[发明专利]水封闭循环种植大棚

说明书

一.技术领域：

农业节水。

二.技术背景：

现在中国北方及西部地区，农业种植消耗水量仍然很大。以新疆粮食种植为 例，每亩小麦年用水量为700立方，采用喷灌、滴灌技术，可以使每亩用水量降 低到100立方左右。尽管如此节约，对缺水的西北地区，水仍然不够用。这就使 大片土地干旱、沙漠化，使新疆约50万平方公里的沙漠、戈壁无法绿化，无法 发展农业。对缺水地区，再节约用水也不能从根本上彻底解决问题。因为浇灌的 水绝大部分流失了。在新疆，浇灌农田的水约60％蒸发到大气中逃逸了，30％以 上的水从土壤中渗透到地下深处，农作物真正吸收到体内的水分不到10％。所以， 无论喷灌、滴灌或现有其他技术也解决不了流失90％以上水的问题。现有节水灌 溉只是减少向农田的供水量，而没有解决供水后水蒸气的大量流失、渗漏这两个 关键问题.

三.发明内容：

本人发明的“水封闭循环种植大棚”，目的就是要彻底解决蒸发流失和渗透 流失这两个关键问题。实现“水封闭”的技术方案是把种植的农田从上空到地下 用塑料薄膜整体封闭起来，形成一个透光而水分无法逃逸的空间供农作物生长。 水分的“循环”使用又如何实现呢？水从农作物根部吸收到体内，除存留一部分 在体内外，大部分从叶面蒸发了，变成水蒸气，还有大量土壤中的水分直接从地 面蒸发了，也变成了水蒸气。所以，要实现水的循环使用的技术措施就是把大棚 内的水蒸气液化，变成液态水再重新浇灌农田。而将水蒸气液化用低温冷凝法就 可以了。“冷凝”所须的“冷源”又从何而来？从冷水中来。这可以在大棚挡风 墙的背光一侧建一个较大的蓄水池。由于沙漠干旱地区昼夜温差大，夜间水温可 以降到较低，而白天又不被阳光照射。所以形成一个巨大的冷水池，它就可以作 为水蒸气冷凝所须的冷源。剩下的工作就是用抽气机把大棚上部的热水蒸气吹入 冷水池中即可。为节约能源，抽气机可用风力抽风机。无风时用电力抽风机，电 力用太阳能电池提供即可。根据这个技术方案，本人设计了“水封闭循环种植大 棚”。如附图。

四.附图说明：

A..水封闭循环种植大棚的构造：

1.大棚内地面下的耕作土层。可根据种植农作物的要求施入各种肥料。土层厚 度可根据该种农作物根系的最深距离确定。如0。5米，1米，1。5米……。

2.防渗膜。用无毒的、可透气而不透水的、寿命长的塑料薄膜(如五年不会老 化破损，不易扎破)。

3.大棚内滴灌的输水总管及阀门。可调节滴灌的流速。

4.大棚顶部的天棚。用透光性好、耐高温、不易老化的塑料薄膜制成，寿命应 在五年以上。

5.在大棚内墙8的顶上安装的风力抽气机，在无风时可用电力抽风。

6.内墙上的抽气洞。大棚内的含水蒸气的空气可由此洞经冷凝管7吹入冷(淡) 水池12中。

7.冷凝水管。浸没在冷水池12中，使水蒸气冷凝液化。

8.大棚内墙。主要作用为挡风、承重和反光。在迎光面可采用反光膜涂抹覆盖。

9.顶部安装的备用太阳能电池组。有阳光时发电并贮存在蓄电池组中备用。

10.住宅的地上间。供承包大棚的农民使用。住宅建在地下，既节能又保温(未 画出)。

11.蓄电池室兼地下沼气池的地上操作室。

12.冷淡水贮水池。其贮水量应足够本大棚内人、地半年的用量，约几百～几千 立方米，以备越冬。

整个大棚有效种植面积建议在10～20亩，以便供一户农民承包。

B.水封闭循环使用的工作原理：

冷淡水经阀门输入水总管3等滴入大棚的耕作土层1上。由于阳光的照射， 一部分被农作物根部吸收到体内的水上升到叶面蒸发，一部分水从土层表面直接 蒸发。还有一部分水向下渗漏，被防渗膜2阻挡，这部分水被滞留在土层中，使 上层保持一定的湿度，供农作物根部持续使用。蒸发到大棚空间内的水蒸气在太 阳光的照射下温度升高，从而上升到大棚的顶部。由于天棚薄膜4的阻挡无法逃 逸到外部的大气中去。设在大棚顶部的风力抽气机5在风力驱动下把顶部的水蒸 气(连同空气)从抽气洞6吹入冷凝管7中，凝结成水流入冷淡水池12中，供 滴灌时继续使用。这就实现了水的循环使用。