：
對于作物生長而言，均存在最優(yōu)的土壤水分閾值，而不同作物在不同生育期的最優(yōu)閾值會明顯不同，但目前的灌溉系統(tǒng)并不能使作物根區(qū)的土壤水分達到目標控制閾值。而且，作物在生長過程中能夠從根部實際吸收到的水分是很少的，但其卻是在持續(xù)不斷地吸收水分，因此需要持續(xù)不斷地供給水分，這才是真正的有效供水。土壤本身有很強的儲水能力，自然界正是利用土壤中儲蓄的水分為植物提供有效供水，然而，由于土壤有很強的滲漏及蒸發(fā)能力，為了維持植物生長所需的有效供水，往往需要成千上萬倍地為土壤提供儲蓄水。 傳統(tǒng)灌溉方式就是最大限度地利用了土壤的蓄水功能，采用大水漫灌的方式為土壤蓄足水分，以后相當長的一段時間都要靠土壤中的儲蓄水來維持植物生長，同時土壤中的儲蓄水絕大部分會被蒸發(fā)和滲漏掉，水資源的浪費極其嚴重。目前，滴灌的方式能夠有效地節(jié)約水資源，而且國內(nèi)外滴灌的發(fā)展水平也越來越高，但由于滴灌的灌水器最小出水速度都在每小時2升以上，遠遠大于植物的實際需水速度，水分利用效率不高，水資源的浪費雖較其他灌溉方式有所緩解，但依然會有不少的浪費。此外，滴灌的動力驅(qū)動系統(tǒng)較為復(fù)雜，且滴管容易發(fā)生堵塞，使得滴灌系統(tǒng)的運行費用較高，長期使用起來不夠經(jīng)濟節(jié)約。土壤是一種多孔介質(zhì)，其本身就存在一定的吸力。當土壤中含水率降低時，土壤基質(zhì)勢降低，使得土壤對水的吸附能力增強；當土壤中含水率增加時，土壤基質(zhì)勢也隨之增高，使得土壤對水的吸附能力降低，滲漏速率減少，逐漸達到一個平衡，從而有效地節(jié)約水資源。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)水效果好，且能夠有效地保障作物根區(qū)土壤水分處于最優(yōu)控制閾值，確保灌水器出流速度和土壤水勢需求相平衡的溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)及灌溉方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于它包括支架，蓄水裝置、灌溉管網(wǎng)、水頭升降裝置和控制器；所述支架包括四根下支柱和四根上支柱，相對設(shè)置的一對所述上、下支柱通過拔插桿和圓孔連接成一體；所述蓄水裝置包括固定在所述支架頂端的一水箱，所述水箱內(nèi)設(shè)置有一監(jiān)測水位高度的傳感器，所述水箱的一側(cè)通過一進水閥連接輸水總管，另一側(cè)通過一濾網(wǎng)和一出水閥連接一軟管；所述灌溉管網(wǎng)包括一與所述軟管連通的支管，所述支管上間隔設(shè)置有若干毛管，各所述毛管的末端共同連接一排氣管，所述排氣管的兩端垂直伸出地面；在每一所述毛管上間隔設(shè)置有若干灌水器，每一所述灌水器包括一連接管，每一所述連接管的上部與所述毛管內(nèi)部連通，每一所述連接管的下部通過內(nèi)螺紋連接一灌水管，所述灌水管內(nèi)設(shè)置有若干毛細管束；所述灌水器下方的土壤中設(shè)置有濕度傳感器；所述水頭升降裝置包括一端固定的一繩索，所述繩索通過一滑輪組和水箱拉繩與所述水箱連接；所述控制器分別與所述水位傳感器、進水閥和濕度傳感器電連接。所述灌水管與所述連接管的連接處設(shè)置有通過墊片固定的濾膜。所述支管與所述軟管通過一干管連通，所述干管上設(shè)置有監(jiān)測水壓的壓力表。伸出地面的所述排氣管兩端分別設(shè)置有一排氣閥。所述滑輪組包括一設(shè)置在所述繩索上的一動滑輪，所述動滑輪通過所述水箱拉繩連接一吊射在溫室鐵架上的定滑輪，所述水箱拉繩另一端連接所述水箱。所述毛細管束的下端比所述灌水管下端長1. 5 2. 5mm。上述一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)的灌溉方法，其包括以下步驟1)根據(jù)作物的需水量進行土壤水動力學計算以及灌溉管網(wǎng)水力學計算，確定出水源水頭高度與毛細管束長度的平衡公式；
權(quán)利要求
1.一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于它包括支架，蓄水裝置、灌溉管網(wǎng)、 水頭升降裝置和控制器；所述支架包括四根下支柱和四根上支柱，相對設(shè)置的一對所述上、下支柱通過拔插桿和圓孔連接成一體；所述蓄水裝置包括固定在所述支架頂端的一水箱，所述水箱內(nèi)設(shè)置有一監(jiān)測水位高度的傳感器，所述水箱的一側(cè)通過一進水閥連接輸水總管，另一側(cè)通過一濾網(wǎng)和一出水閥連接一軟管；所述灌溉管網(wǎng)包括一與所述軟管連通的支管，所述支管上間隔設(shè)置有若干毛管，各所述毛管的末端共同連接一排氣管，所述排氣管的兩端垂直伸出地面；在每一所述毛管上間隔設(shè)置有若干灌水器，每一所述灌水器包括一連接管，每一所述連接管的上部與所述毛管內(nèi)部連通，每一所述連接管的下部通過內(nèi)螺紋連接一灌水管，所述灌水管內(nèi)設(shè)置有若干毛細管束；所述灌水器下方的土壤中設(shè)置有濕度傳感器；所述水頭升降裝置包括一端固定的一繩索，所述繩索通過一滑輪組和水箱拉繩與所述水箱連接;所述控制器分別與所述水位傳感器、進水閥和濕度傳感器電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述灌水管與所述連接管的連接處設(shè)置有通過墊片固定的濾膜。
3.如權(quán)利要求1所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述支管與所述軟管通過一干管連通，所述干管上設(shè)置有監(jiān)測水壓的壓力表。
4.如權(quán)利要求1所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述支管與所述軟管通過一干管連通，所述干管上設(shè)置有監(jiān)測水壓的壓力表。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于 伸出地面的所述排氣管兩端分別設(shè)置有一排氣閥。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于 所述滑輪組包括一設(shè)置在所述繩索上的一動滑輪，所述動滑輪通過所述水箱拉繩連接一吊射在溫室鐵架上的定滑輪，所述水箱拉繩另一端連接所述水箱。
7.如權(quán)利要求5所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述滑輪組包括一設(shè)置在所述繩索上的一動滑輪，所述動滑輪通過所述水箱拉繩連接一吊射在溫室鐵架上的定滑輪，所述水箱拉繩另一端連接所述水箱。
8.如權(quán)利要求1 7任一項所述的一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)，其特征在于所述毛細管束的下端比所述灌水管下端長1. 5 2. 5_。
9.一種如權(quán)利要求1 8任一項所述溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)的灌溉方法，其包括以下步驟I)根據(jù)作物的需水量進行土壤水動力學計算以及灌溉管網(wǎng)水力學計算，確定出水源水頭高度與毛細管束長度的平衡公式；
10.如權(quán)利要求9所述的一種灌溉方法，其特征在于所述步驟I)中水源水頭高度與毛細管束長度平衡公式的推導過程包括以下步驟①根據(jù)水頭損失計算公式確定各級管道上的沿程水頭損失hf
全文摘要
本發(fā)明涉及一種溫室作物理想調(diào)控灌溉系統(tǒng)及灌溉方法，其特征在于它包括支架，蓄水裝置、灌溉管網(wǎng)、水頭升降裝置和控制器；支架由四根下支柱和四根上支柱通過拔插桿和圓孔連接成一體；蓄水裝置包括固定在支架頂端的一水箱，水箱內(nèi)設(shè)置有一監(jiān)測水位高度的傳感器，水箱的一側(cè)接輸水總管，另一側(cè)連通灌溉管網(wǎng)；灌溉管網(wǎng)包括一支管和間隔設(shè)置在支管上的若干毛管，各毛管的末端共同連接一排氣管；每一毛管上間隔設(shè)置有若干灌水器，每一灌水器下部的灌水管內(nèi)設(shè)置有若干毛細管束；灌水器下方的土壤中設(shè)置有濕度傳感器，水頭升降裝置由滑輪組和與水箱連接的水箱拉繩構(gòu)成；控制器分別與水位傳感器、進水閥和濕度傳感器電連接。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于各種溫室作物的灌溉過程中。
文檔編號A01G25/02GK102986482SQ20121053516
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者李云開, 施澤, 張慶龍, 徐飛鵬 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學