CN110291982B - 一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，包括坡体，坡体设置有多排种植平台，每一种植平台均开设有种植沟，每一种植平台的内缘均开设若干垂直坡体的种植孔，坡体的坡顶布设集雨池，坡体的坡顶开设有自动灌溉装置安装腔，自动灌溉装置安装腔内安装有外套筒，垂直贯穿外套筒开设有调节孔及灌溉孔，外套筒内转动连接有中部调节轴，垂直贯穿中部调节轴设置有调节通道及灌溉通道，中部调节轴一端设置有力臂，力臂连接有土壤放置槽，中部调节轴通过扭簧与自动灌溉装置安装腔连接，坡体的坡底布设蓄水池，收集地表径流用于植被灌溉。本发明采用植被对岩质边坡进行绿化，并具有集雨、蓄水、自动灌溉和水资源循环利用的功能提高护坡效果。

Description

一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统
技术领域
本发明涉及岩质边坡绿化及植被恢复技术领域，特别涉及一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统。
背景技术
随着我国经济的迅猛发展，需要修建大量的基础设施，比如：公路、铁路、水利、电力、矿山等，这些土建工程在建设中会形成大量的高、陡岩质边坡，给生态环境带来很大的破坏，导致工程与生态环境的不和谐。因此，采取工程措施进行人工生态护坡，保护生态环境，恢复工程区生态功能十分必要。同时，随着环境保护意识的增强、绿色概念的加深，坡面增设植被越来越受到工程界的重视。
目前，护坡方法多种多样，包括：喷混凝土、贴坡式混凝土、模袋混凝土、钢筋笼、砌石、土工织物和植被覆盖等。其中，使用较多的是利用混凝土或砌石护坡，这种方法虽然护坡效果不错，但无法绿化，环境破坏严重。为了能够对护坡进行绿化，人们采用预制好的混凝土砖将边坡砌起来，在砖中间的空格处种植植物，但是由于岩质边坡对植物的灌溉比较困难，大多只能种植一些耐旱的低矮植物，这些低矮植物的根系不是很发达，因此护坡效果不是特别理想，另外在植被生长过程中，由于缺水生长缓慢，甚至于部分植被缺水死亡，降低护坡效果，因此需要设计一种集植被恢复、集雨、蓄水、灌溉一体的系统来提高岩质边坡的绿化效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，采用植被护坡的方式对岩质边坡进行防护，并且具有集雨和自动灌溉的功能，能及时对植被进行灌溉，防止植被缺水死亡，促进植被的生长速度，提高护坡效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，包括坡体，所述坡体从下至上沿坡体并排设置有多排种植平台，每一种植平台远离所述坡体的一侧均向上设置有沟帮，每一种植平台均沿水平方向开设有若干种植沟，所述坡体靠近每一种植平台的内缘均沿长度方向开设有若干种植孔，每一种植沟及种植孔内均填充有土壤并种有植被，所述坡体的坡顶开设有集雨池，所述坡体沿坡度方向开设有截流沟，所述坡体的下端开挖有与所述截流沟连通的蓄水池；
所述坡体的坡顶开设有自动灌溉装置安装腔，所述自动灌溉装置安装腔内安装有外套筒，垂直贯穿所述外套筒外周分别开设有调节孔及灌溉孔，所述调节孔及灌溉孔的一端分别连接有连通所述集雨池的调节孔管道及灌溉孔管道，所述调节孔管道及灌溉孔管道与所述集雨池底部连通，所述灌溉孔的另一端连接有沿所述坡体坡度方向设置的灌溉支管，所述灌溉支管连通有多根与每一种植沟及种植孔相对应的灌溉毛管，每一灌溉毛管于对应种植沟的种植位或每一种植孔处均开设有浇灌孔；
所述外套筒内转动连接有中部调节轴，垂直贯穿所述中部调节轴的外周分别设置有与所述调节孔相匹配的调节通道及与所述灌溉孔相匹配的灌溉通道，所述中部调节轴于所述调节通道的下端穿出所述调节孔远离所述集雨池的一端设置有力臂，所述力臂远离所述中部调节轴的一端连接有土壤放置槽，所述力臂呈中空上端开口的长条形且两端分别与调节通道及土壤放置槽连通，所述土壤放置槽内放置有土壤，所述中部调节轴的一端或两端通过扭簧与自动灌溉装置安装腔连接，所述土壤为干土时，所述调节孔与所述调节通道完全连通，所述灌溉孔与所述灌溉通道完全连通，所述土壤添加一定水变为湿土时，所述调节孔与所述调节通道不连通，所述灌溉孔与所述灌溉通道不连通。
通过采用上述技术方案，在每一种植沟内直接种植植物或播种，降雨时，集雨池上方的雨水及坡顶的地表径流收集在集雨池内，同时坡体上的雨水顺着种植平台流入到截流沟内，雨水顺着截流沟汇集到蓄水池内作为储备灌溉用水，用作补充集雨池内的水；当种植沟内的水分逐渐蒸发一部分后，土壤放置槽内盛装的土壤也逐渐蒸发一部分水分，土壤放置槽内盛装的土壤重量减轻，土壤放置槽由于扭簧的作用向上运动，中部调节轴向上转动，使调节孔与调节通道连通，灌溉孔与灌溉通道连通，集雨池内的水开始从调节孔及灌溉孔流出，灌溉孔的水顺着灌溉支管向下流动，灌溉支管内的水被各个灌溉毛管截走，最后灌溉毛管内的水从灌溉孔内流出，供种植沟内的植被灌溉，调节孔的水顺着力臂流入到土壤放置槽内被土壤吸收开始增重，压力增加，使中部调节轴向下转动，使调节孔与调节通道不连通，灌溉孔与灌溉通道不连通，停止灌溉。
本发明的进一步设置为：所述中部调节轴的一端或两端连接有连接轴，所述连接轴远离所述中部调节轴一端的外周设置有若干光滑凸起，所述连接轴远离所述中部调节轴一端外套有固定套筒，所述固定套筒内壁设置有若干与所述光滑凸起相匹配的光滑槽，所述连接轴远离所述中部调节轴一端受外力可在所述固定套筒内逐级转动，所述扭簧外套于所述连接轴外，所述扭簧的两端分别与所述中部调节轴及所述固定套筒连接。
通过采用上述技术方案，没有逐级转动的话，湿度每降低一点就流出一点水，容易导致下层的种植层无法得到灌溉，逐级转动使得只有土壤湿度降低到一定程度后能够一下子流出足够多的水用于灌溉。
本发明的进一步设置为：所述固定套筒外周的两侧均设置有固定片，所述固定套筒埋入土层内。
本发明的进一步设置为：所述调节孔的上端边缘及下端边缘分别与所述灌溉孔的上端边缘及下端边缘对齐，所述调节孔的宽度远小于所述灌溉孔的宽度。
通过采用上述技术方案，保证调节孔可以出水时灌溉孔也可以出水，调节孔封住不能出水时灌溉孔也不能出水。
本发明的进一步设置为：围绕所述集雨池的边缘安装有过滤网。
本发明的进一步设置为：所述种植沟内土壤的成分为食用菌废渣15％～30％、牛粪15％～40％、秸秆末20％～55％、污泥25％～60％，有机肥1％～8％。
本发明的进一步设置为：所述土壤放置槽内盛装的土壤与所述种植沟内的土壤相同。
通过采用上述技术方案，确保土壤放置槽内的土壤与种植沟内的土壤在吸水性与水分散失性相同，确保灌溉的精度。
本发明的进一步设置为：所述土壤放置槽内放置好土壤后用盖土网将开口盖住。
通过采用上述技术方案，防止土壤放置槽内的土壤由于风吹土壤重量逐渐减轻，影响灌溉的精度。
本发明的进一步设置为：每一种植平台的宽度为20～40cm,每一沟帮的高度为3～6cm。
本发明的进一步设置为：每一种植沟均为斜向所述坡体坡面的开孔。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
其一、本系统采用植被对岩质边坡进行绿化护坡，在绿化护坡的同时逐渐恢复岩质边坡的植被；
其二、本系统在坡顶设置有集雨池收集雨水用作植被的灌溉，提高植被的成活率，促进植被生长；
其三、本系统采用检测土壤内湿度的蒸发情况进行自动灌溉，无需人力灌溉，且灌溉精准；
其四、由于连接轴与固定套筒的特殊连接，使连接轴只能在固定套筒内逐级的转动，使得只有土壤水分蒸发到一定程度才能进行灌溉，并且能够持续灌溉较长时间，使下层的植被也能够得到充分的灌溉；
其五、坡面降雨，经过截流沟收集到坡底的蓄水池中，通过提水方式至坡顶的集雨池里，可用作坡面植被的灌溉用水，提高灌溉水利用率，实现了坡体的水资源循环利用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1中A的放大图；
图3是主要用于展示外套筒与中部调节轴的连接关系；
图4是用于展示整个系统浇灌过程的剖视图；
图5是图4中B的放大图；
图6是用于展示连接轴与固定套筒连接关系的截面图。
图中：1、坡体；2、种植平台；21、沟帮；22、种植沟；23、种植孔；3、集雨池；31、过滤网；4、截流沟；5、蓄水池；6、自动灌溉装置安装腔；7、外套筒；71、调节孔；72、灌溉孔；73、调节孔管道；74、灌溉孔管道；75、灌溉支管；76、灌溉毛管；77、浇灌孔；8、中部调节轴；81、调节通道；82、灌溉通道；83、力臂；84、土壤放置槽；85、连接轴；9、扭簧；10、固定套筒；101、固定片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例，一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，参照图1-6，包括坡体1，坡体1从下至上沿坡体1并排设置有多排种植平台2，每一种植平台2远离坡体1的一侧均向上设置有一条沟帮21，种植平台2的宽度为35cm，沟帮21的高度为5cm,每一种植平台2均沿水平方向开设有若干垂直坡体1的种植沟22，坡体1靠近每一种植平台2的内缘均沿长度方向开设有若干种植孔23，每一种植孔23均为斜向坡体1的坡面开孔，防止水分垂直向上蒸发，增强种植孔23的保水性，每一种植沟22及种植孔23内均填充有土壤并种有胡枝子(也可种植其它低矮灌木)，种植沟22的种植位与种植孔23交叉设置，保证每一植被有充足的生长空间，种植沟22内土壤的成分为食用菌废渣20％、牛粪20％、秸秆末30％、污泥25％，有机肥1％～8％，可根据种植沟22内种植的植被的种类自由调整土壤各成分的配比，坡体1的坡顶开设有一个集雨池3，围绕集雨池3的边缘安装有一圈过滤网31，集雨池3用于收集上方降落的雨水及坡顶的地表径流，过滤网31过滤掉地表径流里面大的杂质，坡体1的一侧沿坡度方向开设有一条截流沟4，坡体1的下端开挖有一个与截流沟4连通的蓄水池5，雨水经过坡体1往下流，到达种植平台2后，顺着对应的沟帮21流入到蓄水池5内储存，当集雨池3内的水在旱季用完后，可通过人工用水泵将蓄水池5内的水抽到集雨池3内进行灌溉。
坡体1的坡顶于截流沟4顶端与集雨池3之间开设有一个自动灌溉装置安装腔6，自动灌溉装置安装腔6内安装有一个外套筒7，垂直贯穿外套筒7外周分别开设有一个调节孔71及一个灌溉孔72，调节孔71的上端边缘及下端边缘分别与灌溉孔72的上端边缘及下端边缘对齐，调节孔71的宽度远小于灌溉孔72的宽度，保证调节孔71可以出水时灌溉孔72也可以出水，调节孔71封住不能出水时灌溉孔72也不能出水，调节孔71及灌溉孔72分别连接有连通集雨池3的一个调节孔管道73及一个灌溉孔管道74，调节孔71管道及灌溉孔72管道与集雨池3底部连通，灌溉孔72的另一端连接有一根沿坡体1坡度方向设置的灌溉支管75，灌溉支管75埋于地下，灌溉支管75连通有多根与每一种植沟22及种植孔23相对应的灌溉毛管76，一条植种植平台2对应两根灌溉毛管76，每一灌溉毛管76于对应种植沟22的种植位或每一种植孔23处均开设有浇灌孔77，灌溉毛管76安装在种植平台2的表面且灌溉孔72位于种植沟22的一侧。
外套筒7内转动连接有一个中部调节轴8，垂直贯穿中部调节轴8的外周分别设置有与一个调节孔71相匹配的调节通道81及与一个灌溉孔72相匹配的灌溉通道82，中部调节轴8于调节通道81的下端穿出调节孔71远离集雨池3的一端设置有一条力臂83，力臂83远离中部调节轴8的一端连接有一个土壤放置槽84，力臂83呈中空上端开口的长条形且两端分别与调节通道81及土壤放置槽84连通，土壤放置槽84内放置有土壤，土壤放置槽84内盛装的土壤与种植沟22内的土壤相同，确保土壤放置槽84内的土壤与种植沟22内的土壤在吸水性与水分散失性相同，确保灌溉的精度，土壤放置槽84内放置好土壤后用一张盖土网将开口盖住，防止土壤放置槽84内的土壤由于风吹土壤重量逐渐减轻，影响灌溉的精度。
中部调节轴8的一端通过一根扭簧9与自动灌溉装置安装腔6连接，也可两端都通过扭簧9与自动灌溉装置安装腔6连接，中部调节轴8的一端连接有一根连接轴85，连接轴85远离中部调节轴8一端的外周设置有若干光滑凸起，连接轴85远离中部调节轴8一端外套有一个固定套筒10，固定套筒10外周的两侧均设置有一块固定片101，固定套筒10埋入土层内，固定套筒10内壁设置有若干与光滑凸起相匹配的光滑槽，连接轴85远离中部调节轴8一端受外力可在固定套筒10内逐级转动，没有逐级转动的话，湿度每降低一点就流出一点水，容易导致下层的种植层无法得到灌溉，逐级转动使得只有土壤湿度降低到一定程度后能够一下子流出足够多的水用于灌溉，扭簧9外套于连接轴85外，扭簧9的两端分别与中部调节轴8及固定套筒10连接，土壤为干土时，调节孔71与调节通道81完全连通，灌溉孔72与灌溉通道82完全连通，土壤添加一定水变为湿土时，调节孔71与调节通道81不连通，灌溉孔72与灌溉通道82不连通。
工作原理：在每一种植沟22内直接种植植物或播种，降雨时，集雨池3上方的雨水及坡顶的地表径流收集在集雨池3内，同时坡体1上的雨水顺着种植平台2流入到截流沟4内，雨水顺着截流沟4汇集到蓄水池5内作为储备水，当集雨池3内水分不足时，通过提水方式至坡顶的集雨池3里，可用作坡面植被的灌溉用水；
当种植沟22内的水分逐渐蒸发一部分后，土壤放置槽84内盛装的土壤也逐渐蒸发一部分水分，土壤放置槽84内盛装的土壤重量减轻，土壤放置槽84由于扭簧9的作用向上运动，中部调节轴8向上转动，使调节孔71与调节通道81连通，灌溉孔72与灌溉通道82连通，集雨池3内的水开始从调节孔71及灌溉孔72流出，灌溉孔72的水顺着灌溉支管75向下流动，灌溉支管75内的水被各个灌溉毛管76截走，最后灌溉毛管76内的水从浇灌孔77内流出，供种植沟22内的植被灌溉，调节孔71的水顺着力臂83流入到土壤放置槽84内被土壤吸收开始增重，压力增加，使中部调节轴8向下转动，使调节孔71与调节通道81不连通，灌溉孔72与灌溉通道82不连通，停止灌溉。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，包括坡体(1)，其特征在于：所述坡体(1)从下至上沿坡体(1)并排设置有多排种植平台(2)，每一种植平台(2)远离所述坡体(1)的一侧均向上设置有沟帮(21)，每一种植平台(2)均沿水平方向开设有若干种植沟(22)，所述坡体(1)靠近每一种植平台(2)的内缘均沿长度方向开设有若干种植孔(23)，每一种植沟(22)及种植孔(23)内均填充有土壤并种有植被，所述坡体(1)的坡顶开设有集雨池(3)，所述坡体(1)沿坡度方向开设有截流沟(4)，所述坡体(1)的下端开挖有与所述截流沟(4)连通的蓄水池(5)；
所述坡体(1)的坡顶设有自动灌溉装置安装腔(6)，所述自动灌溉装置安装腔(6)内安装有外套筒(7)，垂直贯穿所述外套筒(7)外周分别开设有调节孔(71)及灌溉孔(72)，所述调节孔(71)及灌溉孔(72)的一端分别连接有连通所述集雨池(3)的调节孔管道(73)及灌溉孔管道(74)，所述调节孔(71)管道及灌溉孔(72)管道与所述集雨池(3)底部连通，所述灌溉孔(72)的另一端连接有沿所述坡体(1)坡度方向设置的灌溉支管(75)，所述灌溉支管(75)连通有多根与每一种植沟(22)及种植孔(23)相对应的灌溉毛管(76)，每一灌溉毛管(76)于对应种植沟(22)的种植位或每一种植孔(23)处均开设有浇灌孔(77)；
所述外套筒(7)内转动连接有中部调节轴(8)，垂直贯穿所述中部调节轴(8)的外周分别设置有与所述调节孔(71)相匹配的调节通道(81)及与所述灌溉孔(72)相匹配的灌溉通道(82)，所述中部调节轴(8)于所述调节通道(81)的下端穿出所述调节孔(71)远离所述集雨池(3)的一端设置有力臂(83)，所述力臂(83)远离所述中部调节轴(8)的一端连接有土壤放置槽(84)，所述力臂(83)呈中空上端开口的长条形且两端分别与调节通道(81)及土壤放置槽(84)连通，所述土壤放置槽(84)内放置有土壤，所述中部调节轴(8)的一端或两端通过扭簧(9)与自动灌溉装置安装腔(6)连接，所述土壤为干土时，所述调节孔(71)与所述调节通道(81)完全连通，所述灌溉孔(72)与所述灌溉通道(82)完全连通，所述土壤添加一定水变为湿土时，所述调节孔(71)与所述调节通道(81)不连通，所述灌溉孔(72)与所述灌溉通道(82)不连通。
2.根据权利要求1所述的一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，其特征在于：所述中部调节轴(8)的一端或两端连接有连接轴(85)，所述连接轴(85)远离所述中部调节轴(8)一端的外周设置有若干光滑凸起，所述连接轴(85)远离所述中部调节轴(8)一端外套有固定套筒(10)，所述固定套筒(10)内壁设置有若干与所述光滑凸起相匹配的光滑槽，所述连接轴(85)远离所述中部调节轴(8)一端受外力可在所述固定套筒(10)内逐级转动，所述扭簧(9)外套于所述连接轴(85)外，所述扭簧(9)的两端分别与所述中部调节轴(8)及所述固定套筒(10)连接。
3.根据权利要求2所述的一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，其特征在于：所述固定套筒(10)外周的两侧均设置有固定片(101)，所述固定套筒(10)埋入土层内。
4.根据权利要求1所述的一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，其特征在于：所述调节孔(71)的上端边缘及下端边缘分别与所述灌溉孔(72)的上端边缘及下端边缘对齐。
5.根据权利要求1所述的一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，其特征在于：围绕所述集雨池(3)的边缘安装有过滤网(31)。
6.根据权利要求1所述的一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，其特征在于：所述种植沟(22)内土壤的成分为食用菌废渣15％～30％、牛粪15％～40％、秸秆末20％～55％、污泥25％～60％，有机肥1％～8％。
7.根据权利要求1或6所述的一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，其特征在于：所述土壤放置槽(84)内盛装的土壤与所述种植沟(22)内的土壤相同。
8.根据权利要求1所述的一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，其特征在于：所述土壤放置槽(84)内放置好土壤后用盖土网将开口盖住。
9.根据权利要求1所述的一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，其特征在于：每一种植平台(2)的宽度为20～40cm,每一沟帮(21)的高度为3～6cm。
10.根据权利要求1所述的一种岩质边坡绿化及其集雨蓄水灌溉系统，其特征在于：每一种植孔(23)均为斜向所述坡体(1)坡面的开孔。
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