CN107842057A - 沙漠造水系统 - Google Patents

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Abstract

一种沙漠造水系统，为针对沙漠气候地区所设计而建置于地表铺面的造水系统，主要包括设有一预埋有水箱的沙质层，该沙质层上覆盖有一锁湿布，锁湿布上方铺设有一级配层，并于该级配层内部衬设有一防水布，且级配层上方布设有多个中空状的透水管，透水管底端直接贯穿防水布而直立地插埋于级配层中，并施以混凝土浆灌注而建构成一透水层；借此，不仅可快速将雨水渗透至沙质层中储存以供后续利用，同时亦可将空气导入级配层中，并利用冷凝效应于防水布底面凝结成冷凝水，达到自动造水的功效。

Description

沙漠造水系统
技术领域
本发明是有关于一种建置于地表铺面的沙漠造水系统，尤指一种具有自动冷凝造水功效的铺面结构设计，特别适用于日、夜温差大且雨水少的热带沙漠气候地区。
背景技术
地球约有71％的表面是覆盖在水下，但于总水量中淡水约只占2.5％，而最方便也最可能被人类运用的淡水量尚不及其1％，且工业的发展和人口的激增，使得人类对淡水的需求相对增加，再加上生态的破坏及环境的污染，让水资源变成一个极为重要的全球议题，而在世界许多地方，对水的需求已经超过水资源所能负荷的程度，倘若再不采取任何措施的话，将陷入严重的缺水危机，恐造成巨大灾难，以致于作物无法收成，生态系统崩坏，疾病和贫困问题皆可能进一步恶化，因此当务之急不仅须善用并节约的珍惜水资源，同时亦重视天然水资源的开发利用，共同推动永续发展的水资源建设更是刻不容缓。
而针对不同地区所面临的水资源状况亦不大相同，如热带沙漠气候地区，因年雨量少甚至可能多年无雨，且日夜温差大，白天日照强、气温高、湿度小以及风大，故土壤水份蒸发相当快速，导致该等地区经常处于水源匮乏状态，因此水资源的开发更为极其需要。
有鉴于此，本发明人乃针对上述沙漠地区的需求，并利用其日夜温差大的气候特性，积极研发改进，设计一种极适合该地区的造水系统以供利用。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种建置于地表铺面的沙漠造水系统，不仅可让雨水快速下渗进一步储存，同时亦能利用冷凝效应达到免耗电自动造水以供利用的目的。
为达上述目的，本发明所建置的沙漠造水系统，为由人工地表铺面所建置而成，由铺设层结合一透水层由下而上所铺设而成，铺设层设有一沙质层，其特征在于：
该沙质层，于沙质层上覆盖有一防止水气蒸发的锁湿布；
该防水布，铺设于锁湿布上方，且布置于透水层的下方；
该透水层，通过多个中空状的透水管布设于沙质层上方，而透水管底端直接贯穿防水布直立地插埋于沙质层中设置，并于多个中空状的透水管周缘施以混凝土浆灌注，进而建构成具排水功效的透水层；
借此，不仅将雨水渗透至底层，同时亦将空气直接导入防水布下方的铺设层中，并利用冷凝效应于防水布底面凝结成冷凝水，达到自动造水的功效。
一种沙漠造水系统，为由人工地表铺面所建置而成，由铺设层结合一透水层由下而上所铺设而成，铺设层设有一级配层，其特征在于：
该级配层，于级配层设有一防止水气蒸发的锁湿布；
该防水布，铺设于锁湿布上方，且布置于透水层的下方；
该透水层，通过多个中空状的透水管布设于级配层上方，而透水管底端直接贯穿防水布直立地插埋于级配层中设置，并于多个中空状的透水管周缘施以混凝土浆灌注，进而建构成具排水功效的透水层；
借此，不仅将雨水渗透至底层，同时亦将空气直接导入防水布下方的铺设层中，并利用冷凝效应于防水布底面凝结成冷凝水，达到自动造水的功效。
一种沙漠造水系统，为由人工地表铺面所建置而成，由铺设层结合一透水层由下而上所铺设而成，铺设层设有一沙质层及一级配层，其特征在于：
该沙质层，于沙质层上覆盖有一防止水气蒸发的锁湿布；
该级配层，铺设于沙质层的锁湿布上方，且该级配层衬设有一防水布；
该透水层，通过多个中空状的透水管布设于级配层上方，而透水管底端直接贯穿级配层内部的防水布直立地插埋于级配层中设置，并于多个中空状的透水管周缘施以混凝土浆灌注，进而建构成具排水功效的透水层；
借此，不仅将雨水渗透至底层，同时亦将空气直接导入防水布下方的铺设层中，并利用冷凝效应于防水布底面凝结成冷凝水，达到自动造水的功效。
本发明的有效增益在于当雨水下到地面时，利用透水管将雨水快速渗透至地底，并储存于水箱中以供利用；此外，亦可利用日夜温差大的气侯特性，将夜晚低温的冷空气通过透水管导入铺设层的防水布下方，并应用冷凝效应于防水布底面凝结成冷凝水，进而达到免耗电自动冷凝造水的功效；且更能进一步使冷凝作用所制造的水渗透至底层水箱中储存以供再利用。
本发明的其它特点及具体实施例可于以下配合附图的详细说明中，进一步了解。
附图说明
图1为本发明沙漠造水系统的立体示意图。
图2为本发明透水层架体结构的构造分解示意图。
图2a为本发明透水层植草盒构造安装示意图。
图3为本发明沙漠造水系统的剖视图。
图4为本发明沙漠造水系统另一剖视图。
图5为本发明沙漠造水系统实施应用示范例图。
图6为本发明于地底土壤层加设热导管实施范例图。
图7为本发明透水层的另一实施范例图。
图7a为本发明图7实施例的局部放大示意图。
图8为本发明图7实施例的剖视图。
图9为本发明图7实施例的另一剖视图。
具体实施方式
请参图1～图3所示，本发明的沙漠造水系统建置于地面为一透水铺面结构，由铺设层结合一透水层由下而上所铺设而成，包含建置于地面形成为一透水铺面的结构，图中实施例造水系统由下而上包括铺设层设有一沙质层10、一级配层20，以结合一透水层30所构成。
该沙质层10，铺设时于内部预先埋设有水箱11，于水箱11上方设有多个的透孔12，透孔12顶面则设有拦沙元件例如不织布13所覆盖，可阻挡住沙粒，而供雨水或冷凝水渗入底层水箱11中储存供再利用，且于沙质层10上覆盖有一层锁湿布14，该锁湿布14具有水分流向逆止作用，可令水下渗至锁湿布14下方的沙质层10后并使地层留住水份，能有效防止水气的向上蒸发。
该级配层20，于中间衬设有一防水布21，并铺设于沙质层10的锁湿布14上方，使防水布21与锁湿布14间介隔着级配层20土方，而该级配层20可采用当地现地土方，或一般道路工程级配材料，包括设有砂石或泥土或碎石或混合透水混凝土等材料，亦可混掺其它对环境无害可作为铺设物的级配料等元素而铺设。
该透水层30，为一透水铺面结构，为将多个中空状的透水管31直立的布设于级配层20上方，且透水管31底端直接贯穿级配层20的防水布21，令透水管31底端的开口部插埋于防水布21下方的级配层20中，于多个中空状的透水管31周缘并施以混凝土浆37灌注以建构成一具有排水功效的透水层30。
此外，本较佳实施例中，该透水管31更可通过上连结架32、下连结架33的结合，而建构成一架体结构而布设于级配层20上方，且透水管31顶端盖设有与管体位置相互搭配的塞盖模板34，待混凝土浆37灌注成型后再将该塞盖模板34移除。而其中所述的透水管31于管体上端设有一内缩的阶级段312，且邻近底端处则设有卡环313及斜面卡榫314，而上连结架32、下连结架33则为具有多个镂空槽的框架，并于上连结架32镂空槽周缘板体下方设有多个可供透水管31阶级段312套置的套环321，且各套环321上方设有贯通的短管322，又为了免施工灌注混凝土浆37堵塞各透水管31，因此于塞盖模板34底面更设有多个可密合于短管322内缘的塞体341，另下连结架33于镂空槽周缘对应处设有环体331，可供透水管31底端滑入并通过卡环313及斜面卡榫314的卡合固定，以避免施灌混凝土浆37时造成滑动，另于下连结架33镂空槽内部更设有肋条332作强度上的连结。
本发明所建置的沙漠造水系统，另外亦可采单独由前述的沙质层结合前述的透水层由下而上铺设而成；或亦可采单独由前述的级配层结合前述的透水层由下而上铺设而成，其不同的实施方法亦包括于本发明的专利范围中，当单独由前述的沙质层或单独由前述的级配层，进而与前述的透水层铺设建构成本发明时，所示的沙质层或级配层于内部可预先埋设有一水箱11，于水箱11上方设有多个透孔12，各透孔12顶面设有拦沙元件例如不织布13所覆盖，可阻挡住沙粒而供雨水或冷凝水渗入底层水箱11中储存供再利用，合先陈明。
请再参图2a、图4、5图所示，本发明亦可于上连结架32、下连结架33的镂空槽内设置有呈透空状的植草盒35，而植草盒35上方则设有直接对应的设置于该塞盖模板34中的盒盖36，待混凝土浆37灌注成型后再将塞盖模板34及盒盖36予以拆除，并选择性的(当所设制的植草盒尺寸较大时)于植草盒35内填置土壤，并种植绿化的草皮等，以完成该透水层30的建构。若当所设制的植草盒35尺寸较小且不防碍人员脚底踩踏或车辆轮胎辗压时，则可不必覆土于植草盒35内，可让尘土直接进入植草盒而让原生植物直接由植草盒35内自然长出，亦可达到绿化的功效。
借此，当地面降下大量雨水时，则可应用该铺面透水管31迅速将雨水导入下方级配层20，再进而下渗至更下方沙质层10中，并渗入水箱11内储存以供后续环保再生利用，不仅可有效形成水资源的搜集，且亦可使地面获得有效快速排水的功能，以减少地面积水，同时亦能补充地底的湿气及水份，以保持植草盒35内土壤湿润度，并可供予其土壤的养份，令植草盒35内植物生长得更加茂盛。
另，本发明的沙漠造水系统最主要为利用日夜温差大的沙漠气侯特性，于夜晚时因地表面受到白天的高温日照，使得透水层30透水铺面结构以下铺设层内温度与外界温度产生高低差，如高于或低于地面上外界环境温度，因此可利用透水管31，自然地将冷空气向下导入级配层20内的防水布21下方，并应用冷凝效应汲取空气中的水份，而于防水布21底面凝结成冷凝水，进而达到自动冷凝造水的功效。
而本发明如单独由沙质层10结合透水层30由下而上铺设方式实施；或单独由级配层20结合透水层30由下而上铺设方式实施，各透水管31底端一样直接贯穿沙质层或级配层的防水布21，令透水管31底端的开口部插埋于防水布21下方的沙质层或级配层中，同样可达到于防水布21底面凝结成冷凝水，自动免耗费能源即可造水的功效。
请参图6所示，本发明更可于防水布21下方该锁湿布14上方增设有热导管311(或称热管)，热导管是一种具有快速均温特性的特殊材料，其中空的金属管体，使其具有质轻的特点，而其快速均温的特性，则使热导管311具有优异的热超导性能；将热导管311布置于防水布21下方与锁湿布14间的铺设层中，该铺设层可单独由沙质层构成，或单独由级配层构成，再使热导管311的延伸脚杆穿过锁湿布14而插置入更底下的地底土壤中，达到将天然地底温度向上引导作用，达到能够快速温度热传导的角色；使得当夜晚沙漠大气环境温度骤冷时，通过热导管311可引导地底土壤“较高”的土壤温度向上，或当白天沙漠大气环境温度炎热时，通过热导管311可引导地底土壤“较低”的土壤温度向上，使得防水布21下方与锁湿布14间的铺设层中冷热温差现象明显，形成更高效的冷热温差冷凝造水作用。
请再参图7～图9所，为本发明沙漠造水系统的另一实施例，也是由铺设层结合一透水层由下而上所铺设而成，其由下而上包括铺设层设有一沙质层10、一级配层20，以结合一透水层30所构成。另于实施时，该铺设层可单独由沙质层构成，或单独由级配层构成，同样的亦可采单独由沙质层10结合透水层30或由级配层20结合透水层30由下而上的铺设。而本实施例主要为将该透水层30设有一框料架构，框料架构可单独设有透水管31a，或单独设有盒体39，或同时设有透水管31a及盒体39，所述的透水管31a顶部设呈封闭状，并以适当间距呈间隔状的直接设于一底板38上，且该透水管31a管体底部向下延伸穿凸于底板38，另于管体旁侧的底板38上方凸设多个开口朝下的盒体39，又于透水管31a与盒体39顶部板体处皆设有突破结构，以建构成一框料架构并布设于级配层20上方，同时使透水管31底端开口部直接贯穿而插埋于防水布21下方，或使透水管31底端开口部设于防水布21上方，图无视出，再于该框料架构上施以混凝土浆37灌注，并待混凝土浆灌37注完成后，再将其顶部的突破结构予以击破，即可建构成具排水(如图8所示)及植草盒功效(如图9所示)的透水层30。借此，则可通过透水管31a迅速将雨水导入地底下方并渗入水箱11内储存以供后续环保再生利用，有效形成水资源的搜集，同时亦能补充地底的溼气及水份，以保持盒体39内土壤湿润度及可供予其养份，而令植物生长的生长更加茂盛。
再者，上述框料架构的突破结构为指的是容易应用简单手工器具将封闭的顶部施工成开放状的顶部态样，如图8、图9所示，此突破结构包括可将顶部板体制呈较薄的薄页状结构，而易于二次加工时轻易击破，或板体顶部设有循环状凹槽391，如图7a所示，当于施压时即可轻易击破顶部板体而取出。另外，亦可将凹槽391设于顶部板体底面，即透水管31a与盒体39内壁与顶板交界处位置，同样的可获得相同的功效。
综上所述，本发明确实可达预期的目的，并可充份发挥实际的效益，且增进产业上的利用价值，确已符合专利申请的要件，依法提出专利申请。
惟以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围；故，凡依本发明申请专利范围及发明说明书内容所作简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种沙漠造水系统，为由人工地表铺面所建置而成，由铺设层结合一透水层由下而上所铺设而成，铺设层设有一沙质层，其特征在于：
该沙质层，于沙质层上覆盖有一防止水气蒸发的锁湿布；
该防水布，铺设于锁湿布上方，且布置于透水层的下方；
该透水层，通过多个中空状的透水管布设于沙质层上方，而透水管底端直接贯穿防水布直立地插埋于沙质层中设置，并于多个中空状的透水管周缘施以混凝土浆灌注，进而建构成具排水功效的透水层；
借此，不仅将雨水渗透至底层，同时亦将空气直接导入防水布下方的铺设层中，并利用冷凝效应于防水布底面凝结成冷凝水，达到自动造水的功效。
2.一种沙漠造水系统，为由人工地表铺面所建置而成，由铺设层结合一透水层由下而上所铺设而成，铺设层设有一级配层，其特征在于：
该级配层，于级配层设有一防止水气蒸发的锁湿布；
该防水布，铺设于锁湿布上方，且布置于透水层的下方；
该透水层，通过多个中空状的透水管布设于级配层上方，而透水管底端直接贯穿防水布直立地插埋于级配层中设置，并于多个中空状的透水管周缘施以混凝土浆灌注，进而建构成具排水功效的透水层；
借此，不仅将雨水渗透至底层，同时亦将空气直接导入防水布下方的铺设层中，并利用冷凝效应于防水布底面凝结成冷凝水，达到自动造水的功效。
3.一种沙漠造水系统，为由人工地表铺面所建置而成，由铺设层结合一透水层由下而上所铺设而成，铺设层设有一沙质层及一级配层，其特征在于：
该沙质层，于沙质层上覆盖有一防止水气蒸发的锁湿布；
该级配层，铺设于沙质层的锁湿布上方，且该级配层衬设有一防水布；
该透水层，通过多个中空状的透水管布设于级配层上方，而透水管底端直接贯穿级配层内部的防水布直立地插埋于级配层中设置，并于多个中空状的透水管周缘施以混凝土浆灌注，进而建构成具排水功效的透水层；
借此，不仅将雨水渗透至底层，同时亦将空气直接导入防水布下方的铺设层中，并利用冷凝效应于防水布底面凝结成冷凝水，达到自动造水的功效。
4.如权利要求1所述的沙漠造水系统，其特征在于：其中该沙质层中预埋有水箱，且于水箱上方设有多个透孔，透孔顶面设有拦沙元件覆盖，将雨水或冷凝水渗透至底层水箱中储存供再利用。
5.如权利要求2所述的沙漠造水系统，其特征在于：其中该级配层中预埋有水箱，且于水箱上方设有多个透孔，透孔顶面设有拦沙元件覆盖，将雨水或冷凝水渗透至底层水箱中储存供再利用。
6.如权利要求3所述的沙漠造水系统，其特征在于：其中该沙质层中预埋有水箱，且于水箱上方设有多个透孔，透孔顶面设有拦沙元件覆盖，将雨水或冷凝水渗透至底层水箱中储存供再利用。
7.如权利要求1至3其中任一项所述的沙漠造水系统，其特征在于：其中于防水布下方其锁湿布上方增设有热导管，热导管的延伸脚杆穿过锁湿布而插置入更底下的地底土壤中，达到将天然地底温度向上引导作用。
8.如权利要求1至3其中任一项所述的沙漠造水系统，其特征在于：其中该透水层可变更设计具有一框料架构，并于框料架构的周缘施以混凝土浆灌注，进而建构成具排水功效的透水层，该框料架构可单独设有透水管，或单独设有盒体，或同时设有透水管及盒体。
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