适用于干旱地区的自调节渗水速率导水介质及凝露表面
成果类型:: 新技术
发布时间: 2023-09-22 10:23:23
适用于干旱/半干旱地区的导水速率自调节介质采用硅铝酸盐黏土与吸水性聚合物混合而成,由混合物浆体可继续制备获得导水纤维或将浆体干燥后获得块体。导水纤维与导水介质块体可分别安装于渗灌喷头内部或水袋出水端。本导水材料可依土壤湿度控制通向植物根部的水流量,即当土壤干燥需水时材料导水量增加,而当土壤水涝时材料导水量减少,以此实现灌溉水在时间和空间上的合理分配。 适用于干旱/半干旱地区的凝露表面采用在衬底上构造润湿性梯度或几何结构梯度阵列的方式实现水汽在材料表面的加速凝结,为小型低耗水植物的生长供水以及半干旱地区的雾气取水提供了解决方案。
自调节渗水速率导水介质具有智能渗水调控的能力。其独特的设计和制备使其能够根据土壤水分需求自动调节渗水速率,避免了过度灌溉或水分不足的问题。这种导水介质能够根据土壤的渗水能力和作物的需水情况进行精确的水分供应,提高灌溉效率,节约水资源。凝露表面利用大气湿度收集水资源,具有可持续性和环保性。通过设计特殊的表面结构和涂层,凝露表面能够吸附和收集大气中的水分,将其转化为液态水。在干旱地区,大气湿度可能是唯一的水源,凝露表面技术提供了一种可行的水资源收集方法。这种技术不仅能够为农作物灌溉提供水源,还可以用于饮用水供应,减轻对地下水的依赖。自调节渗水速率导水介质和凝露表面的研究还促进了材料科学、表面工程和环境科学的交叉发展。通过对材料的特性和表面结构的优化,研究人员不断改进导水介质和凝露表面的性能和效率。这种跨学科的合作推动了材料科学领域的创新,并为解决水资源管理和可持续发展问题提供了新的思路和解决方案。自调节渗水速率导水介质和凝露表面在干旱地区的应用具有重要的意义。它们能够有效解决水资源短缺和提高灌溉效率的问题,为干旱地区的农业、生活和生态环境提供可持续的目标作出贡献。
提高灌溉效率:自调节渗水速率导水介质可以根据土壤水分需求自动调节渗水速率,避免了过度灌溉或水分不足的问题。在干旱地区,这种技术可以显著提高灌溉效率,减少水分浪费,同时保证农作物的正常生长和产量。这对于干旱地区的农业发展至关重要。
提供可持续的水资源:凝露表面技术可以利用大气湿度收集水资源,为干旱地区提供一种可持续的水源。这种技术可以用于灌溉农作物、提供饮用水,甚至用于工业用水。凝露表面的应用可以减轻对有限地下水和降水的依赖,改善干旱地区的水资源短缺问题。
降低环境影响:自调节渗水速率导水介质和凝露表面的应用可以减少过度灌溉和水分浪费,从而降低对环境的负面影响。通过合理利用水资源,减少土壤盐渍化和水土流失等问题,保护土壤质量和生态环境的稳定性。这对于干旱地区的生态恢复和环境可持续发展具有积极的影响。
创造经济机会:自调节渗水速率导水介质和凝露表面的研究和应用为创造经济机会提供了潜力。这些技术的市场需求日益增长,可以推动相关产业的发展,包括材料研发、制造和应用。在干旱地区,相关产业的发展可以促进经济增长、创造就业机会,并带动相关的技术创新和产业升级。
张通千,硕士研究生,博士在读 毕业于德国达姆施塔特工业大学,主修机电一体化专业。研究方向:多孔环境功能材料、压电材料的设计与应用、医疗用机械助力机构执行器的开发。研究生期间参与德国西门子医疗器械部CT扫描仪升降床的机构设计和力学校核。讲授《机械设计基础》、《创新设计技法》等课程。
自调节渗水速率导水材料块体与导水纤维已投放于内蒙古、新疆、甘肃等7省的荒漠区林场与肉苁蓉种植基地并取得了可观收益。本品适用于5-20%土壤相对湿度环境下的耐旱低耗水植物的节水灌溉。其渗灌设备与渗灌水袋每公斤蓄水成本价约0.2元,每亩造林成本投入约20-150元,为保水剂与传统滴灌技术的1/10-1/15。
希望通过技术咨询合作,将研发的成果应用于实际项目中,解决实际问题并取得可见的效益。技术咨询合作可以是与农业企业、水资源管理机构、农民合作,也可以是与相关科研机构、工程公司等专业机构合作。合作方向可以根据成果的特点和应用领域确定,例如,提供技术咨询和解决方案支持,开展示范项目和试点推广,或者进行技术转让和共同开发等。