一種農(nóng)業(yè)水土改良灌溉排水系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種農(nóng)業(yè)水土改良灌溉排水系統(tǒng)，所述系統(tǒng)的建造過程如下：鹽堿地整平，在田間沿地面坡度開挖管溝，溝坡度0.5％-5％。溝間距10-30m，溝寬10-60cm；深度50-200cm，溝底部墊5-10mm細(xì)砂，硬管直徑10-30cm，管身打孔，孔直徑2-5mm，空隙占管體表面積的2-10％；再在管身外側(cè)包裹2-5層透水土工織物，然后將硬管放在鋪好墊層的溝中，位于地勢高的一頭露在地面20-30cm，管頭加蓋，防止進(jìn)雜物，鋪在溝中硬管上填5-10mm細(xì)砂10-30cm，防止管孔堵塞，用土將溝填平壓實(shí)。本發(fā)明的排水系統(tǒng)，排水效率高，除鹽效率顯著提高，技術(shù)的可控性加強(qiáng)，即充分發(fā)揮滴灌是局部灌溉技術(shù)，可以大幅節(jié)水的優(yōu)勢，又可以減少排水系統(tǒng)的占地面積，同時(shí)提高除鹽效率。
【專利說明】一種農(nóng)業(yè)水土改良灌溉排水系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)水利工程領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)業(yè)水土改良的灌溉排水系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]新疆是我國鹽潰化土壤面積最大、鹽分組成類型最多的省區(qū)，有“世界鹽堿土博物館之稱”。新疆鹽堿土的總面積占全國鹽堿土面積的22%?，F(xiàn)有耕地中受不同程度鹽化危害的面積占總耕地面積的30%，占低產(chǎn)田面積63%，其中，受中、重度鹽潰化威脅的低產(chǎn)田占總耕地的22 。
[0003]在新疆干旱區(qū)，滴灌技術(shù)與地膜覆蓋技術(shù)有機(jī)結(jié)合形成膜下滴灌技術(shù)，取得了良好效果，隨后，膜下滴灌技術(shù)又在鹽堿地上試驗(yàn)應(yīng)用。由于膜下滴灌特有的界面特征，表現(xiàn)出在水鹽運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)移變化、脫鹽程度等方面與傳統(tǒng)灌溉方式的明顯不同，節(jié)水、增產(chǎn)、增效、脫鹽綜合效益明顯，一度使鹽潰化土地作物產(chǎn)量迅速提高。很快膜下滴灌技術(shù)作為一種先進(jìn)的節(jié)水技術(shù)在新疆大規(guī)模推廣。但是隨著新疆大規(guī)模膜下滴灌技術(shù)的推廣，很多地灌農(nóng)田排水系統(tǒng)被填平，一些采用膜下滴灌的灌區(qū)地下水位再度上升，土壤鹽堿化趨勢開始加重。同時(shí)大量生產(chǎn)實(shí)踐調(diào)查結(jié)果顯示，膜下滴灌技術(shù)長期(6-8年)連作后，農(nóng)田土壤返鹽導(dǎo)致棉花產(chǎn)量下降。由此出現(xiàn)了滴灌條件下的土壤鹽潰化問題。
[0004]基于該現(xiàn)象的產(chǎn)生，眾多學(xué)者進(jìn)行了調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)滴灌小定額灌水特點(diǎn)及滴灌系統(tǒng)的無排條件導(dǎo)致該現(xiàn)象的產(chǎn)生。首先，膜下滴灌技術(shù)只是小定額的連續(xù)供水，易將鹽分從作物根系驅(qū)趕向旁側(cè)和較深的土壤層次，且滴灌不產(chǎn)生深層滲透，難以利用灌溉水淋洗鹽分到地下水中去，鹽分只能存在于土層里而無法消除，雖然覆膜滴灌條件下通過水鹽調(diào)控對(duì)土壤鹽堿分布具有改善作用，但是田間大量的鹽分累積依然存在，沒有了排水系統(tǒng)，膜下滴灌農(nóng)田土壤中的鹽分就沒有減少的途徑，只是在土壤內(nèi)部重新分布，鹽分總量沒有減少，可能還會(huì)增加。因而在滴灌條件下只能解決驅(qū)鹽問題，使耕層形成鹽類淡化層，短時(shí)期內(nèi)保證作物能正常生長，但土壤脫鹽和積鹽這對(duì)矛盾始終存在。另外，在灌溉高峰期，密集的滴灌灌溉同樣會(huì)導(dǎo)致地下水位上升，而未設(shè)置排水系統(tǒng)的農(nóng)田水分無排泄出路，在強(qiáng)烈的蒸發(fā)條件下，勢必造成鹽分的上移。土壤鹽堿化的威脅始終存在。
[0005]目前，我國排水系統(tǒng)主要有明溝排水系統(tǒng)、暗管排水系統(tǒng)和豎井排水系統(tǒng)。傳統(tǒng)的排水系統(tǒng)均是在裸地情況下對(duì)大田進(jìn)行漫灌，使土壤水分達(dá)到飽和狀態(tài)，然后土壤鹽分溶解到水中形成飽和入滲排入排水溝(管)，達(dá)到排鹽的目的。此類排水可以有效排除土壤的鹽堿，但是有諸多缺點(diǎn)，一是該技術(shù)會(huì)造成大量的地面蒸發(fā)和深層滲漏，大量浪費(fèi)水資源，在新疆干旱區(qū)不適應(yīng)，而是該技術(shù)對(duì)季節(jié)要求高，必須在春季播種前或者秋季收獲后進(jìn)行，前者有可能影響春耕，后者又有冬季返鹽的危險(xiǎn)。就明溝排水系統(tǒng)合暗管排水系統(tǒng)來看，明溝排水系統(tǒng)普遍存在著邊坡坍塌和溝底淤積問題。暗管排水占地少、排水效果好、容易控制等特點(diǎn)，和明溝排水相比較有一定優(yōu)勢。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]針對(duì)目前新疆節(jié)水技術(shù)普及特點(diǎn)，發(fā)明一種節(jié)水灌溉技術(shù)條件下降水除鹽的系統(tǒng)，既發(fā)揮節(jié)水優(yōu)勢，又提高治理鹽堿化效果，有重要實(shí)踐意義。
[0007]本發(fā)明涉及一種農(nóng)業(yè)水土改良灌溉排水系統(tǒng)，鹽堿地整平，在田間沿地面坡度開挖管溝，溝坡度0.5% -5%，溝間距10-30m，溝寬10_60cm ;深度50_200cm，溝底部墊5_10mm細(xì)砂，硬管直徑10-30cm，管身打孔，孔直徑2-5mm，空隙占管體表面積的2-10% ;然后再在管身外側(cè)包裹2-5層透水土工織物，然后將硬管放在鋪好墊層的溝中，位于地勢高的一頭露在地面20-30cm，管頭加蓋，防止進(jìn)雜物，鋪在溝中硬管上填5-10mm細(xì)砂10-30cm，防止管孔堵塞，用土將溝填平壓實(shí)。春季播種前鋪膜，布置田間滴灌系統(tǒng)。4月10-20日之間利用滴灌灌水，灌水定額為80-120m3/畝，田間土壤達(dá)到飽和，暗管形成排水；5-10天后，田間土壤墑情適宜播種后進(jìn)行播種，待出苗后每7-12天灌水一次，灌水定額為30-50m3/畝，至當(dāng)年8月下旬，到10月下旬作物收獲后，在進(jìn)行一次滴灌灌溉，灌溉定額80-120m3/畝。次年春季開始灌溉前，在位于地勢高的一頭露在地面20-30cm的硬管中注水，硬管中水流速度大于5m/s，沖洗淤泥。
[0008]本發(fā)明的排水系統(tǒng)，排水效率高，除鹽效率顯著提高，技術(shù)的可控性加強(qiáng)，充分發(fā)揮滴灌是局部灌溉技術(shù)，可以大幅節(jié)水的優(yōu)勢。
【具體實(shí)施方式】
[0009]在下文中，現(xiàn)在將更充分地描述本發(fā)明，示出了各種實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)施，且不應(yīng)該解釋為局限于在此闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例使得本公開將是徹底和完全的，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0010]鹽堿地整平，在田間沿地面坡度開挖管溝，溝坡度0.5% -5%。溝間距10-30m，溝寬10-60cm ;深度50-200cm，溝底部墊5_10mm細(xì)砂，硬管直徑10_30cm，管身打孔，孔直徑2-5_，空隙占管體表面積的2-10% ;然后再管身外側(cè)包裹2-5層透水土工織物，然后將硬管放在鋪好墊層的溝中，位`于地勢高的一頭露在地面20-30cm，管頭加蓋，防止進(jìn)雜物，鋪在溝中硬管上填5-10mm細(xì)砂10-30cm，防止管孔堵塞，用土將溝填平壓實(shí)。春季播種前鋪膜，布置田間滴灌系統(tǒng)。4月10-20日之間利用滴灌灌水,灌水定額為80-120m3/畝，田間土壤達(dá)到飽和，暗管形成排水；5-10天后，田間土壤墑情適宜播種后進(jìn)行播種，待出苗后每7-12天灌水一次，灌水定額為30-50m3/畝，至當(dāng)年8月下旬，到10月下旬作物收獲后，在進(jìn)行一次滴灌灌溉，灌溉定額80-120m3/畝。次年春季開始灌溉前，在位于地勢高的一頭露在地面20-30cm的硬管中注水，硬管中水流速度大于5m/s，沖洗淤泥。
[0011]具體地，可以進(jìn)行如下選擇:鹽堿地整平，在田間沿地面坡度開挖管溝，溝坡度
0.5% -5%。溝間距20m，溝寬40cm ;深度150cm，溝底部墊IOmm細(xì)砂，硬管直徑30cm，管身打孔，孔直徑5_，空隙占管體表面積的10%;然后再管身外側(cè)包裹4層透水土工織物，然后將硬管放在鋪好墊層的溝中，位于地勢高的一頭露在地面30cm，管頭加蓋，防止進(jìn)雜物，鋪在溝中硬管上填I(lǐng)Omm細(xì)砂30cm，防止管孔堵塞，用土將溝填平壓實(shí)。春季播種前鋪膜，布置田間滴灌系統(tǒng)。4月20日利用滴灌灌水,灌水定額為120m3/畝，田間土壤達(dá)到飽和，暗管形成排水；10天后，田間土壤墑情適宜播種后進(jìn)行播種，待出苗后每12天灌水一次，灌水定額為40m3/畝，至當(dāng)年8月下旬，到10月下旬作物收獲后，在進(jìn)行一次滴灌灌溉，灌溉定額120m3/畝。次年春季開始灌溉前，在位于地勢高的一頭露在地面30cm的硬管中注水，硬管中水流速度為5m/s，沖洗淤泥。結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)年土壤鹽分平均下降15%。
[0012]主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):
[0013]1、排水效率不同，以往的暗管排水技術(shù)均是裸地漫灌，土壤水分既有蒸發(fā)也有入滲，水分入滲比例小，進(jìn)行的覆膜暗管排水和裸地的暗管排水試驗(yàn)表明，灌水量為120m3/畝時(shí)，覆膜暗管排水是裸地的暗管排水水量2倍以上。
[0014]2、除鹽效果不同，與裸地相比較膜下滴灌技術(shù)減少了土壤蒸發(fā)量，根據(jù)水鹽運(yùn)動(dòng)原理“鹽隨水來、鹽隨水去”，土壤中的鹽分主要通過土壤的飽和入滲排入暗管中，進(jìn)行的覆膜暗管排水和裸地暗管排水的土壤除鹽試驗(yàn)表明，經(jīng)過一年運(yùn)行，覆膜暗管排水土壤的鹽堿含量由12g/kg，減少到4g/kg，而裸地暗管排水土壤的鹽堿含量由12g/kg，減少到8.6g/kg，膜下滴灌暗管排水技術(shù)的除鹽效率顯著提高。
[0015]3、技術(shù)的可控性加強(qiáng)，膜下滴灌技術(shù)的暗管排水與裸地相比較的暗管排水，可以根據(jù)種植季節(jié)和作物的需要，進(jìn)行按量按季節(jié)調(diào)節(jié)灌水和排水，當(dāng)土壤鹽分高不能滿足作物生長(如苗期)，灌水量加大，水量達(dá)到土壤飽和時(shí)形成排水，當(dāng)土壤鹽分降低到可控范圍時(shí)，僅僅灌溉作物所需水量，充分發(fā)揮滴灌是局部灌溉技術(shù)，可以大幅節(jié)水的優(yōu)勢。
[0016]灌水量為120m3/畝時(shí)，覆膜暗管排水是裸地的暗管排水水量2倍以上。
[0017]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明可以有各種合適的更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之`內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種農(nóng)業(yè)水土改良灌溉排水系統(tǒng)，其特征在于: 所述系統(tǒng)的建造過程如下:鹽堿地整平，在田間沿地面坡度開挖管溝，溝坡度0.5% -5%。溝間距10-30m，溝寬10_60cm ;深度50_200cm，溝底部墊5_10mm細(xì)砂，硬管直徑10-30cm，管身打孔，孔直徑2-5mm，空隙占管體表面積的2-10% ;然后再管身外側(cè)包裹2_5層透水土工織物，然后將硬管放在鋪好墊層的溝中，位于地勢高的一頭露在地面20-30cm，管頭加蓋，防止進(jìn)雜物，鋪在溝中硬管上填5-10mm細(xì)砂10_30cm，防止管孔堵塞，用土將溝填平壓實(shí)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種農(nóng)業(yè)水土改良灌溉排水系統(tǒng)，其特征在于: 上述建造過程中的參數(shù)選擇具體為:溝間距20m，溝寬40cm ;深度150cm，溝底部墊IOrmm細(xì)砂，硬管直徑30cm，管身打孔，孔直徑5mm，空隙占管體表面積的10% ;然后再管身外側(cè)包裹4層透水土工織物，然后將硬管 放在鋪好墊層的溝中，位于地勢高的一頭露在地面30cm，鋪在溝中硬管上填I(lǐng)Omm細(xì)砂30cm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種農(nóng)業(yè)水土改良灌溉排水系統(tǒng)的使用方法，其特征在于:設(shè)春季播種前鋪膜，布置田間滴灌系統(tǒng)；4月10-20日之間利用滴灌灌水，灌水定額為80-120m3/畝，田間土壤達(dá)到飽和，暗管形成排水；5-10天后，田間土壤墑情適宜播種后進(jìn)行播種，待出苗后每7-12天灌水一次，灌水定額為30-50m3/畝，至當(dāng)年8月下旬，到10月下旬作物收獲后，在進(jìn)行一次滴灌灌溉，灌溉定額80-120m3/畝；次年春季開始灌溉前，在位于地勢高的一頭露在地面20-30cm的硬管中注水，硬管中水流速度大于5m/s，沖洗淤泥。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種農(nóng)業(yè)水土改良灌溉排水系統(tǒng)的使用方法，其特征在于:上述方法中的參數(shù)選擇具體為:4月20日利用滴灌灌水，灌水定額為120m3/畝，田間土壤達(dá)到飽和，暗管形成排水；10天后，田間土壤墑情適宜播種后進(jìn)行播種，待出苗后每12天灌水一次，灌水定額為40m3/畝，至當(dāng)年8月下旬，到10月下旬作物收獲后，在進(jìn)行一次滴灌灌溉，灌溉定額120m3/畝；次年春季開始灌溉前，在位于地勢高的一頭露在地面30cm的硬管中注水，硬管中水流速度為5m/s,沖洗游泥。
【文檔編號(hào)】A01G25/06GK103477952SQ201310385182
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】劉洪光, 李明思, 何新林, 張鳳華, 史尚渝, 陸華天 申請(qǐng)人:石河子大學(xué)