一种坡地雨水收集就地自流灌溉系统及其施工方法.pdf

本发明公开了一种坡地雨水收集就地自流灌溉系统及其施工方法，该系统包括导水膜、集雨暗沟、滤水管、储水膜袋及节水灌溉管，导水膜铺设在集雨暗沟底部及两侧，集雨暗沟沿等高线放缓坡布置，集雨暗沟内放置滤水管，滤水管与储水膜袋相连，储水膜袋上附有释放药剂的装置，储水膜袋底部设有出水口，顶部设有通气孔。本发明可以把时空分配不均衡的自然降雨蓄集起来，转化为可自由支配、高效利用的水资源，把缓坡地变为可浇地，为缓坡地旱作农业以及种植有机高山蔬菜的灌溉提供有利条件。

1.  一种坡地雨水收集就地自流灌溉系统，其特征在于，包括导水膜(1)、集雨暗沟(2)、滤水管(3)、储水膜袋(4)及节水灌溉管(5)，导水膜(1)铺设在集雨暗沟(2)底部及两侧，集雨暗沟(2)沿等高线放缓坡布置，集雨暗沟(2)内放置滤水管(3)，滤水管(3)与储水膜袋(4)相连，储水膜袋(4)上附有释放药剂的装置，储水膜袋(4)底部设有出水口，顶部设有通气孔。

2.  根据权利要求1所述的坡地雨水收集就地自流灌溉系统，其特征在于，所述滤水管(3)管壁的材质为土工织物。

3.  根据权利要求1所述的坡地雨水收集就地自流灌溉系统，其特征在于，所述滤水管(3)上部设有透水土料。

4.  根据权利要求1所述的坡地雨水收集就地自流灌溉系统，其特征在于，所述储水膜袋(4)采用红泥膜袋。

5.  一种坡地雨水收集就地自流灌溉系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、挖沟：依山势沿等高线开挖集水沟，沟底的坡度在1/1000～1/3000之间，断面挖成U型，尺寸以在相应底坡及糙率下能够通过所拦截的坡面径流，选择山坡中上部成“Y”字型布置集水沟上部集雨面呈扇形，集水沟弧线长度、半径及集雨面积均根据当地标准降雨强度、作物或苗木的需水量进行设计，也要与储水膜袋的容量大小相匹配；
步骤2、铺膜：沟底铺膜以防止渗漏，膜材料宜选用符合环保要求的土工膜，如果当地土质柔而且不含尖锐石子，直接夯实集水沟底部，然后铺设土工膜，如果当地土质中含尖锐石子，宜在沟底和沟壁做一过渡垫层，夯实后铺设土工膜；
步骤3、置管并填埋：在挖好集水沟内放置集水管，以不含尖锐石子透水土料填埋，填埋上覆土料厚度不小于20mm；
步骤4、接头和跨越障碍：集水管及铺膜通过接续延长，接头采用搭接的方法，铺膜以前段膜压有段膜，集水管以后段套后段，搭接长度为10cm，并用透明胶粘连；
步骤5、固定：采用铁丝或绳索将水袋固定在岩石、大树或地下锚固点上，或者制作较稳固的基座。

一种坡地雨水收集就地自流灌溉系统及其施工方法
技术领域
本发明属于坡地灌溉技术领域，涉及一种坡地雨水收集就地自流灌溉系统及其施工方法。
背景技术
坡地灌溉的传统方法就是采用截流沟和水窖来收集并存蓄雨水或在南方常采用山塘蓄水，再采用机泵提水灌溉的方法。水窖有其材料价格便宜的优点，但也有如下缺点：
(1)截流沟为明沟，占地较多、对坡地的植被破坏较大、对道路等设施的影响较大，而且洪水入沟带来的泥沙容易淤塞沟以及水窖。如设置沉砂池，则除了要设计布置这一固定设施外，而且还要对其进行定期清理、维护和管理。
(2)当地无黄泥等防渗土料时须使用砂石水泥等较重的建筑材料，因山地搬运和施工困难而费时费工，造价也相应增加，在劳动力价格较高的地区，费用增加更多。
(3)当地有黄泥等防渗土料时，造价虽便宜但因材料强度较差易损坏，维修较频繁。
(4)截流沟和水窖位置较固定，需修建沉砂池，而且不易调整和改扩建。
(5)传统的水窖系统没有接续节水灌溉设施。
山塘加提水灌溉的方法也有许多缺点，比如：
(1)山塘往往渗漏较严重，对整个山塘做防渗处理，投资很大；
(2)提水灌溉需要建泵房和水塔，投资大，水泵运行需耗电力，再加上设备设施管理，成本很高，而且许多坡地为电力达不到的地方，提灌无法实施。
(3)山塘加提灌的模式仍然需要较长的输水管/渠，进一步加大了投入。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种坡地雨水收集就地自流灌溉系统及其施工方法，解决南方山林地、低丘缓坡地的雨水收集和就地灌溉利用问题。坡地产流的特性是洪水来得急、去得快，如果排洪蓄水设施跟不上，对雨水的滞蓄能力不够，坡地径流在剧烈冲刷地表，造成严重水土资源流失的同时，坡地农业却在各个季节都可能发生旱情。新发明的雨水收集就地自流灌溉系统就是为了解决这一矛盾而设计的。如果山林地和低丘缓坡地种植需水量较少的耐旱作物或林木，可以将本系统作为灌溉水源；如果种植需水较多的植物，例如的高山蔬菜，本系统亦可作为补充灌溉水源。通过该系统的应用，可以把时空分配不均衡的自然降雨蓄集起来，转化为可自由支配、高效利用的水资源，把缓坡地变为可浇地，为缓坡地旱作农业的灌溉提供有利条件。其技术方案如下：
一种坡地雨水收集就地自流灌溉系统，包括导水膜、集雨暗沟、滤水管、储水膜袋及节水灌溉管，导水膜铺设在集雨暗沟底部及两侧，集雨暗沟沿等高线放缓坡布置，集雨暗沟内放置滤水管，滤水管与储水膜袋相连，储水膜袋上附有释放药剂的装置，储水膜袋底部设有出水口，顶部设有通气孔。
优选地，所述滤水管管壁采用便宜、质轻、产品多样化程度很高的土工布或土工织物。
优选地，所述滤水管在穿越道路、沟壑等障碍物时，可直接连接一段或外套一段PE管。
优选地，所述储水膜袋采用红泥膜袋。
一种坡地雨水收集就地自流灌溉系统的施工方法，包括以下步骤：
请分步骤描述该方法的详细步骤和参数
1)挖沟：依山势沿等高线开挖集水沟，，沟底应有一定坡度，一般在1/1000～1/3000之间，断面可挖成U型，尺寸以在相应底坡及糙率下能够通过所拦截的坡面径流为宜。可以选择山坡中上部成“Y”字型布置集水沟上部集雨面呈扇形。集水沟弧线长度、半径及集 雨面积均可根据当地标准降雨强度、作物或苗木的需水量进行设计，也要与储水膜袋的容量大小相匹配。
2)铺膜：沟底铺膜以防止渗漏，膜材料宜选用符合环保要求的土工膜，如当地土质柔然而且不含尖锐石子，可以直接夯实集水沟底部，然后铺设土工膜。如当地土质中含尖锐石子，宜在沟底和沟壁做一过渡垫层，夯实后铺设土工膜。
3)置管并填埋：在挖好集水沟内放置集水管，以不含尖锐石子透水土料填埋。填埋上覆土料厚度以不易为风吹及雨水冲刷所裸露为要求，一般不小于20mm。
4)接头和跨越障碍：集水管及铺膜均可通过接续延长，接头可以采用搭接的方法，铺膜以前段膜压有段膜，集水管以后段套后段，搭接长度以10cm为宜，并用透明胶粘连。
5)固定：为防止储水袋沿坡地滚滑，宜采用铁丝或绳索将水袋固定在岩石、大树或地下锚固点上，也可以为其制作较稳固的基座。
本发明的有益效果：
本发明解决南方山林地、低丘缓坡地的雨水收集和就地灌溉利用问题。坡地产流的特性是洪水来得急、去得快，如果排洪蓄水设施跟不上，对雨水的滞蓄能力不够，坡地径流在剧烈冲刷地表，造成严重水土资源流失的同时，坡地农业却在各个季节都可能发生旱情。新发明的雨水收集就地自流灌溉系统就是为了解决这一矛盾而设计的。如果山林地和低丘缓坡地种植需水量较少的耐旱作物或林木，可以将本系统作为灌溉水源；如果种植需水较多的植物，例如的高山蔬菜，本系统亦可作为补充灌溉水源。通过该系统的应用，可以把时空分配不均衡的自然降雨蓄集起来，转化为可自由支配、高效利用的水资源，把缓坡地变为可浇地，为缓坡地旱作农业以及种植有机高山蔬菜的灌溉提供有利条件。
附图说明
图1为本发明坡地雨水收集就地自流灌溉系统的结构示意图；
图2为集水暗沟的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
参见图1-图2，本发明坡地雨水收集就地自流灌溉系统中，导水膜1采用市场上常见的棚膜，厚度在1mm以上，导水膜1并非铺设在整个降雨面上，而仅仅是在集雨暗沟2底部及两侧铺设，其功能除了用来防止集雨沟内的雨水渗漏外，还具有将雨水输导到储水膜袋4的作用；导水膜1铺设需遵循一定施工规范，以避免被尖锐碎石划破；
集雨暗沟2通常沿等高线放缓坡布置，沟内放置滤水管3，底部依沟的形状铺设导水膜1两侧依地形延伸一定范围，来水侧布置较另一侧为长；滤水管3上部用透水土料覆盖掩埋；如需穿越道路、沟壑等障碍物，可直接连接或外套一段PE管；
滤水管3与储水膜袋4相连，为滤水型土工织物管，允许雨水渗入但能防止一定粒径的土颗粒及悬浮物进入，确保收集到较干净的雨水进入储水膜袋4；滤水管3的土工织物可根据当地土颗粒级配情况进行设计，以达到最优的滤水效果；
储水膜袋4采用红泥膜袋，市场上是用来做沼气气袋的，与土工织物管相连后，收集存蓄的雨水可以看作是一个迷你水库，具有用水时间上的调蓄功能，可以根据作物或林木的需要以及地形情况设计膜袋的大小，也可以在后期增加并串联多个膜袋来满足用水需求；
红泥膜袋上附有释放药剂的装置，可以投放防水变质的药剂，也可以投放农业灌溉必须的可溶性肥料；
储水膜袋4底部设有出水口，顶部设有通气孔，存蓄的雨水可以通过出水口进入节水灌溉管5；
可依坡地旱作或苗木的不同种类按不同生育期调整滴灌灌水量大小，提高水的利用效率，减少水资源的浪费；
由于该集雨装置采用价格较为低廉的材料，加上其重量轻，运输、施工和安装和维修均简单方便、省时省工，所以造价很低，是传统水窖的理想替代品；也比山塘加提水灌溉的模式节省投资、电费以及管理费。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。