[发明专利]一种高效松土反梯度湿润交替灌溉渗水装置及其设计方法

说明书

一种高效松土反梯度湿润交替灌溉渗水装置的设计方法，包括如下步骤：根据灌溉需求确定渗水装置的核心功能；以渗水装置的核心功能为设计目标，建立渗水装置的几何模型；依据渗水装置的几何模型构建渗水装置的流道模型，并对流道模型进行网格划分和边界条件设定；利用软件模拟渗水装置流道内流体的流动；分析渗水装置流道内流体的流动模拟结果。本发明还涉及一种高效松土反梯度湿润交替灌溉渗水装置，包括植株坑，干管，三叉水管接头，对称分布在干管两侧的两组支管组件。能够实现土壤的反梯度湿润，对土壤能实现多层高效松土，具有良好的灌溉效果，属于渗灌节水的技术领域。

一、技术领域

本发明属于农业机械制造领域，渗灌节水的技术领域，尤其涉及一种高效松土反梯度湿润交替灌溉渗水装置及其设计方法。

二、背景技术

随着社会的发展，市场对木材、水果的需求量也在不断增大，从而促使林木业对经济林木的广泛种植。高产的经济林木在种植过程中对土壤的水分和肥力需求极多。典型的桉树就被称作“抽水机”和“抽肥机”，原因是桉树是速生丰产林，有很强的蒸腾作用，对土壤的水分需求极大，大面积引种桉树会导致地下水位下降，保持水的能力很差，时间长了，土地表面板结，还出现土地沙化现象；与此同时，桉树对土壤的肥料和养分需求极大，凡种植了桉树的，土地肥力下降乃至枯竭，原始植被因为得不到足够的肥料和养分而受到严重破坏，引发土地退化，水土保持情况恶化，土地贫瘠，到时再引种其他植物根本无法存活。

因此，基于经济林木对土壤存在较大破坏力而社会又对木材、水果需求增加的事实，必须利用现代科学技术，提高水肥的利用效率，有针对性地对经济林木进行水肥灌溉。这样既能防止土地退化、改善土质和节约水资源，又能满足社会对木材、水果的需求。

然而现有的地埋式渗灌装置，如申请号为201720906405.0的专利公开了环形地下渗灌装置、申请号为201721036646.0的专利公开了一种古树深插式渗灌装置，主要将输水的渗灌管埋在植株根系附近来实现对植株根系的灌溉；这些灌溉技术存在着土壤表层含水率高、深处含水率低和不具备松土功能、水分控制不合理等问题，不利于根系向水生长，水肥利用率不高。

三、发明内容

本发明的第一个目的在于针对现有技术中的不足提供一种高效松土反梯度湿润交替灌溉渗水装置，能够实现土壤的反梯度湿润，对土壤能实现多层高效松土，具有良好的灌溉效果。

本发明的另一个目的在于提供一种高效松土反梯度湿润交替灌溉渗水装置的设计方法，能够实现土壤的反梯度湿润，对土壤能实现多层高效松土，具有良好的灌溉效果。

本发明的第一个目的通过以下技术方案实现：

一种高效松土反梯度湿润交替灌溉渗水装置，包括植株坑，干管，三叉水管接头，对称分布在干管两侧的两组支管组件；支管组件放置在植株坑内，三叉水管接头的一个端口与干管连接，三叉水管接头的其余两个端口分别与两组支管组件连接；支管组件包括多条环形软水带、多个渗水头和依次连接在一起的阀门、弯头、支管；阀门的端口与三叉水管接头的一个端口连接，多条环形软水带沿着支管的轴向方向依次固定在支管上，渗水头安置在环形软水带的端部。

进一步的是：植株坑内设有土壤，支管插入土壤内，环形软水带位于土壤内，植株种植在两组支管组件的环形软水带所围成的区域内。

进一步的是：采用强化研磨加工工艺处理后的支管的外管壁设有喷漆防腐层，支管的外管壁均匀分布有微圆凹坑。这些微圆凹坑有利于使支管的外管壁与土壤的接触更密实，从而增加支管插入的稳固性；强化研磨加工工艺处理后的支管的外管壁经过喷漆防腐处理，可以防止支管被氧化、腐蚀，从而有效延长支管的使用寿命。