1.本发明涉及一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，属于植物灌溉领域。
背景技术：
2.中国是一个农业大国，具有宽广的耕地面积，同时农业用水量占总用水量的70％。然而我国也是水资源十分短缺的国家，因此，合理调节农业灌溉和水资源利用的关系至关重要，这需要通过调节灌溉方式而实现。
3.传统的灌溉方式有很多，比如漫灌、沟灌、喷灌、滴灌、正能灌溉等。然而这些灌溉方式有着严重的不足，水资源利用率占40％以下，大部分的水会在地表面无效的蒸发，植物根系只能获得一小部分的水分，在干旱地区浪费现象更为明显。目前传统的灌溉方式正在不断的更新，一些新的灌溉方式提高了水分的利用率，但这些灌溉方式仍然自上而下浇灌耕地，无可避免地造成蒸发损失，这极大降低了水分利用率，降低了农作物产量和品质。
4.本发明的一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，先将水分收集至农作物下方的保水纤维膜中，对水分进行储存。再利用毛细作用力自下而上供应水分，最大程度地降低了水分蒸发损失，同时精准对植物根部进行灌溉，雨量充足时对水分进行储存，能够在干旱时不间断供应水分。此外，该系统促进植物生长，能够固定土壤，防止水土流失。该发明将传统的地表给水灌溉方式改变成地下纤维毛细力微纳米灌溉，减少的地表水份的无效蒸发可以在同等体积下的水完成更大面积的灌溉，将有效提高农作物产值，促进农业进步。
技术实现要素：
5.本发明提出一种基于复合纤维膜的自下而上的节水灌溉系统，先将水分沿管道收集至农作物下方的纳米纤维膜中对水分进行储存。再利用毛细作用力自下而上供应水分，最大程度地降低了水分蒸发损失，同时精准对植物根部进行灌溉；此外，雨量充足时对水分进行储存，能够在干旱时不间断供应水分。
6.本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，其中系统由管路模块支撑模块和保水模块组成；管路模块由相互连接的导水管组成，支撑模块由栅格镶嵌其中，保水模块由复合纤维膜构成。
7.其中管路模块埋至土壤表面下方0.6-1m处，通过导水管连接而成。同时水平管路接口可相互连接，组成更多的灌溉系统；竖直管路用于水分引流，竖直管路顶端设置铁网用于防止杂物渗透阻碍水分输送功能。
8.本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，支撑模块由栅格镶嵌在水平管路中间，用来防止土壤压迫纤维膜影响保水输水能力。
9.本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，其中保水模块由复合纤维膜组成，由三层膜组成，从上到下分别是亲水膜、保水膜、防水透气膜，三层膜通过粘胶或点胶复合在一起，后续将复合膜成卷包装。
10.本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，其中灌溉模块内的导水管需沿着直
线方向上开孔，开孔数量10-20个/m。
11.本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，其中栅格位于亲水膜的上方和防水透气膜的下方。
12.本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，其中灌溉模块内的导水管通过点胶的方式固定在复合纤维膜的亲水膜上方，且导水管的开孔与亲水膜接触。
13.本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，其中复合纤维膜每层膜克重10-60g/m2，亲水膜静水压大于1.56x104n/m2。
14.本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，其中亲水膜和保水膜采用聚丙烯酸、海藻酸钠等高吸水树脂通过湿法纺丝、气喷或静电纺丝制得，或将亲水物质涂覆于亲水膜和保水膜的表面。
15.本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，其中亲水膜为取向纤维，通过亲水处理后水接触角小于90度。
16.本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，其中防水透气膜由pe或pp通过闪蒸纺丝、静电纺丝等其他复合膜制造技术制得。
17.本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，其有益效果为：(1)该系统通过合理的结构设计将水分储存在植物下方的纤维膜内，极大减少了水分蒸发造成的损失，具有保水蓄水的效果，能长期为植物供应水分；(2)该系统促进植物生长，能够固定土壤，防止水土流失；(3)该系统为单一模块化设计，五通接口可以连接无数个相应模块，适合在干旱地区大面积推广。
附图说明
18.图1为本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统整体结构示意图。
19.图2为本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统放置于土壤中的示意图。
20.图3为本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统的渗水管示意图。
21.图中：1-清洁网；2-下水管；3-五通接口；4-渗水管；5-栅格；6-亲水膜；7保水膜；8-防水透气膜；9-土壤；10-出水口。
具体实施方式
22.本发明一种基于复合纤维膜的自下而上的节水灌溉系统，如图1-3所示，包括清洁网1、下水管2、五通接口3、渗水管4、栅格5、亲水膜6、保水膜7和防水透气膜8，亲水膜6、保水膜7和防水透气膜8自上而下结合；在亲水膜6的上方和防水透气膜8的下方分别有栅格5，以此来防止土壤9在纤维膜上堆积造成性能破坏；在亲水膜6的上方边缘排布渗水管4并用五通接口3相连；渗水管4下方有均匀排布的出水口10向纤维膜供应水分；五通接口3的上接口连接下水管2的下端，下水管2的上端用清洁网1盖住。土壤9在系统上方堆积并与清洁网1持平。
23.本发明一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，具体实施方式为：雨水、地下水等水源在土壤9表面通过清洁网1入口，沿着下水管2进入渗水管4，并在管内均匀流动贯穿。水源通过出水口10进入亲水膜6，在毛细作用下，迅速贯穿整个亲水膜；并在保水膜7和防水透气膜9的作用下将水分储存在纤维膜内，防止水分向下方土壤流动；当植物缺水时，亲水膜内
储存的水分在毛细作用下沿着土壤9供应到植物根系，促进植物生长。
24.实施案例
25.将单个系统在水箱中进行了实验，在同等调节下，控制水量相同，并与普通灌溉方式进行了对比，产量提高了50％，并且品质有所提高。
26.实验参数：复合纤维膜距离地面60cm；亲水膜、保水膜、防水透气膜均为静电纺丝改性后纤维膜；管路直径50mm，开孔为15个。
技术特征：
1.一种基于复合纤维膜的自下而上的节水灌溉系统，其特征在于：由管路模块、支撑模块和保水模块组成；管路模块由相互连接的导水管组成，支撑模块由栅格镶嵌在水平管路中间，保水模块由复合纤维膜构成；管路模块埋至土壤表面下方0.6-1m处，通过导水管连接而成；水平管路接口相互连接，组成更多的灌溉系统；竖直管路用于水分引流，竖直管路顶端设置铁网用于防止杂物渗透阻碍水分输送功能；灌溉模块内的导水管需沿着直线方向上开孔，且导水管的开孔与亲水膜接触。2.根据权利要求1所述的一种基于复合纤维膜的自下而上的节水灌溉系统，其特征在于：保水模块由复合纤维膜组成，由三层膜组成，从上到下分别是亲水膜、保水膜、防水透气膜，三层膜通过粘胶或点胶复合在一起，后续将复合膜成卷包装。3.根据权利要求1所述的一种基于复合纤维膜的自下而上的节水灌溉系统，其特征在于：灌溉模块内的导水管沿着直线方向上开孔数量10-20个/m。4.根据权利要求1所述的一种基于复合纤维膜的自下而上的节水灌溉系统，其特征在于：栅格位于亲水膜的上方和防水透气膜的下方。5.根据权利要求2所述的一种基于复合纤维膜的自下而上的节水灌溉系统，其特征在于：复合纤维膜每层膜克重10-60g/m2，亲水膜静水压大于1.56x104n/m2。
技术总结
本发明公开了一种基于复合纤维膜的节水灌溉系统，由管路模块、支撑模块和保水模块组成；管路模块由相互连接的导水管组成，支撑模块由栅格镶嵌其中，保水模块由复合纤维膜构成。本发明灌溉系统先将水分收集至农作物下方的保水纤维膜中，对水分进行储存，再利用毛细作用力自下而上供应水分，最大程度地降低了水分蒸发损失，同时精准对植物根部进行灌溉，雨量充足时对水分进行储存，能够在干旱时不间断供应水分。此外，该系统促进植物生长，能够固定土壤，防止水土流失。本发明系统将传统的地表给水灌溉方式改变成地下纤维毛细力微纳米灌溉，减少的地表水份的无效蒸发可以在同等体积下的水完成更大面积的灌溉，将有效提高农作物产值，促进农业进步。促进农业进步。促进农业进步。
技术研发人员：杨卫民 李习标 莫振宇 阎华 李好义 张岱凌 丁玉梅
受保护的技术使用者：北京化工大学
技术研发日：2021.06.11
技术公布日：2022/2/11