[发明专利]定点供水装置及定点供水灌溉系统

说明书

本发明公开了一种定点供水装置，包括顶架，顶架由管路构成；顶架向上设有接水口，顶架向下连接有若干定点送水管，定点送水管用于插入作物的根系区域；定点送水管内填充有疏水材料制成的导水颗粒，导水颗粒之间的缝隙形成向下导水的毛细通道；导水颗粒既能防止土壤进入并堵塞定点送水管，也能提高向下送水的效率。本发明还公开了相应的定点供水灌溉系统及其使用方法。直接向作物的根系区域供水，大幅减少土壤表层处蒸发的水分，不会发生土壤堵塞定点送水管的问题和作物根系延伸入管路的现象，利用疏水材料形成的毛细通道结构向下导水，相较自然渗水输水效率更高，进一步降低灌溉供水系统的用水量，达到进一步节约水资源的目的。

技术领域

本发明涉及节水灌溉技术，属于农田水利工程技术的细分领域。

背景技术

水利工程是现代生产生活的重要保障，对于农林牧鱼等生产活动具有重要影响。我国是农业大国，也是世界上水资源最为匮乏的贫水国之一，节约水资源是水利工程中的重要课题。

农业是用水大户，农业用水总量占全国总用水量的60%以上，而大水漫灌仍然是我国很多地区农田灌溉的主要方式，跑冒滴漏非常普遍，灌溉水浪费严重。我国农业灌溉用水的有效利用系数仅为0.52，距离发达国家0.7－0.8的水平还有较大差距。灌溉节水技术成为农业乃的重要课题。

滴灌技术能够实现定点供水，大幅节约灌溉用水，减少施肥量，对于节约水资源、保护环境具有重要意义，是农业技术乃至水利工程中的重点技术。滴灌技术配合保墒技术，进一步节约了水资源，近年来出现了覆膜滴灌技术就是滴灌技术与保墒技术的结合。

定点供水系统包括水源（如蓄水池或水井或河流）、供水干管、设置在供水干管上的水泵、与供水干管相连接的加肥机构和与供水干管末端相连接的供水支管，各供水支管分别连接有若干滴灌管（即末端管路），各滴灌管分别连接有若干滴头，每一滴头对应一处作物种植点并位于作物种植点的上方。滴头出水直接供给在作物处的土壤表层，渗入作物根系处的土壤（作物根系区域）。

土壤表层接受滴灌水的不足之处是：表层土壤中的水份容易产生蒸发损失，同时水份也容易由表层土壤向作物根系区域以外的土体内散发。

直接将滴头及管路设置在土壤中进行土下滴灌能够避免上述不足之处，更大程度节约灌溉用水量，缺陷是给松土等涉及土壤的作业提高了难度，因为将滴头及管路由土壤中取出非常麻烦，不取出又容易损坏滴头、管路等设施；另外，土下滴灌也容易堵塞滴头；综合因素导致应用最为广泛的，还是滴头设置在土壤以上的技术方案。

滴灌灌溉技术的核心目的是节约水资源，追求降低水用量是核心价值所在，因此滴头的出水以恰好匹配作物用水需求为准。由于追求节水量，因而滴头供水不像大水漫灌那样多，水由土壤表层进入作物根系区域的效率越高，即作物根系区域整体得到水的效率越高，则作物对水的利用率就越高，滴灌作业需水量就越少。

在地面设置直达作物根系区域的精准供水管，因其容易插拔而容易插入土体或拔出土体（避免土下滴灌中，滴头、管路等设施不易取出、影响涉及土壤的作业），经过发明人实验，确实可以在初期提高作物根系区域整体得水效率，但随着时间的推移，土壤会在供水管插入土壤的一端进入供水管中堵塞供水管（滴灌水量小，不存在具有冲击力的水流），土壤进入供水管的原因可能是土压力以及环境振动。如果滴灌在地表，则水可以由较大面积的土壤向下渗透，虽然也会有小部分水渗透至根系区域以外的土壤，但相比之下，供水管堵塞之后（只能通过供水管内的土壤向下渗透）反而降低作物根系区域整体得水效率。

本发明的直接技术思路，就是提高水由土壤表层进入整体作物根系区域的效率（即提高作物根系区域整体得到水的效率），并且避免土下滴灌存在的土下设备不易取出、以及供水管埋在土下时容易被土壤堵塞等问题，从而既不会因土下滴灌给涉及土壤的作业带来困难，又能进一步降低灌溉供水系统的用水量，达到进一步节约水资源的目的。

发明内容