CN114916406A - 一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统及其使用方法，该灌溉系统包括布置在边坡上的若干喷灌单元，喷灌单元包括上连接管和下连接管，下连接管下端设置在土体内，下连接管侧壁设有与供水管连通的连接口，上连接管顶部设有与其连通的翼缘，翼缘外侧设有喷嘴，下连接管上端插装在上连接管内，上连接管内壁设有曲线滑槽，下连接管外侧设有与曲线滑槽配合的滚珠，上连接管内壁和下连接管外壁均设有凸起沿。通过水力驱动实现喷嘴旋转，喷灌单元的组合可以达到坡面灌溉全覆盖的效果，可对坡面生态恢复植被适时进行灌溉，减少坡面水土流失。

Description

一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及边坡生态修复领域，特别涉及一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统及其使用方法。

背景技术

我国近些年完成了大量的基础工程建设，也由此产生了众多的扰动边坡，这些扰动边坡由于原本的生态系统被破坏，导致土壤侵蚀、稳定性下降等现象频发，需要后期人为进行生态修复。

水分作为植物生长的重要资源，在边坡生态修复中起到重要作用。现有工程会采取人工方式对生态修复坡面植物进行养护，较为费时费力；专利“一种能够大面积喷洒的灌溉喷嘴”（申请号 201820910922.X）及“一种市政园林用智能洒水装置”（申请号202110983441.8）等相关专利，已满足多数边坡的灌溉需求，但其灌溉装置均依赖人工根据灌溉时长进行关闭，并不能准确掌握坡面灌溉情况，一旦灌溉过头，反而产生坡面径流，造成土壤养分流失，影响生态修复植物生长。因此需要一种可以掌握坡面灌溉情况并自动关闭灌溉的系统，用于扰动边坡的生态修复工程，并同时满足扰动坡面的灌溉要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统及其使用方法，通过水力驱动实现喷嘴旋转，喷灌单元的组合可以达到坡面灌溉全覆盖的效果，可对坡面生态恢复植被适时进行灌溉，减少坡面水土流失。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统，包括布置在边坡上的若干喷灌单元，喷灌单元包括上连接管和下连接管，下连接管下端设置在土体内，下连接管侧壁设有与供水管连通的连接口，上连接管顶部设有与其连通的翼缘，翼缘外侧设有喷嘴，下连接管上端插装在上连接管内，上连接管内壁设有曲线滑槽，下连接管外侧设有与曲线滑槽配合的滚珠，上连接管内壁和下连接管外壁均设有凸起沿。

优选的方案中，所述下连接管下端与灌溉底座连接，灌溉底座侧壁设有灌溉孔。

优选的方案中，所述灌溉孔设有滤网。

优选的方案中，所述上连接管和下连接管外侧设有外壳，外壳下端与灌溉底座连接，外壳的靠近坡顶一侧设有拦沙网，拦沙网位于坡面以上，外壳内设有水分传感器。

优选的方案中，所述外壳下端侧壁设有排水网。

优选的方案中，所述曲线滑槽的曲线高点设置降压传感器，曲线滑槽的曲线凹点设置升压传感器。

优选的方案中，所述连接口设有分流板，分流板横向设置。

优选的方案中，所述分流板通过调节机构进行上下调节，调节机构包括内密封杆和外密封杆，内密封杆和外密封杆通过连接杆连接，下连接管侧壁设有供连接杆穿过的滑孔，内密封杆与分流板连接。

本发明还提供一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、将灌溉水通过供水管引入下连接管内，水流向上流动，经过上连接管冲击翼缘，并从喷嘴喷出，对坡面的植物进行灌溉；

步骤二、翼缘受到冲击，使上连接管向上移动，从而在曲线滑槽与滚珠的配合作用下，上连接管产生转动，当滚珠移动至曲线滑槽的曲线高点时，降压传感器触发，供水管的供水压力降低，上连接管向下回落，同时上连接管产生转动，当滚珠移动至曲线滑槽的曲线凹点时，触发升压传感器，水压恢复，上连接管向上移动并产生转动，喷嘴实现转动灌溉；

步骤三、当坡面灌溉至有径流产生时，径流沿坡面流动，从拦沙网流入外壳内，水分传感器检测到水流，控制供水管的供水系统停止供水。

优选的方案中，所述步骤一中，引入下连接管内的水向下流入灌溉底座内，通过灌溉孔对土壤内部进行灌溉。

本发明提供的一种利于雨水收集的防水土流失护坡结构及其使用方法，具有以下有益效果：

1、本发明的灌溉系统通过喷灌灌溉，促进扰动边坡的生态修复植被生长恢复，喷灌单元的组合可以达到坡面灌溉全覆盖的效果，减少坡面水土流失，喷头的旋转升降依靠水力驱动，减少了可能出现的电力故障问题。

2、通过设置拦沙网和水分传感器，可在系统满足灌溉要求后及时停止灌溉，节省水资源并减少过度灌溉带来的径流侵蚀问题，起到了智能灌溉的作用。

3、对坡面灌溉的同时，能够对植被根部进行灌溉，防止了深层土壤水分缺失导致的扎根较深植物死亡。

4、通过设置分流板，可根据不同坡面要求改变喷灌单元上下喷灌的水流量，实现不同条件坡面的适用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的灌溉系统的整体结构示意图；

图2为本发明的灌溉系统的俯视图；

图3为喷灌单元的结构示意图；

图4为喷灌单元运行时侧面示意图；

图5为曲线滑槽的展开图；

图6为滚珠的运行轨迹示意图；

图7为上连接管和下连接管的连接示意图；

图8为分流板的布置结构示意图；

图中：上连接管1，下连接管2，供水管3，翼缘4，喷嘴5，滚珠6，凸起沿7，灌溉底座8，外壳9，水分传感器10，降压传感器11，升压传感器12，分流板13，内密封杆14，外密封杆15，连接杆16，曲线滑槽101，连接口201，滑孔202，灌溉孔801，拦沙网901，排水网902。

具体实施方式

实施例1：如图1~7所示，一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统，包括布置在边坡上的若干喷灌单元，喷灌单元的具体数量根据坡面需要而定，多个喷管单元整体的喷灌面积将目标坡面整体覆盖，如图2所示。

喷灌单元包括上连接管1和下连接管2，下连接管2下端设置在土体内，下连接管2下端封闭，下连接管2侧壁设有与供水管3连通的连接口201，供水管3可以埋设在土体内或设置在护坡上侧，上连接管1顶部设有与其连通的翼缘4，翼缘4外侧设有喷嘴5，喷嘴5包括上下两组，喷嘴5的角度可以根据坡面的角度进行调整。

下连接管2上端插装在上连接管1内，上连接管1内壁设有曲线滑槽101，下连接管2外侧设有与曲线滑槽101配合的滚珠6，上连接管1内壁和下连接管2外壁均设有凸起沿7，凸起沿7呈环状。下连接管2上端内壁设置一组凸起沿7，上连接管1内壁的凸起沿7设置两组，一组设置在上连接管1的下端，另一组设置在下连接管2的凸起沿7的下侧。通过设置凸起沿7，一方面可以防止上连接管1和下连接管2之间脱开或内套过深，起到限位作用，另一方面通过将凸起沿7紧贴上连接管1或下连接管2设置，能够防止或降低灌溉水的流出。

将灌溉水通过供水管3引入下连接管2内，水流向上流动，经过上连接管1冲击翼缘4，并从喷嘴5喷出，对坡面的植物进行灌溉。翼缘4受到冲击，使上连接管1向上移动，从而在曲线滑槽101与滚珠6的配合作用下，上连接管1产生转动，从而使喷嘴5转动，喷灌的位置发生改变，当滚珠6移动至曲线滑槽101的曲线高点时，停止转动，调整供水管3的供水压力，上连接管1在自重作用下向下回落，同时上连接管1产生转动，直至滚珠6移动至曲线滑槽101的曲线凹点，水压恢复，上连接管1向上移动并产生转动，如此循环，喷嘴1实现转动灌溉，通过调整供水压力，可以随意调整喷嘴1的喷洒位置，实现灌溉的全覆盖。

优选的，所述曲线滑槽101的曲线高点设置降压传感器11，曲线滑槽101的曲线凹点设置升压传感器12。

通过设置降压传感器11和升压传感器12能够对滚珠6的位置进行实时检测，方便对水压进行调整，例如：滚珠6移动至曲线滑槽101的曲线高点时，降压传感器11触发，供水管3的供水压力降低，上连接管1向下回落，同时上连接管1产生转动，当滚珠6移动至曲线滑槽101的曲线凹点时，触发升压传感器12，水压恢复，上连接管1向上移动并产生转动，喷嘴1实现转动灌溉。

实施例2：与实施例1不同的，所述下连接管2下端与灌溉底座8连接，灌溉底座8侧壁设有灌溉孔801。

所述灌溉孔801设有滤网。通过设置滤网能够防止沙土进入灌溉底座8内。

通过设置灌溉底座8以及灌溉孔801，可以使下连接管2中的水向上进入翼缘4内，向下进入灌溉底座8内，通过灌溉孔801对植物根系进行灌溉，防止深层土壤水分缺失导致植物死亡。

优选的，所述上连接管1和下连接管2外侧设有外壳9，外壳9下端与灌溉底座8连接，外壳9的靠近坡顶一侧设有拦沙网901，拦沙网901位于坡面以上，外壳9内设有水分传感器10，水分传感器10与供水管3的供水系统的控制器电性连接或通讯连接。

当灌溉一段时间后，在护坡表面产生径流，此时需要停止灌溉，护坡表面产生的径流通过拦沙网901流入外壳9内，外壳9的水分传感器10检测到水分后，供水系统停止供水，防止过度灌溉带来的径流侵蚀问题。

进一步的，所述外壳9下端侧壁设有排水网902。上连接管1和下连接管2相互套装的缝隙渗漏下来的水通过排水网902排出至地下，对地下土壤进行浇灌。

优选的，如图8所示，所述连接口201设有分流板13，分流板13横向设置。通过设置分流板13对供水管3的供水进行分流，使其一部分从喷嘴5喷出，另一部分从灌溉底座8的灌溉孔801滴出。

所述分流板13通过调节机构进行上下调节，调节机构包括内密封杆14和外密封杆15，内密封杆14和外密封杆15通过连接杆16连接，下连接管2侧壁设有供连接杆16穿过的滑孔202，内密封杆14和外密封杆15紧贴滑孔202设置，内密封杆14与分流板13连接。

通过外密封杆15上下移动，带动连接杆16沿滑孔202上下移动，从而调整分流板13的上下位置，实现分别进入翼缘4和灌溉底座8的水流量分配调节。

一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、将灌溉水通过供水管3引入下连接管2内，经过分流板13分流，一部分水流向上流动，经过上连接管1冲击翼缘4，并从喷嘴5喷出，对坡面的植物进行灌溉，部分水向下流入灌溉底座8内，通过灌溉孔801对土壤内部进行灌溉。

步骤二、翼缘4收到冲击，使上连接管1向上移动，从而在曲线滑槽101与滚珠6的配合作用下，上连接管1产生转动，当滚珠6移动至曲线滑槽101的曲线高点时，降压传感器11触发，供水管3的供水压力降低，上连接管1向下回落，同时上连接管1产生转动，当滚珠6移动至曲线滑槽101的曲线凹点时，触发升压传感器12，水压恢复，上连接管1向上移动并产生转动，喷嘴1实现转动灌溉。

步骤三、当坡面灌溉至有径流产生时，径流沿坡面流动，从拦沙网901流入外壳9内，水分传感器10检测到水流，控制供水管3的供水系统停止供水。

Claims (10)

1.一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统，其特征在于，包括布置在边坡上的若干喷灌单元，喷灌单元包括上连接管（1）和下连接管（2），下连接管（2）下端设置在土体内，下连接管（2）侧壁设有与供水管（3）连通的连接口（201），上连接管（1）顶部设有与其连通的翼缘（4），翼缘（4）外侧设有喷嘴（5），下连接管（2）上端插装在上连接管（1）内，上连接管（1）内壁设有曲线滑槽（101），下连接管（2）外侧设有与曲线滑槽（101）配合的滚珠（6），上连接管（1）内壁和下连接管（2）外壁均设有凸起沿（7）。

2.根据权利要求1所述的一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统，其特征在于，所述下连接管（2）下端与灌溉底座（8）连接，灌溉底座（8）侧壁设有灌溉孔（801）。

3.根据权利要求1所述的一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统，其特征在于，所述灌溉孔（801）设有滤网。

4.根据权利要求1所述的一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统，其特征在于，所述上连接管（1）和下连接管（2）外侧设有外壳（9），外壳（9）下端与灌溉底座（8）连接，外壳（9）的靠近坡顶一侧设有拦沙网（901），拦沙网（901）位于坡面以上，外壳（9）内设有水分传感器（10）。

5.根据权利要求4所述的一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统，其特征在于，所述外壳（9）下端侧壁设有排水网（902）。

6.根据权利要求1所述的一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统，其特征在于，所述曲线滑槽（101）的曲线高点设置降压传感器（11），曲线滑槽（101）的曲线凹点设置升压传感器（12）。

7.根据权利要求1所述的一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统，其特征在于，所述连接口（201）设有分流板（13），分流板（13）横向设置。

8.根据权利要求7所述的一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统，其特征在于，所述分流板（13）通过调节机构进行上下调节，调节机构包括内密封杆（14）和外密封杆（15），内密封杆（14）和外密封杆（15）通过连接杆（16）连接，下连接管（2）侧壁设有供连接杆（16）穿过的滑孔（202），内密封杆（14）与分流板（13）连接。

9.一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将灌溉水通过供水管（3）引入下连接管（2）内，水流向上流动，经过上连接管（1）冲击翼缘（4），并从喷嘴（5）喷出，对坡面的植物进行灌溉；

步骤二、翼缘（4）受到冲击，使上连接管（1）向上移动，从而在曲线滑槽（101）与滚珠（6）的配合作用下，上连接管（1）产生转动，当滚珠（6）移动至曲线滑槽（101）的曲线高点时，降压传感器（11）触发，供水管（3）的供水压力降低，上连接管（1）向下回落，同时上连接管（1）产生转动，当滚珠（6）移动至曲线滑槽（101）的曲线凹点时，触发升压传感器（12），水压恢复，上连接管（1）向上移动并产生转动，喷嘴（1）实现转动灌溉；

步骤三、当坡面灌溉至有径流产生时，径流沿坡面流动，从拦沙网（901）流入外壳（9）内，水分传感器（10）检测到水流，控制供水管（3）的供水系统停止供水。

10.根据权利要求9所述的一种用于扰动边坡生态修复的灌溉系统的使用方法，其特征在于，所述步骤一中，引入下连接管（2）内的水向下流入灌溉底座（8）内，通过灌溉孔（801）对土壤内部进行灌溉。

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