本實(shí)用新型涉及一種雨水與肥料的利用裝置，尤其涉及一種干旱瘠薄山地雨水-肥料一體化利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
干旱問(wèn)題是一個(gè)世界性問(wèn)題，全球干旱半干旱地區(qū)的面積約占陸地面積的35％，我國(guó)干旱半干旱地區(qū)面積約占全國(guó)土地面積的52.5％，由此形成的土地荒漠化而使我國(guó)成為世界上荒漠化危害嚴(yán)重的國(guó)家之一。而干旱瘠薄山地是干旱影響最為嚴(yán)重的地區(qū)。以山東省為例，山東現(xiàn)有干旱瘠薄山地67萬(wàn)hm2(1000余萬(wàn)畝)，約占山地丘陵面積的12.09％，這些地區(qū)植被稀少、土壤瘠薄、水土流失嚴(yán)重、無(wú)灌溉條件，降水量稀少，林木成活和正常生長(zhǎng)受到嚴(yán)重的制約。
干旱半干旱地區(qū)引水灌溉幾乎是不可能的，天然降水便成為當(dāng)?shù)亓謽I(yè)生產(chǎn)用水的唯一來(lái)源。通過(guò)攔截雨水為造林服務(wù)，是在目前水資源匱乏條件下實(shí)現(xiàn)荒山綠化的有效途徑。集雨工程可有效的改變雨水的時(shí)空分配，在豐水季節(jié)有效的利用集雨裝置收集雨水，枯水季節(jié)進(jìn)行灌溉，有效解決了干旱山地水資源短缺的難題。然而，干旱山地地形復(fù)雜，雨水利用難度大，人工成本高，不可能像平原地區(qū)一樣可以進(jìn)行人工灌溉。如何有效的利用雨水成為亟待解決的難題之一。在干旱山地造林及經(jīng)濟(jì)林施肥中，由于干旱山地地形復(fù)雜，施肥難度大，肥料利用效率低，人工成本高，成為干旱山地造林及經(jīng)濟(jì)林栽培中面臨的另一難題。水肥一體化技術(shù)科有效解決以上難題，但是，干旱山地地勢(shì)落差大，且大部分地區(qū)由于地形復(fù)雜，受到用電的限制，一些自動(dòng)化程度較高，或者適宜在平原丘陵地區(qū)使用的水肥一體化利用系統(tǒng)并不適宜直接在干旱山地應(yīng)用。因此，針對(duì)干旱瘠薄山地雨水利用難度大，肥料利用率低、施肥困難的現(xiàn)狀，尋求一種適宜干旱瘠薄山地應(yīng)用的雨水-肥料一體化利用技術(shù)體系，以提高雨水和肥料利用效率，降低人工成本，才能為干旱瘠薄山地人工造林和經(jīng)濟(jì)林栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)保障。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種干旱瘠薄山地雨水-肥料一體化利用系統(tǒng)，提高養(yǎng)分和水分利用效率，降低人工成本，為干旱瘠薄山地人工造林和經(jīng)濟(jì)林栽培提供理論依據(jù)和技術(shù)保障。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
一種干旱瘠薄山地雨水-肥料一體化利用系統(tǒng)，包括集水池、倒虹吸裝置、重力自壓式施肥器、輸水系統(tǒng)和灌水器，所述集水池通過(guò)沉淀池與雨水徑流面相連，所述集水池通過(guò)導(dǎo)水管與中轉(zhuǎn)池相連、所述中轉(zhuǎn)池通過(guò)主管道依次與倒虹吸裝置和重力自壓式施肥器相連，所述主管道插入中轉(zhuǎn)池的末端設(shè)置疊片式過(guò)濾器，所述主管道的另一末端與干管的管壁連通，所述支管的末端也與干管的管壁連通，所述支管上設(shè)置滴灌管，所述滴灌管上設(shè)置所述灌水器，所述灌水器為壓力補(bǔ)償式噴頭。
優(yōu)選：所述集水池與所述中轉(zhuǎn)池之間設(shè)置提水機(jī)。
優(yōu)選：所述重力自壓式施肥器呈球形。
優(yōu)選：所述主管道上設(shè)置主管道球閥。
優(yōu)選：所述重力自壓式施肥器上設(shè)置施肥器球閥。
優(yōu)選：所述倒虹吸裝置上設(shè)置倒虹吸閥門(mén)。
本實(shí)用新型的有益效果：
1.將集雨和微灌技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了干旱瘠薄山地雨水-肥料的一體化利用。
2.通過(guò)手動(dòng)控制球閥和閥門(mén)控制雨水的流速便于形成倒虹吸，通過(guò)重力作用實(shí)現(xiàn)雨水和肥料的一體化滴灌利用，擺脫了干旱瘠薄山地用電的限制。
3.應(yīng)用雨水-肥料一體化裝置，可提高干旱瘠薄山地造林和經(jīng)濟(jì)林栽培的雨水利用效率和肥料利用效率，降低了人工成本，提高造林成活率，提高了干旱瘠薄山地經(jīng)濟(jì)林的產(chǎn)量和品質(zhì)。
4.灌水器為壓力補(bǔ)償式噴頭，壓力補(bǔ)償式噴頭可保證壓力較高時(shí)水的流量不增加，避免由高度差原因引起的澆水不均勻。
5.主管道上設(shè)有主管道球閥，以控制雨水的流量和流速。管道系統(tǒng)可根據(jù)周?chē)h(huán)境將輸水系統(tǒng)適當(dāng)覆蓋，以延長(zhǎng)輸水管道系統(tǒng)的使用壽命。
6.疊片式過(guò)濾器，主要是過(guò)濾出掉雨水中的雜質(zhì)，防止滴管系統(tǒng)堵塞。
7.倒虹吸裝置連接在主管道上，上設(shè)閥門(mén)。使用時(shí)，打開(kāi)倒虹吸閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，向倒虹吸裝置內(nèi)灌水，水流隨著主管道進(jìn)入地勢(shì)位置較低的支管，由重力作用帶動(dòng)中轉(zhuǎn)池內(nèi)的雨水進(jìn)入灌溉系統(tǒng)，然后關(guān)閉倒虹吸閥門(mén)開(kāi)關(guān)。
8.施肥系統(tǒng)為重力自壓式施肥器，上有施肥器球閥以控制肥料溶液流出的速度。使用時(shí)將計(jì)算好的肥料加入到施肥器，打開(kāi)主管道球閥，開(kāi)始灌溉，然后打開(kāi)施肥器球閥，肥料即被主管道的水流稀釋到灌溉系統(tǒng)。通過(guò)調(diào)節(jié)施肥器球閥開(kāi)關(guān)的位置，可以控制施肥速度。
9.集雨池的位置過(guò)低，可通過(guò)提水器，比如汽油機(jī)或柴油機(jī)將雨水提升至適宜高度至中轉(zhuǎn)池內(nèi)，根據(jù)山地地形，中轉(zhuǎn)池可使用塑料桶、石頭或磚修葺的水池等不同形式。
10.安裝操作簡(jiǎn)單，管理維護(hù)方便。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1.集水池，2.倒虹吸裝置，3.重力自壓式施肥器，4.滴灌管，5.沉淀池，6.雨水徑流面，7.導(dǎo)水管，8.中轉(zhuǎn)池，9.主管道，10.疊片式過(guò)濾器，11.倒虹吸閥門(mén)，12.施肥器閥門(mén)，13.提水機(jī)，14.干管，15.支管，16.壓力補(bǔ)償式噴頭，17.主管道球閥。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1，干旱瘠薄山地雨水-肥料一體化利用系統(tǒng)，包括集水池1、倒虹吸裝置2、重力自壓式施肥器3、輸水系統(tǒng)和灌水器，所述集水池1通過(guò)沉淀池5與雨水徑流面6相連，用于收集并儲(chǔ)存豐水季節(jié)的雨水，所述集水池1通過(guò)導(dǎo)水管7與中轉(zhuǎn)池8相連、所述中轉(zhuǎn)池8通過(guò)主管道9依次與倒虹吸裝置2和重力自壓式施肥器3相連，所述主管道9插入中轉(zhuǎn)池8的末端設(shè)置疊片式過(guò)濾器10，所述倒虹吸裝置2上設(shè)置倒虹吸閥門(mén)11，所述重力自壓式施肥器3上設(shè)置施肥器球閥12，所述集水池1與所述中轉(zhuǎn)池8之間設(shè)置提水機(jī)13，所述重力自壓式施肥器3呈球形，所述主管道9的另一末端與干管14的管壁連通，所述支管15的末端也與干管14的管壁連通，所述支管15上設(shè)置滴灌管4，所述滴灌管4上設(shè)置灌水器，所述灌水器為壓力補(bǔ)償式噴頭16，所述主管道9上設(shè)置主管道球閥17，所述主管道9具有坡度，便于倒虹吸的水流向輸水系統(tǒng)。
使用方法：打開(kāi)主管道球閥17開(kāi)關(guān)，向倒虹吸裝置2內(nèi)注水，由重力作用帶動(dòng)中轉(zhuǎn)池8內(nèi)的雨水進(jìn)入灌溉系統(tǒng)，關(guān)閉倒虹吸閥門(mén)11，通過(guò)主管道球閥17開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)雨水的流速以便形成倒虹吸，同時(shí)能夠控制澆灌速度。打開(kāi)施肥器球閥12開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)其開(kāi)關(guān)的位置控制施肥速度，肥料即被主管道9的水流稀釋到灌溉系統(tǒng)，同雨水一起進(jìn)入滴管系統(tǒng)，澆灌到造林的每一株苗木會(huì)經(jīng)濟(jì)林林木。灌溉時(shí)要將重力自壓式施肥器3內(nèi)的水(肥料溶液)放干凈，并用雨水沖洗，以防止肥料溶液殘留在施肥器內(nèi)。否則極易滋生藻類(lèi)青苔等低等植物，堵塞滴管系統(tǒng)管道。澆灌完畢后，關(guān)閉施肥器球閥12開(kāi)關(guān)和主管道球閥17開(kāi)關(guān)，向倒虹吸裝置2內(nèi)注水反向清理過(guò)濾器，防止下次使用時(shí)堵塞。
具體的應(yīng)用效果：
試驗(yàn)在萊蕪市萊城區(qū)苗山鎮(zhèn)北苗山村的牛旺泉北山進(jìn)行。造林樹(shù)種為側(cè)柏和金銀花。側(cè)柏造林密度為1m×2m，金銀花造林密度為1m×1m。每個(gè)樹(shù)種造林1000株。每個(gè)樹(shù)種均設(shè)穴灌和雨水-肥料一體化利用2個(gè)處理。用水量相同,均為一次性用水15kg/株。穴灌是將水一次灌入樹(shù)坑。雨水-肥料一體化處理調(diào)節(jié)水量控制器在25～30d內(nèi)緩慢灌入地下。雨水-肥料一體化處理使用肥料為15－12－12的水溶性肥料，穴灌處理為相同含量的復(fù)合肥料。2013年春季造林，秋季調(diào)查成活率，測(cè)量干重和地上部養(yǎng)分含量，具體見(jiàn)下表?？梢钥闯?，雨水-肥料一體化利用顯著提高了造林成活率和干重，地上部養(yǎng)分含量也有一定程度的提高。由此可見(jiàn)，雨水-肥料一體化可改善造林效果，提高養(yǎng)分利用效率。
上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以?xún)?nèi)。