CN114482094A - 边坡植被自动养护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种边坡植被自动养护装置，其包括边坡体、储水箱、进水闭气开关、渗灌装置、闭气开关和集水槽，在边坡体的自然地表段边坡体与人工植被段边坡体之间设置截水沟，且截水沟的两侧设有储水箱，进水闭气开关设于截水沟侧壁上，渗灌装置埋设于人工植被段边坡体的植物根系层，且闭气开关设于集水槽中。本发明通过设置截水沟将拦截、汇集的上游来水储存在储水箱中，可以实现收集降水和排洪的双重功能，同时通过设置进水闭气开关，能实现储水箱最大量的收集储存雨水，此外通过控制闭气开关的开闭，可以根据坡面汇水状况控制渗灌装置，以实现对坡面植被的自动养护。

Description

边坡植被自动养护装置

技术领域

本发明属于边坡植被养护技术领域，特别涉及一种边坡植被自动养护装置。

背景技术

随着经济发展，基建项目的不断出现，建设过程中基础开挖填筑等人为干扰地貌，遗留了大量工程边坡，尤其是铁路及公路等线性项目。现存工程边坡常见防护结构是上缘外设截水沟，排导边坡防护以上雨雪等降水造成的地表径流，防护坡面进行植被建设恢复生态环境。由于边坡属于特殊立地条件，边坡植被养护存在诸多困难：一、边坡易形成地表径流，无论天然降水或人工浇灌，都难以有效利用水分，且造成基质养分流失；二、对于几百上千公里的大型线性项目工程边坡，受水源条件、沿线分布长度、地形地貌、封闭管理、养护成本等因素限制，难以开展边坡植被养护，尤其是在干旱地区；受到有效养护技术限制，植被长期缺乏养护造成退化。

在现有技术条件下，边坡养护技术主要涉及在坡底或马道设置水箱(池)，再辅助外部动力驱动的喷管或滴灌设备进行浇灌坡面；坡面采用复杂分割装置减缓径流，并采用水分监测设备控制灌水量等防护坡面的坡面养护，但是以上方法均未考虑人工坡面上游来水就地利用及自动渗灌；并且以上雨水利用养护装置均不同程度地存在高位储水空间受限、坡顶截水沟未考虑汇水优先用于收集、常规浇灌养护水分蒸发量高、自动灌溉辅助设备要求高、工艺工序复杂、易造成养分流失等缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种边坡植被自动养护装置，通过设置截水沟，使截水沟拦截、汇集的上游来水并优先储存在储水箱中，可以满足收集降水和排洪的双重功能，同时汇集的雨或者雪降水径流依次通过滤水罩、排水管流入储水箱形成重力势能，有利于实现无需外部动力及智能监测设备辅助下自流灌溉养护坡面的目的，同时通过设置进水闭气开关以及闭气开关，能实现储水箱最大量收集雨水和灌溉两种功能的自动化，还可以根据坡面汇水状况选择性灌水养护坡面，最大限度地利用了截水沟汇水，此外在人工植被段边坡体上设置灌水管、滴管和灌水器，能够实现对边坡体上植物的渗灌，且水分在植被根系层流速缓慢可使植被有充足时间吸收水分，同时也能减少水分蒸发并保持坡面的养分。

本发明采用的技术方案是一种边坡植被自动养护装置，其包括边坡体、进水闭气开关、渗灌装置、闭气开关和集水槽，所述边坡体包括自然地表段边坡体和人工植被段边坡体，且所述自然地表段边坡体与人工植被段边坡体之间设有截水沟，所述截水沟的两侧设有储水箱，且所述储水箱包括主储水箱和副储水箱，所述主储水箱和副储水箱分别水平设置于所述截水沟的第一侧和第二侧且共同与所述截水沟构成一体式结构，所述主储水箱、副储水箱以及截水沟的底部均位于同一平面，所述主储水箱和副储水箱之间通过储水箱连通管相连通；所述进水闭气开关设于所述主储水箱一侧的截水沟侧壁上，所述进水闭气开关包括浮力盖、浮块和进水管，所述进水管垂直穿过所述截水沟侧壁后将所述截水沟与所述主储水箱连通，所述浮力盖设于所述浮块的第一端面，且所述浮块第一端面的顶部转动地设置于所述进水管进水口处的截水沟侧壁上，所述进水管的出水口处设有进水管止水环和进水逆止片，且所述进水逆止片转动地盖合于所述进水管止水环上；所述集水槽设置在所述人工植被段边坡体的底部，所述渗灌装置埋设于所述人工植被段边坡体的植物根系层，所述渗灌装置通过渗灌出水连接管及灌水管与所述主储水箱相连通，所述闭气开关设于所述集水槽中，所述闭气开关包括浮力球、支撑杆、导杆和进气管，所述支撑杆的下端固定于所述集水槽中，且所述支撑杆的上端与所述进气管的第一端连接，所述进气管的第二端与所述主储水箱顶部的进气管连接管相连通，且所述进气管的第一端设有进气管止水环以及所述导杆，在所述导杆转动方向上表面设有密封盖，所述导杆的第一端与所述支撑杆转动连接，所述导杆第二端的下侧设有所述浮力球，当所述浮力球在浮力作用下时，所述密封盖能封闭所述进气管，当所述浮力球在无浮力作用下时，所述浮力球通过自身重力带动所述导杆绕所述支撑杆自由下摆。

进一步地，所述截水沟底部靠近所述主储水箱的一侧还设有滤水罩，且所述滤水罩呈弧形环绕设于所述进水闭气开关的外侧，所述滤水罩的上表面与所述截水沟的侧壁上端面平齐。

进一步地，所述储水箱还设置有出气管、出气管封盖、出气逆止片和进气管连接管，所述出气管分别设于所述主储水箱及副储水箱的顶部，所述出气管的上端设有所述出气管封盖，所述出气管封盖上转动盖合有所述出气逆止片，所述进气管连接管设于所述主储水箱的顶部。

优选地，所述储水箱连通管水平设置于所述截水沟的下方，且所述储水箱连通管与所述主储水箱以及副储水箱的连接处均高于所述主储水箱及副储水箱的底部。

优选地，所述浮块在浮力作用下绕所述合页转动的角度范围为0～90°，所述浮块在无浮力作用下能自由下落封闭所述进水管，从而能够防止气体进入主储水箱中。

进一步地，所述渗灌装置包括灌水过滤网、渗灌出水连接管、灌水管、滴管和灌水器，所述渗灌出水连接管设于所述主储水箱侧壁的底部，且靠近所述主储水箱内部的一端设有所述灌水过滤网，所述灌水管对称设于所述人工植被段边坡体的两侧，且所述灌水管的第一端通过所述渗灌出水连接管与所述主储水箱相连通，所述灌水管的第二端通过灌水管堵头密封，沿所述灌水管轴线方向垂直等距离布置有所述滴管，所述滴管的下侧面等距设有多个滴孔，所述滴孔朝向所述人工植被段边坡体的坡脚，且所述滴孔外设有所述灌水器。

进一步地，所述集水槽包括集水槽体和集水槽挡板，所述集水槽体设置于所述人工植被段边坡体的坡脚地表，所述集水槽体的两端均设有所述集水槽挡板，且所述集水槽体的长度等于所述两条灌水管之间的间距。

优选地，所述集水槽体靠近所述人工植被段边坡体坡脚的一侧高于地表面且均匀设置有渗水缝。

优选地，所述集水槽体的两侧壁均高于所述进气管进气口处的最高位置，且所述集水槽挡板高于所述进气管进气口处的最高位置。

本发明的特点和有益效果是：

1、本发明提供的一种边坡植被自动养护装置，在自然地表段边坡体与人工植被段边坡体之间设有截水沟，通过改变截水沟底坡朝向，使截水沟拦截、汇集的上游来水并优先储存在储水箱中，可以满足收集降水和排洪的双重功能，同时汇集的雨(雪)降水径流依次通过滤水罩、排水管流入储水箱形成重力势能，有利于实现无需外部动力及智能监测设备辅助下自流灌溉养护坡面的目的。

2、本发明提供的一种边坡植被自动养护装置，在截水沟侧壁且靠近主储水箱的一侧设置进水闭气开关，通过水的浮力作用打开浮力盖，向储水箱中收集雨水，同时在无浮力作用下，浮力盖能自由下落封闭进水管能防止气体进入储水箱中，实现了雨水收集的自动化。

3、本发明提供的一种边坡植被自动养护装置，在集水槽中设有闭气开关，通过集水槽中水的浮力作用封闭进气管，阻断外部空气进入水箱，使得水箱内的储水不再通过渗灌出水连接管外流，进而可以通过闭气开关实现边坡植被的自动灌溉，继而达到根据坡面缺水状况动态灌溉的目的。

4、本发明提供的一种边坡植被自动养护装置，可以实现灌溉功能的自动化，可以根据坡面汇水状况选择性灌水养护坡面，最大限度地利用了截水沟汇水，制作方便，操作简单，同时采用重力驱动，减少了外部设备提供动力辅助。

5、本发明提供的一种边坡植被自动养护装置，通过在人工植被段边坡体上设置灌水管、滴管和灌水器，可以实现对边坡体上植物的渗灌，且水分在植被根系层流速缓慢可使植被有充足时间吸收水分，同时渗灌在地下利用毛细作用传导水分能实现减少水分蒸发并保持坡面的养分。

附图说明

图1是本发明边坡植被自动养护装置的整体结构示意图；

图2为本发明储水箱的整体结构示意图；

图3为图1中B处的局部放大示意图；

图4为图2中A处的局部放大示意图；

图5为图2中进水闭气开关的局部放大示意图；

图6为图1中C处的结构放大示意图；

图7为本发明的集水槽结构示意图。

主要附图标记：

边坡体1；自然地表段边坡体101；人工植被段边坡体102；截水沟2；滤水罩202；储水箱3；主储水箱301；副储水箱302；储水箱连通管303；出气管304；出气管封盖305；出气逆止片306；进气管连接管307；进水闭气开关4；浮力盖401；浮块402；进水管403；进水逆止片404；进水管止水环405；合页406；渗灌装置5；灌水过滤网501；渗灌出水连接管502；灌水管503；滴管504；闭气开关6；浮力球601；支撑杆602；导杆603；密封盖604；进气管605；进气管止水环606；集水槽7；集水槽体701；集水槽挡板702。

具体实施方式

为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

本发明提供一种边坡植被自动养护装置，如图1所示，其包括边坡体1、储水箱3、进水闭气开关4、渗灌装置5、闭气开关6和集水槽7。

如图1和图2所示，边坡体1包括自然地表段边坡体101和人工植被段边坡体102，且自然地表段边坡体101与人工植被段边坡体102之间设有截水沟2，截水沟2截面呈梯形状，且截水沟2的底坡呈2‰倾向可以使得进水闭气开关4以达到优先利用截水沟2截留的汇水，截水沟2的两侧设有储水箱3，且储水箱3包括主储水箱301和副储水箱302，主储水箱301和副储水箱302分别水平设置于截水沟2的第一侧和第二侧且共同与截水沟2构成一体式结构，主储水箱301、副储水箱302以及截水沟2的底部均位于同一平面，主储水箱301和副储水箱302之间通过储水箱连通管303相连通，可以有效增加储水箱的储水空间。

如图2～图4所示，储水箱3还设置有出气管304、出气管封盖305、出气逆止片306和进气管连接管307，出气管304分别设于主储水箱301及副储水箱302的顶部，出气管304的上端设有出气管封盖305，出气管封盖305上转动盖合有出气逆止片306，进气管连接管307设于主储水箱301的顶部。其中出气逆止片306为塑胶材质，当受到内部气体压力时，出气逆止片306向外打开进入出气模式，当气体经进气管304向水箱内部流动时，出气逆止片306受重力及负气压作用闭合阻止外界空气通过。

截水沟2底部靠近主储水箱301的一侧还设有滤水罩202，且滤水罩202呈弧形环绕设于进水闭气开关4的外侧，滤水罩202起到过滤杂质作用，滤水罩202的上表面与截水沟2的侧壁上端面平齐。

储水箱连通管303水平设置于截水沟2的下方，且储水箱连通管303与主储水箱301以及副储水箱302的连接处均高于主储水箱301及副储水箱302的底部，以防止泥沙淤积。

如图2和图5所示，进水闭气开关4设于主储水箱301一侧的截水沟3侧壁上，进水闭气开关4包括浮力盖401、浮块402和进水管403，进水管403垂直穿过截水沟2侧壁后将截水沟2与主储水箱301连通，浮块402为有一定自重的塑料泡沫材质规则L形体，且浮力盖401设于浮块402的第一端面，浮力盖401的大小足以完全封住进水管403并小于浮块402固定处的截面，且浮块402第一端面的顶部通过合页406转动地设置于进水管403进水口处的截水沟侧壁上，进水管403的出水口处设有进水管止水环405和进水逆止片404，且进水逆止片404转动地盖合于进水管止水环405上。根据设置，当截水沟2汇集上游来水后，随着水位上升浮块402受浮力上浮，进水管403进水，进水逆止片404受水压开启，储水箱3开启储水模式。

浮块402在浮力作用下绕合页406转动的角度范围为0～90°，浮块402在无浮力作用下能自由下落封闭进水管403防止气体进入主储水箱中。

进水逆止片404以橡胶为主，进水逆止片404背向进水管403的一侧外包一定厚度铁片配重，使其平均密度略大于水的密度，以便在进水管403中水体有流出储水箱3趋势时及时关闭进水管403，从而能够防止储水箱3中的水外流。

如图1和图2所示，渗灌装置5埋设于人工植被段边坡体102的植物根系层，渗灌装置5通过渗灌出水连接管502及灌水管503与主储水箱301相连通，且渗灌装置5包括灌水过滤网501、渗灌出水连接管502、灌水管503、滴管504和灌水器，渗灌出水连接管502设于主储水箱301侧壁的底部，且靠近主储水箱301内部的一端设有灌水过滤网501，灌水管503对称设于人工植被段边坡体102的两侧，且灌水管503的第一端通过渗灌出水连接管502与主储水箱301相连通，灌水管503的第二端通过灌水管堵头密封，沿灌水管503轴线方向垂直等距离布置有滴管504，滴管504的下侧面等距布设有多个滴孔，滴孔朝向人工植被段边坡体102的坡脚，且滴孔外设有灌水器。

如图1、图4和图6所示，闭气开关6设于集水槽7中，闭气开关6包括浮力球601、支撑杆602、导杆603和进气管605，支撑杆602的下端固定于集水槽7中，且支撑杆602的上端与进气管605的第一端连接，进气管605的第二端与主储水箱301顶部的进气管连接管307相连通，且进气管605的第一端处设有进气管止水环606以及导杆603，在导杆603转动方向上表面设有密封盖604，其中进气管止水环606采用硅胶材质，以确保进气管605的密封性，密封盖604的截面大小足以完全盖住进气管605的进气口，导杆603的第一端与支撑杆602转动连接，导杆603第二端的下侧设有浮力球601，当浮力球601在浮力作用下时，密封盖604能封闭进气管605，当浮力球601在无浮力作用下时，浮力球601通过自身重力且利用自重及杠杆原理带动导杆603绕支撑杆602自由下摆，以打开闭气开关6。

当闭气开关6关闭模式与储水箱3储水模式同时发生时，储水箱3内受水位上升气压增大，此时出气管304将开启以平衡内外气压。

如图1～图6所示，集水槽7设置在所述人工植被段边坡体102的底部，且集水槽7包括集水槽体701和集水槽挡板702，集水槽体701设置于人工植被段边坡体102的坡脚地表，集水槽体701的两端均设有集水槽挡板702，便于汇集地表径流和大气降水，且集水槽体701的长度等于两条灌水管503之间的间距。

如图7所示，集水槽体701靠近人工植被段边坡体102坡脚的一侧高于地表面且均匀设置有渗水缝，确保在无地表径流影响下也能及时收集坡面渗水启动闭气开关6。

集水槽体701的两侧壁均高于进气管605进气口处的最高位置，且集水槽挡板702高于进气管605进气口处的最高位置。

本发明的具体操作步骤如下：

如图1～图7所示，本发明的一种边坡植被自动养护装置，当人工植被段边坡体102成型后，先进行截水沟2、储水箱3的修建，截水沟2和储水箱3采用一体式预制件，其中截水沟2、主储水箱301和副储水箱302三者的地坪标高一致，且储水箱3预制时，先安装储水箱3的储水箱连通管303。同时一并安装好进气管连接管307、出气管304、进水管403、进水逆止片404、进水管止水环405、灌水过滤网501以及渗灌出水连接管502，其中进水管403距离截水沟底15cm，用于预留浮力盖401活动空间，其次将渗灌装置5埋设于人工植被段边坡体102的植物根系层，并在人工植被段边坡体102的坡脚设置集水槽7，在集水槽7中设置闭气开关6，并将进气管605与进气管连接管307相连通。

在进行植被养护时，首先由截水沟2拦截、汇集的上游来水并通过滤水罩202过滤，随着水位上升浮块402受浮力作用下绕合页406转动打开，进水管403进水，进水逆止片404受水压开启，储水箱3开启储水模式，当浮块402在无浮力作用下，浮力盖401能自由下落封闭进水管403能防止气体进入储水箱3中，而储水箱3顶部设有出气管304，出气管304上端的出气逆止片306在受到储水箱3内部气体压力时，出气逆止片306向外打开进入出气模式，当气体经进气管304向水箱内部流动时，出气逆止片306受重力及负气压作用闭合阻止外界空气通过。此时储水箱3中的水通过灌水过滤网501及渗灌出水连接管502流入灌水管503以及滴管504中，并通过灌水器对人工植被段边坡体102上的植物进行灌溉。此外当降雨、融雪及灌溉渗水等径流汇集到集水槽体701内达到一定深度后，浮力球601上浮，带动导杆603绕支撑杆602转动，直至导杆603上密封盖604完全封住进气管605，阻断外部空气进入水箱，此时受储水箱3气压平衡影响，储水箱3内储水不再通过渗灌出水连接管502外流，从达到根据坡面缺水状况动态灌溉目的。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种边坡植被自动养护装置，其特征在于，其包括边坡体、进水闭气开关、渗灌装置、闭气开关和集水槽，

所述边坡体包括自然地表段边坡体和人工植被段边坡体，且所述自然地表段边坡体与人工植被段边坡体之间设有截水沟，所述截水沟的两侧设有储水箱，且所述储水箱包括主储水箱和副储水箱，所述主储水箱和副储水箱分别水平设置于所述截水沟的第一侧和第二侧且共同与所述截水沟构成一体式结构，所述主储水箱、副储水箱以及截水沟的底部均位于同一平面，所述主储水箱和副储水箱之间通过储水箱连通管相连通；

所述进水闭气开关设于所述主储水箱一侧的截水沟侧壁上，所述进水闭气开关包括浮力盖、浮块和进水管，所述进水管垂直穿过所述截水沟侧壁后将所述截水沟与所述主储水箱连通，所述浮力盖设于所述浮块的第一端面，且所述浮块第一端面的顶部转动地设置于所述进水管进水口处的截水沟侧壁上，所述进水管的出水口处设有进水管止水环和进水逆止片，且所述进水逆止片转动地盖合于所述进水管止水环上；

所述集水槽设置在所述人工植被段边坡体的底部，所述渗灌装置埋设于所述人工植被段边坡体的植物根系层，所述渗灌装置通过渗灌出水连接管及灌水管与所述主储水箱相连通，所述闭气开关设于所述集水槽中，所述闭气开关包括浮力球、支撑杆、导杆和进气管，所述支撑杆的下端固定于所述集水槽中，且所述支撑杆的上端与所述进气管的第一端连接，所述进气管的第二端与所述主储水箱顶部的进气管连接管相连通，且所述进气管的第一端设有进气管止水环以及所述导杆，在所述导杆转动方向上表面设有密封盖，所述导杆的第一端与所述支撑杆转动连接，所述导杆第二端的下侧设有所述浮力球，当所述浮力球在浮力作用下时，所述密封盖能封闭所述进气管，当所述浮力球在无浮力作用下时，所述浮力球通过自身重力带动所述导杆绕所述支撑杆自由下摆。

2.根据权利要求1所述的边坡植被自动养护装置，其特征在于，所述截水沟底部靠近所述主储水箱的一侧还设有滤水罩，且所述滤水罩呈弧形环绕设于所述进水闭气开关的外侧，所述滤水罩的上表面与所述截水沟的侧壁上端面平齐。

3.根据权利要求1所述的边坡植被自动养护装置，其特征在于，所述储水箱还设置有出气管、出气管封盖、出气逆止片和进气管连接管，所述出气管分别设于所述主储水箱及副储水箱的顶部，所述出气管的上端设有所述出气管封盖，所述出气管封盖上转动盖合有所述出气逆止片，所述进气管连接管设于所述主储水箱的顶部。

4.根据权利要求1所述的边坡植被自动养护装置，其特征在于，所述储水箱连通管水平设置于所述截水沟的下方，且所述储水箱连通管与所述主储水箱以及副储水箱的连接处均高于所述主储水箱及副储水箱的底部。

5.根据权利要求1所述的边坡植被自动养护装置，其特征在于，所述浮块在浮力作用下绕所述合页转动的角度范围为0～90°，所述浮块在无浮力作用下能自由下落封闭所述进水管，从而能够防止气体进入主储水箱中。

6.根据权利要求1所述的边坡植被自动养护装置，其特征在于，所述渗灌装置包括灌水过滤网、渗灌出水连接管、灌水管、滴管和灌水器，所述渗灌出水连接管设于所述主储水箱侧壁的底部，且靠近所述主储水箱内部的一端设有所述灌水过滤网，所述灌水管对称设于所述人工植被段边坡体的两侧，且所述灌水管的第一端通过所述渗灌出水连接管与所述主储水箱相连通，所述灌水管的第二端通过灌水管堵头密封，沿所述灌水管轴线方向垂直等距离布置有所述滴管，所述滴管的下侧面等距设有多个滴孔，所述滴孔朝向所述人工植被段边坡体的坡脚，且所述滴孔外设有所述灌水器。

7.根据权利要求1所述的边坡植被自动养护装置，其特征在于，所述集水槽包括集水槽体和集水槽挡板，所述集水槽体设置于所述人工植被段边坡体的坡脚地表，所述集水槽体的两端均设有所述集水槽挡板，且所述集水槽体的长度等于所述两条灌水管之间的间距。

8.根据权利要求7所述的边坡植被自动养护装置，其特征在于，所述集水槽体靠近所述人工植被段边坡体坡脚的一侧高于地表面且均匀设置有渗水缝。

9.根据权利要求7所述的边坡植被自动养护装置，其特征在于，所述集水槽体的两侧壁均高于所述进气管进气口处的最高位置，且所述集水槽挡板高于所述进气管进气口处的最高位置。

Images