專利名稱：農田排澇防旱的自動排灌方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于水利排灌領域，涉及一種農田排灌自動化的方法和裝置，尤其 涉及一種適用于沿海、水鄉有潮漲潮落的江海堤圍大圍內低洼農田的排澇防旱 的自動排灌方法和系統。
背景技術：
廣東省及泛珠三角地區河流眾多，雨量充沛，水源豐富，是發展工農業生 產潛力巨大的地區之一。但廣東同時存在降雨時空分配不均，旱、澇、洪、潮 災害多，尤其東莞市沿海水鄉地區地處珠江三角洲沖積平原，地勢低洼，每年 汛期從上中游匯集而下的洪水峰高量大。如下游河道不能及時安全宣泄時，就 隨時受洪澇災害的嚴重威脅；秋冬旱季還經常發生旱患，近幾年則經常出現春 早和夏早現象。因此，必須加強水利建設。東莞人民自古就重視興修水利。據歷史記載，珠江堤圍始筑于公元996年 也即是宋至道二年，至今有上千年歷史。新中國成立后，東莞人民政府為發展 生產，改善人民生活，領導人民進行大規模的水利建設，先后采取了堵口復堤， 聯圍筑閘，整治堤系以及興建機電排灌工程，整治田間渠系等措施。實行洪、 澇、旱、潮并治，蓄、弓l、提結合，綜合治理，綜合開發，有效防御了水旱災 害，保障人民生命財產的安全，促進工農業生產與國民經濟的發展。東莞市農業種子研究所地處東莞西南東江河下游出水口，東、北、西三面 被東江河半環形包圍而過，是典型的地勢低洼類型地帶。過去遇到暴雨，地勢 低洼的農田區通常被洪水淹沒，需向河堤外抽水排澇；而在天旱時則要從河涌 中抽水澆灌農田以緩解旱情。發明內容為了解決上述問題，該研究所近期欲研制修筑的農田排澇防旱的系統可使 區內河涌水面長期保持一定的高度，干旱天氣能蓄水灌田，遇到暴雨可自動將洪水自流排出，或遇無法自流排出時自動開啟抽水機向外排洪。基十上述理念，本發明提供一種農田排澇防早自動排灌方法。該方法是利用傳統的陂堰技術和現代比較精密的配水元件以及自動控制技術和機電排灌系統有機結合組成一個自動排灌系統即無人控制的農田排澇防旱的系統，實現對低洼農田的自動排澇防旱。為實現上述目的，其技術方案為一種農田排澇防旱自動排灌方法，其包括一自動排灌系統，其特征在于， 該排灌系統工作時包括如下步驟1) 江河水位低于灌區內排灌溝水位狀態，灌區內水量增加時，自動排灌 系統將多余水量自動排出至江河中；2) 江河水位高于灌區內排灌溝水位狀態時，灌區內水量增加時，自動排 灌系統將多余水量排出。3) 在干旱時，隨著蓄積水的消耗，自動排灌系統能不斷將堤圍外河流的 水源自動注入，使蓄積水基本保持一定的高度不變。一種實現前述農田排澇防旱自動排灌方法的自動排灌系統，其特征在于 其包括排灌溝、溢水池、排污池和集水池，其中所述集水池與溢水池和排污池 之間設置有將其相互分隔的溢水壩，所述溢水池和排污池之間設置有將其相互 分隔的分隔壩，所述排灌溝與溢水池和排污池之間設置有將其相互分隔的攔渣 壩，該攔渣壩底部設有使溢水池與排灌溝相通的排灌通道，該通道上蓋有過濾 網；所述排污池內分別開設有排污口和集污口；所述溢水壩和分隔壩低于其攔 渣壩，位于所述集水池內的攔洪壩遠高于其攔渣壩；進水管穿過所述溢水壩和 攔洪壩置入河水中，安置于該進水管的末端的閘閥埋置于所述溢水壩中；止回 閥穿置于所述攔洪壩中并單向從其集水池向河道導通；大口徑軸流泵位于所述 集水池上方的機房內，所述大口徑軸流泵的進水管接入所述集水池屮，水位控 制器探頭置于所述集水池內，并與所述大口徑軸流泵的電器控制部件電連接。與所述進水管分支設置有小進水管，在所述閘閥附近該小進水管上設置有 球閥，越過該球閥的所述小進水管的末端與所述溢水壩頂端的小孔相通；所述 進水管和小進水管埋置于排灌隧道內。所述溢水壩的高度約低于其攔渣壩50~70厘米。 所述排灌隧道以鋼筋水泥砌筑。所述大口徑軸流泵以及大口徑軸流泵的進水管和所述過濾網皆為兩個。所述溢水池和排污池之間的分隔壩高度一端與攔渣壩平，另一端與溢水壩 中間設2 3級臺階。所述的自動排灌系統，其還包括一自動控制單元，該單元包括一工業控制 計算機，該計算機內置有自動控制軟件；其還包括分別與該計算機輸入端相連 接、感應端設置在所述的池、壩的若干傳感器；該傳感器將采集的信號輸入該 計算機后，程序控制該軸流泵動作。本發明所提供的方法的有益效果為 一方面避免人為操作帶來的種種失 誤，大大改善區內防御水旱災害的能力；另一方面設置了自動排灌裝置可以通 過河水自流排灌，節約了大量的人力物力，減輕了運作成本，為該所科研生產 創造了良好的生產條件和環境條件。具體的，所述農田排澇防旱自動排灌系統的土建部分是由水泥紅磚水泥沙 漿砌成。攔渣壩高度與灌區農田周邊路面相同。本農田排澇防旱的系統的技術 關鍵是溢水池與集水池之間設置的溢水壩，其高度是通過長期的觀測和精密的 計算確定的，約低于攔渣壩50-70厘米。它與可調節球閥一起，可使灌區蓄積 的水源基本保持一定的高度不變。溢水池和排污池之間的分隔壩高度一端與攔 渣壩平，另一端與溢水壩中間設2 3級臺階。攔洪壩遠高于其他各壩，是保護 灌區農田不被洪水入侵的重要堤壩。在本發明中，所述的止回閥、軸流泵、排灌通道及其上設置的過濾網和水位控制器探頭等均為兩個，可以增大排灌水量的同時方便邊運作邊維修。在本發明中，為方便工作人員檢修和維護本裝置操作，同時使本裝置結構更為合理、美觀，在所述的清污分隔壩上設有臺階；同時，在用容易老化和剛性不足的PVC材料管做的人口徑主進水管和小進水管均用混凝土包裹作成長方體狀的排灌隧道。所述排灌隧道穿過集水池以及溢水壩和攔洪壩使灌區排灌溝與圍外河道相通，人工丌啟安置其末端的一個大口徑閘閥可快速調節灌區內排灌溝水位的咼度。所述的攔洪壩高度與防洪堤圍高度相同，其上安裝的兩個大口徑止回閥是 自動泄洪的重要元器件。當江河水位低于灌區內排灌溝水位時，排灌溝內多余 的水量可漫過溢水壩面經集水池自動流出壩外，這樣可以減少傳統排灌閘每向外排出多余的水量都用人工控制并用電排灌造成的浪費；當江河水位高于灌區 內排灌溝水位吋，此時止回閥閘門自動關閉阻止堤外河水進入圍內以免造成水 浸。位于集水池上方的排灌閘機房中裝有兩臺大口徑軸流泵及其配套水位控 制器探頭都安放在集水池中，它們是重要的機電排灌系統。如遇暴雨引起防洪 堤內外水位驟增并超過最高警戒線，此時兩個止回閥閘門自動關閉，并自動丌 啟大口徑軸流泵將洪水向河道排出。所述排污池和溢水池之間設置的分隔壩使流經排污池污水在排污池中自 然沉淀后經集水池自流排出，避免與灌溉水源相混，可防止有害物質對農作物 的污染，可較好地解決目前環境保護方面工業污染對環境造成污染的問題。綜上所述，本發明是一種全新理念的水利排灌系統，改變傳統排灌方法長 期要人值班操作和滲漏嚴重等不足之處，既可節約運作成本又可避免人為的操 作錯誤，確保排灌安全。
下面結合附圖及具體實施方式
，對本發明作進一步說明,圖l是本發明的立體示意圖；圖2是圖1中集水池的局部放大圖。附圖標識-11、閘閥 12、球閥15、大口徑軸流泵的進水管 18、攔洪壩 19、小進水管22、過濾網 3、排污池33、排污口 4、集水池1、排灌溝 14、止回閥 17、排灌隧道 21、防洪壩 32、集污口13、小孔 16、溢水壩2、溢水池 31、分隔壩5、機房具體實施方式
參見圖1、圖2，本實施例提供的一種農田排澇防早自動排灌系統，其包 括排灌溝1、溢水池2、排污池3和集水池4，其中所述集水池4與溢水池2 和排污池3之間設置有將其相互分隔的溢水壩16，所述溢水池2和排污池3 之間設置有將其相互分隔的分隔壩31，所述排灌溝1與溢水池2和排污池3 之間設置有將其相互分隔的攔渣壩21 ，該攔渣壩21底部設有使溢水池2與排 灌溝1相通的兩個排灌通道，該兩個排灌通道上蓋有兩個過濾網22;所述排污 池3內分別開設有排污口 33和集污口 32;所述溢水壩16和分隔壩31低于其 攔渣壩21，位于所述集水池4內的攔洪壩18遠高于其攔渣壩21;進水管穿過 所述溢水壩16和攔洪壩18置入河水中，安置于該進水管的末端的閘閥11埋 置于所述溢水壩16中；與所述進水管分支設置有小進水管19，在所述閘閥ll 附近的小進水管19上設置有球閥12，越過該球閥12的所述小進水管19的末 端與所述溢水壩16頂端的小孔13相通；所述進水管和小進水管19埋置于排 灌隧道17內，所述排灌隧道17以鋼筋水泥砌筑；止回閥14穿置于所述攔洪 壩18中并單向從其集水池4向河道導通；大口徑軸流泵位于所述集水池4上 方的機房5內，兩個大口徑軸流泵的進水管15接入所述集水池4中，水位控 制器探頭置于所述集水池4內，并與所述大口徑軸流泵的電器控制部件電連接。 所述溢水壩16的高度約低于攔渣壩21的高度50-70厘米。溢水池2和排污池 3之間的分隔壩31高度一端與攔渣壩21平，另一端與溢水壩16中間設2~3 級臺階。本發明的技術關鍵是溢水池與集水池和排污池之間設置有將其相互分隔的 溢水壩16和位于集水池外邊的攔洪壩18組成的攔洪蓄水壩系。溢水壩又名溢 水堰或陂堰，它通過設置在攔渣壩21底部設有的兩個排灌通道，使排灌溝1 與溢水池2水位即溢水壩16高度水位相同。溢水壩是采用傳統的陂堰蓄水技 術，通過長期的觀測和精密的計算確定其高度。要求一方面使其蓄積的水量能 提供給灌區提水灌溉農田；另一方面又不使其水位高十農田的有效排水落差， 以免影響農作物的正常生長。攔洪壩8則是保護灌區農田不被洪水入侵的重要 水利堤壩。其上安裝的兩個大口徑止回閥14是自動泄洪的重要元器件。當江 河水位低于灌區內排灌溝水位時，排灌溝內多余的水量可漫過溢水壩面經集水池自動流出壩外，這樣可以減少傳統排灌閘每向外排出多余的水量都用人工控制并用電排灌造成的浪費；當江河水位高于灌區內排灌溝水位時，此時止回閥 閘門自動關閉，阻止堤外河水進入圍內以免造成水浸。由集水池穿越而過使堤外與堤內灌區排灌溝相通的排灌隧道17及其配套 的大口徑閘閥11以及小口徑球閥12、進水管19、進水孔13組成重要的閘閥系統。當灌區內排灌溝需要將水量完全排干或需要放入大量水源時，可選擇圍 外退潮漲潮的時間段人工開啟人口徑閘閥11使圍內外水流按需要進行人排人 灌；或調節小口徑球閥使圍外清潔的水源隨著灌區水量的消耗而按需要自動補 充水量，這樣，既不會引起較大水位波動又可以維持穩定的水量，并且保持水 體的流動性，確保農田灌溉需要。所述自動排灌系統，其還包括一自動控制單元，該單元包括一工業控制計 算機，該計算機內置有自動控制軟件；其還包括分別與該計算機輸入端相連接、 感應端設置在所述的池、壩的若干傳感器；該傳感器將采集的信號輸入該計算 機后，程序控制該軸流泵動作。具體的，位于集水池上方的排灌閘機房5中裝有兩臺人口徑軸流泵及其配 套水位控制器探頭都安放在集水池中，它們是重要的機電排灌系統。如遇暴雨 引起水位驟增并超過最高警戒線引起水位浮球上升驅動與其連動的接觸開關 啟動大口徑軸流泵將洪水向河道排出；當洪水水位落至安全水位時，水位浮球 自動落下斷丌電源，大口徑軸流泵停止工作。如此，機電排灌不需要人員操作， 可以避免不定時發生較大洪水時而因人為的疏忽沒有及時開機排澇引起的水 災。攔渣壩21底部的兩個排灌通道即出水口上覆蓋有過濾網22，使漂浮在排 灌溝水面的浮渣不能通過溢水池和集水池，以免對配水閥門造成影響，此外， 還可防止放養在排灌溝的魚苗隨水流走。溢水池2和排污池3之間設置的分隔壩31使流經排污池3的污水在排污 池3內自然沉淀后經集水池4自流排山，避免與灌溉水源相混，可防止有害物 質對農作物的污染，可較好地解決目前環境保護方面工業污染對環境造成污染 的問題。9
權利要求
1. 一種農田排澇防旱自動排灌方法，其包括一自動排灌系統，其特征在于，該排灌系統工作時包括如下步驟1)江河水位低于灌區內排灌溝水位狀態，灌區內水量增加時，自動排灌系統將多余水量自動排出至江河中；2)江河水位高于灌區內排灌溝水位狀態時，灌區內水量增加時，自動排灌系統將多余水量排出。
2、 根據權利要求l所述的農田排澇防旱自動排灌方法，其特征在于該 方法還包括在干旱時，隨著蓄積水的消耗，自動排灌系統能不斷將堤圍外河流 的水源自動注入，使蓄積水基本保持一定的高度不變。
3、 一種實現權利要求1所述農田排澇防旱自動排灌方法的自動排灌系統， 其特征在于其包括排灌溝(1)、溢水池(2)、排污池(3)和集水池(4)， 其中所述集水池(4)與溢水池(2)和排污池(3)之間設置有將其相互分隔 的溢水壩(16)，所述溢水池(2)和排污池(3)之間設置有將其相互分隔的 分隔壩(31)，所述排灌溝(1)與溢水池(2)和排污池(3)之間設置有將其 相互分隔的攔渣壩(21)，該攔渣壩(21)底部設有使溢水池(2)與排灌溝(1) 相通的排灌通道，該通道上蓋有過濾網(22);所述排污池(3)內分別開設有 排污口 (33)和集污口 (32);所述溢水壩(16)和分隔壩(31)低于其攔渣 壩(21)，位于所述集水池(4)內的攔洪壩(18)遠高于其攔渣壩(21);進 水管穿過所述溢水壩(16)和攔洪壩(18)置入河水中，安置于該進水管的末 端的閘閥(11)埋置于所述溢水壩(16)中；止回閥(14)穿置于所述攔洪壩(18)中并單向從其集水池(4)向河道導通；大口徑軸流泵位于所述集水池 (4)上方的機房(5)內，所述大口徑軸流泵的進水管(15)接入所述集水池 (4)巾，水位控制器探頭置于所述集水池(4)內，并與所述大口徑軸流泵的 電器控制部件電連接。
4、 根據權利要求3所述的自動排灌系統，其特征在于與所述進水管分支設置有小進水管(19)，在所述閘閥(11)附近該小進水管(19)上設置有球 閥(12)，越過該球閥(12)的所述小進水管(19)的末端與所述溢水壩(16) 頂端的小孔(13)相通；所述進水管和小進水管(19)埋置于排灌隧道(17) 內。
5、 根據權利要求3或4所述的自動排灌系統，其特征在于所述溢水壩 (16)的高度約低于其攔渣壩(21) 50~70厘米。
6、 根據權利要求4所述的自動排灌系統，其特征在于所述排灌隧道U7) 以鋼筋水泥砌筑。
7、 根據權利要求4所述的自動排灌系統，其特征在于所述大口徑軸流泵 以及大口徑軸流泵的進水管(15)和所述過濾網(22)皆為兩個。
8、 根據權利要求4所述的自動排灌系統，其特征在于所述溢水池(2) 和排污池(3)之間的分隔壩(31)高度一端與攔渣壩(21)平，另一端與溢 水壩(16)中間設2 3級臺階。
9、 根據權利要求3 8之一所述的自動排灌系統，其特征在于其還包括 一自動控制單元，該單元包括一工業控制計算機，該計算機內置有自動控制軟 件；其還包括分別與該計算機輸入端相連接、感應端設置在所述的池、壩的若 干傳感器；該傳感器將采集的信號輸入該計算機后，程序控制該軸流泵動作。
全文摘要
本發明屬于水利排灌領域，涉及一種農田排灌自動化方法和系統，尤其涉及一種適用于沿海、水鄉有潮漲潮落的江海堤圍大圍內低洼農田的排澇防旱的自動排灌方法和系統。本發明提供的農田排澇防旱方法，其步驟為1)在江河水位低于灌區內排灌溝水位時，平時灌區內因下雨等因素引起水量增加時能及時將多余水量自動排出；2)當江河水位高于灌區內排灌溝水位時，此時又遇暴雨等使水量驟增時能及時啟動機電排灌系統將多余水量及時排出；3)該方法還包括在干旱時，隨著蓄積水的消耗，能不斷將堤圍外河流的水源自動注入，使蓄積水基本保持一定的高度不變。為使本發明的方法得以實施，本發明同時提供一種農田排澇防旱的自動排灌系統。
文檔編號E02B13/00GK101260661SQ200810094410
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月30日 優先權日2008年4月30日
發明者葉榛華, 周惠良, 王燕君 申請人:東莞市農業種子研究所