CN106358846A - 一种生态温室雨水综合利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业集水装置技术领域，公开了一种生态温室雨水综合利用系统，包括：雨水收集系统、温室灌溉系统和自动控制系统，所述雨水收集系统包括：温室塑料棚膜、集雨槽、排水管、集雨池和水泵，集雨槽设置在温室塑料棚膜外缘下方，收集温室塑料棚膜上的雨水，集雨槽通过排水管与集雨池连通，水泵设置在集雨池内；所述温室灌溉系统包括：水桶、铁架、电磁阀、土壤湿度传感器、灌水器和支管；所述自动控制系统包括：配电箱、计算机和转换模块，配电箱通过转换模块给计算机供电，水泵、液位开关、电磁阀和土壤湿度传感器分别与计算机连接，这种生态温室雨水综合利用系统，充分利用雨水进行温室灌溉，能创造巨大的社会效益和生态效益。

Description

一种生态温室雨水综合利用系统

技术领域

本发明涉及农业集水装置技术领域，特别涉及一种生态温室雨水综合利用系统。

背景技术

现阶段集雨槽已经被广泛应用于温室中，但一般只具备排水功能，这种类型的集雨槽将收集到的雨水直接排入下水道中，这无疑是一种浪费。考虑将收集到的这些雨水收集起来，设计集雨池，以便对雨水进行有效的利用。2006年张天林利用U形集雨槽与王凤娟对日光温室进行了集雨设计，在同一年，华中农业大学的袁巧霞与蔡月秋设计出了温室集雨及低压自渗灌溉系统。该系统的集雨装置的设计中采用了多个蓄水池的形式，这样的设计方式不仅使得建造成本增高，而且对收集到的雨水的控制以及智慧化温室的发展也是不利的，因此不具备推广价值。

利用水窖蓄水是对雨水进行有效利用的另一种方式，对解决干旱地区用水难的问题具有重大的现实意义。部分雨水利用工程建成的水窖实际的蓄满率却非常低，即闲置容积非常高，甚至有相当部分水窖处于常年干涸的状态。造成这一现象的主要原因是水窖的规划设计、容积和布局不合理，这一现象说明现行雨水集蓄设施容积的确定方法还存在一定的不合理性。

发明内容

本发明提供一种生态温室雨水综合利用系统，可以解决现有技术中的上述问题。

本发明提供了一种生态温室雨水综合利用系统，包括：雨水收集系统、温室灌溉系统和自动控制系统，所述雨水收集系统包括：温室塑料棚膜、集雨槽、排水管、集雨池和水泵，集雨槽设置在温室塑料棚膜外缘下方，收集温室塑料棚膜上的雨水，集雨槽通过排水管与集雨池连通，水泵设置在集雨池内；所述温室灌溉系统包括：水桶、铁架、电磁阀、土壤湿度传感器、灌水器和支管，水桶内设有液位开关，土壤湿度传感器埋置在土壤中，铁架放置在温室内地面上，水桶设置在铁架上，水泵穿过池口通过水管与水桶连通，水桶通过支管连通灌水器，电磁阀设置在支管上；所述自动控制系统包括：配电箱、计算机和转换模块，配电箱通过转换模块给计算机供电，水泵、液位开关、电磁阀和土壤湿度传感器分别与计算机连接。

进一步地，所述集雨池设置在温室种植区域地表下，所述集雨池由钢筋混凝土构成，外部粘裹沥青层。

进一步地，所述集雨池上设有检修孔、通风管和进水管，检修孔、通风管和进水管分别与集雨池连通，进水管与排水管连通，集雨池内边缘设有爬梯，中间设有导流墙，集雨池的底部还设有吸水坑，吸水坑内放置吸水泵，吸水泵连接泄水管。

进一步地，还包括溢水堰，溢水堰也设置在温室种植区域地表下，位于集雨池的外部，集雨池的顶部设有水管吊架，水管吊架上设有出水管，集雨池通过出水管与溢水堰连通。

进一步地，所述水泵为砂浆泵，水泵与集雨池底之间留有间距，水泵与水桶之间的水管上设有第一过滤器，水桶与支管之间设有第二过滤器。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过集雨槽、排水管和集雨池收集雨水，通过自动控制系统检测土壤中的含水率，当土壤需要灌溉时，通过水泵将雨水提取出来，启动温室灌溉系统进行灌溉，温室灌溉设备开启，实现雨水对田间作物的灌溉，充分利用雨水，能创造巨大的社会效益和生态效益。

附图说明

图1为本发明提供的一种生态温室雨水综合利用系统的布置示意图。

图2为本发明提供的一种生态温室雨水综合利用系统中集雨系统的布置示意图。

图3为本发明提供的一种生态温室雨水综合利用系统中集雨池的剖面结构示意图。

图4为本发明提供的一种生态温室雨水综合利用系统中集雨池的平面结构示意图。

附图标记说明：

1-棚膜，2-集雨槽，3-排水管，4-集雨池，401-检修孔，402-通风管，403-爬梯，404-导流墙，405-水管吊架，406-吸水坑，407-出水管，408-溢水堰，409-进水管，410-泄水管，5-水泵，6-池口，7-水桶，8-水管，9-铁架，10-电磁阀，11-土壤湿度传感器，12-灌水器，13-支管，14-配电箱，15-计算机，16-转换模块。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种生态温室雨水综合利用系统，包括：雨水收集系统、温室灌溉系统和自动控制系统，所述雨水收集系统包括：温室塑料棚膜1、集雨槽2、排水管3、集雨池4和水泵5，集雨槽2设置在温室塑料棚膜1外缘下方，收集温室塑料棚膜1上的雨水，集雨槽2通过排水管3与集雨池4连通，水泵5设置在集雨池4内；

所述温室灌溉系统包括：水桶7、铁架9、电磁阀10、土壤湿度传感器11、灌水器12和支管13，水桶7内设有液位开关，土壤湿度传感器11埋置在土壤中，铁架9放置在温室内地面上，水桶7设置在铁架9上，水泵5穿过池口6通过水管8与水桶7连通，水桶7通过支管13连通灌水器12，电磁阀10设置在支管13上；

所述自动控制系统包括：配电箱14、计算机15和转换模块16，配电箱14通过转换模块16给计算机15供电，水泵5、液位开关、电磁阀10和土壤湿度传感器11分别与计算机15连接。

温室塑料棚膜1用于将落在其表面的雨水汇集到集雨槽2内；集雨槽2用于汇集收集到的雨水，下端与排水管相连；排水管3用于将集雨槽2内的雨水排入集雨池4内；集雨池4用于存储收集到的雨水；水泵5用于将集雨池中的水抽送至地面上，进行灌溉利用。

天然降雨落在温室塑料棚膜1表面和集雨槽2中，并经排水管3进入集雨池4内部；实现对雨水的收集。

天然降雨通过温室塑料棚膜经过集雨槽2汇聚，集中在集雨池4中作为灌溉水源。集雨面弧度及温室塑料棚膜1材料是影响集雨效果的主要因素。温室类型的不同，决定了雨槽排水管3直径尺寸与集雨池4容积的不同。

灌水器12为滴灌管和滴头，支管13连接滴灌管，滴灌管连接滴头。

温室塑料棚膜1将落在其表面的雨水汇集到集雨槽2内，集雨槽2内的雨水通过排水管3排入集雨池4内，存储雨水，埋在地下的土壤湿度传感器11检测不同区域种植作物的土壤含水率，并将数据传回计算机15，计算机15根据事先存入的作物土壤相对含水量数据库与测得作物土壤含水率进行比较分析，当作物土壤含水率低于设定灌水下限时，计算机15启动电磁阀10，水泵5从集雨池4中取水经过水管8到水桶7内，水桶7设置在铁架9上，高于地面，水桶7内的雨水流入田间灌水器12，灌水器12通过支管13，进行灌溉，当作物土壤含水率高于设定灌水上限时，计算机关闭电磁阀10，灌溉结束。

水桶7内的雨水量由系统内集雨系统部分控制，当水桶7内雨水容积低于设定水量时，水桶7内液位开关开启，系统启动水泵5，从集雨池4中提取雨水进入水桶7，达到设定高度时，关闭水泵5。

进一步地，所述集雨池4设置在温室种植区域地表下，所述集雨池4由钢筋混凝土构成，外部粘裹沥青层。

集雨池4是温室集雨系统的重要组成部分，是贮存雨水的设施。考虑占地面积、方便利用收集的雨水等因素，故设计中将集雨池4布置于温室种植区域地表下，其埋深应满足作物根系正常生长的需要，集雨池4采用钢筋混凝土结构，从而提高其使用寿命。此外，为了防止集雨池4内贮存的雨水外渗，故对集雨池4做防水设计，具体措施为在集雨池4外部粘裹沥青层。

进一步地，如图3和图4所示，所述集雨池4上设有检修孔401、通风管402和进水管409，检修孔401、通风管402和进水管409分别与集雨池4连通，进水管409与排水管3连通，集雨池4内边缘设有爬梯403，中间设有导流墙404，集雨池4的底部还设有吸水坑406，吸水坑406内放置吸水泵，吸水泵连接泄水管410。

检修孔401用于作业人员进入集雨池内部的入口，爬梯403为作业人员进入到集雨池4内部的途径，通风管402采取高低设计，形成压差，通过压差使得集雨池4内空气流通，起到通风作用，导流墙404用于保证进出水管布置不产生水流短路，使水流均匀分布在整个进水截面上；吸水坑406用于放置吸水泵。

除此之外，集雨池4底部还设有吸水坑406，在其内部放置吸水泵，外部连接泄水管410，可以随时将池内的水排出，方便检修人员进行作业。

进一步地，还包括溢水堰408，溢水堰408也设置在温室种植区域地表下，位于集雨池4的外部，集雨池4的顶部设有水管吊架405，水管吊架405上设有出水管407，集雨池4通过出水管407与溢水堰408连通。

溢水堰408用于排出集雨池4内多余的雨水，水管吊架405用于固定溢水堰408的出水管407，出水管407用于将水排出集雨池4，出水管407为钢管。

考虑经历大暴雨等特殊天气情况，收集到的雨水极有可能在短时间内充满集雨池4从而导致池内雨水通过检修孔外溢至种植区域乃至整个温室，造成作物的死亡，产生较大的经济损失，故设计中采用了集雨池4与溢水堰408配合使用的方式。溢水堰408的工作原理是当池内雨水达到允许的最大水位时，水会沿着悬挂在最大水位高度处的水管流入集雨池外部的溢水堰408，多余的水经过溢水堰408排出集雨池4外，这就保证了集雨池内的雨水不会溢出至地表，从而避免了损失。

进一步地，所述水泵5为砂浆泵，水泵5与集雨池4底之间留有间距，水泵5与水桶7之间的水管8上设有第一过滤器，水桶7与支管13之间设有第二过滤器。

集雨池4底部设有出水管407，但考虑到灌溉管路易堵塞、对水质要求高等因素，故不推荐利用出水管407进行提水，这一问题在滴灌管路中表现的尤为突出。因此，设计中将水泵5直接由检修孔401放入集雨池4中，且离池底一定高度处。

为了尽可能过滤水中的杂质，水泵5采用砂浆泵，并在水桶7以及灌溉管路处设置过滤器，充分过滤可能造成灌溉管路堵塞的杂质。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种生态温室雨水综合利用系统，其特征在于，包括：雨水收集系统、温室灌溉系统和自动控制系统，所述雨水收集系统包括：温室塑料棚膜(1)、集雨槽(2)、排水管(3)、集雨池(4)和水泵(5)，集雨槽(2)设置在温室塑料棚膜(1)外缘下方，收集温室塑料棚膜(1)上的雨水，集雨槽(2)通过排水管(3)与集雨池(4)连通，水泵(5)设置在集雨池(4)内；

所述温室灌溉系统包括：水桶(7)、铁架(9)、电磁阀(10)、土壤湿度传感器(11)、灌水器(12)和支管(13)，水桶(7)内设有液位开关，土壤湿度传感器(11)埋置在土壤中，铁架(9)放置在温室内地面上，水桶(7)设置在铁架(9)上，水泵(5)穿过池口(6)通过水管(8)与水桶(7)连通，水桶(7)通过支管(13)连通灌水器(12)，电磁阀(10)设置在支管(13)上；

所述自动控制系统包括：配电箱(14)、计算机(15)和转换模块(16)，配电箱(14)通过转换模块(16)给计算机(15)供电，水泵(5)、液位开关、电磁阀(10)和土壤湿度传感器(11)分别与计算机(15)连接。

2.如权利要求1所述的生态温室雨水综合利用系统，其特征在于，所述集雨池(4)设置在温室种植区域地表下，所述集雨池(4)由钢筋混凝土构成，外部粘裹沥青层。

3.如权利要求1所述的生态温室雨水综合利用系统，其特征在于，所述集雨池(4)上设有检修孔(401)、通风管(402)和进水管(409)，检修孔(401)、通风管(402)和进水管(409)分别与集雨池(4)连通，进水管(409)与排水管(3)连通，集雨池(4)内边缘设有爬梯(403)，中间设有导流墙(404)，集雨池(4)的底部还设有吸水坑(406)，吸水坑(406)内放置吸水泵，吸水泵连接泄水管(410)。

4.如权利要求1所述的生态温室雨水综合利用系统，其特征在于，还包括溢水堰(408)，溢水堰(408)也设置在温室种植区域地表下，位于集雨池(4)的外部，集雨池(4)的顶部设有水管吊架(405)，水管吊架(405)上设有出水管(407)，集雨池(4)通过出水管(407)与溢水堰(408)连通。

5.如权利要求1所述的生态温室雨水综合利用系统，其特征在于，所述水泵(5)为砂浆泵，水泵(5)与集雨池(4)底之间留有间距，水泵(5)与水桶(7)之间的水管(8)上设有第一过滤器，水桶(7)与支管(13)之间设有第二过滤器。