CN109306674A - 一种具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙及施工方法：生态挡墙、生态凹槽、墒情检测器、供水系统、控制系统和电源系统；生态凹槽固定在生态挡墙上，生态凹槽内充填有用于种植植被的土壤，墒情检测器用于检测生态凹槽内的土壤的含水量；墒情检测器将检测的数据传递到控制系统，控制系统控制供水系统为生态凹槽供水；供水系统包括太阳能水泵，电源系统包括太阳能光伏阵列和蓄电池，蓄电池积蓄太阳能光伏阵列产生的电能并为太阳能水泵和控制系统提供电能。本生态挡墙通过墒情检测器检测生态凹槽内土壤的水含量并反馈给控制系统，控制系统根据结果控制供水系统为生态凹槽供水与否，从而实现了自动浇灌，浇灌针对性强。

Description

一种具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙及施工方法

技术领域

本发明涉及水利工程技术领域，特别是涉及一种具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙及其施工方法。

背景技术

生态挡墙是一种既能起到生态环保的作用、又兼具景观功能、且能防止水土流失的挡土墙。生态挡墙拥有广阔的市场发展前景，能够在城市河道整治中得到充分的应用。

专利公开号为CN207017217U的中国专利公开了一种具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙，如图1所示，主要是在既有挡墙10的陡立面的外侧，安装数排生态凹槽20，该生态凹槽20的宽及深约20-40cm，生态凹槽20的外侧壁厚约10-15cm。在生态凹槽20底部设置排水孔，上下相邻两个的生态凹槽20的垂直距离为60-100cm，生态凹槽20的材料可选择预制钢筋混凝土，或其他经济、耐用、轻质的预制件。通过锚杆30将生态凹槽20固定在挡墙10的外壁上。生态凹槽20内可以种植植物以提升生态挡墙的绿化，使其更生态环保。该生态挡墙不仅生态环保，而且能大大增加不幸落水者自救生还概率。它充分体现以人为本的理念，生态效益、经济效益、社会效益、景观效果将非常明显。

生态凹槽20内种植植被虽然能够提高绿化率，但植物生长的用水问题是一个需要解决的问题。现有技术中一般采取市政管网驳接浇灌道，采用上述方案不能根据植被的实际需求进行浇灌，也就是不能自动确定什么时机进行浇灌，浇灌到什么程度，以及什么时候停灌。这也就意味着不能对植被进行有效的浇灌。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙，通过墒情检测器检测生态凹槽内土壤的水含量并反馈给控制系统，控制系统根据结果控制光伏水泵为生态凹槽供水与否，从而实现了自动浇灌，针对性强，并且采用太阳能光伏阵列为光伏水泵和控制系统供电能，绿色环保。

本发明的目的通过下述技术方案实现：包括生态挡墙、生态凹槽、墒情检测器、供水系统、控制系统和电源系统；

所述生态凹槽固定在所述生态挡墙上，所述生态凹槽内充填有用于种植植被的土壤，所述墒情检测器用于检测所述生态凹槽内的土壤的含水量；

所述墒情检测器将检测的数据传递到所述控制系统，所述控制系统控制供水系统为所述生态凹槽供水；

所述供水系统包括太阳能水泵，所述电源系统包括太阳能光伏阵列和蓄电池，所述蓄电池积蓄所述太阳能光伏阵列产生的电能并为所述太阳能水泵和所述控制系统提供电能。

优选的，所述控制系统包括墒情处理器和水泵控制器，所述墒情处理器用于接收所述墒情检测器传递来的数据并根据结果控制所述水泵控制器；

所述水泵控制器用于接受所述墒情处理器的指令以控制所述太阳能水泵。

优选的，所述太阳能水泵包括光伏水泵和光伏逆变器，所述水泵控制器通过控制所述光伏逆变器以驱动所述光伏水泵工作。

优选的，所述水泵控制器连接至所述蓄电池，所述供水系统还包括主供水管路、分水管路和出水口；

所述光伏水泵设置在河道内；所述光伏水泵通过主供水管路将河水传送到所述分水管路；

所述分水管路沿所述生态凹槽的延伸方向排布，所述出水口固定在所述分水管路上。

优选的，所述供水系统还包括进水井，所述进水井罩在所述光伏水泵外侧；

所述进水井的上设置有进水孔，且所述进水孔上设置有过滤网。

优选的，所述进水孔设置在所述进水井的侧壁上。

优选的，所述主供水管路上设置有Y型过滤器。

优选的，所述出水口设置有多个，多个出水口沿所述分水管路延伸方向排列，且所述出水口上安装有滴灌管。

优选的，所述生态凹槽共设置有多个，多个生态凹槽沿所述生态挡墙的高度方向排布；

所述分水管路也设置有多个，多个分水管路与各自对应的所述生态凹槽相对；

所述主供水管路依次连通多个所述分水管路。

本发明还提供了上述具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙的施工方法，包括如下过程：

1)将生态凹槽通过锚杆固定到生态挡墙上；

2)在生态挡墙的临水侧的生态挡墙的墙脚处设置进水井，同时在进水井的侧面上开设过水孔，过水孔上设置过滤网；

3)安装主供水管路，使主供水管路在竖直方向上依次穿过生态凹槽的底部；

4)沿生态凹槽的延伸方向布置分水管路，并将分水管路与主供水管路连通；同时在分水管路上设置出水口，并在出水口上固定滴灌管；

5)在主供水主管路进水口侧安装Y型过滤器；

6)在生态凹槽内布置墒情监测器；

7)安装电源系统和控制系统；

8)在进水井里安装光伏水泵，并与主供水管路相连；

9)系统调试。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙通过墒情检测器检测生态凹槽内土壤的水含量并反馈给控制系统，控制系统根据结果控制光伏水泵为生态凹槽供水与否，从而实现了自动浇灌，浇灌针对性强。

2、采用太阳能作为电力来源更加的生态、环保和节能。

3、通过太阳能为光伏水泵供电将进水井内的水提入生态挡墙临水侧的生态凹槽内，利用河水就地取材更充分体现了生态、环保和节能。

4、主供水管路穿过生态凹槽，采用细小的滴灌管作为出水口，均能很好地隐藏于植物丛中，且检修方便，美观而实用。

附图说明

图1是现有技术中生态挡墙的结构示意图；

图2是本发明实施例具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙的结构示意图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是本发明实施例具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙中控制系统和电源系统的结构示意图。

其中，本发明实施例中：1、生态挡墙；2、生态凹槽；3、墒情检测器；4、供水系统；41、光伏水泵；42、主供水管路；421、Y型过滤器；43、分水管路；44、出水口；45、进水井；451、进水孔；46、滴灌管；5、控制系统；51、墒情处理器；52、水泵控制器；6、电源系统；61、太阳能光伏阵列；62、蓄电池；63、光伏扬水逆变器。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一：

如图2-4所示，本发明优选实施例的一种具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙，包括；生态挡墙1、生态凹槽2、墒情检测器3、供水系统4、控制系统5和电源系统6；所述生态凹槽2固定在所述生态挡墙1上，生态凹槽2通过锚杆固定在生态挡墙1上，具体方案请参照专利公开号为CN207017217U专利名称为一种具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙的中国专利。当然生态凹槽2也可以采用其他手段固定在生态挡墙1上。所述生态凹槽2内充填有用于种植植被的土壤，所述墒情检测器3用于检测所述生态凹槽2内的土壤墒情；墒指土壤的湿度。墒情指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度，即土壤的实际含水量，可用土壤含水量占烘干土重的百分数表示：土壤含水量＝水分重/烘干土重×100％。也可以土壤含水量相当于田间持水量的百分比，或相对于饱和水量的百分比等相对含水量表示。根据土壤的相对湿度可以知道，土壤含水的程度，还能保持多少水量，在灌溉上有参考价值。土壤湿度大小影响田间气候，土壤通气性和养分分解，是土壤微生物活动和农作物生长发育的重要条件之一。因此，测定土壤墒情，对浇灌植物有重要意义。

土壤墒情可通过土壤水分传感器采集数据进行监测。采用国际上最流行的现场测试土壤水分原理：频域反射原理(FDR)，即传感器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。水分是决定土壤介电常数的主要因素。测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。

所述墒情检测器3将检测的数据传递到所述控制系统5，所述控制系统5控制供水系统4为所述生态凹槽2供水；所述电源系统6为所述供水系统4和所述控制系统5供电。所述供水系统包括太阳能水泵，所述电源系统包括太阳能光伏阵列61和蓄电池62，所述蓄电池62积蓄所述太阳能光伏阵列61产生的电能并为所述太阳能水泵和所述控制系统5提供电能。其中控制系统5控制供水系统4中的太阳能水泵为生态凹槽2供水。

当生态凹槽2内土壤的含水量降至设定下限阀值时，墒情检测器3将检测到的数据传递到控制系统5内，控制系统5根据测量结果控制太阳能水泵为生态凹槽2供水。当生态凹槽2内土壤的含水量升至设定上限阀值时，墒情检测器3将检测到的数据传递到控制系统5内，控制系统5关闭太阳能水泵。

具体的，所述控制系统5包括墒情处理器51和水泵控制器52，所述墒情处理器51用于接收所述墒情检测器3传递来的数据并根据结果控制所述水泵控制器52；所述水泵控制器52用于接受所述墒情处理器51的指令以控制所述供水系统4。

具体的，所述太阳能水泵包括光伏水泵41和光伏逆变器63，所述水泵控制器52通过控制所述光伏逆变器63以驱动所述光伏水泵41工作。所述供水系统4还包括主供水管路42、分水管路43和出水口44；所述光伏水泵41设置在河道内，可以理解的是所述光伏水泵41位于正常水位线以下，所以光伏水泵41可以设置在河床上。所述光伏水泵41通过主供水管路42将河水传送到所述分水管路43；所述分水管路43沿所述生态凹槽2的延伸方向排布，所述出水口44固定在所述分水管路43上。所述生态凹槽2共设置有多个，多个生态凹槽2沿所述生态挡墙1的高度方向排布；所述分水管路43也设置有多个，多个分水管路43与各自对应的所述生态凹槽2相对；所述主供水管路42依次连通多个所述分水管路43。所述出水口44设置有多个，多个出水口44沿所述分水管路43延伸方向排列，且所述出水口44上安装有滴灌管46。

优选的，所述电源系统6包括太阳能光伏阵列61和蓄电池62，所述蓄电池62积蓄所述太阳能光伏阵列61产生的电能；所述水泵控制器52连接至蓄电池62，所述蓄电池62连接至光伏扬水逆变器63，所述光伏扬水逆变器63连接至光伏水泵41。所述水泵控制器52控制光伏扬水逆变器63，光伏扬水逆变器63利用太阳能光伏阵列61发出的电力来驱动光伏水泵41工作。采用太阳能对供水系统4和控制系统5供电节能环保。供水系统4的泵力系统实际上是包括太阳能光伏阵列61、光伏扬水逆变器63和光伏水泵41的太阳能水泵，太阳能水泵亦称太阳能光伏扬水系统，尤其是缺电无电的边远地区最具吸引力的供水手段，利用随处可取、取之不竭的太阳能实现高经济性和高可靠性的供水。太阳能水泵可全自动地工作，无需人员看管，维护工作量可降至最低，是理想的集经济性、可靠性和环保效益为一体的绿色能源高技术产品。

优选的，所述供水系统4还包括进水井45，所述进水井45罩在所述光伏水泵41外侧；所述进水井45的上设置有进水孔451，且所述进水孔451上设置有过滤网。所述进水井45设置在生态挡墙1的临水侧的生态挡墙的墙脚处；进水井45一般为钢筋混凝土管井，直径可为60～80cm，井顶以高出河床1m左右为宜。进水井45的设置能够对进水水泵41起到保护作用，防止进水水泵41被河水杂质阻塞。

优选的，所述进水孔451设置在所述进水井45的侧壁上。将进水孔451设置在侧壁上而不是进水井45的井顶能够有效避免进水口451被淤泥阻塞。

优选的，所述主供水管路42上设置有Y型过滤器421。Y型过滤器421也能够有效的过滤掉主供水管路42内的杂质，能够降低供水管路被阻塞的风险。

实施例二：

本实施例提供了生态挡墙的施工方法，包括如下过程：

1)将生态凹槽2通过锚杆固定到生态挡墙1上；

2)在生态挡墙1的临水侧的生态挡墙的墙脚处设置进水井45，同时在进水井45的侧面上开设过水孔451，过水孔451上设置过滤网；

3)安装主供水管路42，使主供水管路42在竖直方向上依次穿过生态凹槽2的底部；

4)沿生态凹槽2的延伸方向布置分水管路43，并将分水管路43与主供水管路42连通；同时在分水管路43上设置出水口44，并在出水口44上固定滴灌管46；

5)在主供水主管路42进水口侧安装Y型过滤器421；

6)在生态凹槽2内布置墒情监测器3；

7)安装电源系统6和控制系统5；

8)在进水井45里安装光伏水泵41，并与主供水管路42相连；

9)系统调试。

本发明所述的生态挡墙的工作原理具体如下：

当生态凹槽2内土壤的含水量降至设定下限阀值时，墒情检测器3将检测到的数据传递到墒情处理器51内，墒情处理器51用于接收墒情检测器3检测的数据并根据数据做出判断给所述水泵控制器52下达指令使水泵控制器52控制光伏水泵41工作为生态凹槽2内的植被供水。河水通过进水井45上的进水孔451再通过过滤网的过滤进入到进水井45内，然后在光伏水泵41的作用下被送到主供水管路42。主供水管路42再分配到分水管路43，分水管路43再通过出水口44上的滴灌管46流出。在柱供水管路43的入口处还设置了Y型过滤器421能够在主供水管路42堵塞的情况下清理柱供水管路的杂质。

当生态凹槽2内土壤的含水量升至设定上限阀值时，墒情检测器3将检测到的数据传递到墒情处理器51内，墒情处理器51用于接收墒情检测器3检测的数据并根据数据做出判断给所述水泵控制器52下达指令使水泵控制器52停止光伏水泵41的工作。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙，其特征在于，包括生态挡墙、生态凹槽、墒情检测器、供水系统、控制系统和电源系统；

所述生态凹槽固定在所述生态挡墙上，所述生态凹槽内充填有用于种植植被的土壤，所述墒情检测器用于检测所述生态凹槽内的土壤的含水量；

所述墒情检测器将检测的数据传递到所述控制系统，所述控制系统控制供水系统为所述生态凹槽供水；

所述供水系统包括太阳能水泵，所述电源系统包括太阳能光伏阵列和蓄电池，所述蓄电池积蓄所述太阳能光伏阵列产生的电能并为所述太阳能水泵和所述控制系统提供电能。

2.根据权利要求1所述的具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙，其特征在于，所述控制系统包括墒情处理器和水泵控制器，所述墒情处理器用于接收所述墒情检测器传递来的数据并根据结果控制所述水泵控制器；

所述水泵控制器用于接受所述墒情处理器的指令以控制所述太阳能水泵。

3.根据权利要求2所述的具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙，其特征在于，所述太阳能水泵包括光伏水泵和光伏逆变器，所述水泵控制器通过控制所述光伏逆变器以驱动所述光伏水泵工作。

4.根据权利要求3所述的具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙，其特征在于，所述供水系统还包括主供水管路、分水管路和出水口；

所述光伏水泵设置在河道内；所述光伏水泵通过主供水管路将河水传送到所述分水管路；

所述分水管路沿所述生态凹槽的延伸方向排布，所述出水口固定在所述分水管路上。

5.根据权利要求3所述的具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙，其特征在于，所述供水系统还包括进水井，所述进水井罩在所述光伏水泵外侧；

所述进水井的上设置有进水孔，且所述进水孔上设置有过滤网。

6.根据权利要求5所述的具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙，其特征在于，所述进水孔设置在所述进水井的侧壁上。

7.根据权利要求4所述的具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙，其特征在于，所述主供水管路上设置有Y型过滤器。

8.根据权利要求4所述的具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙，其特征在于，所述出水口设置有多个，多个出水口沿所述分水管路延伸方向排列，且所述出水口上安装有滴灌管。

9.根据权利要求4所述的具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙，其特征在于，所述生态凹槽共设置有多个，多个生态凹槽沿所述生态挡墙的高度方向排布；

所述分水管路也设置有多个，多个分水管路与各自对应的所述生态凹槽相对；

所述主供水管路依次连通多个所述分水管路。

10.一种如权利要求1-9任一所述的具有太阳能水泵自动浇灌系统的生态挡墙的施工方法，其特征在于，包括如下过程：

1)将生态凹槽通过锚杆固定到生态挡墙上；

2)在生态挡墙的临水侧的生态挡墙的墙脚处设置进水井，同时在进水井的侧面上开设过水孔，过水孔上设置过滤网；

3)安装主供水管路，使主供水管路在竖直方向上依次穿过生态凹槽的底部；

4)沿生态凹槽的延伸方向布置分水管路，并将分水管路与主供水管路连通；同时在分水管路上设置出水口，并在出水口上固定滴灌管；

5)在主供水主管路进水口侧安装Y型过滤器；

6)在生态凹槽内布置墒情监测器；

7)安装电源系统和控制系统；

8)在进水井里安装光伏水泵，并与主供水管路相连；

9)系统调试。