專利名稱:用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng)與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)田水利技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng)與集 雨節(jié)灌方法。
背景技術(shù)：
丘陵是一種高度差在平原和山地之間的地形。一般是指海拔在200m以上，500m以 下，相對高度一般不超過200m，高低起伏，切割破碎，由連綿不斷的低矮山丘組成的地形。丘 陵在陸地上的分布很廣，一般是分布在山地或高原與平原的過渡地帶，我國的丘陵約有100 萬km2，占全國總面積的十分之一。
我國四川的川中丘陵是中國最典型的方山丘陵區(qū)，面積約8. 4萬km2，是四川省糧、 油的主要產(chǎn)區(qū)。該區(qū)經(jīng)嘉陵江、涪江、沱江及其支流切割后，地表丘陵起伏，溝谷迂回，海拔 一般在250 600m，丘谷高差50 100m。所述川中丘陵區(qū)年降水量約900 1000mm，每當(dāng) 夏天雨水集中時，常造成水土流失，而冬干春旱又十分明顯，其中，春旱頻率高達(dá)60%，是四 川著名旱區(qū)。
廣大丘陵地區(qū)地下水資源貧乏，坡耕地面積大，田高水低，故干旱成為了制約丘陵 地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素。如何充分利用季節(jié)性降雨的豐富水資源，解決丘陵地區(qū)田高水 低與坡耕地的干旱，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要問題。
現(xiàn)有技術(shù)公開了多種雨水集流及蓄水灌溉裝置，但均不適合切割嚴(yán)重、地形破碎 的丘陵區(qū)，例如授權(quán)公告號為CN201303540Y的專利提供了一種“自流式微蓄微灌系統(tǒng)”， 該系統(tǒng)主要由灌溉器、閥門、輸水管組成，在有相應(yīng)集雨面積和較好的植被的高處設(shè)置引水 點(diǎn)，引水點(diǎn)由攔水壩構(gòu)成且與過濾池聯(lián)通，過濾池通過坡降為3% -5%的引水管聯(lián)通到蓄 水池，蓄水池設(shè)置在山坡上，且通過輸水管與設(shè)置在低處落差高度為5m至20m的灌溉器連 通，在蓄水池與輸水管連接處設(shè)置有閥門，在灌水器上設(shè)置有堵頭。此種系統(tǒng)雖然可以利用 降雨，但其設(shè)置引水點(diǎn)的條件是“相應(yīng)集雨面積和較好的植被的高處”，難以解決季節(jié)性降 雨豐富，但丘體切割嚴(yán)重、田高水低的坡耕地灌溉問題。
公開號為CN1414188A的專利申請?zhí)峁┝?“一種坡地滲流集蓄方法及裝置”，利用 水體介質(zhì)在土壤層的運(yùn)移轉(zhuǎn)化原理，在土壤與基巖之間的滲流產(chǎn)生區(qū)域設(shè)置，將滲流引出 并導(dǎo)入蓄水系統(tǒng)加以利用。這種坡地滲流集蓄方法，包括在坡地土壤層與基巖層之間橫向 分層設(shè)置半開放滲流集蓄管，滲流水過濾進(jìn)入滲流集蓄管，并在管道內(nèi)形成管流；滲流集蓄 管之間通過導(dǎo)流輸水管連接，導(dǎo)流輸水管通向坡地下方設(shè)置的蓄水池。此種方法以收集地 下滲流為主，仍不適用于季節(jié)性降雨豐富，地表徑流量大，但丘體切割嚴(yán)重，田高水低的坡 耕地灌溉問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于丘陵坡耕地的集雨節(jié)灌 系統(tǒng)與集雨節(jié)灌方法，以解決丘陵區(qū)降雨較豐富、但由于時空分布不均而導(dǎo)致的季節(jié)性干
3旱問題，并提高灌溉水的利用效率。
本發(fā)明所述用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng)，包括集雨塘或集雨堰、高位蓄水池、低 位蓄水池、水泵和輸水管；所述集雨塘或集雨堰設(shè)置在丘谷的中部或下部，所述高位蓄水池 設(shè)置在集雨塘或集雨堰附近各丘體中高度最高的丘體上部，所述水泵安裝在集雨塘或集雨 堰旁，其進(jìn)水口接集雨塘或集雨堰，其出水口接高位蓄水池；所述低位蓄水池為多個，分別 設(shè)置在高位蓄水池周邊的各丘體上，其高度低于高位蓄水池，各低位蓄水池均設(shè)置有與輸 水管連接的進(jìn)水管，所述進(jìn)水管上安裝有進(jìn)水控制閥和水表，各低位蓄水池均設(shè)置有放水 管，所述放水管上安裝有放水控制閥；所述輸水管及各低位蓄水池設(shè)置的進(jìn)水管將高位蓄 水池與各低位蓄水池連通。
上述集雨節(jié)灌系統(tǒng)中，其連接高位蓄水池與低位蓄水池的輸水管的起伏部段的 “凸”部安裝有進(jìn)排氣閥。
為了保護(hù)輸水管道，輸水管道的掩埋深度應(yīng)符合相關(guān)節(jié)灌規(guī)程，在閥門、水表和進(jìn) 排氣閥處應(yīng)有相應(yīng)的砌體進(jìn)行保護(hù)。
低位蓄水池放水管不同高度處采用的噴灌、微噴灌、滴灌等灌溉方式，應(yīng)根據(jù)相關(guān) 節(jié)灌規(guī)程進(jìn)行設(shè)計。
修建高位蓄水池和低位蓄水池的材料可就地取材，以降低成本，高位蓄水池容積 與集雨面積相匹配，低位蓄水池的容積應(yīng)根據(jù)作物種類、控灌面積、輪灌周期和節(jié)灌方式確定。
本發(fā)明所述用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌方法，使用上述集雨節(jié)灌系統(tǒng)，將降雨產(chǎn)生 的地表徑流水蓄積在集雨塘或集雨堰中，將集雨塘或集雨堰中的水用水泵提至高位蓄水 池，通過輸水管分別將高位蓄水池的水輸送至各低位蓄水池蓄存，需要灌溉時，將各低位蓄 水池內(nèi)的蓄水用于灌溉。
為了提高低位蓄水池內(nèi)蓄存的灌溉水的利用效率，通過各低位蓄水池的進(jìn)水管上 安裝的進(jìn)水控制閥和水表來控制和計量各低位蓄水池的進(jìn)水量。
需要灌溉時，根據(jù)低位蓄水池放水管不同高度的壓差與作物需水特點(diǎn)分別采用噴 灌、微噴灌、滴灌與澆灌的方式進(jìn)行灌溉。
本發(fā)明具有以下有益效果
1、本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)可提高降雨利用效率和塘、堰的復(fù)蓄能力，使自然降 雨更好地被資源化利用。
2、本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)和集雨節(jié)灌方法有效解決了丘陵區(qū)的季節(jié)性干旱問 題，為丘陵區(qū)坡耕地提供了灌溉條件，緩解了丘陵坡耕地降雨與灌溉需水的矛盾。
3、采用本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)，輸水損失小，管道可在一定高差范圍內(nèi)隨地形 上下彎曲，對地形地貌適應(yīng)性強(qiáng)，克服了一般明渠輸水損失大、渠系水利用系數(shù)低的缺點(diǎn)， 而且維修方便，使用壽命長。
4、由于各低位蓄水池的進(jìn)水管上均安裝有進(jìn)水控制閥和水表，有利于對用水進(jìn)行 計量管理和與現(xiàn)代節(jié)灌技術(shù)配套。
5、本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)可供選擇的節(jié)灌方式范圍大，節(jié)水、省勞、省工。
6、本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)和集雨節(jié)灌方法改變了傳統(tǒng)的供水與灌溉同步的方 式，可有效協(xié)調(diào)降雨時間與作物需水時間不同步、集雨地點(diǎn)與作物灌溉地點(diǎn)相分離的矛盾，使供水與灌溉獨(dú)立完成，有效縮短灌溉時間，特別適用于連崗狀、桌狀或饅頭狀的丘陵地 區(qū)。


圖1是本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)的一種平面布局示意圖；
圖2是圖1的局部剖視示意圖；
圖3是本發(fā)明所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)中的低位蓄水池的結(jié)構(gòu)示意圖及其進(jìn)水管、放水 管的安裝示意圖；
圖4是圖3的A-A剖視圖；
圖5是本發(fā)明所述集雨節(jié)灌方法的一種灌溉方式示意圖。
圖中，1-集雨塘或集雨堰、2-水泵、3-高位蓄水池、4-低位蓄水池、5-輸水管、 6_進(jìn)排氣閥、7-進(jìn)水控制閥、8-水表、9-放水控制閥、10-澆灌區(qū)、11-滴灌或澆灌區(qū)、12-微 噴灌或澆灌區(qū)、13-噴灌或澆灌區(qū)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本發(fā)明所述用于丘陵坡耕地的集雨節(jié)灌系統(tǒng)和集雨 節(jié)灌方法作進(jìn)一步說明。
本實(shí)施例以我國四川省威遠(yuǎn)縣嚴(yán)陵鎮(zhèn)花椒坡村的丘陵區(qū)為模型構(gòu)建集雨節(jié)灌系 統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，該集雨節(jié)灌系統(tǒng)包括集雨塘1、高位蓄水池3，低位蓄水池4、水 泵2和輸水管5。所述集雨塘1為一 口，設(shè)置在丘谷的中部，為山平塘；所述高位蓄水池3 為一個，設(shè)置在集雨塘附近各丘體中高度最高的丘體上部；所述低位蓄水池4為七個，分別 設(shè)置在高位蓄水池周邊的各丘體上，其高度低于高位蓄水池(見圖2)；所述水泵2安裝在 集雨塘旁，并配備有泵房，其進(jìn)水口接集雨塘1，其出水口接高位蓄水池3 ；所述輸水管5為 Φ 75PE管，鋪設(shè)在高位蓄水池與低位蓄水池之間及低位蓄水池與低位蓄水池之間，在輸水 管5的各起伏部段的“凸，，部安裝進(jìn)排氣閥6-1、6-1、6-3、6-4、6-5、6-6和6_7，使之成為完 整的輸水系統(tǒng)。
本實(shí)施例所述集雨節(jié)灌系統(tǒng)中，各低位蓄水池的結(jié)構(gòu)及其進(jìn)水管、放水管的安裝 方式如圖3、圖4所示。進(jìn)水管的一端與輸水管5連接，另一端穿過低位蓄水池的側(cè)壁伸入 低位蓄水池，進(jìn)水管上安裝有進(jìn)水控制閥7和水表8，所述進(jìn)水控制閥7為間閥。放水管的 一端穿過低位蓄水池下部的側(cè)壁伸入低位蓄水池，放水管的另一端接灌溉系統(tǒng)，放水管上 安裝有放水控制閥9，所述放水控制閥9為閘閥。
所述輸水管5及各低位蓄水池設(shè)置的進(jìn)水管將高位蓄水池3與各低位蓄水池4-1、 4-1、4-3、4-4、4-5、4-6 和 4-7 連通。
本實(shí)施例中，集雨塘1、高位蓄水池3，低位蓄水池4的設(shè)計參數(shù)如下
集雨塘1的容積約3000m3，高位蓄水池3的容積200m3，低位蓄水池4_1 4_7的 容積為50 IOOm30
本實(shí)施例所述集雨節(jié)灌方法的灌溉方式見圖5，需要灌溉時，根據(jù)低位蓄水池放水 管不同高度的壓差與作物需水特點(diǎn)分別采用澆灌、滴灌、微噴灌與噴灌的方式進(jìn)行灌溉。
權(quán)利要求
一種用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng)，其特征在于包括集雨塘或集雨堰(1)、高位蓄水池(3)、低位蓄水池(4)、水泵(2)和輸水管(5)，所述集雨塘或集雨堰(1)設(shè)置在丘谷的中部或下部，所述高位蓄水池(3)設(shè)置在集雨塘或集雨堰附近各丘體中高度最高的丘體上部，所述水泵(2)安裝在集雨塘或集雨堰旁，其進(jìn)水口接集雨塘或集雨堰(1)，其出水口接高位蓄水池(3)，所述低位蓄水池(4)為多個，分別設(shè)置在高位蓄水池周邊的各丘體上，其高度低于高位蓄水池，各低位蓄水池(4)均設(shè)置有與輸水管(5)連接的進(jìn)水管，所述進(jìn)水管上安裝有進(jìn)水控制閥(7)和水表(8)，各低位蓄水池均設(shè)置有放水管，所述放水管上安裝有放水控制閥(9)，所述輸水管(5)及各低位蓄水池(4)設(shè)置的進(jìn)水管將高位蓄水池(3)與各低位蓄水池(4)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng)，其特征在于連接高位蓄水池 與低位蓄水池的輸水管(5)的起伏部段的“凸”部安裝有進(jìn)排氣閥(6)。
3.一種用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌方法，其特征在于使用權(quán)利要求
1所述的集雨節(jié)灌系 統(tǒng)，將降雨產(chǎn)生的地表徑流水蓄積在集雨塘或集雨堰(1)中，將集雨塘或集雨堰中的水用 水泵(2)提至高位蓄水池(3)，通過輸水管(5)分別將高位蓄水池的水輸送至各低位蓄水池 (4)，需要灌溉時，將各低位蓄水池內(nèi)(4)的蓄水用于灌溉。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌方法，其特征在于通過各低位蓄水 池⑷的進(jìn)水管上安裝的進(jìn)水控制閥(7)和水表⑶控制和計量各低位蓄水池的進(jìn)水量。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3或4所述的用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌方法，其特征在于根據(jù)低位蓄 水池放水管不同高度的壓差與作物需水特點(diǎn)分別采用澆灌、滴灌、微噴灌與噴灌的方式進(jìn) 行灌溉。
專利摘要
一種用于丘陵坡地的集雨節(jié)灌系統(tǒng)，包括集雨塘或集雨堰、高位蓄水池，低位蓄水池、水泵和輸水管，集雨塘或集雨堰設(shè)置在丘谷的中部或下部，高位蓄水池設(shè)置在集雨塘或集雨堰附近各丘體中高度最高的丘體上部，低位蓄水池為多個，分別設(shè)置在高位蓄水池周邊的各丘體上，其高度低于高位蓄水池，水泵安裝在集雨塘或集雨堰旁，其進(jìn)水口接集雨塘或集雨堰，其出水口接高位蓄水池，輸水管鋪設(shè)在高位蓄水池與各低位蓄水池之間。使用該集雨節(jié)灌系統(tǒng)，可將降雨產(chǎn)生的地表徑流水蓄積在集雨塘或集雨堰中，并將集雨塘或集雨堰中的水用水泵提至高位蓄水池，通過輸水管分別將高位蓄水池的水輸送至各低位蓄水池，需要灌溉時，將各低位蓄水池內(nèi)的蓄水用于灌溉。
文檔編號A01G25/00GKCN101933449SQ201010235097
公開日2011年1月5日 申請日期2010年7月23日
發(fā)明者段曉明, 王昌桃, 趙小蓉, 趙燮京, 陳琨 申請人:四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan