本发明专利技术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。本发明专利技术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。达到进一步节约水资源的目的。达到进一步节约水资源的目的。
【技术实现步骤摘要】
定点供水装置及定点供水灌溉系统
[0001]本专利技术涉及节水灌溉技术，属于农田水利工程技术的细分领域。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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）。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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），经过专利技术人实验，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。
[0010]本专利技术的直接技术思路，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。
技术实现思路
[0011]本专利技术的目的在于提供一种定点供水装置，提高作物根系区域整体得到水的效率，减少土壤表层水份蒸发量，避免向根系供水的管路被土壤堵塞，为整个定点供水灌溉系统进一步节约灌溉水量提供基础。
[0012]为实现上述目的，本专利技术的定点供水装置包括水平设置在土壤上方的顶架，顶架由管路构成；顶架向上设有接水口，接水口与构成顶架的管路相连通；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；定点送水管的高度与作物的根系区域的深度相匹配，且定点送水管的下端用于插至土壤中作物的根系区域的中部；各定点送水管所围成的区域的平面大小与作物的根系区域的平面大小相匹配。
[0013]定点送水管的上端设有顶网且其下端设有底网。
[0014]顶架包括外环形管和内环形管，外环形管和内环形管之间由若干连接管相连通，各连接管在周向上均匀分布；外环形管和内环形管分别向下连接有若干定点送水管。
[0015]本专利技术还提供了一种定点供水灌溉系统，采用上述定点供水装置，包括与水源相通的供水干管，供水干管上设有水泵，水泵的进口处设有进口阀，水泵的出口处设有出口阀；以水流方向为下游方向，出口阀下游的供水干管并联连接有若干供水单元；每一供水单元对应一处种植区域；供水单元包括单元干管，单元干管上设有单元阀门，单元干管的上游端与供水干管相连接，单元干管的下游端并联连接有若干滴灌管，滴灌管上设有多个滴头，各滴头下方设有所述定点供水装置，定点供水装置的接水口位于滴头正下方并与滴头相邻；各定点供水装置的定点送水管向下插入土壤并到达作物的根系区域。
[0016]水泵为变频水泵，单元阀门、进口阀和出口阀均为电磁阀；水泵、单元阀门、进口阀和出口阀均与一电控装置相连接；供水干管上设有总电子流量计，各单元干管上分别设有单元电子流量计；单元阀门采用电磁调节阀；单元阀门、总电子流量计和单元电子流量计均与电控装置相连接，电控装置连接有显示屏。
[0017]本专利技术还提供了上述定点供水灌溉系统的使用方法，将有灌溉需求的种植区域所对应的供水单元称为待供水单元，打开各待供水单元的单元阀门，启动水泵，将水源中的水通过供水干管送向各待供水单元的单元干管，单元干管内的水进入各滴灌管，各滴灌管通过各滴头向定点供水装置供水，各定点供水装置利用疏水材料的毛细作用以及重力作用向作物根系区域送水；当不同种植区域需要的水量不同时，调节相应供水单元上的电磁调节阀的开启度，在不同供水单元之间形成阻力差，进而调节各供水单元的水量分配；在供水过程中，调节变频水泵的运行频率以适应总供水量的需要。
[0018]在需要拆除定点供水装置时，向上拔出定点供水装置的定点送水管，收纳定点供水装置或者插入新的滴灌位置的土壤。
[0019]本专利技术具有如下的优点：本专利技术的定点供水装置结构简单，利用接水口承接定点供水灌溉系统的滴灌水，利用导水颗粒间形成的毛细通道结构使水顺畅地直接送至作物的根系区域。由于水不通过表层土壤向下渗透，因此避免了表层土壤处水份蒸发所流失的水。
[0020]接水口设置在顶架一侧，不影响作物茎通过顶架中部管路以外的空间向上生长，也方便接收定点供水灌溉系统送来的水。
[0021]毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，土壤对水浸润，因而土壤中的毛细结构不利于水向下渗透，不利于保墒。也因此松土（破坏土壤中大部分毛细通道结构）对保墒具有重要意义，但单纯的松土也不能防止水在到达作物根系区域前，被表层土壤吸收较多而通过蒸发散失。
[0022]毛细管插入不浸润液体中，管内液体下降。定点送水管本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.定点供水装置，其特征在于：包括水平设置在土壤上方的顶架，顶架由管路构成；顶架向上设有接水口，接水口与构成顶架的管路相连通；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；定点送水管的高度与作物的根系区域的深度相匹配，且定点送水管的下端用于插至土壤中作物的根系区域的中部；各定点送水管所围成的区域的平面大小与作物的根系区域的平面大小相匹配。2.根据权利要求1所述的定点供水装置，其特征在于：定点送水管的上端设有顶网且其下端设有底网。3.根据权利要求1所述的定点供水装置，其特征在于：顶架包括外环形管和内环形管，外环形管和内环形管之间由若干连接管相连通，各连接管在周向上均匀分布；外环形管和内环形管分别向下连接有若干定点送水管。4.定点供水灌溉系统，采用权利要求1－3中任一项所述定点供水装置，其特征在于：包括与水源相通的供水干管，供水干管上设有水泵，水泵的进口处设有进口阀，水泵的出口处设有出口阀；以水流方向为下游方向，出口阀下游的供水干管并联连接有若干供水单元；每一供水单元对应一处种植区域；供水单元包括单元干管，单元干管上设有单元阀门，单元干管的上游端与供水干管相连接，单元干管的下游端并联连接有若干滴灌管，滴灌管上设有多个滴头，各滴头下方设...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐庆健，包棚，连超，马志燕，马中良，赵娜，田景骅，
申请(专利权)人：河南省水利第一工程局，
类型：发明
国别省市：
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