一种水肥一体化滴灌系统及方法
技术领域
本发明涉及果树种植技术领域，具体涉及一种水肥一体化滴灌系统及方法。
背景技术
果树大规模种植过程中为果树灌溉补水通常会耗费大量的人力及物力，需要果农承担较高的种植成本。现有技术中，在我国平原丘陵地带在种植果树时，为实现自动滴灌通常需要配置价格昂贵的自动滴灌系统，以满足降低人力劳作成本的技术需求。现有自动滴灌系统在丘陵地区使用时受地形坡度影响，在长距离输水过程中经常会出现滴灌压力不均及爆管的现象，特别是位于管路末端附近的滴灌孔部位，水压不足的现象经常会发生。上述滴灌效果对需要匀水匀肥的果园滴灌作业产生了不良影响，造成同一片果园内的果树产量不均的现象发生。进一步的，伴随经济发展，土地承包制导致临时建园的事情常有发生，对于初次介入果树种植领域的承包人在为果园配置灌溉设施时通常会面临巨大的经济压力，如何研发一款低成本，结构简单可靠的匀水匀肥灌溉设施，以适应当今社会发展亦成为本领域亟待解决的技术问题。
因此，研发一种水肥一体化滴灌系统及方法用于解决上述技术问题成为一种必需。
发明内容
本发明目的是提供一种水肥一体化滴灌系统及方法，以便于丘陵地带的果木园林能够以低成本且简单快速的方式搭建果树自动滴灌系统。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
一方面，本发明提供一种水肥一体化滴灌系统，包括：疏水泵，还包括：泄水罐、主管道、分管道和出水滴头；所述疏水泵连接所述泄水罐后，通过所述泄水罐与所述主管道建立管路连接；所述主管道上连接有多个所述分管道；所述分管道上设置有多个所述出水滴头；所述泄水罐的进水口设置在罐体顶部；所述泄水罐的出水口设置在罐体侧壁的上端；所述泄水罐的罐体深度与所述疏水泵的泵水功率相适配，满足所述疏水泵泵出的水经所述罐体底部反弹后刚好经所述出水口流出。
优选的，所述泄水罐的底部或罐体侧壁的底部设置有排污阀。
优选的，所述泄水罐还设置有储肥仓；所述所述泄水罐的出水口设置有出水连接管，所述出水连接管的末端与所述主管道相连接；所述储肥仓设置有肥仓进水口和肥仓出水口；所述肥仓进水口通过水阀与所述出水连接管的进水端相连通；所述肥仓出水口与所述出水连接管的出水端相连通。
优选的，所述储肥仓的设置数量为多个；多个所述储肥罐以并联的方式与所述出水连接管相连接。
优选的，所述储肥仓内设置有用于将所述储肥仓内腔分隔成上下两部分的隔网；所述肥仓进水口与所述隔网的上方空间相连通；所述肥仓出水口与所述隔网的下方空间相连通。
优选的，所述肥仓进水口设置在所述储肥仓仓壁的下端；所述肥仓出水口设置在所述储肥仓仓壁的上端。
另一方面，本发明还提供一种水肥一体化滴灌的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：将种植园区按种植面积分隔为多个片区；
步骤2：挖设临时蓄水池，所述临时蓄水池包括主蓄水池和多个分蓄水池；所述主蓄水池分别与所述分蓄水池通过设置有挡水闸的沟渠相连通；每个所述片区设置一个所述分蓄水池；所述分蓄水池的蓄水容量为300至500立方米；所述主蓄水池的蓄水容量大于多个所述分蓄水池蓄水量的总和；
步骤3：为每个所述分蓄水池设置一个出水量不低于60立方米每小时的疏水泵；
步骤4：为每个所述片区设置主灌溉管道，所述主灌溉管道的长度小于等于500米；所述主灌溉管道上连接有多个分管道，所述分管道的设置数量与所述片区内果树的种植排数相适配，所述分管道的设置长度小于等于60米；
步骤5：在所述分管道上设置多个出水滴头，所述出水滴头的设置数量与果树的灌溉流量需求相适配；
步骤6：将疏水泵连接泄水罐后，通过所述泄水罐与所述主管道建立管路连接；所述泄水罐为如前所述的泄水罐；
步骤7：将所述分管道离地固定，所述分管道距离地面的高度不低于50cm。
优选的，所述步骤1中，每个片区的种植面积为90至100亩。
优选的，所述步骤1中，每个片区的种植面积为190至200亩。
优选的，所述步骤3中为每个所述分蓄水池设置的出水量不低于60立方米每小时的疏水泵的个数为2至4个。
本发明的特点及优点是：
本发明充分考虑丘陵地带坡度大于10度的地理环境特性，研发一款水肥一体化滴灌系统，用于解决丘陵地带果木园林自动化滴灌的技术问题，能够节约设备布设成本，简单实用，运行可靠且易于维护。具体的，本发明采用泄水罐作为滤杂稳压部件不仅能够有效滤除被疏水泵抽取的泥沙，还能获得滴灌用水稳压输出的技术效果。本发明相比现有结构复杂的稳压结构及滤网式过滤装置，具有结构简单，使用效果突出的技术优点，能够稳定的输出清澈的灌溉用水，有效防止出水滴头堵塞的现象发生，使用时只需定期清理沉积在泄水罐底部的泥沙即可，操作简单，使用方便。
进一步的，本发明通过为泄水罐设置排污阀能够方便清理泄水罐内沉积的泥沙污垢，便于水肥一体化滴灌系统的日常检修操作。
进一步的，储肥仓的设置能够用于自动化匀水匀肥灌溉效果的实施，使用时将待施放易溶肥料装入储肥仓中，打开设置在肥仓进水口部位的水阀，即可将肥料均匀的缓释到滴灌用水中，进而达到匀水匀肥的技术目的。
进一步的，本发明通过将储肥仓的设置数量设置为多个，不仅能够实现多品种肥料交替施肥的使用效果，还能进一步避免不同种肥料相互混合时产生的肥效相抵的现象发生。此外，将肥仓进水口部位的水阀设置为电控阀门还能进一步达到远程操控肥料补给的使用目的。
本发明通过为储肥仓内腔进一步设置隔网，能够达到避免大块肥料进入滴灌管路的技术目的，此外将肥料放置在隔网上，在水流的冲击作用下还能够进一步达到肥料均匀缓释的技术目的，为匀水匀肥灌溉提供技术保障。
进一步的，采用将肥仓进水口设置在储肥仓仓壁的下端，肥仓出水口设置在储肥仓仓壁的上端，能够借助水流自身的重力作用，缓释肥料，缓冲水流的冲击力，有助于达到匀水匀肥的使用目的。
本发明进一步提供的水肥一体化滴灌的方法，能够有效解决丘陵地带坡度大于10度的地形如何实施自动滴灌作业的技术问题，其硬件布设成本低，结构设置简单，易于维修及更换，使用时用于实施灌溉的水池可直接在现场挖掘后制成，大幅降低水箱配置所需的硬件成本，并能有效解决灌溉用水的蓄水问题，取水时可利用附近水源或水车输送灌溉用水，以满足果树滴灌作业时所需。进一步的，采用主蓄水池和分蓄水池相结合的结构设置，能够充分利用主蓄水池的沉淀过滤功能，保持灌溉用水水温的恒定以及将水中溶解的氯气充分散失至空气中。此外，采用上述主蓄水池和分蓄水池相结合的结构设置还能进一步获得仅通过在分蓄水池里施加溶解肥料，进而实现水肥一体化的使用效果。进一步的，若采用储肥罐施肥，从分蓄水池抽取的灌溉用水在流经储肥罐后可实现针对性施肥，有助于节省肥料的同时，更进一步实施匀水匀肥。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中水肥一体化滴灌系统的结构示意图；
图2为本发明实施例1中泄水罐的结构示意图；
图3为图2中泄水罐的的改进结构示意图；
图4为本发明实施例1中储肥仓的改进结构示意图；
图5为本发明实施例1中储肥仓的第二种改进结构示意图；
图6为图5所示储肥仓的其中一种应用方式下的结构示意图；
图7为本发明实施例1中储肥仓的第三种改进结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
如图1所示，本发明提供一种水肥一体化滴灌系统，包括：疏水泵100，还包括：泄水罐200、主管道300、分管道400和出水滴头500；所述疏水泵100连接所述泄水罐200后，通过所述泄水罐200与所述主管道300建立管路连接；所述主管道300上连接有多个所述分管道400；所述分管道400上设置有多个所述出水滴头500；所述泄水罐200的进水口210设置在罐体顶部；所述泄水罐200的出水口220设置在罐体侧壁的上端；所述泄水罐200的罐体深度与所述疏水泵100的泵水功率相适配，满足所述疏水泵100泵出的水经所述罐体底部反弹后刚好经所述出水口流出。
本发明充分考虑丘陵地带坡度大于10度的地理环境特性，研发一款水肥一体化滴灌系统，用于解决丘陵地带果木园林自动化滴灌的技术问题，能够节约设备布设成本，简单实用，运行可靠且易于维护。具体的，本发明采用泄水罐作为滤杂稳压部件不仅能够有效滤除被疏水泵抽取的泥沙，还能获得滴灌用水稳压输出的技术效果。本发明相比现有结构复杂的稳压结构及滤网式过滤装置，具有结构简单，使用效果突出的技术优点，能够稳定的输出清澈的灌溉用水，有效防止出水滴头堵塞的现象发生，使用时只需定期清理沉积在泄水罐底部的泥沙即可，操作简单，使用方便。
优选的，如图2所示，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述泄水罐200的底部或罐体侧壁的底部设置有排污阀230。本发明通过为泄水罐设置排污阀能够方便清理泄水罐内沉积的泥沙污垢，便于水肥一体化滴灌系统的日常检修操作。
优选的，如图3所示，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述泄水罐200还设置有储肥仓240；所述所述泄水罐200的出水口设置有出水连接管221，所述出水连接管221的末端与所述主管道300相连接；所述储肥仓240设置有肥仓进水口241和肥仓出水口242，所述肥仓进水口241通过水阀243与所述出水连接管221的进水端相连通；所述肥仓出水口242与所述出水连接管221的出水端相连通。储肥仓240的设置能够用于自动化匀水匀肥灌溉效果的实施，使用时将待施放易溶肥料装入储肥仓中，打开设置在肥仓进水口部位的水阀，即可将肥料均匀的缓释到滴灌用水中，进而达到匀水匀肥的技术目的。
优选的，如图4所示，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述储肥仓的设置数量为多个；多个所述储肥罐以并联的方式与所述出水连接管相连接。本发明通过将储肥仓的设置数量设置为多个，不仅能够实现多品种肥料交替施肥的使用效果，还能进一步避免不同种肥料相互混合时产生的肥效相抵的现象发生。此外，将肥仓进水口部位的水阀设置为电控阀门还能进一步达到远程操控肥料补给的使用目的。
优选的，如图5所示，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述储肥仓240内设置有用于将所述储肥仓内腔分隔成上下两部分的隔网244；所述肥仓进水口241与所述隔网244的上方空间相连通；所述肥仓出水口242与所述隔网244的下方空间相连通。优选的，如图6所示，采用多个图5所示的储肥仓并联使用，可达到多种肥料交替或混合施肥的使用效果。本发明通过为储肥仓内腔进一步设置隔网，能够达到避免大块肥料进入滴灌管路的技术目的，此外将肥料放置在隔网上，在水流的冲击作用下还能够进一步达到肥料均匀缓释的技术目的，为匀水匀肥灌溉提供技术保障。
优选的，如图7所示，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述肥仓进水口241设置在所述储肥仓仓壁的下端；所述肥仓出水口242设置在所述储肥仓仓壁的上端。采用将肥仓进水口设置在储肥仓仓壁的下端，肥仓出水口设置在储肥仓仓壁的上端，能够借助水流自身的重力作用，缓释肥料，缓冲水流的冲击力，有助于达到匀水匀肥的使用目的。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上进一步提供一种水肥一体化滴灌的方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：将种植园区按种植面积分隔为多个片区；
步骤2：挖设临时蓄水池，所述临时蓄水池包括主蓄水池和多个分蓄水池；所述主蓄水池分别与所述分蓄水池通过设置有挡水闸的沟渠相连通；每个所述片区设置一个所述分蓄水池；所述分蓄水池的蓄水容量为300至500立方米；所述主蓄水池的蓄水容量大于多个所述分蓄水池蓄水量的总和；
步骤3：为每个所述分蓄水池设置一个出水量不低于60立方米每小时的疏水泵；
步骤4：为每个所述片区设置主灌溉管道，所述主灌溉管道的长度小于等于500米；所述主灌溉管道上连接有多个分管道，所述分管道的设置数量与所述片区内果树的种植排数相适配，所述分管道的设置长度小于等于60米；
步骤5：在所述分管道上设置多个出水滴头，所述出水滴头的设置数量与果树的灌溉流量需求相适配；
步骤6：将疏水泵连接泄水罐后，通过所述泄水罐与所述主管道建立管路连接；所述泄水罐为前述实施例中所述的泄水罐；
步骤7：将所述分管道离地固定，所述分管道距离地面的高度不低于50cm。
本发明进一步提供的水肥一体化滴灌的方法，能够有效解决丘陵地带坡度大于10度的地形如何实施自动滴灌作业的技术问题，其硬件布设成本低，结构设置简单，易于维修及更换，使用时用于实施灌溉的水池可直接在现场挖掘后制成，大幅降低水箱配置所需的硬件成本，并能有效解决灌溉用水的蓄水问题，取水时可利用附近水源或水车输送灌溉用水，以满足果树滴灌作业时所需。进一步的，采用主蓄水池和分蓄水池相结合的结构设置，能够充分利用主蓄水池的沉淀过滤功能，保持灌溉用水水温的恒定以及将水中溶解的氯气充分散失至空气中。此外，采用上述主蓄水池和分蓄水池相结合的结构设置还能进一步获得仅通过在分蓄水池里施加溶解肥料，进而实现水肥一体化的使用效果。进一步的，若采用储肥罐施肥，从分蓄水池抽取的灌溉用水在流经储肥罐后可实现针对性施肥，有助于节省肥料的同时，更进一步实施匀水匀肥。进一步的，将分管道离地固定一方面能确保出水滴头伞状出水，便于扩大滴灌面积有利于农业生产，还有助于获得不妨碍割草、施肥、除虫的作业效果，避免上述作业时设备对滴灌管路造成磕碰，甚至损坏。此外上述设置亦便于滴灌管路的维修检查，能够及时发现滴灌异常的出水滴头，便于及时将故障出水滴头采取维修更换。
进一步的，在本实施例的其中一个优选技术方案中，每个片区的种植面积为90至100亩。
进一步的，在本实施例的其中一个优选技术方案中，每个片区的种植面积为190至200亩。
进一步的，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述步骤3中为每个所述分蓄水池设置的出水量不低于60立方米每小时的疏水泵的个数为2至4个。
本发明上述方法在干旱地区坡度大于10度的丘陵地带尤为适用，能够自适应复杂的地貌地形，出水压力均匀，末端水压稳定且不易爆管，适用于500亩以内的果园耕种环境，具有建设施工快，方便临时建园的技术优点。以桃园灌溉为例，现有桃树种植每颗桃树滴灌作业大概需要消耗20斤水，可根据出水压力设置每20公分至50公分距离设置一个出水滴头，将滴灌速度控制为每棵树附近的滴水量20斤水每小时。对于100亩的种植面积，大概就需要1000立方米的灌溉用水。修建时先挖建蓄水量不低于1000立方米的主蓄水池，为每100亩以下果树林地配置一个蓄水量300至500立方米的分蓄水池。其中，主蓄水池内的水可由水车运输供应。搭建水肥一体化滴灌系统时，每100亩林地配置1到2个出水量60立方米每小时的疏水泵，控制主管道长度不超过500米，单路分管道长度不超过60米。使用时，在旱季种树期间每月只需滴灌2次，日常维护期间每月只需滴灌1次。上述水肥一体化滴灌系统在使用时受季节影响较小，只要主蓄水池及分蓄水池不发生冻结就不影响系统的正常使用，并具有不低于5年的使用寿命，布设成本低廉，经济适实用。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
