[发明专利]降雨式节水灌溉喷头

说明书

本发明公开降雨式节水灌溉喷头，包括喷头筒体、碎流体、滚筒，碎流体置于喷头筒体顶部，碎流体底端固定在滚筒上，滚筒包裹在喷头筒体外围且与喷头筒体动配合，滚筒与碎流体在孔口射流反作用下，以喷头筒体为轴，向水舌抛射相反的一侧转动，孔口射流形成的水舌，充分掺气后，形成水滴，落于地面，完成模拟降雨灌溉过程。本喷头全圆喷洒，整个喷洒过程无集中水束现象。雨滴动能、降雨强度、有效降雨控制面积等雨滴特征参数，随供水压力的变化而自动调节呈正比例线性变化。结构简单，易于制造、使用装卸；适宜便携，易于移动。除供水动力系统外，无须外动力。只要有水源，有动力输出的地段，均可应用。对地形条件无限制。适于农业、园林等领域应用。

技术领域

本发明涉及一种节水灌溉的装置，具体为降雨式节水灌溉喷头。

背景技术

据自然资源部发布的《2017中国土地矿产海洋资源统计公报》显示，2017年年末，全国耕地面积为13486.32万hm²，其中水田占24.6％、水浇地为21％、旱地54.4％。旱地农业主要分布于秦岭、淮河一线以北的广大北方地区，次为南方丘陵山地区。上述地区属于主要依靠天然降水从事农业生产的一种雨养农业。而这些地区普遍降雨量较少，且年内分配不均，基本属于地多水少，地表水资源不足，地下水资源短缺的平原地区和地形起伏、地表破碎、远离水源的丘陵山地区。长期以来，我国的农业研究重点在水浇地，但随着水资源的开发利用，灌溉面积的继续扩大已经接近极限。恰恰因水资源短缺，灌溉设备不完善，成为我国农业发展的桎梏。据人民网2019年全国十大自然灾害公布(2020-01-12)2019年5月份以来，受持续高温少雨天气影响，土壤失墒严重，部分地区发生夏秋冬连旱，鄂、赣、皖平均降水量较历史同期偏少六成以上……，干旱灾害造成浙、皖等6省67个市387个县农作物受灾面积331万hm²，其中绝收47.51万hm²；直接经济损失189.9亿元。足见研发节水灌溉是我国农业发展的当务之急。

另一方面是农业水资源严重浪费，有很大的节水潜力。据山西省气象科学研究所对晋南水分平衡方程分析其结论是：农作物有效蒸腾仅占年降水量的35％。土壤蒸发占降水总量的48％，径流、渗漏和农田蒸发损失了65％的降水量。这充分表明，北方旱地农业产量低并不仅仅是由于水分短缺，而在较大的程度上是由于水有效性差所造成的。因此，提高农作物的产量，关键是提高有限的水分的利用率和效率。

据中国农业统计年鉴统计，我国目前灌溉水的有效利用率只有30％～40％，而先进国家达到70％～80％以上；我国单位体积水粮食生产力只有1kg左右/m³，而以色列已达2.35kg/m³。此外，多数灌区采用大水漫灌或无防渗措施的渠灌，就漫灌而言，流速大于入渗速度时，地表湿润几厘米地下干燥，达不到灌溉效果；流速小于入渗速度时，土壤饱和后变成重力水，渗入地下，不仅浪费水资源，引起土壤盐渍化和盐碱化，影响地区经济的发展。

现实我国旱农区范围大，却是我国粮、棉、油、豆以及林果业、畜牧业的重要基地，旱地的产量上不去，农业发展的目标也不可能达到。解决和缓解水资源危机的有效途径是开源与节流并举，发展节水灌溉技术是今后灌溉农业发展的主流。因此，今后旱地农业的发展，根本的出路在于发展节水农业。

现阶段，国家致力于推广滴灌、渗灌节水技术。但地下管道布设，须要大量资金投入，对于贫困地区、地形复杂地段推广应用存在局限性；灌溉地点及面积固定，不能移动。且逐年需要进行检修。

节水灌溉的另一种方式——喷灌，所采用的喷灌喷头多为摇臂式、折射式、喷洒式等系列产品。该系列产品均以水束的形式，进行喷洒作业，其喷灌过程普遍存在雨滴动能大，对地面产生击溅，破坏土壤结构，引发水土流失；对脆嫩植物叶片有打击作用，影响长势。喷水速度大于土壤入渗速度，形成径流而流失。为此提出降雨式节水灌溉的理念。

发明内容