[实用新型]一种可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及微咸水灌溉技术领域，特别是涉及一种可以调控入渗水矿化度的交替入渗试验供水系统。

背景技术

淡水资源匮乏是世界性的问题，对农业生产和生态环境均构成了严重的威胁。我国是一个水资源大国，但人均淡水水资源占有量及单位土地面积水资源拥有量却远远低于世界平均水平，区域性缺水和季节性缺水较为严重。然而我国浅层地下微咸水资源较为丰富，因而除了采取一定的措施提高淡水资源的利用效率外，合理开发利用微咸水资源已成为微咸水分布地区解决水资源短缺的一条有效途径。国内外大量研究和实践证明科学合理的开发利用微咸水资源，对于缓解淡水资源短缺、扩大农业水源、抗旱增产有着极其重要的作用。

利用微咸水进行农业灌溉，其成功的关键在于是否能够控制土壤中的盐分累积达到限制作物生长的水平，以尽量减轻盐分对作物的危害程度。大量研究结果表明采用滴灌的方式进行微咸水灌溉，比传统的地面灌溉在减少水资源消耗的同时可获得更高的产量。一方面滴灌能够适时适量地进行灌溉，在作物根区创造出适宜的水、肥、气、热条件，另一方面由于淋洗作用，盐分向湿润锋附近积累，因而滴头下土壤含盐量比较小，有利于作物生长。

采用微咸水灌溉时，供水方式一般有两种形式：一种是将地下赋存的微咸水与淡水资源按本次灌水周期要求的灌溉水矿化度按一定比例混合后，引入田间进行灌溉的方式，称为咸淡水混灌；另外一种是按本次灌水周期要求的灌溉水矿化度及水量计算出所需微咸水及淡水的量后，分别将两种水引入田间进行灌溉的方式，称为咸淡水交替灌溉。采用同一种矿化度的微咸水进行灌溉，供水方式不同，灌溉水分及盐分在土壤中的分布不同，对作物生长及产量的影响亦不同。

根据作物及土壤条件，可以选择先用微咸水灌溉后用淡水灌溉，或者先用淡水灌溉后用微咸水灌溉。由于灌溉前不需要将两种不同矿化度的灌溉水进行混合的配水设施，因此交替灌溉在实际操作中简单易行。利用咸淡水交替灌溉时，选择合理的咸淡水交替顺序和灌溉水矿化度是减少土壤盐分累积的关键。

交替滴灌是在同一灌水周期内，交替使用咸水和淡水进行灌溉的一种滴灌灌水方法。与传统的微咸水滴灌相比，交替滴灌通过调节咸淡水交替次序可以有效调节水盐在土壤中的分布特征，因此根据土壤质地、作物品种、生育阶段、作物根系分布等选择适宜的灌溉水矿化度、咸淡水交替次序及交替滴灌参数，在淡水资源有限的情况下，一方面可以提高微咸水资源的利用率并最大程度的减小微咸水对作物的不利影响，另一方面可以有效缓解土壤盐渍化危机，进而提高土地资源的利用率。

滴灌过程属于典型的点源供水条件下土壤入渗过程，对点源供水条件下土壤入渗过程、土壤湿润体变化特征值及其影响因素的研究，是正确设计灌溉系统及对田间作物水分进行高水平管理的前提和基础。由于不同地区由于土质、作物类型、气候和水文条件和社会经济条件不同，采用交替方式也不同，因此需要根据当地实际情况开展研究，探讨合理交替水质及交替次序，针对于试验区的土壤及水质开展交替入渗试验，研究不同的滴头流量、滴头间距、入渗水质组合及咸淡水交替次序下湿润锋的范围、形状、大小及其湿润体含水率、含盐量的分布特征，以探求合理的水质组合及咸淡水交替灌溉次序。

交替入渗试验属于典型的点源供水条件下土壤入渗过程，入渗试验系统和点源入渗试验系统相似，点源入渗试验系统一般包括恒压供水系统和土箱两大部分。普通的点源入渗恒压供水系统一般仅为一个恒压水箱或马氏筒，但交替入渗试验由于试验过程中需要变换入渗水矿化度，其一般都需要多个马氏筒以提供不同矿化度的入渗水质。

供水系统的作用是为整个试验过程提供试验要求的入渗水质及流量，目前常用的主要有以下几种形式：

A.马氏筒+医用输液器+滴头：马氏筒提供恒定水头，滴头流量大小通过调节输液器上的滚轮，外加量筒率定确定。这种形式的优点的简易，成本低；缺点流量预达到某一试验要求数值，需反复调节率定，费时费力，且流量难于精准控制。由于马氏筒换水装水需要一定的时间去操作，在不终止试验的情况下，一次试验中一个马氏筒只可以提供一种矿化度的入渗水，因此交替滴灌试验通常要用几个供水装置交替工作才能完成，供水装置需求多，成本高。

B.马氏筒+输水软管+医用注射针头：马氏筒提供恒定水头，滴头流量大小通过调节马氏筒的高度和针头的型号，外加量筒率定确定。方法优缺点同A。