【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雨水回收，尤其是涉及一种用于设施农业的雨水回收系统及方法。
技术介绍
1、在当今社会经济发展的进程中，设施农业作为现代农业的关键组成部分，发挥着不可替代的重要作用。设施农业通过采用大棚等封闭结构进行种植，具有适配的控温通风系统，有效地创造了相对稳定的生长环境，极大地提高了农业生产的效率和稳定性。
2、然而，在这种相对封闭的种植环境中，灌溉大多在有限的空间内进行。与传统的露天农业不同，传统农业在下雨时，雨水能够自然地浇灌土地，这个过程不仅为土壤提供了水分，更重要的是能够有效地带走土壤中的盐分，从而维持土壤的盐分平衡，确保土壤的健康状态。但在设施农业中，由于大棚等结构的阻隔，雨水的自然冲刷作用无法实现。长期以来，缺乏雨水的冲刷使得土壤中的盐分不断积累。经过两三年的连续种植，土壤中的盐分含量逐渐增多，土壤开始出现板结现象，严重影响了农作物的生长和产量。
3、在设施农业的大棚进行农作物种植时，农作物所需的所有水分全部来自人工灌溉，这种方式完全将大自然产生的雨水隔离在了大棚之外，造成了水资源的极大浪费。目前，用于收集雨水的雨水收集机构在一定程度上实现了对雨水的收集和处理，但是当雨水收集机构遇到冬季下雪环境，没有有效的能对雪水进行收集的办法。
技术实现思路
1、为了解决上述提到的问题，能够根据季节的变化对雨水和雪水进行收集，并能够利用天然的雨水对农作物土壤进行有效的冲刷，带走土壤中多余的盐分，预防突然出现土壤盐渍化，本专利技术提供一种用于设施农业的雨水回收
2、第一方面，本专利技术提供的一种用于设施农业的雨水回收系统，采用如下的技术方案：
3、一种用于设施农业的雨水回收系统，包括种植区域，设置于种植区域两侧的导轨，沿导轨滑动设置形成拱形棚顶的可伸缩大棚架体，铺设固定于所述大棚架体外表面的大棚覆膜，架设在空心立柱上的多个集雨伞，与空心立柱通过输水软管连接的沉淀箱，与沉淀箱通过管道连接的过滤机构，与过滤机构通过水管连接的储水单元，所述大棚覆膜展开且所述集雨伞撑起时，所述集雨伞与大棚覆膜接触。
4、进一步地，所述过滤机构包括依次连接的雨水截污挂篮和复合流过滤器，所述储水单元包括阵列堆积的pp蓄水模块，包裹所述阵列堆积的pp蓄水模块的复合土工膜，设置于储水单元中用于向种植区域输水的输水井，所述输水井外设有提升泵，所述复合土工膜由内向外包括普通防水层和耐根穿刺防水层。
5、进一步地，所述雨水截污挂篮包括截污成品井，嵌套在截污成品井内的挂篮，所述挂篮包括竖直设置的竖直滤网，沿截污成品井内壁设置的半包围滤网，连接半包围滤网的储污仓。
6、进一步地，所述复合流过滤器包括复合流成品井，设置于复合流成品井一侧的折流挡板，设置于复合流成品井另一侧的过滤提篮，所述折流挡板包括多个横向交错的金属挡板。
7、进一步地，所述空心立柱上设有光伏板和蓄电池，所述集雨伞包括呈倒置伞状的伞面，容置于伞面内的折叠伞骨，呈螺旋状设置于伞面内的加热丝，所述加热丝与蓄电池连接，所述空心立柱上端设有雨水收集器，所述雨水收集器顶部架设有支撑架，所述支撑架内设有连接蓄电池的电机，沿空心立柱轴线纵向设于支撑架内的驱动螺杆，设于驱动螺杆上的驱动板，所述驱动板与折叠伞骨通过拉杆连接，所述伞面撑起后呈矩形，所述雨水收集器顶部封闭，所述雨水收集器四周和底部开孔且底部与空心立柱连通，所述雨水收集器的四周开孔处设有滤网，所述空心立柱通过输水软管与沉淀箱连接。
8、进一步地，所述折叠伞骨铰接在雨水收集器上，所述拉杆的一端铰接在驱动板上，所述拉杆的另一端铰接在折叠伞骨的中部，所述折叠伞骨上设有滑块，所述滑块与支撑架之间设有加强杆，所述加强杆的一端铰接在滑块上，所述加强杆的另一端铰接在支撑架上。
9、进一步地，所述雨水收集器顶部设有包括压力传感器的压力传感开关，所述支撑架顶端设有包括温度传感器的温度传感开关，所述压力传感开关与电机连接，所述温度传感开关与加热丝连接。
10、进一步地，所述大棚架体包括固定支架，与固定支架通过伸缩机构连接的多个活动支架，所述活动支架下端设有在导轨内滑动的滚轮，所述伸缩机构包括设置于活动支架与活动支架之间以及活动支架与固定支架之间的交叉撑条，所述固定支架和活动支架上均设有用于所述交叉撑条滑动的限位滑槽。
11、进一步地，所述沉淀箱内设有初级处理机构，所述初级处理机构包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板与沉淀箱顶部留有空隙，所述第一隔板和第二隔板纵向设置于沉淀箱中部，所述第一隔板与第二隔板将沉淀箱分为沉淀区、处理区和清水区，所述沉淀区横向设有精细过滤网，所述处理区横向设有多组活性炭吸附网，所述沉淀区底部设有弃流管。
12、进一步地，所述空心立柱上设有溢流口，所述水管伸入储水单元，所述水管伸入储水单元的下端设有截流机构，所述截流机构包括连接水管出水端的出水腔体，设置于出水腔体底部的衬网，设置在衬网上的浮球，通过拉绳连接的顶板，位于顶板上侧通过顶板抵接的截流盖板，所述出水腔体外壁设有出水口，所述顶板的旋转轴处设有扭簧，初始状态时，拉绳拉住顶板且截流盖板打开，出水口与出水腔体连通。
13、第二方面，一种用于设施农业的雨水回收方法，包括：
14、多个集雨伞对雨水进行收集，当雨水落下时，伞面内的压力传感器检测到雨水的压力信号，驱动板下移，使折叠伞骨打开，当雪落下时，温度传感器检测到低温信号，启动加热丝加热落入伞面内的雪，同时压力传感器检测到压力信号，驱动板下移，使折叠伞骨打开，当雨停后，压力传感器失去压力信号，驱动板上移使折叠伞骨收拢；
15、沉淀箱对收集雨水进行预处理，雨水在沉淀区内沉淀，精细过滤网对流入沉淀区的雨水进行过滤，水面高于第一隔板流入处理区，多组活性炭吸附网对流入处理区的雨水进行吸附，水面超过第二隔板流水清水区并通过管道流入过滤机构，初雨流入沉淀区通过弃流管流出沉淀箱；
16、过滤机构对雨水进行截污挂篮过滤和复合流过滤，完成过滤后的雨水通过截流机构流入储水单元，在储水单元中，当水面使截流机构的浮球浮起，浮球失去重力，顶板顶住截流盖板使储水单元进水端封闭，当提升泵将水从储水单元向外输水，水面下降后浮球恢复重力，浮球拉动顶板使截流盖板打开；
17、将大棚架体展开，通过拉动活动支架，使交叉撑条在限位滑槽内滑动并限位固定，大棚覆膜展开并与打开的伞面接触，利用形成拱形棚顶的覆膜与雨水接触面积的增大，使雨水沿拱形棚顶向下滑入集雨伞内。
18、综上所述，本专利技术具有如下的有益技术效果：
19、1.本专利技术提出的一种用于设施农业的雨水回收系统及方法，具有高效雨水雪水收集功能，在集雨伞的中，通过压力传感器能准确感知雨水压力，驱动折叠伞骨打开收集雨水；温度传感器在雪天能检测低温启动加热丝融化雪，同时压力传感器配合使折叠伞骨打开收集雪水，实现了根据季节变化对雨水和雪水的有效收集，大大提高了水资源的利用率，解决了冬季雪水收集难题，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，包括种植区域，设置于种植区域两侧的导轨，沿导轨滑动设置形成拱形棚顶的可伸缩大棚架体(1)，铺设固定于所述大棚架体(1)外表面的大棚覆膜(101)，架设在空心立柱(3)上的多个集雨伞(2)，与空心立柱(3)通过输水软管(302)连接的沉淀箱(4)，与沉淀箱(4)通过管道连接的过滤机构(5)，与过滤机构(5)通过水管连接的储水单元(6)，所述大棚覆膜(101)展开且所述集雨伞(2)撑起时，所述集雨伞(2)与大棚覆膜(101)接触。
2.根据权利要求1所述的一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，所述过滤机构(5)包括雨水截污挂篮(501)，所述储水单元(6)包括阵列堆积的PP蓄水模块(601)，包裹所述阵列堆积的PP蓄水模块(601)的复合土工膜，设置于储水单元(6)中用于向种植区域输水的输水井(602)，所述输水井(602)外设有提升泵(603)，所述复合土工膜由内向外包括普通防水层和耐根穿刺防水层。
3.根据权利要求2所述的一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，所述雨水截污挂篮(501)包括截污成品
4.根据权利要求1所述的一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，所述空心立柱(3)上设有光伏板(212)和蓄电池，所述集雨伞(2)包括呈倒置伞状的伞面(201)，容置于伞面(201)内的折叠伞骨(202)，呈螺旋状设置于伞面(201)内的加热丝(203)，所述加热丝(203)与蓄电池连接，所述空心立柱(3)上端设有雨水收集器(204)，所述雨水收集器(204)顶部架设有支撑架(205)，所述支撑架(205)内设有连接蓄电池的电机(206)，沿空心立柱(3)轴线纵向设于支撑架(205)内的驱动螺杆(207)，设于驱动螺杆(207)上的驱动板(208)，所述驱动板(208)与折叠伞骨(202)通过拉杆(209)连接，所述伞面(201)撑起后呈矩形，所述雨水收集器(204)顶部封闭，所述雨水收集器(204)四周和底部开孔且底部与空心立柱(3)连通，所述雨水收集器(204)的四周开孔处设有滤网，所述空心立柱(3)通过输水软管(302)与沉淀箱(4)连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，所述折叠伞骨(202)铰接在雨水收集器(204)上，所述拉杆(209)的一端铰接在驱动板(208)上，所述拉杆(209)的另一端铰接在折叠伞骨(202)的中部，所述折叠伞骨(202)上设有滑块(210)，所述滑块(210)与支撑架(205)之间设有加强杆(211)，所述加强杆(211)的一端铰接在滑块(210)上，所述加强杆(211)的另一端铰接在支撑架(205)上。
6.根据权利要求5所述的一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，所述雨水收集器(204)顶部设有包括压力传感器的压力传感开关，所述支撑架(205)顶端设有包括温度传感器的温度传感开关，所述压力传感开关与电机(206)连接，所述温度传感开关与加热丝(203)连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，所述大棚架体(1)包括固定支架(102)，与固定支架(102)通过伸缩机构连接的多个活动支架(103)，所述活动支架(103)下端设有在导轨内滑动的滚轮(104)，所述伸缩机构包括设置于活动支架(103)与活动支架(103)之间以及活动支架(103)与固定支架(102)之间的交叉撑条(106)，所述固定支架(102)和活动支架(103)上均设有用于所述交叉撑条(106)滑动的限位滑槽(107)。
8.根据权利要求1所述的一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，所述沉淀箱(4)内设有初级处理机构，所述初级处理机构包括第一隔板(401)和第二隔板(402)，所述第一隔板(401)和第二隔板(402)与沉淀箱(4)顶部留有空隙，所述第一隔板(401)和第二隔板(402)纵向设置于沉淀箱(4)中部，所述第一隔板(401)与第二隔板(402)将沉淀箱(4)分为沉淀区、处理区和清水区，所述沉淀区横向设有精细过滤网(403)，所述处理区横向设有多组活性炭吸附网(404)，所述沉淀区底部设有弃流管(405)。
9.根据权利要求1所述的一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，所述空心立柱(3)上设有溢流口(301)，所述水管伸入储水单元(6)，所述水管伸入储水单元(6)的下端设有截流机构(...
【技术特征摘要】
1.一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，包括种植区域，设置于种植区域两侧的导轨，沿导轨滑动设置形成拱形棚顶的可伸缩大棚架体(1)，铺设固定于所述大棚架体(1)外表面的大棚覆膜(101)，架设在空心立柱(3)上的多个集雨伞(2)，与空心立柱(3)通过输水软管(302)连接的沉淀箱(4)，与沉淀箱(4)通过管道连接的过滤机构(5)，与过滤机构(5)通过水管连接的储水单元(6)，所述大棚覆膜(101)展开且所述集雨伞(2)撑起时，所述集雨伞(2)与大棚覆膜(101)接触。
2.根据权利要求1所述的一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，所述过滤机构(5)包括雨水截污挂篮(501)，所述储水单元(6)包括阵列堆积的pp蓄水模块(601)，包裹所述阵列堆积的pp蓄水模块(601)的复合土工膜，设置于储水单元(6)中用于向种植区域输水的输水井(602)，所述输水井(602)外设有提升泵(603)，所述复合土工膜由内向外包括普通防水层和耐根穿刺防水层。
3.根据权利要求2所述的一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，所述雨水截污挂篮(501)包括截污成品井(502)，嵌套在截污成品井(502)内的挂篮，所述挂篮包括竖直设置的竖直滤网(503)，沿截污成品井(502)内壁设置的半包围滤网(504)，连接半包围滤网(504)的储污仓(505)。
4.根据权利要求1所述的一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，所述空心立柱(3)上设有光伏板(212)和蓄电池，所述集雨伞(2)包括呈倒置伞状的伞面(201)，容置于伞面(201)内的折叠伞骨(202)，呈螺旋状设置于伞面(201)内的加热丝(203)，所述加热丝(203)与蓄电池连接，所述空心立柱(3)上端设有雨水收集器(204)，所述雨水收集器(204)顶部架设有支撑架(205)，所述支撑架(205)内设有连接蓄电池的电机(206)，沿空心立柱(3)轴线纵向设于支撑架(205)内的驱动螺杆(207)，设于驱动螺杆(207)上的驱动板(208)，所述驱动板(208)与折叠伞骨(202)通过拉杆(209)连接，所述伞面(201)撑起后呈矩形，所述雨水收集器(204)顶部封闭，所述雨水收集器(204)四周和底部开孔且底部与空心立柱(3)连通，所述雨水收集器(204)的四周开孔处设有滤网，所述空心立柱(3)通过输水软管(302)与沉淀箱(4)连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于设施农业的雨水回收系统，其特征在于，所述折叠伞骨(202)铰接在雨水收集器(204)上，所述拉杆(209)的一端铰接在驱动板(208)上，所述拉杆(20...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜瑶，黄乾，王昕，韩合忠，于晓蕾，薛雁，王薇，马海燕，夏海波，谢毅，孙文浩，
申请(专利权)人：山东省水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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