一种高海拔石质荒漠区利用风能路灯集水灌溉的植物培育系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高海拔石质荒漠区利用风能路灯集水灌溉的植物培育系统及方法，涉及生态修复技术领域。通过利用风能路灯水灌溉，进行植物适生品种培育，克服高海拔石质荒漠区植物培育难的问题，改善煤矿生态环境。所述风能路灯包括照明系统以及风力发电系统，所述植物培育系统包括安装在风能路灯上的制冷液化系统、喷淋滴灌系统以及植物培育系统；所述制冷液化系统包括制冷组件控制器、制冷组件、集水漏斗、输水管路以及蓄水池，所述植物培育系统包括植物培养箱，所述喷淋滴灌系统包括设在植物培养槽的上方且连通蓄水池的滴灌管。具有设备结构简单、拆装方便、工艺简便等优点。工艺简便等优点。工艺简便等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高海拔石质荒漠区利用风能路灯集水灌溉的植物培育系统及方法


[0001]本专利技术涉及生态修复
，具体涉及一种高海拔石质荒漠区利用风能路灯集水灌溉的植物培育系统及方法。

技术介绍

[0002]中国西部生态环境脆弱的高海拔石质荒漠区植被覆盖度低，生态环境脆弱，煤炭大规模开发造成区域潜水位下降，土壤水分流失加剧了区域生态环境的恶化。针对区域环境退化，现在主要采取的方法是矿区生态修复，然而其首要问题便是培育区域适生植物品种，但现有技术存在以下问题：一是种苗培育过程占用人工，费用较高。二是石质荒漠区干旱缺水，昼夜温差大，蒸发量大，培育环境恶虐，同时植物培育过程中不能及时有效灌溉，使得种苗培育成活率低。因此，迫切需要一种高海拔石质荒漠区植物培育系统及方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对以上问题，提出了一种高海拔石质荒漠区利用风能路灯集水灌溉的植物培育系统及方法，通过利用风能路灯水灌溉，进行植物适生品种培育，克服高海拔石质荒漠区植物培育难的问题，改善煤矿生态环境。
[0004]本专利技术的技术方案为：所述风能路灯包括照明系统以及风力发电系统，所述照明系统包括依次相连的底座1、灯杆2以及通过安装架3固定连接在灯杆2顶部的照明灯4，所述风力发电系统包括风轮5、发电机6以及蓄电池7，所述发电机6以及蓄电池7固定连接在灯杆2上，所述风轮5可旋转的连接在灯杆的顶端，并且与发电机6的转轴相连接，所述发电机6与蓄电池7相连接，所述照明灯4也与蓄电池7相连接；
[0005]所述植物培育系统包括安装在风能路灯上的制冷液化系统、喷淋滴灌系统以及植物培育系统；
[0006]所述制冷液化系统包括制冷组件控制器8、制冷组件16、集水漏斗17、输水管路9以及蓄水池14，所述制冷组件控制器8固定连接在灯杆2上，所述集水漏斗17固定连接在空心的安装架3上，并且与安装架3的顶口相连通，所述制冷组件16固定连接在集水漏斗17中，并且与制冷组件控制器8相连接，所述安装架3的底口通过输水管路9与其下方的蓄水池14保持连通，所述蓄水池14固定连接在灯杆2上；
[0007]所述植物培育系统包括植物培养箱18，所述植物培养箱18中放置有环形的植物培养槽20，所述植物培养箱18中还设有温度计22以及温湿调节装置24，所述植物培养槽20上设置有环形的滴灌水槽27，滴灌水槽27的槽底设置有漏水孔28；所述植物培养槽20中容置有培养土21，培养土21中放置有土壤水分监测仪25，所述温湿调节装置24的控制器与温度计22以及土壤水分监测仪25相连接；
[0008]所述喷淋滴灌系统包括设在植物培养槽20的上方且连通蓄水池14的滴灌管12，所述滴灌管12中设有阀门，滴灌管12中设有流速控制器，滴灌管12的底口处设有滴灌喷头19，
滴灌管12上都固定连接有用于控制阀门的阀门控制器11，阀门控制器11也连接土壤水分监测仪25。
[0009]进一步的，所述蓄水池14中还设有水位报警器10以及喷淋管15，所述喷淋管15的顶口与蓄水池14的顶部保持连通。
[0010]进一步的，所述植物培养箱18通过安装座13连接在灯杆2上，所述安装座13可拆卸的套装在灯杆2上，并且安装座13的底部设有承托台，所述植物培养箱18套装在安装座13上，并且放置在承托台之上；
[0011]所述植物培养箱18的顶部设有植物培养箱盖板23，所述植物培养箱盖板23上开设有用于穿过滴灌管12的通孔。
[0012]进一步的，所述植物培养箱18的底部上还包覆有保温棉。
[0013]植物培育方法包括以下步骤：
[0014]S1、筛选要培育的适生植物种子，在植物培养槽中配置培养土，并进行室内仿真实验，获取该植被适宜生长的土壤含水率及温度范围；
[0015]S2、在路边依次安装照明系统、风力发电系统、制冷液化系统、喷淋滴灌系统以及植物培育系统；
[0016]S3、待各个系统安装完毕后，开启制冷液化系统以及喷淋滴灌系统；
[0017]S4、对植物培养环境进行监测，若监测到的土壤含水率高于植被适宜生长的土壤含水率或者培养箱温度不适合植物生长，则启动温湿调节装置自动调节培养土湿度和温度；若监测到的土壤含水率低于植被适宜生长的土壤含水率，则灌溉系统启动，对培养土进行滴灌，实现植被的自动培养。
[0018]进一步的，滴灌喷头19的打开时间与土壤水分监测仪25通过以下控制方程实现联动控制：
[0019][0020]其中，t为将培养土淋喷到植物生长最适土壤水分含量所需时间，s；A0为培养土的最适土壤水分含量，a为土壤水分监测仪的测量值，M
干
为培养土烘干重量，g，ρ
水
为水的密度，g/cm3，d为滴灌管的内径，cm，u为流速，cm/s。
[0021]本专利技术从整体上具有设备结构简单、拆装方便、工艺简便等优点，克服了高海拔石质荒漠区植物培育环境恶虐、昼夜温差大、严重缺水的问题，在高海拔石质荒漠煤矿区生态修复行业具有广阔的应用前景。
附图说明
[0022]图1是本案的结构示意图，
[0023]图2是本案中植物培养箱的结构示意图，
[0024]图3是本案中植物培养箱的轴向剖面图，
[0025]图4是本案中滴灌水槽的俯视图；
[0026]图中1是底座，2是灯杆，3是安装架，4是照明灯，5是风轮，6是发电机，7是蓄电池，8是制冷组件控制器，9是输水管路，10是水位报警器，11是阀门控制器，12是滴灌管，13是安装座，14是蓄水池，15是喷淋管，16是制冷组件，17是集水漏斗，18是植物培养箱，19是滴灌
喷头，20是植物培养槽，21是培养土，22是温度计，23是植物培养箱盖板，24是温湿调节装置，25是土壤水分监测仪，26是保温棉，27是滴灌水槽，28是漏水孔，29是流速控制器。
具体实施方式
[0027]为能清楚说明本专利的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利进行详细阐述。
[0028]所述风能路灯包括照明系统以及风力发电系统，所述照明系统包括依次相连的底座1、灯杆2以及通过安装架3固定连接在灯杆2顶部的照明灯4，所述风力发电系统包括风轮5、发电机6以及蓄电池7，所述发电机6以及蓄电池7固定连接在灯杆2上，所述风轮5可旋转的连接在灯杆的顶端，并且与发电机6的转轴相连接，所述发电机6与蓄电池7相连接，所述照明灯4也与蓄电池7相连接；通过风轮5带动发电机6的转轴旋转，从而对电能进行收集，并为照明灯以及下述中的制冷组件控制器、制冷组件、阀门、阀门控制器、温湿调节装置、温度计、土壤水分监测仪、水位报警器等需要电能的部件进行供电。
[0029]所述照明灯4为“光控八棱锥型”智能路灯，每盏灯杆上为4个路灯，路灯内部布置光控开关，白天路灯自动关闭，晚上自动开启。
[0030]所述植物培育系统包括安装在风能路灯上的制冷液化系统、喷淋滴灌系统以及植物培育系统；
[0031]所述制冷液化系统包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高海拔石质荒漠区利用风能路灯集水灌溉的植物培育系统，其特征在于，所述风能路灯包括照明系统以及风力发电系统，所述照明系统包括依次相连的底座(1)、灯杆(2)以及通过安装架(3)固定连接在灯杆(2)顶部的照明灯(4)，所述风力发电系统包括风轮(5)、发电机(6)以及蓄电池(7)，所述发电机(6)以及蓄电池(7)固定连接在灯杆(2)上，所述风轮(5)可旋转的连接在灯杆的顶端，并且与发电机(6)的转轴相连接，所述发电机(6)与蓄电池(7)相连接，所述照明灯(4)也与蓄电池(7)相连接；所述植物培育系统包括安装在风能路灯上的制冷液化系统、喷淋滴灌系统以及植物培育系统；所述制冷液化系统包括制冷组件控制器(8)、制冷组件(16)、集水漏斗(17)、输水管路(9)以及蓄水池(14)，所述制冷组件控制器(8)固定连接在灯杆(2)上，所述集水漏斗(17)固定连接在空心的安装架(3)上，并且与安装架(3)的顶口相连通，所述制冷组件(16)固定连接在集水漏斗(17)中，并且与制冷组件控制器(8)相连接，所述安装架(3)的底口通过输水管路(9)与其下方的蓄水池(14)保持连通，所述蓄水池(14)固定连接在灯杆(2)上；所述植物培育系统包括植物培养箱(18)，所述植物培养箱(18)中放置有环形的植物培养槽(20)，所述植物培养箱(18)中还设有温度计(22)以及温湿调节装置(24)，所述植物培养槽(20)上设置有环形的滴灌水槽(27)，滴灌水槽(27)的槽底设置有漏水孔(28)；所述植物培养槽(20)中容置有培养土(21)，培养土(21)中放置有土壤水分监测仪(25)，所述温湿调节装置(24)的控制器与温度计(22)以及土壤水分监测仪(25)相连接；所述喷淋滴灌系统包括设在植物培养槽(20)的上方且连通蓄水池(14)的滴灌管(12)，所述滴灌管(12)中设有阀门，滴灌管(12)中设有流速控制器，滴灌管(12)的底口处设有滴灌喷头(19)，滴灌管(12)上都固定连接有用于控制阀门的阀门控制器(11)。2.根据权利要求1所述的一种高海拔石质荒漠区利用风能路灯集水灌溉的植物培育系统，其特征在于，所述蓄水...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬志雄，黄艳利，李印楼，齐文跃，郭亚超，白新江，郭洪亮，郭鑫，秦涛，王恒，张乐乐，杨原，毛缜，董霁红，雷永超，王文正，李晓彤，曹国磊，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：