CN112005865B - 一种园林土壤保湿防干旱系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于保湿系统技术领域，具体涉及一种园林土壤保湿防干旱系统。它包括控制箱、水源分配器、一组埋管、一组湿度传感器；水源分配器包括总进水管和一组与总进水管连接的分出水管，分出水管上串联有电控阀，电控阀与控制箱电性连接；分出水管上连接有埋管，埋管包括内管和包裹于内管上的保湿剂层；内管的管壁上贯穿设有一组溢水孔；湿度传感器与控制箱电性连接。本发明结构简洁可靠，水的利用率高，蒸发损耗少，不会导致土壤板结或过渡灌溉。本发明可以按照不同区域的湿度要求进行独立控制，具有很强的灵活性。本发明的控制逻辑清晰可靠，具有很高的准确性和稳定性，能够使土壤的湿度快速稳定于目标湿度，不会出现土壤湿度剧烈震荡的问题。

Description

一种园林土壤保湿防干旱系统
技术领域
本发明属于保湿系统技术领域，更具体地说，涉及一种园林土壤保湿防干旱系统。
背景技术
园林土壤保湿直接关系到园林作物的生产状况和整体景观效果。特别是在干旱地区，蒸发量大，采用传统顶喷雾灌溉的方法不仅水的利用率低，而且稳定性差，还容易造成表成土壤板结，十分不利于园林长期维护。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种园林土壤保湿防干旱系统。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种园林土壤保湿防干旱系统，包括控制箱、水源分配器、一组埋管、一组湿度传感器；水源分配器包括总进水管和一组与总进水管连接的分出水管，分出水管上串联有电控阀，电控阀与控制箱电性连接；分出水管上连接有埋管，埋管包括内管和包裹于内管上的保湿剂层；内管的管壁上贯穿设有一组溢水孔；湿度传感器与控制箱电性连接。该园林土壤保湿防干旱系统工作时，总进水管连接灌溉水源，埋管和湿度传感器埋设于土壤内，控制箱根据湿度传感器的监测数据控制电控阀的阀门开度，维持土壤的目标湿度。其中，保湿剂层起到吸收和缓释水分的缓冲作用，可选用现有技术中的常规保湿剂。保湿剂可以制成颗粒状用护网包裹在内管外形成保湿剂层，保湿剂也可以一体附着成型在内管外形成保湿剂层。
本发明进一步的优选方案是，埋管呈蛇形走势。
本发明进一步的优选方案是，埋管上溢水孔的分布为上密下疏排布。
本发明进一步的优选方案是，单根埋管的长度在4-30m范围内，覆盖面积在2-100m2范围内。单根埋管长度过长或覆盖面积过大可能导致出水均匀性难以得到保证。
本发明进一步的优选方案是，埋管埋设于土壤内，埋设深度在0.5-1.2m范围内；湿度传感器埋设于土壤内，埋设深度在0.2-0.4m范围内。更优选方案是，埋管的埋设深度为0.75m，湿度传感器的埋设深度为0.25m。
本发明进一步的优选方案是，控制箱对某一根埋管对应的电控阀的阀门开度K的控制方法如下：控制箱每隔90min读取一次湿度传感器的数值，经过计算后，按照阀门开度K开启阀门，开启T时间后关闭阀门；该埋管埋设范围内的湿度传感器所测得的湿度值记为C1、C2、…、Cn；该埋管埋设范围内的目标湿度值记为M；
P=（（C1 f+ C2 f+…+ Cn f）/n）1/f；
K=0，当M-P≤0；
K=（M-P）/（5M），当M-P>0；
T=10M/（Y2-Y1）。
其中，T的单位为min；f为常数，在0.22-0.4范围内；f值若超出上述范围，整套控制方法的稳定性有所下降，导致在一些极端情况下土壤湿度波动加剧；Y2和Y1实地测试得到，测试方法如下：湿度传感器检测到区域内湿度稳定后，计算湿度的算术平均值为Y1，然后阀门开度调整至全开，10min后关闭阀门，24h后测得的湿度取算数平均值记为Y2，并且Y2应不超过土壤田间持水量的0.8倍。Y2和Y1的测试，也可以按面积等比例缩小后进行测试。通过上述控制方法的设置，保证整套系统具有优异的准确性和稳定性，土壤湿度变化柔和，且能够以较快的速度使土壤湿度稳定在目标湿度附近，而不会出现土壤湿度围绕目标湿度反复震荡的情况。
本发明进一步的优选方案是， f=0.27。对于常规的砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土和黏土，f值取0.27时，整套系统均能实现较好的稳定性。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供一种园林土壤保湿防干旱系统，结构简洁可靠，埋管深埋设置，水的利用率高，蒸发损耗少，并且不会导致土壤板结或过渡灌溉。而且，埋管和湿度传感器可以分区设置，可以按照不同区域的湿度要求进行独立控制，具有很强的灵活性。此外，本发明的控制方法，其控制逻辑清晰可靠，具有很高的准确性和稳定性，能够使土壤的湿度快速稳定于目标湿度，不会出现土壤湿度剧烈震荡的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为埋管的示意图；
图3为埋管剖视图。
图中，控制箱1、水源分配器2、埋管3、湿度传感器4、总进水管21、分出水管22、电控阀23、埋管3、内管31、保湿剂层32、溢水孔33。
具体实施方式
下面通过具体实施例，进一步阐明本发明，这些实施例只是为了说明问题，并不是一种限制。
实施例1
一种园林土壤保湿防干旱系统，如图1和2所示，包括控制箱1、水源分配器2、一组埋管3、一组湿度传感器4；水源分配器2包括总进水管21和一组与总进水管21连接的分出水管22，分出水管22上串联有电控阀23，电控阀23与控制箱1电性连接；分出水管22上连接有埋管3，埋管3包括内管3和包裹于内管31上的保湿剂层32；内管31的管壁上贯穿设有一组溢水孔33；湿度传感器4与控制箱1电性连接。
实施例2
一种园林土壤保湿防干旱系统，如图1和2所示，包括控制箱1、水源分配器2、一组埋管3、一组湿度传感器4；水源分配器2包括总进水管21和一组与总进水管21连接的分出水管22，分出水管22上串联有电控阀23，电控阀23与控制箱1电性连接；分出水管22上连接有埋管3，埋管3包括内管3和包裹于内管31上的保湿剂层32；内管31的管壁上贯穿设有一组溢水孔33；湿度传感器4与控制箱1电性连接。
本实施例中，埋管3呈蛇形走势。
本实施例中，埋管3上溢水孔33的分布为上密下疏排布，如图3。
本实施例中，单根埋管3的长度在4-30m范围内，覆盖面积在2-100m2范围内。
本实施例中，埋管3埋设于土壤内，埋设深度在0.5-1.2m范围内；湿度传感器4埋设于土壤内，埋设深度在0.2-0.4m范围内。
本实施例中，控制箱1对某一根埋管3对应的电控阀23的阀门开度K的控制方法如下：控制箱1每隔90min读取一次湿度传感器4的数值，经过计算后开启阀门，阀门开度为K，开启T时间后关闭阀门；该埋管3埋设范围内的湿度传感器4所测得的湿度值记为C1、C2、…、Cn；该埋管3埋设范围内的目标湿度值记为M；
P=（（C1 f+ C2 f+…+ Cn f）/n）1/f；
K=0，当M-P≤0；
K=（M-P）/（5M），当M-P>0；
T=10M/（Y2-Y1）；
其中，T的单位为min；f在0.22-0.4范围内；Y2和Y1实地测试得到，测试方法如下：湿度传感器4检测到区域内湿度稳定后，计算湿度的算术平均值为Y1，然后阀门开度调整至全开，10min后关闭阀门，24h后测得的湿度取算数平均值记为Y2，并且Y2应不超过土壤田间持水量的0.8倍。
实施例3
一种园林土壤保湿防干旱系统，如图1和2所示，包括控制箱1、水源分配器2、一组埋管3、一组湿度传感器4；水源分配器2包括总进水管21和一组与总进水管21连接的分出水管22，分出水管22上串联有电控阀23，电控阀23与控制箱1电性连接；分出水管22上连接有埋管3，埋管3包括内管3和包裹于内管31上的保湿剂层32；内管31的管壁上贯穿设有一组溢水孔33；湿度传感器4与控制箱1电性连接。
本实施例中，埋管3呈蛇形走势，单根埋管3的长度为18m，覆盖面积20m2。
本实施例中，埋管3上溢水孔33的分布为上密下疏排布，如图3所示。
本实施例中，埋管3的埋设深度为0.75m，湿度传感器4的埋设深度为0.25m。
本实施例中，控制箱1对某一根埋管3对应的电控阀23的阀门开度K的控制方法如下：控制箱1每隔90min读取一次湿度传感器4的数值，经过计算后，按照阀门开度K开启阀门，开启T时间后关闭阀门；该埋管3埋设范围内的湿度传感器4所测得的湿度值记为C1、C2、…、Cn；该埋管3埋设范围内的目标湿度值记为M；
P=（（C1 f+ C2 f+…+ Cn f）/n）1/f；
K=0，当M-P≤0；
K=（M-P）/（5M），当M-P>0；
T=10M/（Y2-Y1）；
其中，T的单位为min；f取0.27；Y2和Y1实地测试得到，测试方法如下：湿度传感器4检测到区域内湿度稳定后，计算湿度的算术平均值为Y1，然后阀门开度调整至全开，10min后关闭阀门，24h后测得的湿度取算数平均值记为Y2，并且Y2应不超过土壤田间持水量的0.8倍。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种园林土壤保湿防干旱系统，其特征在于：包括控制箱（1）、水源分配器（2）、一组埋管（3）、一组湿度传感器（4）；所述水源分配器（2）包括总进水管（21）和一组与所述总进水管（21）连接的分出水管（22），所述分出水管（22）上串联有电控阀（23），所述电控阀（23）与所述控制箱（1）电性连接；所述分出水管（22）上连接有所述埋管（3） ，所述埋管（3）包括内管（31 ）和包裹于所述内管（31）上的保湿剂层（32）；所述内管（31）的管壁上贯穿设有一组溢水孔（33）；所述湿度传感器（4）与所述控制箱（1）电性连接；
所述埋管（3）呈蛇形走势；
所述埋管（3）上溢水孔（33）的分布为上密下疏排布；
单根所述埋管（3）的长度在4-30m范围内，覆盖面积在2-100m2范围内；
所述埋管（3）埋设于土壤内，埋设深度在0.5-1.2m范围内；所述湿度传感器（4）埋设于土壤内，埋设深度在0.2-0.4m范围内；
所述控制箱（1）对某一根埋管（3）对应的电控阀（23）的阀门开度K的控制方法如下：所述控制箱（1）每隔90min读取一次湿度传感器（4）的数值，经过计算后，按照阀门开度K开启阀门，开启T时间后关闭阀门；该埋管（3）埋设范围内的湿度传感器（4）所测得的湿度值记为C1、C2、…、Cn；该埋管（3）埋设范围内的目标湿度值记为M；
P=（（C1 f+ C2 f+…+ Cn f）/n）1/f；
K=0，当M-P≤0；
K=（M-P）/（5M），当M-P>0；
T=10M/（Y2-Y1）；
其中，T的单位为min；f为常数，在0.22-0.4范围内；Y2和Y1实地测试得到，测试方法如下：湿度传感器（4）检测到区域内湿度稳定后，计算湿度的算术平均值为Y1，然后阀门开度调整至全开，10min后关闭阀门，24h后测得的湿度取算数平均值记为Y2，并且Y2应不超过土壤田间持水量的0.8倍。
2.根据权利要求1所述的园林土壤保湿防干旱系统，其特征在于：所述埋管（3）的埋设深度为0.75m，所述湿度传感器（4）的埋设深度为0.25m。
3.根据权利要求1所述的园林土壤保湿防干旱系统，其特征在于：f=0.27。
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Denomination of invention: A Landscape Soil Moisturizing and Drought Prevention System

Effective date of registration: 20230801

Granted publication date: 20220705

Pledgee: Bank of Jiangsu Limited by Share Ltd. Wuxi branch

Pledgor: DONGZHU ECOLOGICAL ENVIRONMENTAL PROTECTION Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980050523