一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统

本发明属于盐碱地集雨排盐，具体涉及一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统。

背景技术：

1、明沟排水是盐碱地控制地下水位、排水排盐的主要措施，可以利用集中降雨或灌溉水将农田土壤盐分淋洗后由排水明沟排出。但是明沟排水需要占用大量土地，造成了土地资源的浪费。另一方面，明沟排盐的方式容易导致盐碱地内明沟相邻位置与距离明沟最远处盐分含量相差较多，不能实现均匀排盐。同时，在滨海盐碱地春季降雨稀少、干旱严重、蒸发返盐强烈，而夏季集中降雨又会通过明沟排出农田，造成了雨水资源的浪费。光伏发电可以将太阳能转化为电能，且光伏板截获阳光后，可以通过遮荫减少明沟中水分的蒸发，但光伏板的设置也会占用大量土地，进一步造成土地资源的浪费，如何平衡占地面积和光伏板之间的关系，亦是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统，能够地将夏季集中降雨集蓄后，在春季干旱时供作物利用，实现降雨的跨季节调用；布置太阳能单元，在发电的同时还可实现遮荫减蒸和高效集雨，极大提高了明沟所占土地的利用效率；在田块内布设暗管，可以实现盐碱地均匀排盐。

2、本发明采用的具体技术方案是：

3、一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统，包括集雨沟、排水沟、太阳能单元和暗管，所述的集雨沟、排水沟分别位于地块两侧，所述的太阳能单元包括遮盖于集雨沟上方的第一光伏板、遮盖于排水沟上方的第二光伏板和用于调节第一光伏板、第二光伏板倾斜角度的角度调节组件，所述的第二光伏板借助集雨组件与集雨沟连接，所述的暗管包括与排水沟连接的排水管、一组其上分别带有渗水孔的第一管体和第二管体，所述的第一管体之间间隔设置且沿水平面由高到低呈倾斜状设置，所述的第一管体的上端位于土壤的旋耕层的下方，第一管体的下端与排水管连接，所述的第二管体位于第一管体下方且与第一管体交叉设置，第二管体与排水管连接，所述的集雨沟的底部铺设有防渗透膜，集雨沟的上端高于地表。

4、进一步的，所述的集雨组件包括位于第二光伏板下端的容水槽、流水管和用于连接容水槽、流水管的连接管，所述的流水管倾斜设置，流水管的上端与容水槽连接，流水管的下端与集雨沟连接。

5、进一步的，所述的角度调节组件包括底座、与底座铰接的光伏骨架、牵引绳、驱动电机、电机控制器及光敏电阻，所述的底座分别横跨于集雨沟、排水沟之上，所述的第一光伏板、第二光伏板分别与光伏骨架连接，所述的牵引绳的两端分别与光伏骨架的两侧连接，牵引绳缠绕于与驱动电机的驱动连接的卷筒上并借助卷筒的转动具有驱动光伏骨架沿其铰接轴转动的自由度，所述的光敏电阻安装于第一光伏板、第二光伏板之外的底座上。

6、进一步的，所述的第一管体的坡度为4％-8％。

7、进一步的，所述的第一管体的上端与旋耕层底面的距离为5-10cm。

8、进一步的，所述的第二管体之间间距由第一管体的上端至下端依次增大。

9、进一步的，所述的排水管包括相互连接的第一排水段和第二排水段，所述的第一排水段与第一管体交叉设置，所述的第二排水段与排水沟连接，所述的第一管体的下端与第一排水段连接，所述的第二管体的两端分别与第一排水段、第二排水段连接。

10、进一步的，所述的第二管体的一端借助横管与排水管连接，所述的第一排水段上设置有位于横管与第一管体之间的第一阀门，所述的横管的出水端设置有第二阀门，所述的第一排水段上还设置有位于第一阀门、第二阀门之间的进水口。

11、一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统的使用方法，该使用方法包括降雨或灌溉时，第一阀门打开；旱季灌溉或单次降雨量未达单次灌溉量时，停止灌溉或降雨-天后，将第一阀门关闭，第二阀门打开，利用集雨沟中的水、其他淡水或微咸水向进水口灌水，水沿横管进入第二管体并由第二管体的另一端流出至第二排水段。

12、本发明的有益效果是：

13、本发明，通过将盐碱地每隔田块原有的两条明沟中的一条通过铺设防渗透膜改造为集雨沟，可以集蓄夏季集中降雨，到春季干旱时灌溉作物，实现雨水的跨季节调用；同时在集雨沟和排水沟上设置第一光伏板、第二光伏板，可以将排水沟上方的降雨也集蓄到集雨沟，增加集雨量，同时第一光伏板、第二光伏板可以遮荫减少水面蒸发，使集蓄的雨水更多的留存到春季干旱时使用，也可以防止集雨沟中集蓄雨水变咸，极大提高夏季集中降雨地利用效率；将原排水明沟中的一条作为集雨和光伏板布设的位置，可以减少占地面积，极大地提高土地利用效率；采用在旋耕层下铺设交叉设置的第一管体、第二管体，对田间土壤中下渗的多余的雨水进行高效地排水，将土壤中的盐分排出，盐碱地浅层盐分含量较高时，雨水淋洗过程中逐步渗入第一管体、第二管体内，淋洗一段时间后土壤表层的含盐量降低，渗入第一管体上端的水接近或为淡水，淡水自上而下向第一排水段流入，对第一管体的内壁进行冲刷，减少第一管体的内壁上沉积盐分，保持内壁的洁净；且由于降水直接落在土壤表面，随后逐渐下渗，因此上层土壤中含水量较多，渗入第一管体上端的水较多，第一管体上端内较多的水沿第一管体向下流动，对第一管体内部的水形成促排水，提高渗入第一管体内的盐水的排出速度，减少滞留；渗水阶段后，仅需向第二管体内注入淡水进行清理，防止盐分沉积；既能实现均匀排盐，又能减少维护过程中淡水的使用量。因此该系统，对于提高滨海盐碱地产能，保障国家粮食安全、水安全和耕地安全，具有重要意义。

技术特征：

1.一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统，其特征在于：该系统包括集雨沟(1)、排水沟(2)、太阳能单元和暗管(3)，所述的集雨沟(1)、排水沟(2)分别位于地块两侧，所述的太阳能单元包括遮盖于集雨沟(1)上方的第一光伏板(4)、遮盖于排水沟(2)上方的第二光伏板(5)和用于调节第一光伏板(4)、第二光伏板(5)倾斜角度的角度调节组件(6)，所述的第二光伏板(5)借助集雨组件(7)与集雨沟(1)连接，所述的暗管(3)包括与排水沟(2)连接的排水管(31)、一组其上分别带有渗水孔的第一管体(32)和第二管体(33)，所述的第一管体(32)之间间隔设置且沿水平面由高到低呈倾斜状设置，所述的第一管体(32)的上端位于土壤的旋耕层(8)的下方，第一管体(32)的下端与排水管(31)连接，所述的第二管体(33)位于第一管体(32)下方且与第一管体(32)交叉设置，第二管体(33)与排水管(31)连接，所述的集雨沟(1)的底部铺设有防渗透膜，集雨沟(1)的上端高于地表。

2.根据权利要求1所述的一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统，其特征在于所述的集雨组件(7)包括位于第二光伏板(5)下端的容水槽(71)、流水管(72)和用于连接容水槽(71)、流水管(72)的连接管(73)，所述的流水管(72)倾斜设置，流水管(72)的上端与容水槽(71)连接，流水管(72)的下端与集雨沟(1)连接。

3.根据权利要求1所述的一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统，其特征在于：所述的角度调节组件(6)包括底座(61)、与底座(61)铰接的光伏骨架(62)、牵引绳(63)、驱动电机(64)、电机控制器及光敏电阻，所述的底座(61)分别横跨于集雨沟(1)、排水沟(2)之上，所述的第一光伏板(4)、第二光伏板(5)分别与光伏骨架(62)连接，所述的牵引绳(63)的两端分别与光伏骨架(62)的两侧连接，牵引绳(63)缠绕于与驱动电机(64)的驱动连接的卷筒上并借助卷筒的转动具有驱动光伏骨架(62)沿其铰接轴转动的自由度，所述的光敏电阻安装于第一光伏板(4)、第二光伏板(5)之外的底座(61)上。

4.根据权利要求1所述的一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统，其特征在于：所述的第一管体(32)的坡度为4％-8％。

5.根据权利要求1所述的一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统，其特征在于：所述的第一管体(32)的上端与旋耕层(8)底面的距离为5-10cm。

6.根据权利要求1所述的一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统，其特征在于：所述的第二管体(33)之间间距由第一管体(32)的上端至下端依次增大。

7.根据权利要求1所述的一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统，其特征在于：所述的排水管(31)包括相互连接的第一排水段(311)和第二排水段(312)，所述的第一排水段(311)与第一管体(32)交叉设置，所述的第二排水段(312)与排水沟(2)连接，所述的第一管体(32)的下端与第一排水段(311)连接，所述的第二管体(33)的两端分别与第一排水段(311)、第二排水段(312)连接。

8.根据权利要求7所述的一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统，其特征在于：所述的第二管体(33)的一端借助横管(34)与排水管(31)连接，所述的第一排水段(311)上设置有位于横管(34)与第一管体(32)之间的第一阀门(35)，所述的横管(34)的出水端设置有第二阀门(36)，所述的第一排水段(311)上还设置有位于第一阀门(35)、第二阀门(36)之间的进水口(37)。

9.根据权利要求8所述的一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统，其特征在于：还包括所述系统的使用方法，该使用方法包括降雨或灌溉时，第一阀门(35)打开；旱季灌溉或单次降雨量未达单次灌溉量时，停止灌溉或降雨-天后，将第一阀门(35)关闭，第二阀门(36)打开，利用集雨沟(1)中的水、其他淡水或微咸水向进水口(37)灌水，水沿横管(34)进入第二管体(33)并由第二管体(33)的另一端流出至第二排水段(312)。

技术总结
本发明属于盐碱地集雨排盐技术领域，具体涉及一种盐碱地集雨灌溉、光伏发电减蒸、均匀排水排盐系统，包括集雨沟、排水沟、太阳能单元和暗管，所述的集雨沟、排水沟分别位于地块两侧，所述的太阳能单元包括遮盖于集雨沟上方的第一光伏板、遮盖于排水沟上方的第二光伏板和用于调节第一光伏板、第二光伏板倾斜角度的角度调节组件，所述的第二光伏板借助集雨组件与集雨沟连接，能够地将夏季集中降雨集蓄后，在春季干旱时供作物利用，实现降雨的跨季节调用；布置太阳能单元，在发电的同时还可实现遮荫减蒸和高效集雨，极大提高了明沟所占土地的利用效率；在田块内布设暗管，可以实现盐碱地均匀排盐。

技术研发人员：王金涛,董心亮,胡燕哲,李腾,孙宏勇
受保护的技术使用者：中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23