CN114158464A - 一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法，包括边坡基体第一土层、第二土层和控制系统，所述边坡基体的上表面设置有第一土层，所述第一土层与所述第二土层之间设置有边坡基体，在第二土层的表面种植有植物；发明通过设置有水管、输水管和滴灌管，通过水泵箱不同的水管中加入水，直到水的高度高于坡顶的输水管的高度，停止加水，输水管、固定管和水管一起形成若干个连通器，利用连通器的原理，水能够从滴灌管中一滴一滴的流出，不仅能够延长浇灌的时间，而且能够降低浇灌时对土层冲击的强度，减少水泵浇灌时对土层产生较大的冲击力，减少水土的流失，不仅提高了植物的成活率，而且提高了生态修复的效果。
Description
技术领域
本发明涉及生态修复技术领域，具体为一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法。
背景技术
生态修复是在生态学原理指导下，以生物修复为基础，结合各种物理修复、化学修复以及工程技术措施，通过优化组合，使之达到最佳效果和最低耗费的一种综合的修复污染环境的方法，生态修复的顺利施行，需要生态学、物理学、化学、植物学、微生物学、分子生物学、栽培学和环境工程等多学科的参与，对受损生态系统的修复与维护涉及生态稳定性、生态可塑性及稳态转化等多种生态学理论，对于高寒地区的边坡生态修复，传统的生态修复采用种植植被的方式进行生态修复，但是，对于高寒地区的边坡，由于土质流失严重、缺水并且在温度比较低的情况下，植物的成活率大大降低，生态修复的效果不明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法，以解决对于高寒地区的边坡，由于土质流失严重、缺水并且在温度比较低的情况下，植物的成活率大大降低，生态修复的效果不明显的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法，包括边坡基体第一土层、第二土层和控制系统，所述边坡基体的上表面设置有第一土层，所述第一土层与所述第二土层之间设置有边坡基体，在第二土层的表面种植有植物，所述第一土层的上表面设置有若干个齿槽，所述第二土层的下表面设置有若干个齿块，所述齿槽与所述齿块相互咬合，所述边坡基体的一侧固定设置有若干个水管，所述第二土层的上表面固定插接有若干个固定管，所述固定管的一端固定连接有滴灌管，若干个所述固定管的一端固定连接有输水管，所述输水管的一端与所述水管固定连接。
优选的，所述控制系统还包括后台终端控制系统和前端控制系统。
优选的，所述后台终端控制系统还包括数据采集模块、数据分析模块、数据储存模块、显示屏、外接电源、无线通讯模块、报告生成模块、无线通讯模块和中央处理器，所述数据采集模块、数据分析模块、数据储存模块、显示屏、外接电源、无线通讯模块、报告生成模块和无线通讯模块均与所述中央处理器电性连接，所述后台终端控制系统与所述前端控制系统信号连接。
优选的，所述前端控制系统还包括水泵、液位传感器、温度传感器、湿度传感器、供电模块和控制器，所述水泵、液位传感器、温度传感器、湿度传感器和供电模块均与控制器电性连接，所述中央处理器与所述控制器通过无线通讯模块电性连接。
优选的，所述液位传感器固定设置于所述水管的内部，所述液位传感器用于测量所述水管的液位。
优选的，所述齿槽沿坡度的方向向上倾斜，所述齿槽的拐角呈度，所述齿块与所述齿槽相匹配。
优选的，所述第一土层和所述第二土层的内部填充有土壤改良剂。
优选的，所述填充料包括发酵污泥、轻质基质、土壤和保水剂，将发酵污泥、轻型基质、土壤和保水剂进行均匀混合制备充填料，所述充填料中的发酵污泥、轻质基质及土壤按体积份数进行混合，且混合的比例为35：30：35，保水剂的添加量为100-200g。
优选的，所述轻质基质为农作物秸秆粉碎物、农作物果壳和木材加工废弃物中的一种或多种。
一种高寒地区边坡植被生态恢复的方法，其特征在于：方法步骤如下：
S101：利用搅拌装置将第一土层和第二土层与土壤改良剂搅拌均匀，利用搅拌机按照比例配置填充料；
S102：将边坡整平之后铺上S101中的第一土层，然后在第一土层上通过挖取齿槽，在齿槽垂直方向的内壁上固定插接固定板。
S103：首先在齿槽上铺设包裹膜，所述包裹膜采用可降解材料制成，且包裹膜上设置有若干个开口，然后再在所述包裹膜上铺设填充料；
S104：在填充料的上表面铺设S101中的第二土层，且所述第二土层位于所述齿槽内；
S105：在第二土层上铺设若干个输水管，并且在输水管上间隔均匀的焊接若干个输水管，然后在输水管的一端焊接滴灌管，所述滴灌管呈螺旋结构；
S106：在坡底的一侧间隔均匀的固定设置若干个水管，将若干个水管与水泵固定连接；
S107：在第二土层的表面种植植物。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过设置有水管、输水管和滴灌管，当湿度传感器检测到土壤的湿度比较低时，后台中央处理器将信号通过无线通讯模块传递给控制器，控制器控制水泵打开，通过水泵箱不同的水管中加入水，直到水的高度高于坡顶的输水管的高度，停止加水，输水管、固定管和水管一起形成若干个连通器，利用连通器的原理，水能够从滴灌管中一滴一滴的流出，不仅能够延长浇灌的时间，而且能够降低浇灌时对土层冲击的强度，减少水泵浇灌时对土层产生较大的冲击力，减少水土的流失，当温度传感器检测到温度比较低时，通过在水管中加入温水进行浇灌，减少温度对植物的影响，不仅提高了植物的成活率，而且提高了生态修复的效果。
2、本发明通过设置有齿槽和齿块，能够增加第一土层、填充料和第二土层之间的咬合，从而能够进一步减少水土的流失。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图；
图2为本发明控制系统连接结构示意图。
图中：1、边坡基体；2、第一土层；3、填充料；4、第二土层；5、固定管；6、滴灌管；7、输水管；8、水管；9、液位传感器；10、齿槽；11、齿块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法，包括边坡基体1第一土层2、第二土层4和控制系统，所述边坡基体1的上表面设置有第一土层2，所述第一土层2与所述第二土层4之间设置有边坡基体1，在第二土层4的表面种植有植物，所述第一土层2的上表面设置有若干个齿槽10，所述第二土层4的下表面设置有若干个齿块11，所述齿槽10与所述齿块11相互咬合，所述边坡基体1的一侧固定设置有若干个水管8，所述第二土层4的上表面固定插接有若干个固定管5，所述固定管5的一端固定连接有滴灌管6，若干个所述固定管5的一端固定连接有输水管7，所述输水管7的一端与所述水管8固定连接。
水管8不仅能够起到储水的作用，同时也能够起到挡土墙的作用，对坡底起到阻挡的作用，水管8的直径尺寸为20-50CM。
控制系统还包括后台终端控制系统和前端控制系统，后台终端控制系统还包括数据采集模块、数据分析模块、数据储存模块、显示屏、外接电源、无线通讯模块、报告生成模块、无线通讯模块和中央处理器，所述数据采集模块、数据分析模块、数据储存模块、显示屏、外接电源、无线通讯模块、报告生成模块和无线通讯模块均与所述中央处理器电性连接，所述后台终端控制系统与所述前端控制系统信号连接，前端控制系统还包括水泵、液位传感器、温度传感器、湿度传感器、供电模块和控制器，所述水泵、液位传感器、温度传感器、湿度传感器和供电模块均与控制器电性连接，所述中央处理器与所述控制器通过无线通讯模块电性连接。
在使用时，当湿度传感器检测到土壤的湿度比较低时，后台中央处理器将信号通过无线通讯模块传递给控制器，控制器控制水泵打开，通过水泵箱不同的水管8中加入水，直到水的高度高于坡顶的输水管7的高度，停止加水，输水管7、固定管5和水管8一起形成若干个连通器，利用连通器的原理，水能够从滴灌管6中一滴一滴的流出，不仅能够延长浇灌的时间，而且能够降低浇灌时对土层冲击的强度，减少水泵浇灌时对土层产生较大的冲击力，减少水土的流失，当温度传感器检测到温度比较低时，通过在水管8中加入温水进行浇灌，减少温度对植物的影响，不仅提高了植物的成活率，而且提高了生态修复的效果。
液位传感器9固定设置于所述水管8的内部，所述液位传感器9用于测量所述水管8的液位。
齿槽10沿坡度的方向向上倾斜，所述齿槽10的拐角呈90度，所述齿块11与所述齿槽10相匹配。
通过设置有齿槽10和齿块11，能够增加第一土层2、填充料和第二土层4之间的咬合，从而能够进一步减少水土的流失。
能够增加第一土层2与第二土层4之间的咬合，减少土壤流失的严重性。
第一土层2和所述第二土层4的内部填充有土壤改良剂。
填充料包括发酵污泥、轻质基质、土壤和保水剂，将发酵污泥、轻型基质、土壤和保水剂进行均匀混合制备充填料，所述充填料中的发酵污泥、轻质基质及土壤按体积份数进行混合，且混合的比例为35：30：35，保水剂的添加量为100-200g。
轻质基质为农作物秸秆粉碎物、农作物果壳和木材加工废弃物中的一种或多种。
一种高寒地区边坡植被生态恢复的方法，其特征在于：方法步骤如下：
S101：利用搅拌装置将第一土层2和第二土层4与土壤改良剂搅拌均匀，利用搅拌机按照比例配置填充料3；
S102：将边坡整平之后铺上S101中的第一土层2，然后在第一土层上通过挖取齿槽10，在齿槽10垂直方向的内壁上固定插接固定板。
S103：首先在齿槽10上铺设包裹膜，所述包裹膜采用可降解材料制成，且包裹膜上设置有若干个开口，然后再在所述包裹膜上铺设填充料3；
S104：在填充料3的上表面铺设S101中的第二土层4，且所述第二土层4位于所述齿槽10内；
S105：在第二土层4上铺设若干个输水管7，并且在输水管7上间隔均匀的焊接若干个输水管7，然后在输水管7的一端焊接滴灌管6，所述滴灌管6呈螺旋结构，能够扩大浇灌的面积；
S106：在坡底的一侧间隔均匀的固定设置若干个水管8，将若干个水管8与水泵固定连接；
S107：在第二土层4的表面种植植物。
工作原理：在使用时，当湿度传感器检测到土壤的湿度比较低时，后台中央处理器将信号通过无线通讯模块传递给控制器，控制器控制水泵打开，通过水泵箱不同的水管8中加入水，直到水的高度高于坡顶的输水管7的高度，停止加水，输水管7、固定管5和水管8一起形成若干个连通器，利用连通器的原理，水能够从滴灌管6中一滴一滴的流出，不仅能够延长浇灌的时间，而且能够降低浇灌时对土层冲击的强度，减少水泵浇灌时对土层产生较大的冲击力，减少水土的流失，当温度传感器检测到温度比较低时，通过在水管8中加入温水进行浇灌，减少温度对植物的影响，不仅提高了植物的成活率，而且提高了生态修复的效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高寒地区边坡植被生态恢复系统，包括边坡基体(1)第一土层(2)、第二土层(4)和控制系统，所述边坡基体(1)的上表面设置有第一土层(2)，所述第一土层(2)与所述第二土层(4)之间设置有边坡基体(1)，在第二土层(4)的表面种植有植物，其特征在于：所述第一土层(2)的上表面设置有若干个齿槽(10)，所述第二土层(4)的下表面设置有若干个齿块(11)，所述齿槽(10)与所述齿块(11)相互咬合，所述边坡基体(1)的一侧固定设置有若干个水管(8)，所述第二土层(4)的上表面固定插接有若干个固定管(5)，所述固定管(5)的一端固定连接有滴灌管(6)，若干个所述固定管(5)的一端固定连接有输水管(7)，所述输水管(7)的一端与所述水管(8)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法，其特征在于：所述控制系统还包括后台终端控制系统和前端控制系统。
3.根据权利要求2所述的一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法，其特征在于：所述后台终端控制系统还包括数据采集模块、数据分析模块、数据储存模块、显示屏、外接电源、无线通讯模块、报告生成模块、无线通讯模块和中央处理器，所述数据采集模块、数据分析模块、数据储存模块、显示屏、外接电源、无线通讯模块、报告生成模块和无线通讯模块均与所述中央处理器电性连接，所述后台终端控制系统与所述前端控制系统信号连接。
4.根据权利要求3所述的一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法，其特征在于：所述前端控制系统还包括水泵、液位传感器、温度传感器、湿度传感器、供电模块和控制器，所述水泵、液位传感器、温度传感器、湿度传感器和供电模块均与控制器电性连接，所述中央处理器与所述控制器通过无线通讯模块电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法，其特征在于：所述液位传感器(9)固定设置于所述水管(8)的内部，所述液位传感器(9)用于测量所述水管(8)的液位。
6.根据权利要求1所述的一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法，其特征在于：所述齿槽(10)沿坡度的方向向上倾斜，所述齿槽(10)的拐角呈90度，所述齿块(11)与所述齿槽(10)相匹配。
7.根据权利要求1所述的一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法，其特征在于：所述第一土层(2)和所述第二土层(4)的内部填充有土壤改良剂。
8.根据权利要求1所述的一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法，其特征在于：所述填充料包括发酵污泥、轻质基质、土壤和保水剂，将发酵污泥、轻型基质、土壤和保水剂进行均匀混合制备充填料，所述充填料中的发酵污泥、轻质基质及土壤按体积份数进行混合，且混合的比例为35：30：35，保水剂的添加量为100-200g。
9.根据权利要求8所述的一种高寒地区边坡植被生态恢复系统及其方法，其特征在于：所述轻质基质为农作物秸秆粉碎物、农作物果壳和木材加工废弃物中的一种或多种。
10.一种高寒地区边坡植被生态恢复的方法，其特征在于：方法步骤如下：
S101：利用搅拌装置将第一土层(2)和第二土层(4)与土壤改良剂搅拌均匀，利用搅拌机按照比例配置填充料(3)；
S102：将边坡整平之后铺上S101中的第一土层(2)，然后在第一土层上通过挖取齿槽(10)，在齿槽(10)垂直方向的内壁上固定插接固定板；
S103：首先在齿槽(10)上铺设包裹膜，所述包裹膜采用可降解材料制成，且包裹膜上设置有若干个开口，然后再在所述包裹膜上铺设填充料(3)；
S104：在填充料(3)的上表面铺设S101中的第二土层(4)，且所述第二土层(4)位于所述齿槽(10)内；
S105：在第二土层(4)上铺设若干个输水管(7)，并且在输水管(7)上间隔均匀的焊接若干个输水管(7)，然后在输水管(7)的一端焊接滴灌管(6)，所述滴灌管(6)呈螺旋结构；
S106：在坡底的一侧间隔均匀的固定设置若干个水管(8)，将若干个水管(8)与水泵固定连接；
S107：在第二土层(4)的表面种植植物。
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