一种坡耕地灌溉系统及方法

本发明属于灌溉，尤其是涉及一种坡耕地灌溉系统及方法。

背景技术：

1、坡耕地作为山地农业的重要组成部分，广泛分布于全球多个地区，尤其是地形复杂的云南等省份，其独特的地理位置与地形特征——即地面坡度大、平整度差，对农业生产构成了显著挑战。这类耕地因自然条件的限制，长期面临着“跑水、跑肥、跑土”的严峻问题，直接导致作物根系难以稳定扎根，土壤保水保肥能力低下，进而影响了农作物的生长与产量，成为制约当地农业可持续发展的瓶颈。

2、面对这一现状，传统农业管理模式中单纯依赖化肥进行施肥的做法，虽能在短期内提升作物产量，但长期来看，其副作用不容忽视。化肥的过量使用不仅未能有效改善坡耕地的土壤结构，反而加剧了土壤的酸化、板结等问题，进一步削弱了土壤的生态服务功能，形成了恶性循环。

3、因此，探索一种既能有效解决坡耕地灌溉难题，又能兼顾土壤改良与环境保护的灌溉系统及方法，成为当前农业科技领域亟待攻克的重要课题。本发明正是基于这一背景，提出了一种创新的坡耕地灌溉系统及方法，通过巧妙地将粪肥处理与灌溉过程相结合，旨在从根本上改善坡耕地的土壤条件，提升作物产量与品质，同时减少化肥依赖，促进农业可持续发展与生态环境保护的双赢。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种坡耕地灌溉系统及方法，用于解决现有技术中坡耕地灌溉和施肥方式，不利于坡耕地土壤改善的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供的一种坡耕地灌溉系统及方法，包括：集蓄系统、输送系统和太阳能电池板。

3、所述集蓄系统包括截水导流渠、发酵池和集水池，所述截水导流渠沿着山势等高线修建，所述截水导流渠的底部的坡度在1/1000～1/3000之间，所述截水导流渠的断面呈外高内低形成反向坡度；沿着山势在边坡不同高度上修建若干所述集水池和所述发酵池，所述集水池和所述发酵池并列布置，所述截水导流渠连通所述集水池。

4、所述输送系统包括调配池、第一管道、第二管道、三通接头、输送主管、第一阀门、第二阀门和输送泵；所述发酵池和所述调配池通过所述第一管道连通，所述集水池和所述调配池通过第二管道连通，所述输送主管一端连通所述三通接头，所述三通接头的另外两个接口分别连通所述集水池和所述调配池，所述集水池和所述三通接头之间设置有第一阀门，所述调配池和所述三通接头之间设置有第二阀门，所述输送主管的另一端连通作物区的灌溉设备，所述第一管道、所述第二管道、和所述输送主管上均安装有输送泵。

5、所述太阳能电池板固定安装在所述集水池的池盖上，所述输送泵和所述太阳能电池板电性连接。

6、可选地，所述集水池包括泥沙分离区和蓄水区，所述泥沙分离区包括分离区池体、第一拦污网、第一挡水墙、第二挡水墙和第二拦污网，所述第一拦污网设置在所述分离区池体的进水口，所述分离区池体的出水口和所述蓄水区连通，所述分离区池体的出水口设置有第二拦污网，所述第一挡水墙和所述第二挡水墙均设置在所述分离区池体内部，所述第一挡水墙和所述第二挡水墙将所述分离区池体分割成第一沉沙室、第二沉沙室和第三沉沙室，其中所述第一沉沙室和所述第二沉沙室底部连通，所述第二沉沙室和所述第三沉沙室顶部连通。

7、可选地，沿着边坡上下相邻的两个所述集水池连通，并且相邻的两个所述集水池之间设置有输送泵；沿着边坡上下相邻的两个所述发酵池连通，并且相邻的两个所述发酵池之间设置有输送泵。

8、可选地，所述发酵池内部设置有粪肥搅拌装置，所述粪肥搅拌装置用于对所述发酵池内粪肥进行搅拌。

9、可选地，所述粪肥搅拌装置包括环形导轨、滑块、安装架、绞龙、拉绳和电机；所述环形导轨固定安装在所述发酵池的池边，所述滑块和所述环形导轨滑动配合，所述安装架和所述滑块铰接，所述绞龙和所述安装架转动连接，所述电机固定安装在所述安装架上，所述电机和所述绞龙传动连接，所述电机和所述太阳能电池板电性连接，所述拉绳一端固定在所述安装架的端部，所述拉绳的另一端穿过所述发酵池的池盖。

10、可选地，所述粪肥搅拌装置还包括电动绞盘，所述电动绞盘固定安装在所述池盖上，所述拉绳缠绕在所述电动绞盘上。

11、可选地，所述第二挡水墙底部开设有放水通道，所述放水通道上开设有放水阀门。

12、可选地，所述第一管道和所述第二管道的管口均位于所述调配池的底部。

13、可选地，所述发酵池、所述集水池和所述调配池的池底均采用混凝土浇筑，且浇筑厚度大于10cm,池壁面采用单砌砖，水泥砂浆抹面。

14、本发明提供的一种坡耕地灌溉方法，包括如下步骤：

15、自然集水步骤：

16、下雨时，通过截水导流渠截住地表径流，并将地表径流汇总导入集水池的泥沙分离区，集水池的泥沙分离区将水中泥沙和漂浮物从水中分离，分离后的水流入集水池的蓄水区存储；

17、补水步骤，

18、当降水少时，通过将山脚水源输送到集水池，启动输送泵，通过输送泵将水输送到坡耕地上最近的集水池，下面的集水池再将水源往上输送坡耕地上一级的集水池，依此类推，直到输送到坡耕地最顶端的集水池；

19、粪肥补充步骤：

20、将粪肥运送到山脚，启动输送泵，将粪肥输送到坡耕地上最近的发酵池，下面的发酵池再将粪肥往上输送坡耕地上一级的发酵池，依此类推，直到输送到坡耕地最顶端的发酵池；

21、水灌溉步骤：

22、关闭第二阀门，打开第一阀门，启动输送主管上的输送泵，通过输送泵将水输送到作物区的灌溉社保进行灌溉；

23、水肥灌溉步骤：

24、将绞龙放入发酵池中，启动绞龙，对发酵池中粪肥搅拌，关闭第一阀门，打开第二阀门，启动第一管道上的输送泵将粪肥输送到调配池，当调配池中粪肥达到设定值，关闭第一管道上的输送泵，启动第二管道上的输送泵，将集水池中的水加入到调配池，并在调配池中混合后，启动输送主管上的输送泵，将粪肥输送到作物区灌溉设备进行灌溉。

25、如上所述，本发明的坡耕地灌溉系统及方法，至少具有以下有益效果：

26、1、由于设置有截水导流渠和集水池，能够收集雨水，并储存起来进行灌溉，起到节水节能的目的。

27、2、由于设置发酵池，能够将动物粪便加入到发酵池长期发酵形成粪肥，并将其加入到调配池，加入水稀释到合适的浓度，然后对作物进行灌溉，采用粪肥灌溉，不仅环保，有利于改善坡耕地的土壤。

28、3、通过太阳能电池板对整个灌溉系统中的电气社保进行供电，不仅节能，还解决了坡耕地用电不便的问题。

29、4、通过所述泥沙分离区的第一拦污网对汇流来的水流进行初步过滤，将树枝等杂物阻挡在第一拦污网，过滤后水进入到一沉沙室、然后再进入到第二沉沙室，由于第一挡水墙的阻挡，降低了水流的速度，有利于泥沙沉淀，水流漫过第二挡水墙，流入第三沉沙室，速度已经大幅度降低，然后泥沙再次沉淀，后流入蓄水区储藏，将雨水过滤储藏，然后再在进行灌溉，对雨水充分利用。

30、5、由于沿着坡耕地上的边坡依次修有若干的集水池，能够将整个坡耕地的雨水进行充分的回收，并且分段储存，同时由于上下集水池和发酵池连通的，可以在山脚一级一级的往上输送水源和粪肥，节省了劳动力。

31、6、由于设置有粪肥搅拌装置，通过电机带动绞龙转动，绞龙旋转过程中带动周边的粪肥螺旋往上旋转，从而将底部沉淀高浓度的粪肥往上搅拌和上部的粪肥混合，然后再将混合后的粪肥输送带调配池稀释，稀释后再进行灌溉。从而不仅实现作物灌溉，还实现了作物施肥，并且有利于改善土壤。

32、7、由于粪肥搅拌装置上环形导轨，能够将绞龙移动到所述发酵池的不同位置进行搅拌。

33、8、当搅拌完成后，通过拉绳拉动安装架的端部，能够将整个绞龙拉出粪肥，然后对其进行清洗，再次搅拌时在放入粪肥中，有利于防止蛟龙腐蚀。