[发明专利]一种用于温室田间的负压灌溉供水系统

说明书

本发明的实施例公开一种用于温室田间的负压灌溉供水系统。包括：水源器、输水管道和负压双供水管，其中，水源器的数量为2个，位于目标灌溉区两侧；输水管道的数量为多个，多个输水管道通过三通阀依次连接成主输水管，依次连接的输水管道贯穿温棚灌溉区中垄和沟，其中，第一个输水管道与一侧的水源器相连，最后一个输水管道与另一侧的水源器相连；负压双供水管的数量为多个，位于主输水管道的两侧并埋设在温棚垄中，与主输水管道通过三通阀连接；水源器包括：储水桶、灌溉水负压调节器、灌溉水导气管。应用本发明，可以在温室尺度上对根区土壤含水率进行精准控制，进而提高作物水分利用效率。

技术领域

本发明涉及农业地下微渗灌技术，尤其涉及一种用于温室田间的负压灌溉供水系统。

背景技术

地球淡水资源至少有2/3是农业用水。在世界上大部分地区，农业灌溉用水被过度的开采和使用。淡水资源紧缺已经成为制约世界大部分干旱和半干旱地区发展的首要因素。我国是一个水资源约束性国家，人均淡水资源量是世界人均值的1/4，远低于世界人均水资源量。近几年，国内可利用水资源在急剧下降，随着劳动力资源减少、能源紧张局势的加剧，如何提高我国灌溉技术的自动化、机械化水平，提升农业生产效率，是发展我国现代农业首要考虑的问题。其中，依靠科技创新，推广负压节能输水是缓解或解决我国农业缺水现状、走发展节水型现代农业道路的有效技术手段。

负压灌溉是一种将灌水器埋于地下的新型自动补给节水灌溉技术，通过控制供水负压，可以使得在作物整个生长期间，土壤水势可以保持与供水负压的动态平衡，从而实现作物对水分的连续自动获取。由于负压节能输水不破坏土壤结构，可以使得土壤内部水、肥、气、热保持适宜于农作物生长的良好状况；同时，蒸发损失小、不产生地面径流、灌水量小，一次灌水延续时间较长，水资源利用率高；而且，负压节能输水是以作物耗水而产生的负压(水势差)为作物吸水的主动压力，因而能够较准确地控制灌水量，可减少无效的棵间蒸发，极大减少水的浪费。

图1为现有负压灌溉供水系统结构示意图。参见图1，该负压灌溉供水系统包括：灌水器11、输水管12、储水桶13和负压发生器14。其中，

灌水器11埋设在土壤(基质)中，是一种“透水不透气”的陶土管。

储水桶13上安装有水位管131，用于测量桶内水位(h1)的变化。

负压发生器14由三部分组成，分别为：电磁阀141、控压开关142和气体罐143，负压发生器14与储水桶13通过气体管道15相连通，气体管道15内充满空气。

控压开关142用于设置预定的负压强，当气体罐143中的压强达到控压开关142设定的负压强，进而继续下降时，控压开关142触发电磁阀141，使得外界空气通过电磁阀141进入气体罐143。当进入气体罐143内的空气的压强大于控压开关142设定的负压强时，电磁阀141关闭，由此可保证气体罐143内部压强稳定。由于负压灌溉供水系统是密封的且气体管道和气体罐中充满空气，因而，气体罐中控压开关上设置的负压强与陶土管内的压强相等。依据土壤水动力学原理，将陶土管埋于土壤中，依靠土壤与陶土管之间的水势梯度差，当陶土管中的水流进入土壤，储水桶中的水位下降，导致储水桶内压强减小，当小于预定的负压强时，负压发生器中的气体进入储水桶，使得整个系统压强维持一个动态平衡状态。其中，预定的负压强称为供水水头(供水负压)，可以通过改变预定的负压强来控制土壤含水量。

但现有的负压灌溉供水系统，由于灌溉水本身含有一定的气体，因此，现有负压灌溉过程中，随着灌溉水从渗水器渗入根区土壤，灌溉水内的气体停留在灌溉系统的输水管内，如果气体无法有效及时排除出灌溉系统，会在输水管内产生气柱，从而阻塞灌溉水的流动，导致灌溉水无法及时向作物供水，引起负压灌溉失效；并且，目前负压灌溉系统采用的负压渗水器只能供小区域范围内的作物生长，如果扩大供水范围将会极大提高工程造价，并且一块地单个的负压渗水器的使用量过大，会导致管理不便和供水不均匀；现有负压灌溉水肥一体化系统存在供水压力在一定范围内波动，不能维持供水水压的恒定，从而不能保证农作物一直生长在稳定的土壤水分条件下。

发明内容