旱地水稻旱直播渗水灌溉系统及渗水灌溉系统改装方法

技术领域

本发明涉及可调控灌溉系统，特别是旱地水稻旱直播渗水灌溉系统。

背景技术

大米是我国第一大粮食作物，种植水稻需要大量的水，而我国的水资源又处于紧缺状态，现有技术中通常使用渗水灌溉技术，但渗水灌溉技术多数根据预设时间进行灌溉，但不够智能，例如气温变化，风力等级变化等多种情况时，灌溉系统不能根据当时气候环境作出变化。

现有灌溉技术的缺点：

渠道防渗技术：土地占用面积大，施工周期长，不能进行精准灌溉；

喷灌技术：灌水平均速度易收到风的影响，限制作物根系的发展；

滴灌技术：投资较高，管道和滴头容易堵塞，对水质要求很高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出的旱地水稻旱直播渗水灌溉系统，可以减少水稻的用水量，精准灌溉，节约水资源，减轻种植户劳动量，精准管理，推动农业智能化发展。本发明还提出渗水灌溉系统改装方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

在第一个技术方案中，旱地水稻旱直播渗水灌溉系统，包括水箱、输水管、增压泵、若干个渗水管和监测控制装置，所述水箱通过输水管连接渗水管，所述渗水管铺设在地面且对应水稻秧苗位置具有渗水孔，所述增压泵和渗水管之间段的输水管按照流动方向以此设有电控截止阀和电控泄压阀，所述电控泄压阀的泄压端连接有回水管，回水管的另一端与水箱连通；

所述监测控制装置包括风速风速传感器、空气数据传感器、雨量传感器、土壤殇情传感器、主控装置和太阳能供电装置，

风速风速传感器，用于检测当前环境风向和风速，并获取风力信息；

空气数据传感器，用于检测当前环境空气温度和空气湿度，并获取空气信息；

雨量传感器，用于检测当前环境是否为降雨天气以及降雨量，并获取降雨信息；

土壤殇情传感器，用于检测当前环境土壤湿度，并获取土壤信息；

主控装置，分别与风速传感器、空气数据传感器、雨量传感器、土壤殇情传感器连接，主控装置获取风速风速传感器收集的风力信息、获取空气数据传感器收集的空气信息、获取雨量传感器收集的降雨信息和土壤殇情传感器收集的土壤信息，以及对电控截止阀和电控泄压阀下发控制指令以切换电控截止阀和电控泄压阀的开闭状态；

太阳能供电装置供电装置，与主控装置连接，并对主控装置供电。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述渗水管为下滴渗出式管，且若干个渗水管平行设置，渗水管的宽度与所述水稻垄沟宽度匹配。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述渗水管的第一端与所述输水管连通，渗水管的第二端连接有排气管，排气管的第一端与渗水管连接，排气管的第二端封闭，排气管上设有排气阀。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述渗水管设有防堵分支渗出管，防堵分支渗出管包括渗出分管、螺纹帽、密封圈和过滤层，渗水管上开设若干个朝下开设的螺纹孔，所述渗出分管外环面具有外螺纹，渗出分管通过外螺纹旋入渗水管的螺纹孔中，渗出分管的下端伸出渗水管，螺纹帽通过螺纹锁紧在渗出分管的下端，螺纹帽头部中间位置开设渗水孔，渗出分管下端和螺纹帽头部之间形成空腔，所述密封圈和过滤层由上到下以此安装在空腔中。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述螺纹帽头部和过滤层之间设有海绵垫。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述过滤层为具有均布针刺孔的陶瓷过滤片。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述过滤层为碳纤维网板。

在第二个技术方案中，灌溉系统改装方法，用于改装现有灌溉系统，现有灌溉系统包括水箱、输水管、增压泵和若干个渗水管，其中，水箱通过输水管连接渗水管，渗水管铺设在地面且对应水稻秧苗位置具有渗水孔，

将输水管截断，在输水管上安装电控截止阀和电控泄压阀，电控泄压阀的泄压端连接有回水管，回水管的另一端与水箱连通，管炉连接处用生胶带缠绕形成防水密封；将监测控制装置的下发指令端连接电控截止阀、电控泄压阀和增压泵，以控制电控截止阀、电控泄压阀和增压泵的开闭状态；将渗水管尾部通过排气管并联，排气管上设置排气阀；在渗水管对应每株水稻处的底部钻螺纹孔，将防堵分支渗出管安装在螺纹孔中，管炉连接处用生胶带缠绕形成防水密封；完成上述步骤，将现有灌溉系统改装成如第一个技术方案中所述的旱地水稻旱直播渗水灌溉系统。

使用本发明的有益效果是：

1、本系统可通过监测控制装置直接控制系统的工作时间，通过水稻种植环境的变化实时调整渗出灌溉的水量，电控泄压阀避免原有的灌溉系统压力过大，可完成水压调整和回水效果。

2、本装置可在渗水管处加装防堵分支渗出管，通过防堵分支渗出管中更换过滤层的方式，避免水中杂物使渗水孔堵塞，同时避免渗水孔堵塞因矿物质沉积堵塞。

3、本系统因结构特性方便对现有的传统灌溉系统进行改造，进一步省水生力。

本系统一次铺设可以使用50年，且多种地形均可铺设，系统输水的同时可兼容定量的肥、药输入，做到水、肥、药一体化，与原来的漫灌相比，节省了人力、物力，又加快了灌溉速度，为未来智能化农业的发展提供强大的硬件设施。

附图说明

图1为本发明旱地水稻旱直播渗水灌溉系统的结构示意图。

图2为本发明旱地水稻旱直播渗水灌溉系统中监测控制装置的模块连接图。

图3为本发明旱地水稻旱直播渗水灌溉系统中渗水分支的示意图。

图4为本发明旱地水稻旱直播渗水灌溉系统使用后，在距离水稻不同半径处土壤深度与含水率的变化曲线图。

图5为本发明旱地水稻旱直播渗水灌溉系统使用后，渗水影响土壤湿度范围图。

附图标记包括：

10-水箱，20-输水管，21-电控截止阀，22-电控泄压阀，221-回水管，30-增压泵，40-渗水管，41-渗出分管，42-螺纹帽，421-渗水孔，43-密封圈，44-过滤层，45-海绵垫，50-排气管，51-排气阀，60-监测控制装置，61-风速风速传感器，62-空气数据传感器，63-雨量传感器，64-土壤殇情传感器，65-主控装置，66-太阳能供电装置。

具体实施方式

为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。

实施例1

如图1-图3所示，本实施例提出旱地水稻旱直播渗水灌溉系统，包括水箱10、输水管20、增压泵30、若干个渗水管40和监测控制装置60，水箱10通过输水管20连接渗水管40，渗水管40铺设在地面且对应水稻秧苗位置具有渗水孔421，增压泵30和渗水管40之间段的输水管20按照流动方向以此设有电控截止阀21和电控泄压阀22，电控泄压阀22的泄压端连接有回水管221，回水管221的另一端与水箱10连通；

如图2所示，监测控制装置60包括风速风速传感器61、空气数据传感器62、雨量传感器63、土壤殇情传感器64、主控装置65和太阳能供电装置66，

风速风速传感器61，用于检测当前环境风向和风速，并获取风力信息；

空气数据传感器62，用于检测当前环境空气温度和空气湿度，并获取空气信息；

雨量传感器63，用于检测当前环境是否为降雨天气以及降雨量，并获取降雨信息；

土壤殇情传感器64，用于检测当前环境土壤湿度，并获取土壤信息；

主控装置65，分别与风速传感器、空气数据传感器62、雨量传感器63、土壤殇情传感器64连接，主控装置65获取风速风速传感器61收集的风力信息、获取空气数据传感器62收集的空气信息、获取雨量传感器63收集的降雨信息和土壤殇情传感器64收集的土壤信息，以及对电控截止阀21和电控泄压阀22下发控制指令以切换电控截止阀21和电控泄压阀22的开闭状态；

太阳能供电装置66供电装置，与主控装置65连接，并对主控装置65供电。

渗水管40为下滴渗出式管，且若干个渗水管40平行设置，渗水管40的宽度与水稻垄沟宽度匹配。渗水管40的第一端与输水管20连通，渗水管40的第二端连接有排气管50，排气管50的第一端与渗水管40连接，排气管50的第二端封闭，排气管50上设有排气阀51，避免渗水管40因内存气体部分渗水孔421不能渗水。

如图3所示，渗水管40设有防堵分支渗出管，防堵分支渗出管包括渗出分管41、螺纹帽42、密封圈43和过滤层44，渗水管40上开设若干个朝下开设的螺纹孔，渗出分管41外环面具有外螺纹，渗出分管41通过外螺纹旋入渗水管40的螺纹孔中，渗出分管41的下端伸出渗水管40，螺纹帽42通过螺纹锁紧在渗出分管41的下端，螺纹帽42头部中间位置开设渗水孔421，渗出分管41下端和螺纹帽42头部之间形成空腔，密封圈43和过滤层44由上到下以此安装在空腔中。

作为优选的，螺纹帽42头部和过滤层44之间设有海绵垫45。过滤层44为具有均布针刺孔的陶瓷过滤片。过滤层44为碳纤维网板。

密封圈43的作用是起到对过滤层44弹性压制的作用，另外的作用是，密封渗出分管41和螺纹帽42之间的空隙。

过滤层44优选为陶瓷过滤片，如出现渗水孔421封堵的现象，拧下螺纹帽42，然后更换新的陶瓷过滤片，堵塞的陶瓷过滤片投入酸洗液中浸泡即可重复使用。海绵垫45的作用是起到缓冲的作用，同事海绵垫45起到虹吸的效果，避免陶瓷过滤片内存水。

实施例2

本实施例提出的提出的灌溉系统改装方法，用于改装现有灌溉系统，现有灌溉系统包括水箱10、输水管20、增压泵30和若干个渗水管40，其中，水箱10通过输水管20连接渗水管40，渗水管40铺设在地面且对应水稻秧苗位置具有渗水孔421，

将输水管20截断，在输水管20上安装电控截止阀21和电控泄压阀22，电控泄压阀22的泄压端连接有回水管221，回水管221的另一端与水箱10连通，管炉连接处用生胶带缠绕形成防水密封；将监测控制装置60的下发指令端连接电控截止阀21、电控泄压阀22和增压泵30，以控制电控截止阀21、电控泄压阀22和增压泵30的开闭状态；将渗水管40尾部通过排气管50并联，排气管50上设置排气阀51；在渗水管40对应每株水稻处的底部钻螺纹孔，将防堵分支渗出管安装在螺纹孔中，管炉连接处用生胶带缠绕形成防水密封；完成上述步骤，将现有灌溉系统改装成如实施例1中的旱地水稻旱直播渗水灌溉系统。

结合实施例1和实施例2所示，在实际使用中，在中试基地中进行的一亩地，渗灌实验做到了节水75％，实验数据如图4和图5所示。

图4、图5为使用实施例1中的旱地水稻旱直播渗水灌溉系统，在距离水稻不同半径处土壤深度与含水率的变化曲线图，在距离半径20厘米、30厘米和40厘米位置处土壤深度与含水率的变化符合水稻生长需求，在60厘米深度处即为水稻根系发展深度，土壤含水率符合要求。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本专利的保护范围。