干旱缺水地区铁路防沙造林地下渗灌系统及其灌溉方法

摘要

本发明所涉及一种干旱缺水地区铁路防沙造林地下渗灌系统及其灌溉方法。在铁路沙害防治实践中，修筑干、支渠进行自流漫灌，虽取得较好的固沙效果，但渠灌用水量大、费用高。本发明采用地下渗灌系统进行灌溉，利用水泵机组引水，经首部过滤设备过滤处理后，引至敷设在灌溉区域地下的输水管路；输水管路分为干管、支管和配水管，支管按区域分组形成多区灌溉单元，灌溉水经干管向各灌溉单元的支管分组轮灌，最后经配水管及紊流压力补偿式滴灌带泄压消能后滴灌于植物根部。本发明采用暗管输水的渗灌技术，使水滴渗入沙中湿润植物根部的灌溉方法，克服了地面毛管在太阳辐射作用下易老化和被风沙流破坏等问题。

说明书

技术领域

本发明涉及一种灌溉方法，具体涉及一种干旱缺水地区铁路防沙造林地下渗灌系统及其灌溉方法。

背景技术

植物固沙造林是防止铁路被流沙侵袭的根本措施。利用生物措施提高地表粗糙度以降低风能，是人们很早就认识并普遍采用的方法。植物固沙不仅能削弱风速、阻挡外来沙源，同时还能通过植物的成土过程以固定沙流，可以说固沙造林是控制和固定流沙最根本和有效的措施。

在铁路沿线进行固沙造林、育草建立植被，具有十分重要的意义，一方面可防止产生新的沙源，同时还可促使植物的自然生长，往往可收到事半功倍之效。

植物固沙作为铁路沙害防治的重要措施有着其它措施所不能替代的作用，然而却严格受到自然条件的限制，如降水量、沙层天然含水量、地表稳定程度等。在铁路沙害防治实践中，将高大沙丘平整成梯田，修筑干、支渠进行自流漫灌，虽取得较好的固沙效果，但渠灌用水量大、费用高。干旱荒漠地区自然条件复杂严酷，光热充足虽然有利于植物生长发育，然而干旱缺水、风沙活动、土壤贫瘠等，却不利于植物生长和定居。因此，在干旱荒漠地区的植物固沙活动中，干旱缺水则是历来比较难以克服的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种干旱缺水地区铁路防沙造林地下渗灌系统及其灌溉方法，克服明渠漫灌占地费水的技术缺陷。

本发明所采用的技术方案是：

干旱缺水地区铁路防沙造林地下渗灌系统，其特征在于：

包含有水泵机组、首部过滤设备、输水管路、灌溉控制系统和灌水器，另设置有灌溉控制室；

水泵机组由安装在水源井内或清水池内的水泵和安装在灌溉控制室内的启动柜组成；

首部过滤设备安装于灌溉控制室内，包括首部进排气安全阀、砂石分离器、自动反冲洗砂过滤器、施肥器、自动冲洗网式过滤器、自动冲洗碟片式过滤器、流量计及逆止阀；

输水管路采用U-PVC无毒硬聚氯乙烯塑料管道和管件，敷设在灌溉区域地下，分为干管、支管和配水管；

灌溉控制系统由安装在灌溉控制室内的灌溉控制器、功率放大箱和敷设安装在灌溉区内的输电线和电磁阀组成；

灌水器(5)为地下渗灌系统的末端设备，敷设在灌溉区域地下，与输水管路中的配水管分水口相连并沿植物带敷设，采用沿林带地表以下10～30cm敷设的紊流压力补偿式滴灌带，出水口为与灌水器一次成型的毛管。

水泵机组与首部过滤设备之间设置有化肥注入点。

输水管路上设置有安全阀和自动进、排气阀。

干旱缺水地区铁路防沙造林地下渗灌方法，其特征在于：

采用地下渗灌系统进行灌溉，利用水泵机组引水，经首部过滤设备过滤处理后，引至敷设在灌溉区域地下的输水管路；

输水管路分为干管、支管和配水管，支管按区域分组形成多区灌溉单元，灌溉水经干管向各灌溉单元的支管分组轮灌，最后经配水管及紊流压力补偿式滴灌带泄压消能后滴灌于植物根部。

本发明具有以下优点：

本发明所提供的地下渗灌灌水方法，摒除了占地费水的明渠漫灌方式，采用暗管输水的渗灌技术，使水滴渗入沙中湿润植物根部的灌溉方法，由于其毛管和灌水器均埋置于地表以下，克服了地面毛管在太阳辐射作用下易老化和被风沙流破坏等问题，并减少了灌溉水的无效蒸发，有很好的推广应用前景。

附图说明

图1为干旱缺水地区铁路防沙造林地下渗灌系统结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及的干旱缺水地区铁路防沙造林地下渗灌系统，包含有水泵机组（1）、首部过滤设备（2）、输水管路（3）、灌溉控制系统（4）和灌水器（5），另设置有灌溉控制室。

水泵机组（1）由安装在水源井内或清水池内的水泵和安装在灌溉控制室内的启动柜组成。

首部过滤设备（2）安装于灌溉控制室内，包括首部进排气安全阀、砂石分离器、自动反冲洗砂过滤器、施肥器、自动冲洗网式过滤器、自动冲洗碟片式过滤器、流量计及逆止阀。

输水管路（3）采用U-PVC无毒硬聚氯乙烯塑料管道和管件，敷设在灌溉区域地下，分为干管、支管和配水管。

灌溉控制系统（4）由安装在灌溉控制室内的灌溉控制器、功率放大箱和敷设安装在灌溉区内的输电线和电磁阀组成。

灌水器（5）为地下渗灌系统的末端设备，敷设在灌溉区域地下，与输水管路（3）中的配水管分水口相连并沿植物带敷设，采用沿林带地表以下10～30cm敷设的紊流压力补偿式滴灌带。滴灌带由毛管与灌水器一次成型制造，灌水器与毛管很好地结合为一个整体，出水口内、外壁光滑，滴灌带如同普通毛管一样，安装维修十分方便。由于滴灌带埋置于地表以下，克服了地面毛管在太阳辐射作用下易老化和被风沙流破坏等问题，并减少了灌溉水的无效蒸发。灌水器具有紊流压力补偿功能，灌溉均匀度高，对微灌输水管网压力均衡性要求低，能够适应各种高低不平的地形，最大允许高差达6m。灌水器性能基本要求是:工作压力为5～25m水头，过水流道孔径为0.3～2.5mm，出流量在1～4L/h左右。

水泵机组（1）与首部过滤设备（2）之间设置有化肥（农药）注入点，注入点与水源之间安装逆止阀，以防止肥液（农药）回灌而污染水源。输水管路（3）上设置有安全阀和自动进、排气阀；安全阀是为了防止由于支管阀门未开启，而水泵不断加压对管网造成的高压破坏；自动进、排气阀是为了排除管网中的气体，或者在停泵时向管网内补充空气，以防止管内出现负压。

施肥器选用差压式施肥罐、文秋理式注入器或肥料注入泵。须注意：化肥（农药）的注入点必须要放在水源与过滤器之间，使肥液先经过滤器之后再进入灌溉管道，使未溶解的化肥和其它杂质被清除掉，以免堵塞管道及灌水器；施肥（农药）后，必须利用清水把残留在系统内的肥液（农药）全部冲洗干净，防止设备被腐蚀；在化肥（农药）注入点与水源之间，必须安装逆止阀，以防止肥液（农药）回灌而污染水源。

本发明采用地下渗灌系统进行灌溉，利用滴灌系统中的各级管道将水送至灌水器，灌水器将有压力的水流消能后，以水滴浸润防沙植物根区，为植物正常生长发育提供营养水分。在实施渗灌工程前，必须对所用水源进行水质化验，全面掌握水质状况，并根据渗灌系统所选用的灌水器种类及抗堵塞性能，合理选定净化设备和设施，以保证微灌系统正常运行，提高灌水质量。水泵机组（1）引水后，经首部过滤设备（2）过滤处理后，引至敷设在灌溉区域地下的输水管路（3）；输水管路（3）分为干管、支管和配水管，支管按区域分组形成多区灌溉单元，灌溉水经干管向各灌溉单元的支管分组轮灌，最后经配水管及紊流压力补偿式滴灌带泄压消能后滴灌于植物根部。轮灌组按下列原则划分: 1)轮灌组划分应满足植物的需水要求，计划灌溉面积应与水源水量相协调； 2)每个轮灌组所控制的面积尽可能相等，以便使水泵工作稳定，并提高动力机械和水泵的效率，减少能耗； 3)轮灌组的划分应尽量照顾防沙林管护，使其工作方便； 4)在自动控制的渗灌系统中，为减少输水干管的流量，轮灌组宜采用对称插花的方式。

在渗灌系统中，滴灌带与末级配水管相连，滴灌带上面的灌水器是末端配水设备，也是渗灌系统中用量最大的设备，它的安装成本和价格对渗灌系统的造价有着重要的影响，而且灌水器的性能直接影响到渗灌系统灌水质量的优劣，因此，灌水器在渗灌系统中起着非常重要的作用，是渗灌系统的关键部件。

滴灌带的铺设及出水检查方法:

铺设滴灌带前，要根据林带种植要求放线。清除配水管所在管沟段的土方积杂物，根据滴灌带铺设位置，在配水管上打孔，安装密封胶圈、接头、PE管、旁通，并将滴灌带与旁通相连。如遇灌溉控制室和水源井道路等建筑物，则应根据滴灌带铺设位置和道路宽度，预埋PE管和PVC护管，在PE管的两端头处分别安装旁通，再将滴灌带与旁通相连。滴灌带应沿地形埋设在树木一侧10～30cm的地表下面。滴灌带必须平整，无拧转、打结。

检查滴灌带与旁通连接处是否漏水，在确认无漏水后沿滴灌带巡查滴灌带出水情况至滴灌带尾端。打开滴灌带尾端排水10～15分钟后再封闭。如同一灌溉单元个别滴灌带尾端不出水或出水量较小，则说明该滴灌带某个部位有破损漏水、打折或PE管内有异物，应予以排除。用上述方法，以轮灌组为单位检查各滴灌带直至全部滴灌带正常出水灌溉。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。