CN202335260U - 立体水田 - Google Patents

Abstract

本实用新型用二块网格状板块夹住中间的碎石等滤料设置成一道垂直墙体，垂直墙体的顶部设置一水箱，水箱上连接一平行与垂直墙体的滴水管，垂直墙体底部设置一水池，顶部水箱中的水通过滴水管滴落到垂直墙体的碎石等滤料中渗透流动返回到底部水池中，底部水池中可以养殖鱼类，顶部水箱与底部水池之间设置一水泵补水系统，当顶部水箱缺水时水泵从底部水池中抽水补充，形成水体持续地上下循环流动，垂直墙体二边分别水平地设置一排排栽培槽，栽培槽中设置土壤等适宜于植物生长的基质，栽培植物。

Description

立体水田

技术领域

本发明涉及一种墙面状的框架设施种植植物、养殖鱼类，过滤水体和空气，具体涉及设施农业、环境资源等领域。 

背景技术

人类的社会活动和工业化建设，严重污染了空气、水、土壤等自然环境，过渡的开发利用，破坏了生态平衡，使地球上有限的绿地和耕地日益减少。开发利用城市建筑结构空间，弥补日益减少的绿地和耕地，正在成为人与自然和谐地持续发展的一种选择。如中国专利公开号为：201020500075.3，公布了一种开放式利用人工光的非环境控制型家庭植物工厂，这种植物家庭工厂包括有一个多层支架、一个储水箱、多个花盆、一根上水管、一个水泵、一个定时器、多根灌水管、多根回水管、多个吸水芯、多个照明灯、一个定时器。储水箱安装在多层支架下，水泵的电源连接定时器，水泵放在储水箱内，水泵出水口连接上水管，上水管连接顶层灌水管，灌水管放置于多层支架上，回水管两端上下连接上下两层灌水管，底层灌水管上的回水管的下端连接储水箱，吸水芯下端插入灌水管底部，吸水芯上端插入花盆底部，花盆坐在灌水管上，多个照明灯并联在一起连接定时器，照明灯位于花盆上方并固定在多层支架上。储水箱中储存有清水，花盆中有供植物生长的人工基质和有机肥，照明灯提供花盆中植物生长的照明。工作时，接上电源的定时器和n分别控制水泵和照明灯的工作日期和工作时间。储水箱中的清水通过水泵送入上水管流入顶层灌水管中，湿润吸水芯，吸水芯通过毛细供给花盆中的人工基质和有机肥水分，植物吸取人工基质和有机肥水分和养分生长。顶层灌水管中多余水分通过回水管 流入下层灌水管中，多余水分逐层回流，底层灌水管中多余水分通过回水管流入储水箱中循环灌溉。 

上述植物家庭工厂提供的设施，是用水管、花盆、吸水芯为主体的装置种植植物，设施利用效率低、作物品种单纯、适用范围小，不适宜大面积推广实施。 

本发明公开了一种利用单位面积内的立体空间，实施植物种植的设施装置--立体水田，本发明的立体水田，既可以利用现有的自然空间进行设置，如河道等水域上面，又可以改造已经设置的和正在使用的建筑物，将它们占用的单位面积改造成立体水田，使农业种植的土地面积在城市化的建筑物面积中挖掘出来，并使其融汇一体，如：道路两边和中间隔离栏，高楼大厦建筑物内外的围墙、隔离墙等。 

发明内容

本发明的目的，就是要提供一种利用单位面积内的立体空间，实施植物种植的设施装置--立体水田，本发明的立体水田，既可以利用现有的自然空间进行设置，如河道等水域上面的空间，又可以改造已经设置的和正在使用的建筑物，将它们占用的单位面积改造成立体水田，如：道路两边和中间隔离栏，高楼大厦建筑物内外的围墙、隔离墙等，使农业种植镶嵌到城市设施的建筑物中，并使其融汇一体，为人与自然和谐相处，人类社会可持续发展提供一个新的农业设施和生产方式。 

为了实现上述目的，本发明采用一个框架结构，在这一框架结构中用二块网格状板块夹住中间的碎石等滤料设置成一道垂直墙体，垂直墙体的顶部设置一水箱，水箱上连接一平行与垂直墙体的滴水管，垂直墙体底部设置一水池，顶部水箱中的水，通过滴水管滴落到垂直墙体的碎石等滤料中，再滴落到底部 水池中，顶部水箱与底部水池之间设置一水泵补水系统，当顶部水箱缺水时水泵从底部水池中抽水补充，整个装置中的水，能够上下循环流动，垂直墙体二边分别水平地设置一排排栽培槽，栽培槽中设置土壤等适宜于植物生长的基质，栽培植物。 

网格状板块的材料是用塑料等化工产品、不锈钢等金属制品、陶瓷、玻璃等制品及竹、木等编制品制作，渗透隔板可以用烧制的能渗水的陶器或树脂、塑料渗透膜片制作，网格状板块的网孔大小根据栽培植物的需水性能设置，需水性大，网孔大，需水性小，网孔小，二块网格状板块中间间隔在5cm-20cm之间。 

二块网格状板块夹住中间放置的碎石等滤料，碎石等滤料是用麦饭石、电气石、石英石、页岩、陶粒等结构稳定、能长期在水体中浸泡不腐蚀无毒性、有利于过滤并改善水质的材料组成，碎石等滤料的粒径大于网格状板块的网孔，垂直墙体的长度可根据需要随意设置，一般室内设施可以在150cm-200cm之间，室外设施可以成排连接设置，样公路中的隔离栏一样长度不受限制，一般室内设施的高度在180cm-240cm之间，室外设施的高度可以根据环境条件和建筑能力任意升高。 

在垂直墙体的顶部设置一个水箱，水箱的规格和形状可以根据环境条件随意设置，室内设置时，可以是与垂直墙体的宽度相适应的长方形，水箱容量大于滴水流量30倍以上，可以节约用电，室外设置时，既可以与室内设置相同，也可以根据环境条件独立设置。 

但室内设置时最好是与垂直墙体的宽度相适应的长方形，长150cm-200cm，高20cm-30cm，宽20cm-25cm，水箱容量大于滴水流量30倍以上，可以节约用电；室外设施可以根据环境条件进行设置。 

滴水管的长度与垂直墙体的宽度相适应，在滴水管上设置一个开关，可以控制滴水管流量，调节水滴速度。 

水泵补水系统，是由底部水池、顶部水箱、水管、水泵和水位自动控制装置或定时器等组成的，其动力能源，可以是电能、风能、太阳能等，当顶部水箱缺水时水泵能自动从底部水池中抽水补充。 

栽培槽紧贴在中间的网格状板块上，从网格状板块中经过的水在毛细管原理作用下，能够渗透到栽培槽的土壤等适宜植物生长的基质中，且不会积水，栽培槽中的土壤等适宜植物生长的基质，是采用自然水田中的土壤或有机腐殖土或人工制成的其它栽培基质，栽培槽呈上下水平排列，上下间距根据栽培植物的需求进行设置，一般栽培叶菜类植物的间距设置在20cm-40cm之间，长度与垂直墙体相匹配。 

将“立体水田”设置在道路上代替隔离栏或设置在建筑物之间代替围墙，将下水道、地沟、阴井改造成能收集从垂直墙体中滴落下来的水，代替底部水池，“立体水田”就能成为镶嵌在城市建筑物中的路边菜园和立体水田，还能过滤净化居民排放的生活污水，清洗城市空气。 

将“立体水田”设置在河道等水域上面，河道等水域能自然地代替底部水池，“立体水田”就能成为水上菜园和立体水田，同时还能过滤净化水域的水质，改善水域景观。 

将“立体水田”设置在室内，代替隔离墙或屏风，将底部水池设置成鱼缸式水箱，再配置一些灯光设施给植物补光，就能成为镶嵌在家庭室内的菜园和立体水田。 

本发明提供的上述设施结构，抽象地观察，中间的垂直墙体就样是一条永不干枯和泛滥的江河，两边的栽培槽和植物就样是两岸的土地和生物，它将平面的土地向高空竖起，使有限的地球土地，获得了无限的发展空间。 

“立体水田”的水箱中的水从滴水管中缓慢地滴落在垂直墙体上部的碎石等滤料上，在重力作用下，水渗透或流过碎石等滤料回流到下面的水池中，水 体中的悬浮物质被碎石等滤料截留，水体得到净化，同时水体在石缝中流动与空气接触面积很大时间很长，水体中氧气含量增大。 

“立体水田”的垂直墙体用网格状板块和碎石等滤料组成，横向通风透气能力较强，当垂直墙体上有水流动时，其通风透气的功能依然不会改变，而空气中的灰尘等杂质在经过垂直墙体时会被碎石和水流吸附，这就使垂直墙体拥有了清洗空气的功能。 

用“立体水田”进行集约化农业生产，是一个非常理想的设施，在相应的工程技术配套下，中间墙体是可以向上无限提升，只要你有能力不让它被风吹倒，你让它长多高，它就长多高，这长上去的，可都是不愁旱涝的良田呀。 

“立体水田”用垂直的设施进行农业生产，用循环水解决种植用水，从根本上颠覆了传统农业对自然雨水的依赖，使农业生产从自然雨水的旱涝灾害中解脱出来。 

“立体水田”的水是循环利用，除了在空气中蒸发和被植物吸收外，没有其它去处，节约用水，从根本上改变传统农业的用水方式。

“立体水田”用垂直的设施向高空发展农业生产，使农业生产对机械设施的依赖性增加，从根本上结束传统农业的劳作方式。 

“立体水田”可以设置在江河湖泊等水域的上空，对水域的现有功能和生态环境没有任何干扰和影响，它的过滤水质功能，对改善水域的水质有一定的作用，能表现出很好的亲善性，与开发荒山和沙漠、围海造田等相比，具有更大的现实意义。 

“立体水田”可以设置在道路两旁和中间隔离带上，代替现有的行道树和隔离栏，每一米路段至少能增添6平方米以上的种植土地，一公里长的道路，就能增加6平方公里的种植土地。 

将“立体水田”设置在道路两旁和中间隔离带上，将下水道和阴井设置成底部水箱，直接利用城市下水道中生活废水，同时给予过滤处理，可以成为城市水处理的一个重要装置。 

将“立体水田”设置在道路两旁和中间隔离带上，中间墙体中湿润的滤料，能有效地吸附空气中的灰尘，再用水流将其冲洗，能有效地改善城市的空气质量。 

城市化，使人们集中起来住进了高楼大厦，高楼大厦中的房间、走廊、楼 梯等都需要有隔离墙，用“立体水田”在室内部分地代替隔离墙，是明智的选择，它不但具有隔离墙应有的功能，还能使城市与农业的生态环境融汇一体，不但能增加物产，还能净化室内空气，增添居住活力，改善居室景观，陶冶居民性情。一个1.2平方米(长1.5米*宽0.8米)的家庭版“立体水田”，拥有一个1.2平方米的鱼缸和3平方米以上的栽培土地面积，如果种植蔬菜，只要管理适当，就能满足一家三口的日常蔬菜需求。 

用“立体水田”部分地代替隔离墙，无论是高档的商务酒店、政府办公大楼、车站、码头、机场的通道或候客室，还是住宅房间、军队的营房、学生的寝室，都是有益无害的，都能发挥其独特的功能作用。 

本发明原理清楚，结构简单，与现有方案相比较，具有功能健全，适用范围广等特征，能实现现有设施无法实现的功能，填补了市场空白，便于大面积推广实施。 

附图说明

图1是本发明的立体水田实施例的侧面示意图。 

附图标记如下：1：表示顶部水箱。2：表示滴水管。3：表示栽培槽。4：表示网格状板块。5：表示土壤等适宜种植的基质。6：表示碎石等滤料。7：表示框架。8：表示底部水池 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明： 

图1是本发明的一个立体水田的侧面示意图，从图1的侧面示意图可以看到整个立体水田的结构特征，一个竖直的框架7，稳定地给内部的设施定位，中间二块网格状板块4垂直夹住了中心的碎石等滤料6，组成了一道垂直墙体，在垂直墙体的顶部设置一个顶部水箱1，在顶部水箱的底部连接一个滴水管2， 从滴水管中滴落的水在碎石等滤料6中渗透流动到底部水池8中，使垂直墙体具备了过滤水体的功能。垂直墙体的网格状板块4和碎石等滤料6之间的孔隙可以让空气流通，空气中的灰尘等杂质在绕过孔隙时会被吸附在湿润的碎石等滤料6中，使垂直墙体具备了清洗空气的功能。从垂直墙体中返回到底部水池8的水是经过碎石等滤料6反复渗透过滤的，与空气接触面积大时间长，水体中氧气含量高，很适宜在底部水池8中养殖鱼类。水在垂直墙体中经过栽培槽3时，栽培槽3中的土壤等适宜种植的基质5具有毛细管吸附功能，能自动从垂直墙体中吸收水份，一旦饱和，就会自动停止吸收，当下雨时，栽培槽3中的土壤等适宜种植的基质5能够自动向垂直墙体中排水，雨水无法积储在栽培槽3中，这就使栽培槽3内的土壤等适宜种植的基质5具有干旱时不用浇水，连续下雨时不用排涝的功能。水在重力作用下，从上向下在碎石等滤料中渗透流动，水与碎石等滤料之间具有一定的引力，不会向外飞溅，除了蒸发和被植物吸收外，上下循环流动的水量不会流失。 

上述设计的图示结构和应用方式，仅用于对本发明进行说明，便于理解，并不构成对权利要求范围的限制，根据本发明的结构原理，本领域技术人员采用其他实质性等同手段，均在本发明权利要求范围内。 

Claims (10)

1.一种用框架设施立体栽培植物的立体水田，其特征在于：用网格状板块及滤料设置成一道垂直墙体，垂直墙体的顶部设置一水箱，水箱上连接一平行与垂直墙体的滴水管，垂直墙体底部设置一水池，顶部水箱中的水，通过滴水管滴落到垂直墙体中，再滴落到底部水池中，顶部水箱与底部水池之间设置一水泵补水系统，当顶部水箱缺水时水泵从底部水池中抽水补充，整个装置中的水，能够上下循环流动，垂直墙体二边分别水平地设置一排排栽培槽，栽培槽中设置适宜于植物生长的基质，栽培植物。

2.根据权利要求1所述的用框架设施立体栽培植物的立体水田，其特征在于：所述的网格状板块的材料是用化工产品、金属制品、陶瓷玻璃制品及竹、木编制品制作。

3.根据权利要求1所述的用框架设施立体栽培植物的立体水田，其特征在于：所述的滤料，是用结构稳定、能长期在水体中浸泡不腐蚀、无毒性、有利于过滤并改善水质的材料。

4.根据权利要求1所述的用框架设施立体栽培植物的立体水田，其特征在于：所述的顶部水箱的规格和形状，是根据环境条件设置的，室内设置时，可以与垂直墙体的宽度相适应的长方形，室外设置时既可以与室内设置相同，也可以根据环境条件独立设置。

5.根据权利要求1所述的用框架设施立体栽培植物的立体水田，其特征在于：所述的滴水管，长度与垂直墙体的宽度相适应，在滴水管上设置一个开关，控制滴水管流量，调节水滴速度。

6.根据权利要求1所述的用框架设施立体栽培植物的立体水田，其特征在于：所述的水泵补水系统，是由底部水池、顶部水箱、水管、水泵和水位自动控制装置或定时器组成的，其动力能源，可以是电能、风能、太阳能，当顶部 水箱缺水时水泵能自动从底部水池中抽水补充。

7.根据权利要求1所述的用框架设施立体栽培植物的立体水田，其特征在于：所述的栽培槽，紧贴在中间的网格状板块上，从网格状板块中经过的水在毛细管原理作用下，能够渗透到栽培槽的基质中，且不会积水，栽培槽中的基质，或采用自然水田中的土壤或有机腐殖土或人工制成的栽培基质，栽培槽呈上下水平排列，上下间距根据栽培植物的需求进行设置，一般栽培叶菜类植物的间距设置在20cm-40cm之间，长度与垂直墙体相匹配。

8.根据权利要求1所述的用框架设施立体栽培植物的立体水田，其特征在于：将该装置设置在道路上代替隔离栏或设置在建筑物之间代替围墙，将下水道、地沟、阴井改造成能收集从垂直墙体中滴落下来的水，代替底部水池，该装置就能成为镶嵌在城市建筑物中的路边菜园和立体水田，还能过滤净化居民排放的生活污水，清洗城市空气。

9.根据权利要求1所述的用框架设施立体栽培植物的立体水田，其特征在于：该装置设置在水域上面，水域就自然地代替底部水池，该装置就能成为水上菜园和立体水田，同时还能过滤净化水域的水质，改善水域景观。

10.根据权利要求1所述的用框架设施立体栽培植物的立体水田，其特征在于：该装置设置在室内，代替隔离墙或屏风，将底部水池设置成鱼缸式水箱，再配置一些灯光设施给植物补光，就能成为设置在家庭室内的菜园和立体水田。 

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