CN114009322A - 一种智能节水的灌溉系统及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种智能节水的灌溉系统及其用途，所述灌溉系统包括设置于地面下的集水装置，靠近所述集水装置的种植土壤内设置有土壤湿度传感器，所述集水装置内部设置有抽水件，所述集水装置和地面的交界处设置有通孔，所述通孔用于接收雨水。在本发明中，智能节水的灌溉系统基于智慧园林的理念，采用土壤湿度传感技术并科学设置感应区间控制抽水泵运行，通过集水装置储蓄净化的道路径流雨水，并自动补充自来水，保持稳定的浇灌水源，形成稳定的智能自动浇灌系统，达到节省人工和水资源，精细化管养道路绿化带的目的。
Description
技术领域
本发明属于道路绿化灌溉技术领域，涉及一种智能节水的灌溉系统及其用途。
背景技术
道路绿化带是城市绿化的重要组成部分，在城市中分布广泛。绿化带可以起到美化城市、吸收有害气体、降低噪音和减轻行人司机的视觉疲劳等作用。近年来，我国城市道路绿化带的建设发展迅速，因此，其灌溉用水量也在急剧的增加。但是，目前城市绿化带的灌溉方式主要是人工漫灌和洒水车洒水，这两种方式不仅劳动强度高，而且费时费水，造成水源、能源和自然资源的极大浪费。
CN203788831U公开了一种园林自动灌溉系统，包括储水箱以及与所述储水箱连通的输水管道；所述输水管道包括喷灌输水管和渗水输水管；所述喷灌输水管上设置有喷灌控制阀，且所述喷灌输水管还连通有多个多向喷头；所述渗水输水管上设置有渗水控制阀，且所述渗水输水管还包括多个渗水支管，每一所述渗水支管上开设有多个沿竖直方向分布的渗水孔；所述园林自动灌溉系统还包括输水控制装置、光照度传感器以及用于检测地表湿度的湿度传感器。该实用新型的园林自动灌溉系统通过设置光照度传感器以及湿度传感器，并结合喷灌以及地埋式灌溉两种方式进行按需灌溉，能够有效地节约用水，并能够根据植物需要进行自动灌溉，满足植物各部分用水的需求。
CN110284548A公开了一种雨水收集喷灌系统，包括用于收集过滤雨水的雨水收集系统；以及将雨水均匀喷灌的雨水喷灌系统；其中，所述雨水收集系统包括：对雨水进行初级过滤的植物层；设于所述植物层下方的透水层；设于所述透水层下方的用于过滤雨水中粗大杂质的砂石层；以及设于所述砂石层下方的透水管道。该发明具有提高对雨水的收集和净化效率，大大缓解对于自来水和地下水的使用压力，借助计算机技术对环境实时监测，实现园林灌溉系统自动化、智能化，真正实现精确灌溉的有益效果。
CN209268252U公开了一种自动化集水灌溉系统，包括雨水收集装置，与所述雨水收集装置连接的输水管道，以及用于控制灌溉的开启和关闭的数据分析系统；其中，所述雨水收集装置包括过滤层以及位于所述过滤层下方的蓄水腔，所述输水管道与所述蓄水腔连通，所述输水管道包括滴水管道及位于地表下的渗水管道；所述滴水管道设有多个滴水支管，所述滴水支管底部设有若干个等距排布的滴水孔，所述渗水管道设有多个渗水支管，所述渗水支管上开设有多个沿竖直方向分布的渗水孔。该实用新型具有通过数据分析系统控制下的精细化利用水源、最大途径收集水源，节能减排，满足了苗木生长所需的水分的同时降低水源利用与消耗的差值的有益效果。
随着水资源的日趋紧张，选择节水节能的灌溉方式是必然的发展趋势。由于物联网的不断发展与创新，信息技术被广泛应用于园林绿化，对绿化带的灌溉也需逐渐从人工灌溉的年代过度到智能灌溉。因此，基于智慧园林的理念，亟需设计研究一种绿化带智能灌溉系统，结合对雨水收集再利用，营造适合绿化带植物生长的环境，节约人工成本，提高水资源利用，建设智慧化绿地。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能节水的灌溉系统及其用途，在本发明中，智能节水的灌溉系统基于智慧园林的理念，采用土壤湿度传感技术并科学设置感应区间控制抽水泵运行，通过集水装置储蓄净化的道路径流雨水，并自动补充自来水，保持稳定的浇灌水源，形成稳定的智能自动浇灌系统，达到节省人工和水资源，精细化管养道路绿化带的目的。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种智能节水的灌溉系统，所述灌溉系统包括设置于地面下的集水装置，靠近所述集水装置的种植土壤内设置有土壤湿度传感器，所述集水装置内部设置有抽水件，所述集水装置和地面的交界处设置有通孔，所述通孔用于接收雨水。
在本发明中，智能节水的灌溉系统基于智慧园林的理念，采用土壤湿度传感技术并科学设置感应区间控制抽水泵运行，通过集水装置储蓄净化的道路径流雨水，并自动补充自来水，保持稳定的浇灌水源，形成稳定的智能自动浇灌系统，达到节省人工和水资源，精细化管养道路绿化带的目的。
本发明同时运用了绿化带智能感应灌溉技术和绿化带土壤湿度调控技术，通过对雨水净化收集于集水井，作为优先的日常浇灌用水，节约水资源的同时，也可以快速排除道路雨水，提高道路安全性。通过土壤湿度传感器控制水泵自动对绿化带进行灌溉，具有省水、省工、省地、保土、保肥等优点，能够实现绿化带灌溉的机械化和自动化，降低人工成本和劳动强度；通过对绿化带土壤的采样分析其田间持水量，指导设置土壤湿度传感器的感应区间，分季度对绿化带湿度感应区间进行调试上下限，针对不同季节的不同气相、以及植物对水分需求的变化，科学调整土壤湿度传感器的感应区间，从而通过湿度传感器的感应信号控制水泵启停，科学浇灌道路绿化带。
本发明中针对绿化带中植物品种较多，且户外季相、天气多变，土壤湿度监测区间难以设置的问题，对绿化带种植土采样，实验室分析其田间持水量数值。经研究，大部分植物适合生长于田间持水量的40％-70％区间的土壤湿度，因此将70％的田间持水量与40％的田间持水量分别作为湿度传感器的上限和下限参考数据，湿度低于下限则自动浇灌，高于上限则停止供水。但由于每个季节，植物对水分的需求不同，因此按四个季度分别调试湿度传感器的上下限，记录绿化带植物生长状态，以确定每个季度的最佳设置湿度感应区间。通过设置科学的湿度感应区间，并对土壤湿度进行实时监测与采集，以此控制水泵的运行，实现绿化带的智能灌溉。
作为本发明一种优选的技术方案，所述集水装置设置有至少两个。
需要说明的是，本发明对集水装置的尺寸、形状和材质等结构特征不作具体要求和特殊限定，集水装置在本发明中的作用是收集外来雨水或地表径流水，因此可以理解的是，其他能实现此类功能的集水装置均可用于本发明中，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对集水装置的尺寸、形状和材质进行适应性调整。
作为本发明一种优选的技术方案，每三个所述集水装置对应设置一个抽水件，且所述抽水件设置于三个所述集水装置中间位置的集水装置内，且中间位置的集水装置顶部连接井盖。
需要说明的是，本发明对抽水件的尺寸、形状和材质等结构特征不作具体要求和特殊限定，抽水件在本发明中的作用是放置于集水装置内，可以使得集水装置内的水抽出并浇灌绿化带，因此可以理解的是，其他能实现此类功能的抽水件均可用于本发明中，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对抽水件的尺寸、形状和材质进行适应性调整。
作为本发明一种优选的技术方案，所述集水装置为集水井。
作为本发明一种优选的技术方案，每个所述集水装置之间间隔20～30m设置，例如可以是20m、22m、24m、26m、28m、30m，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案，所述集水装置的深度为0.5～1m，例如可以是0.5m、0.6m、0.7m、0.8m、0.9m、1m，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
需要说明的是，本发明中限定的集水装置的深度为0.5～1m，是为匹配雨量和水量而设置的经验值，可以依照具体情况进行尺寸调整。
作为本发明一种优选的技术方案，所述集水装置的宽度为0.3～0.5m，例如可以是0.3m、0.32m、0.34m、0.36m、0.38m、0.4m、0.42m、0.44m、0.46m、0.48m、0.5m，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
需要说明的是，本发明中限定的集水装置的宽度为0.3～0.5m，是为匹配雨量和水量而设置的经验值，可以依照具体情况进行尺寸调整。
作为本发明一种优选的技术方案，所述抽水件为抽水泵。
作为本发明一种优选的技术方案，每个所述集水装置横向并列设置且连通，每个所述集水装置之间为土壤。
需要说明的是，本发明中采用集水井中收集净化过的雨水作为日常浇灌用水，并在集水井内设置抽水泵与土壤湿度传感器串联，通过土壤湿度传感器监测土壤湿度以控制抽水泵抽取水分，达到自动浇灌的目的，而针对雨水不足的情况，将集水井连通自来水管网，集水井内置浮阀，水位过低则自动补充自来水，模拟实验测试不同集水井布置间距以及水管打孔孔径对浇灌供水稳定性的影响，通过方案对比，选择效果优良的方案。
第二方面，本发明提供了一种第一方面所述的灌溉系统的用途，所述灌溉系统用于城市绿化带灌溉技术领域。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
在本发明中，智能节水的灌溉系统基于智慧园林的理念，采用土壤湿度传感技术并科学设置感应区间控制抽水泵运行，通过集水装置储蓄净化的道路径流雨水，并自动补充自来水，保持稳定的浇灌水源，形成稳定的智能自动浇灌系统，达到节省人工和水资源，精细化管养道路绿化带的目的。
附图说明
图1为本发明一个具体实施方式提供的智能节水的灌溉系统的结构示意图；
其中，1-集水装置；2-抽水件；3-土壤；4-土壤湿度传感器；5-通孔；6-井盖。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要发明点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型可以自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在一个具体实施方式中，本发明提供了一种智能节水的灌溉系统，如图1所示，所述灌溉系统包括设置于地面下的集水装置1，靠近集水装置1的种植土壤内设置有土壤湿度传感器4，集水装置1内部设置有抽水件2，集水装置1和地面的交界处设置有通孔5，通孔5用于接收雨水。
在本发明中，智能节水的灌溉系统基于智慧园林的理念，采用土壤湿度传感技术并科学设置感应区间控制抽水泵运行，通过集水装置1储蓄净化的道路径流雨水，并自动补充自来水，保持稳定的浇灌水源，形成稳定的智能自动浇灌系统，达到节省人工和水资源，精细化管养道路绿化带的目的。
本发明同时运用了绿化带智能感应灌溉技术和绿化带土壤湿度调控技术，通过对雨水净化收集于集水井，作为优先的日常浇灌用水，节约水资源的同时，也可以快速排除道路雨水，提高道路安全性，通过土壤湿度传感器4控制水泵自动对绿化带进行灌溉，具有省水、省工、省地、保土、保肥等优点，能够实现绿化带灌溉的机械化和自动化，降低人工成本和劳动强度；通过对绿化带土壤的采样分析其田间持水量，指导设置土壤湿度传感器4的感应区间，分季度对绿化带湿度感应区间进行调试上下限，针对不同季节的不同气相、以及植物对水分需求的变化，科学调整土壤湿度传感器4的感应区间，从而通过土壤湿度传感器4的感应信号控制水泵启停，科学浇灌道路绿化带。
本发明中针对绿化带中植物品种较多，且户外季相、天气多变，土壤湿度监测区间难以设置的问题，对绿化带种植土采样，实验室分析其田间持水量数值。针对大部分植物适合生长于田间持水量的40％-70％区间的土壤湿度，因此将70％的田间持水量与40％的田间持水量分别作为土壤湿度传感器4的上限和下限参考数据，湿度低于下限则自动浇灌，高于上限则停止供水。但由于每个季节，植物对水分的需求不同，因此按四个季度分别调试土壤湿度传感器器的上下限，记录绿化带植物生长状态，以确定每个季度的最佳设置湿度感应区间。通过设置科学的湿度感应区间，并对土壤湿度进行实时监测与采集，以此控制抽水泵的运行，实现绿化带的智能灌溉。
集水装置1设置有至少两个，进一步地，集水装置1为集水井，需要说明的是，本发明对集水装置1的尺寸、形状和材质等结构特征不作具体要求和特殊限定，集水装置1在本发明中的作用是收集外来雨水或地表径流水，因此可以理解的是，其他能实现此类功能的集水装置1均可用于本发明中，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对集水装置1的尺寸、形状和材质进行适应性调整。
每个集水装置之间间隔20～30m设置，每三个集水装置1对应设置一个抽水件2，且抽水件2设置于三个集水装置1中间位置的集水装置1，且中间位置的集水装置1顶部连接井盖6，进一步地，抽水件2为抽水泵，需要说明的是，本发明对抽水件2的尺寸、形状和材质等结构特征不作具体要求和特殊限定，抽水件2在本发明中的作用是放置于集水装置1内，可以使得集水装置1内的水抽出并浇灌绿化带，因此可以理解的是，其他能实现此类功能的抽水件2均可用于本发明中，本领域技术人员可以根据使用场景和测试条件对抽水件2的尺寸、形状和材质进行适应性调整。
集水装置1的深度为0.5～1m，需要说明的是，本发明中限定的集水装置1的深度为0.5～1m，是为匹配雨量和水量而设置的经验值，可以依照具体情况进行尺寸调整。
集水装置1的宽度为0.3～0.5m，需要说明的是，本发明中限定的集水装置1的宽度为0.3～0.5m，是为匹配雨量和水量而设置的经验值，可以依照具体情况进行尺寸调整。
每个集水装置1横向并列设置且连通，每个集水装置1之间为土壤3，需要说明的是，本发明中采用集水井中收集净化过的雨水作为日常浇灌用水，并在集水井内设置抽水泵与土壤湿度传感器4串联，通过土壤湿度传感器4监测土壤湿度以控制抽水泵抽取水分，达到自动浇灌的目的，而针对雨水不足的情况，将集水井连通自来水管网，集水井内置浮阀，水位过低则自动补充自来水，模拟实验测试不同集水井布置间距以及水管打孔孔径对浇灌供水稳定性的影响，通过方案对比，选择效果优良的方案。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种智能节水的灌溉系统，其特征在于，所述灌溉系统包括设置于地面下的集水装置，靠近所述集水装置的种植土壤内设置有土壤湿度传感器，所述集水装置内部设置有抽水件，所述集水装置和地面的交界处设置有通孔，所述通孔用于接收雨水。
2.根据权利要求1所述的灌溉系统，其特征在于，所述集水装置设置有至少两个。
3.根据权利要求1或2所述的灌溉系统，其特征在于，每三个所述集水装置对应设置一个抽水件，且所述抽水件设置于三个所述集水装置中间位置的集水装置内，且中间位置的集水装置顶部连接井盖。
4.根据权利要求1-3任一项所述的灌溉系统，其特征在于，所述集水装置为集水井。
5.根据权利要求1-4任一项所述的灌溉系统，其特征在于，每个所述集水装置之间间隔20～30m设置。
6.根据权利要求1-5任一项所述的灌溉系统，其特征在于，所述集水装置的深度为0.5～1m。
7.根据权利要求1-6任一项所述的灌溉系统，其特征在于，所述集水装置的宽度为0.3～0.5m。
8.根据权利要求1-7任一项所述的灌溉系统，其特征在于，所述抽水件为抽水泵。
9.根据权利要求1-8任一项所述的灌溉系统，其特征在于，所述集水装置横向并列设置且连通，每个所述集水装置之间为土壤。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的灌溉系统的用途，其特征在于，所述灌溉系统用于城市绿化带灌溉技术领域。
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