CN111557182A - 一种利用雨水智能灌溉的公路景观及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用雨水智能灌溉的公路景观及其运行方法，包括多个景观单元，每个景观单元包括多个植物箱、储水箱、集水管、灌溉水管、排水管、输水管、灌溉喷头、悬挂框架、水泵、PLC控制器、土壤湿度传感器。本发明实现了雨水的收集和再利用，通过PLC控制器实现了灌溉的自动化，无需人工干预，降低后期公路景观养护的费用；本发明在应用到城市内公路时，可为城市增添风景线。

Description

一种利用雨水智能灌溉的公路景观及其运行方法
技术领域
本发明涉及一种利用雨水智能灌溉的公路景观及其运行方法，属于雨水收集再利用技术领域。
背景技术
公路建设作为人类改造自然的实践创造活动之一，它为人们提供的不仅仅是交通便捷与安全的享受，而且还有视觉上的愉悦和审美情趣上的满足。尤其在当代条件下，随着国民经济的持续发展，社会的不断进步和人们审美观念的提高，人们对公路景观美学质量及行驶环境提出了更高的要求，需要对其进行灌溉养护。
公路景观建成后，灌溉主要采取人工干预的方式进行，即通过人工接管浇水或水车浇水灌溉，其灌溉效果并不是太好，灌溉时很容易导致一部分水量溢出，造成水资源的浪费。同时，随着公路里程数增大，公路景观长度变长，灌溉时工作量也加大，需要投入大量的人力、物力和消耗大量的水资源，这增加了灌溉工作的难度。
雨水作为一种宝贵的自然资源，尚未得到充分利用。目前，大部分的雨水在降落后都流入河流、雨水管道，经排水管网排入江河。近年来，“海绵城市”作为城市发展的一种趋势，越来越深入人心，对于雨水的收集再利用越来越得到人们的重视。如果能对公路景观覆盖区域内的雨水加拦蓄，并且借助于智能控制系统，在公路景观需要灌溉时，利用拦蓄的雨水实现智能化灌溉，这必将能起到很好的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明的目的在于克服技术背景不足之处，提供一种利用雨水智能灌溉的公路景观及其运行方法。
为实现上述发明的目的，本发明采用的技术方案如下：
一种利用雨水智能灌溉的公路景观，包括多个景观单元，每个景观单元包括多个植物箱、储水箱、集水管、灌溉水管、排水管、输水管、灌溉喷头、悬挂框架、水泵、PLC控制器、土壤湿度传感器。
在上述的技术方案中，所述植物箱内从下至上依次铺设五层：砾石层、土工布层、中砂层、土壤层、鹅卵石层；植物根部种植在所述的土壤层中。
在上述的技术方案中，所述植物箱底部开设两个圆孔，其中一孔安装集水支管，多个植物箱通过所述集水支管与集水管相连，所述集水管与储水箱相连；另一孔安装灌溉支管，多个灌溉支管与灌溉水管相连，所述灌溉水管通过水泵与输水管相连。
在上述的技术方案中，所述储水箱一侧底部开圆孔，通过输水管与水泵相连；所述储水箱另一侧顶部开溢流孔，溢流孔通过排水管与地下排水管网相连；所述储水箱顶部开圆孔，通过集水管与植物箱相连。
在上述的技术方案中，所述灌溉喷头安装在植物箱的鹅卵石层中，灌溉喷头通过灌溉支管与灌溉水管相连。
在上述的技术方案中，所述灌溉喷头选用蘑菇喷头，蘑菇喷头具有用水量少，喷水时水声较小，水膜均匀，形似蘑菇等优点，在灌溉植物时可以形成较为美丽的微型喷泉动态水景。
在上述技术方案中，所述的悬挂框架采用钢结构制作，悬挂框架的尺寸大小应以能放下植物箱为宜；悬挂框架一侧焊接两个半圆弧的挂钩。
在上述的技术方案中，所述土壤湿度传感器置于植物箱的土壤层中，土壤湿度传感器与PLC控制器连接。
在上述的技术方案中，所述水泵与PLC控制器连接，所述PLC控制器的电源接入公路的照明系统。
在上述的技术方案中，一种利用雨水智能灌溉的公路景观运行方法，如下：
降雨时，雨水落入植物箱中，经土壤层、中砂层、土工布层和砾石层下渗和汇集，随后经集水管流入储水箱中；当储水箱的雨水量达到其容量上限时，多余的雨水经溢流孔、排水管流入地下排水管网。当土壤湿度传感器监测到植物箱中的土壤层含水量较低时，PLC控制器发出指令，启动水泵，此时水泵从储水箱中抽取雨水向上灌溉，在灌溉的同时形成美丽的喷泉动态水景；当土壤湿度传感器监测到多个植物箱中的土壤层含水量都达到合理值时，PLC控制器发出指令，关闭水泵，停止灌溉。如此往复，利用雨水实现公路景观灌溉智能化。
在上述的技术方案中，一种利用雨水智能灌溉的公路景观由多个景观单元组成，单个景观单元由PLC控制器智能控制，灌溉多个植物箱中的植物，各个景观单元之间互不影响。
在上述的技术方案中，本发明既适用于已建公路景观改造，也适用于新建公路景观。
本发明具有以下优点：
1、本发明具有收集和再利用雨水的功能，降低了雨水汇入城市排水管网的水量，可以缓解了城市防洪的压力；
2、本发明在灌溉养护时，实现节水的功效；
3、本发明通过PLC控制器实现了灌溉的智能化，降低后期养护投入；
4、本发明可以为城市增添了风景线，起到美化城市环境效果。
附图说明
图1为本发明中单个景观单元结构示意图；
图2为本发明中植物箱结构剖视图；
图3 为本发明中悬挂框架结构示意图；
图中：1-植物箱，11-鹅卵石，12-土壤层，13-中砂层，14-土工布层，15-砾石层，2-储水箱，3-集水管，31-集水支管，4-灌溉水管，41-灌溉支管，5-排水管，6-输水管，7-灌溉喷头，8-土壤湿度传感器，9-悬挂框架，91-框架挂钩。
具体实施方式
下面结合附图、实施例对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
某城市公路需要在公路两侧增加公路绿化景观，采用本发明增加公路两侧景观。
如图1-3所示（以景观单元中，PLC控制器智能控制灌溉三个植物箱中的植物为例），一种利用雨水智能灌溉的公路景观，包括：多个景观单元，所述的景观单元包括三个植物箱1、储水箱2、集水管3、灌溉水管4、排水管5、输水管6、灌溉喷头7、悬挂框架9、水泵、PLC控制器、土壤湿度传感器8。
进一步地，所述的植物箱1置于悬挂框架9中；所述的悬挂框架9通过框架挂钩91挂在公路护栏两侧；所述的植物箱1内从下至上依次铺设五层：砾石层15、土工布层14、中砂层13、土壤层12、鹅卵石层11；植物根部种植在所述的土壤层12中。
进一步地，所述的植物箱1底部开设两个圆孔，其中一孔安装集水管3，植物箱通过所述的集水管3与储水箱2相连，另一孔安装灌溉支管41，所述的灌溉支管41与灌溉水管4相连。
进一步地，所述的储水箱2一侧底部开圆孔，通过输水管6与水泵相连；所述的储水箱2另一侧顶部开溢流孔，溢流孔通过排水管5与地下排水管网相连；所述的储水箱2顶部开圆孔，通过集水管3与植物箱1相连。
进一步地，所述的灌溉喷头7安装在植物箱1的鹅卵石层11中，灌溉喷头7通过灌溉支管41与灌溉水管4相连；灌溉喷头7选用蘑菇喷头。
进一步地，所述的土壤湿度传感器8置于植物箱1的土壤层12中，土壤湿度传感器8与PLC控制器连接。
进一步地，所述的水泵与PLC控制器连接，所述的PLC控制器的电源接入公路的照明系统。
进一步地，一种利用雨水智能灌溉的公路景观工作原理如下：
降雨时，雨水落入植物箱1中，经土壤层12、中砂层13、土工布层14和砾石层15下渗和汇集，随后经集水管流入储水箱2中；当储水箱2的雨水量达到其容量上限时，多余的雨水经溢流孔、排水管5流入地下排水管网。当土壤湿度传感器8监测到植物箱1中的土壤层12含水量较低时，PLC控制器发出指令，启动水泵，此时水泵从储水箱2中抽取雨水向上灌溉，在灌溉的同时形成美丽的喷泉动态水景；当土壤湿度传感器8监测到三个植物箱1中的土壤层12含水量都达到合理值时，PLC控制器发出指令，关闭水泵，停止灌溉。如此往复，利用雨水实现公路景观灌溉智能化。
实施例2：
某城市打算对原公路景观进行升级改造，实现公路景观智能化灌溉，采用本发明进行改造。
一种利用雨水智能灌溉的公路景观，包括：多个景观单元，所述的景观单元包括一定长度的花坛、储水箱2、集水管3、灌溉水管4、排水管5、输水管6、灌溉喷头7、水泵、PLC控制器、土壤湿度传感器8。
因原公路景观种植于公路花坛中，花坛中的土体略高于公路面层，故将储水箱2、水泵、PLC控制器以及连接管道都埋置于地下；将原公路花坛中的土体挖除，再按照从下至上依次回填五层：砾石层15、土工布层14、中砂层13、土壤层12、鹅卵石层11。
改造后的公路景观的其余结构与实施例1相同，其工作原理也与实施例1相同。
本发明实现了雨水的收集和再利用，通过PLC控制器实现了灌溉的自动化，无需人工干预，降低后期公路景观养护的费用；本发明在应用到城市内公路时，可为城市增添风景线。

Claims (8)

1.一种利用雨水智能灌溉的公路景观，包括多个景观单元，其特征是，每个景观单元包括多个植物箱（1）、储水箱（2）、集水管（3）、灌溉水管（4），所述储水箱的顶部连接集水管，多个植物箱的底部分别通过集水支管（31）连接至同一根集水管；所述储水箱的一侧底部连接有输水管（6），所述输水管通过水泵与灌溉水管相连，多个植物箱的底部分别通过灌溉支管（41）连接至同一根灌溉水管。
2.根据权利要求1所述的一种利用雨水智能灌溉的公路景观，其特征是，所述储水箱的另一侧顶部开溢流孔，溢流孔通过排水管（5）与地下排水管网相连。
3.根据权利要求1所述的一种利用雨水智能灌溉的公路景观，其特征是，所述的植物箱1置于悬挂框架（9）中，所述悬挂框架通过框架挂钩（91）挂在公路护栏两侧。
4.根据权利要求1所述的一种利用雨水智能灌溉的公路景观，其特征是，所述植物箱内从下至上依次铺设五层：砾石层（15）、土工布层（14）、中砂层（13）、土壤层（12）、鹅卵石层（11），植物根部种植在所述土壤层中。
5.根据权利要求4所述的一种利用雨水智能灌溉的公路景观，其特征是，所述灌溉支管的端部连接有灌溉喷头（7），所述灌溉喷头置于植物箱的鹅卵石层中，灌溉喷头为蘑菇喷头。
6.根据权利要求4所述的一种利用雨水智能灌溉的公路景观，其特征是，所述植物箱的土壤层中设有土壤湿度传感器（8），该土壤湿度传感器与PLC控制器连接。
7.根据权利要求6所述的一种利用雨水智能灌溉的公路景观，其特征是，所述水泵与PLC控制器连接，所述PLC控制器的电源接入公路的照明系统。
8.一种利用雨水智能灌溉的公路景观的运行方法，其特征是，
降雨时，雨水落入植物箱中，经土壤层、中砂层、土工布层和砾石层下渗和汇集，随后通过植物箱底部的集水支管流经集水管，最后流入储水箱中；
当储水箱的雨水量达到其容量上限时，多余的雨水经溢流孔、排水管流入地下排水管网；
当土壤湿度传感器监测到植物箱中的土壤层含水量低于设定值时，PLC控制器发出指令，启动水泵，此时水泵从储水箱中抽取雨水向上灌溉，在灌溉的同时形成喷泉动态水景；
当土壤湿度传感器监测到植物箱中的土壤层含水量达到设定值时，PLC控制器发出指令，关闭水泵，停止灌溉；如此往复，利用雨水实现公路景观智能化灌溉。
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