一种立体园林及智能灌溉系统及方法

• 花匠小妙招
• 2024-11-12 17:21

本发明涉及园林设计和节水智能灌溉领域，具体涉及一种立体园林及智能灌溉系统及方法。

背景技术：

1、园林，指特定培养的自然环境和游憩境域。在一定的地域运用工程技术和艺术手段，通过改造地形、种植树木花草、营造建筑和布置园路等途径创作而成的美的自然环境和游憩境域。在园林建设完成后，势必需要对园林进行灌溉作业，园林灌溉主要是为了弥补自然降水不足和降水时间和空间分布不均匀。通过灌溉保证植物健康生长所需的水分。随着水资源的稀缺和建设节约型生态园林的需求，需要在园林建设初期、灌溉过程以及后期使用过程中充分考虑科学合理的节水节能环保的目的。

2、传统的园林建设及其灌溉系统存在如下缺陷：首先，传统的园林建设一般是在平面位置或者根据地势结构进行初步改造并种植绿植，我过是水资源匮乏的国家，人均可利用淡水资源仅为900立方米，仅为世界人均淡水量的四分之一，在这样严峻的前提下，传统的依照地势结构和平面地表进行的简单布局的绿植种植园林在使用过程中需要配备发达的灌溉系统，并且在光改过程中需要高度依靠淡水资源，水源一般通过河流、湖泊或者地下水资源引入，这与推广节水园林灌溉系统的理念不符，在传统园林灌溉过程中，缺乏对灌溉水资源的富余回收作业，同时也忽略了自然降水的开发和利用，不能对自然降水实施合理的收集和蓄积，同时也忽略了多种废水处理后的在利用灌溉，鉴于传统园林设计过程中的诸多缺陷，上述问题有待解决；其次，传统的园林灌溉系统在使用过程中，不能与园林自身结构实现科学的结合，往往是单一的实施不同灌溉方式的直接灌溉作业，不能根据园林种植植物类型实施合理的区分和规划，造成水资源的浪费，同时光改过程中由于天气炎热造成的地表积水快速蒸发问题严重，不能对富积水实施合理高效的回收作业，造成这部分水资源的浪费，与园林自身配套的积水系统也不能结合园林自身设计实现优化可续的蓄水输入和灌溉输出作业，造成传统灌溉系统的使用效率降低。

3、综上所述，提供一种结构简单，操作方便，园林建设结构科学合理，园林景观分层设计，园林结构注重蓄水和富积水的回收和再利用，光改方式节水节能，光改效率高，灌溉过程充分结合园林自身结构设计特征，对自然降水和富积水资源利用充分，方法简单易操作的立体园林及智能灌溉系统及方法，具有广泛的市场前景。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单，操作方便，园林建设结构科学合理，园林景观分层设计，园林结构注重蓄水和富积水的回收和再利用，光改方式节水节能，光改效率高，灌溉过程充分结合园林自身结构设计特征，对自然降水和富积水资源利用充分，方法简单易操作的立体园林及智能灌溉系统及方法，用于克服现有技术中的缺陷。

2、本发明的技术方案是这样实现的：一种立体园林，包括设置在地平面上部的闭合挡水墙，铺设在闭合挡水墙顶面的防水路面层，均等分布在闭合挡水墙外侧的若干园林入口阶梯，所述的闭合挡水墙的内侧设置有第一阶梯小型绿植种植层，第一阶梯小型绿植种植层的顶部外端开设有闭合蓄水沟渠，第一阶梯小型绿植种植层的顶部内端设置有第一闭合透水墙，第一闭合透水墙的顶部设置有第一闭合观光路面，第一闭合观光路面与闭合挡水墙之间均等设置有若干第一连接坡，第一闭合观光路面的顶部均等开设有第一排水槽，第一闭合透水墙的内侧设置有第二阶梯中型绿植种植层，第二阶梯中型绿植种植层的顶部内端设置有第二闭合透水墙，第二闭合透水墙的顶部设置有第二闭合观光路面，第二闭合观光路面与第一闭合观光路面之间均等设置有若干第二连接坡，第二闭合观光路面的顶部均等开设有第二排水槽，第二闭合透水墙的内侧设置有第三阶梯大型绿植种植层，第三阶梯大型绿植种植层的中心部位开设有蓄水积水池，蓄水积水池的顶面安装有过滤安全防护网。

3、所述的闭合挡水墙为环形或方向结构，园林入口阶梯为八个，八个园林入口阶梯均等设置在闭合挡水墙的外侧，园林入口阶梯为斜坡阶梯状结构，园林入口阶梯的顶部与防水路面层顶面平齐，第一阶梯小型绿植种植层的顶面为与闭合挡水墙内侧面配合的环形或回字形结构，闭合蓄水沟渠为环形槽状或方向槽状结构，第一阶梯小型绿植种植层的顶面呈水平或朝向闭合挡水墙内侧面向下倾斜状结构，第一阶梯小型绿植种植层的外端顶面不高于闭合挡水墙的顶面，在第一阶梯小型绿植种植层表面种植有小型绿植层，蓄水积水池的顶面与第三阶梯大型绿植种植层的顶面平齐，蓄水积水池的底面不高于闭合蓄水沟渠的渠底所在的平面。

4、所述的第一闭合透水墙是采用透水石料堆积成型的环形或方向结构，第一闭合观光路面为与第一闭合透水墙顶面相配合的环形或方向结构，第一闭合观光路面的顶面为水平结构，第一连接坡的坡底与闭合挡水墙的顶面连接，第一连接坡的坡顶与第一闭合观光路面的顶面连接，在闭合蓄水沟渠与第一连接坡的连接位置设置有拱形过渠桥，第一连接坡为四个，四个第一连接坡均等分布在第一闭合透水墙外侧，第一排水槽为斜面槽型结构，第一排水槽朝向第二阶梯中型绿植种植层一侧的槽底不低于第一排水槽朝向第一阶梯小型绿植种植层一侧的槽底，第二阶梯中型绿植种植层的顶面为与第一闭合透水墙内侧面配合的环形或回字形结构，第二阶梯中型绿植种植层的顶面呈水平或朝向第一闭合透水墙内侧面向下倾斜状结构，第二阶梯中型绿植种植层的外端顶面与第一闭合观光路面的顶面平齐，在第二阶梯中型绿植种植层表面种植有中型绿植层，第二阶梯中型绿植种植层的底部与第一阶梯小型绿植种植层的底部相连通。

5、所述的第二闭合透水墙是采用透水石料堆积成型的环形或方向结构，第二闭合观光路面为与第二闭合透水墙顶面相配合的环形或方向结构，第二闭合观光路面的顶面为水平结构，第二连接坡的坡底与第一闭合观光路面的顶面连接，第二连接坡的坡顶与第二闭合观光路面的顶面连接，第二连接坡为四个，四个第二连接坡均等分布在第二闭合透水墙外侧，并且第二连接坡的设置方向与第一连接坡的设置方位一致，第二排水槽为斜面槽型结构，第二排水槽朝向第三阶梯大型绿植种植层一侧的槽底不低于第一排水槽朝向第二阶梯中型绿植种植层一侧的槽底，第三阶梯大型绿植种植层的顶面为与第二闭合透水墙内侧面配合的环形或回字形结构，第三阶梯大型绿植种植层的顶面呈水平或朝向第二闭合透水墙内侧面向下倾斜状结构，第三阶梯大型绿植种植层的外端顶面与第二闭合观光路面的顶面平齐，在第三阶梯大型绿植种植层表面种植有大型绿植层，第三阶梯大型绿植种植层的底部与第二阶梯中型绿植种植层的底部相连通。

6、一种如上任意一项所述的立体园林的智能灌溉系统，包括均等设置在闭合蓄水沟渠底部的初级过滤网，所述的初级过滤网的底部通过积水回收管道与蓄水积水池的中部相连通，在蓄水积水池的底部安装有二级过滤腔，二级过滤腔内安装有抽水泵，抽水泵通过管道与和多通输出电磁阀相连通，多通输出电磁阀上联通有分支灌溉输出管道，分支灌溉输出管道与分支闭合灌溉管道相连通，分支闭合灌溉管道为水平设置的v字形结构，分支闭合灌溉管道的外端位于第一阶梯小型绿植种植层下方，分支闭合灌溉管道的中部位于第二阶梯中型绿植种植层的下方，分支闭合灌溉管道的内端位于第三阶梯大型绿植种植层的下方；

7、在分支闭合灌溉管道外端的第一阶梯小型绿植种植层下方预埋有第一阶梯灌溉管道，第一阶梯灌溉管道的顶部与设置在第一阶梯小型绿植种植层上方的喷灌头相连通，在分支闭合灌溉管道的中部纵向设置有两根第一纵向连接管，两根第一纵向连接管之间的的第二阶梯中型绿植种植层下方预埋有第二阶梯灌溉管道，第二阶梯灌溉管道上联通有第二阶梯灌溉分支管道，第二阶梯灌溉管道和第二阶梯灌溉分支管道上开设有地埋灌溉孔，在分支闭合灌溉管道的内端纵向设置有两根第二纵向连接管，两根第二纵向连接管之间的的第三阶梯大型绿植种植层下方预埋有第三阶梯灌溉管道，第三阶梯灌溉管道的顶部与设置在第三阶梯大型绿植种植层上方的涌泉灌溉头相连通；

8、在第一阶梯灌溉管道与第一纵向连接管之间的分支闭合灌溉管道上设置有第一输出电磁阀，在两个第一纵向连接管上均设置有第二输出电磁阀，在两根第二纵向连接管上均设置有第三输出电磁阀。

9、所述的第一阶梯小型绿植种植层、第二阶梯中型绿植种植层以及第三阶梯大型绿植种植层内预埋有土壤湿度感应器，土壤湿度感应器通过导线与智能灌溉控制器相连接，智能灌溉控制器与小型气象站相连接，抽水泵、多通输出电磁阀、第一输出电磁阀、第二输出电磁阀以及第三输出电磁阀分别通过导线与智能灌溉控制器相连接，在蓄水积水池的顶部设置有与外部工业废水净化水源相连通的补水管道。

10、所述的初级过滤网为四个，四个初级过滤网均等设置在闭合蓄水沟渠的底部，每一个初级过滤网均设置在相邻的两个第一连接坡之间的一段闭合蓄水沟渠的中部位置，积水回收管道为四根，四根积水回收管道均等设置在蓄水积水池的中部外侧，积水回收管道至第一阶梯小型绿植种植层顶面的垂直长度不大于积水回收管道至第二阶梯中型绿植种植层顶面的垂直长度，积水回收管道至第二阶梯中型绿植种植层顶面的垂直长度不大于积水回收管道至第三阶梯大型绿植种植层顶面的垂直长度。

11、所述的多通输出电磁阀为五通电磁阀，分支灌溉输出管道为四根，四个分支灌溉输出管道分别与多通输出电磁阀的四个输出端相连通，分支闭合灌溉管道为四个，四个分支闭合灌溉管道均等分布在蓄水积水池中部上方的外侧，第一连接坡和第二连接坡设置在相连的两个分支闭合灌溉管道之间，第一阶梯灌溉管道的长度不小于第二阶梯灌溉管道的长度，第二阶梯灌溉管道的长度不小于第三阶梯灌溉管道的长度，第一纵向连接管的长度不大于第二纵向连接管的长度。

12、所述的第一阶梯灌溉管道为弧形管道结构，第一阶梯灌溉管道的中心点至蓄水积水池轴心的水平直线长度不大于蓄水积水池轴心至第一阶梯灌溉管道外沿之间的水平直线长度，第二阶梯灌溉管道为弧形管道结构，第二阶梯灌溉管道的中心点至蓄水积水池轴心的水平直线长度不大于蓄水积水池轴心至第二阶梯中型绿植种植层外沿之间的水平直线长度，第三阶梯灌溉管道为弧形管道结构，第三阶梯灌溉管道的中心点至蓄水积水池轴心的水平直线长度不大于蓄水积水池轴心至第三阶梯大型绿植种植层外沿之间的水平直线长度，第二阶梯灌溉分支管道的设置方向与第二阶梯灌溉管道的设置方向交叉垂直。

13、一种如上所述的立体园林智能灌溉系统的灌溉方法，其方法为：

14、智能灌溉控制器根据土壤湿度感应器和小型气象站传输的土壤湿度信息和气象信息对抽水泵、多通输出电磁阀、第二输出电磁阀以及第三输出电磁阀实施综合控制作业，当立体园林上方出现自然降水时，位于第三阶梯大型绿植种植层表面的自然降水一部分被第三阶梯大型绿植种植层吸收，另一部分经过滤安全防护网过滤后存储至蓄水积水池中，剩余不能被吸收的部分经第二排水槽和第二闭合透水墙的间隙输送至第二阶梯中型绿植种植层顶部，位于第二阶梯中型绿植种植层表面的自然降水和来自第三阶梯大型绿植种植层的水一部分被第二阶梯中型绿植种植层吸收，剩余不能被吸收的部分经第一排水槽和第一闭合透水墙的间隙输送至第一阶梯小型绿植种植层顶部，位于第一阶梯小型绿植种植层表面的自然降水和来自第二阶梯中型绿植种植层的水一部分被第一阶梯小型绿植种植层吸收，剩余不能被吸收的部分汇聚至闭合蓄水沟渠内，通过初级过滤网过滤后的汇聚水经积水回收管道回收至蓄水积水池内存储，在需要实施灌溉作业时通过智能灌溉控制器驱动抽水泵经二级过滤腔过滤后将蓄水积水池内存储的水输出至第一阶梯小型绿植种植层、第二阶梯中型绿植种植层、第三阶梯大型绿植种植层中的一处或多出实施灌溉作业；

15、当需要单独对第一阶梯小型绿植种植层实施灌溉作业时，通过智能灌溉控制器关闭第二输出电磁阀以及第三输出电磁阀，然后开启第一输出电磁阀、抽水泵和多通输出电磁阀，蓄水积水池内存储的水经抽水泵输出至多通输出电磁阀，再经由多通输出电磁阀输送至分支灌溉输出管道，然后输送至分支闭合灌溉管道，由分支闭合灌溉管道的两外端朝向第一阶梯灌溉管道的两端同时输送灌溉水源，最终灌溉水通过喷灌头输送至第一阶梯小型绿植种植层地表实施喷灌作业；

16、当需要单独对第二阶梯中型绿植种植层实施灌溉作业时，通过智能灌溉控制器关闭第一输出电磁阀以及第三输出电磁阀，然后开启第二输出电磁阀、抽水泵和多通输出电磁阀，蓄水积水池内存储的水经抽水泵输出至多通输出电磁阀，再经由多通输出电磁阀输送至分支灌溉输出管道，然后输送至分支闭合灌溉管道，由分支闭合灌溉管道的两个中端朝向两根第一纵向连接管内输送灌溉水，然后通过两根第一纵向连接管朝向第二阶梯灌溉管道的两端同时输送灌溉水源，最终灌溉水通过第二阶梯灌溉管道和第二阶梯灌溉分支管道上开设的地埋灌溉孔输送至第二阶梯中型绿植种植层地表下方实施地埋灌溉作业；

17、当需要单独对第三阶梯大型绿植种植层实施灌溉作业时，通过智能灌溉控制器关闭第一输出电磁阀以及第二输出电磁阀，然后开启第三输出电磁阀、抽水泵和多通输出电磁阀，蓄水积水池内存储的水经抽水泵输出至多通输出电磁阀，再经由多通输出电磁阀输送至分支灌溉输出管道，然后输送至分支闭合灌溉管道，由分支闭合灌溉管道的两个内端朝向两根第二纵向连接管内输送灌溉水，然后通过两根第二纵向连接管朝向第三阶梯灌溉管道的两端同时输送灌溉水源，最终灌溉水通过涌泉灌溉头输送至第三阶梯大型绿植种植层地表实施涌泉灌溉作业；

18、当需要实施第一阶梯小型绿植种植层和第二阶梯中型绿植种植层同时灌溉作业时，第三输出电磁阀关闭，第一输出电磁阀和第二输出电磁阀开启，当需要实施当需要实施第一阶梯小型绿植种植层和第三阶梯大型绿植种植层同时灌溉作业时，第二输出电磁阀关闭，第一输出电磁阀和第三输出电磁阀开启，当需要实施第二阶梯中型绿植种植层和第三阶梯大型绿植种植层同时灌溉作业时，第一输出电磁阀关闭，第二输出电磁阀和第三输出电磁阀开启，当需要实施第一阶梯小型绿植种植层、第二阶梯中型绿植种植层和第三阶梯大型绿植种植层同时灌溉祖业时，第一输出电磁阀、第二输出电磁阀和第三输出电磁阀均开启；

19、在实施第一阶梯小型绿植种植层、第二阶梯中型绿植种植层或第三阶梯大型绿植种植层的单独灌溉作业，或者实施第一阶梯小型绿植种植层和第二阶梯中型绿植种植层同时灌溉作业，或者实施第一阶梯小型绿植种植层和第三阶梯大型绿植种植层同时灌溉作业，或者实施第二阶梯中型绿植种植层和第三阶梯大型绿植种植层同时灌溉作业，或者实施第一阶梯小型绿植种植层、第二阶梯中型绿植种植层和第三阶梯大型绿植种植层同时灌溉祖业时，富积在第一阶梯小型绿植种植层表面或者第二阶梯中型绿植种植层和第三阶梯大型绿植种植层表面以及表面以下的富积水在第一排水槽和第二排水槽的引导以及第一闭合透水墙和第二闭合透水墙的渗透作用下最终汇聚至闭合蓄水沟渠中，通过初级过滤网过滤后的汇聚水经积水回收管道回收至蓄水积水池内存储，当蓄水积水池内水源匮乏时，开启补水管道引入外部工业废水净化水源，此外，当开启过滤安全防护网式，对蓄水积水池底部采用吸污泵实施清污作业，清理出的污泥分别排放至第一阶梯小型绿植种植层、第二阶梯中型绿植种植层或第三阶梯大型绿植种植层表层。

20、本发明具有如下的积极效果：首先，本发明提供一种立体园林，利用外部低中间高的立体形式构建园林主体结构，形成具有纵向高度的园林结构，除了能够具有园林的景观和观赏功能外，还具有一定的防护功能，利用高度差可以实现对恶劣大风天气的耗能，初次之外，采用由高到低的立体结构形式，并在低处种植小型绿植层，在中部高度位置种植中型绿植层，在高出种植大型绿植层，或者在在低处种植大型绿植层，在中部高度位置种植中型绿植层，在高出种植小型绿植层，通过立体结构形成阶梯式景观结构，利用自高向低的地势趋势和区分高低的绿植层实现地势结构与绿植层的综合结合，并且能够在实施光改作业和自然降水灌溉作业时，高处的富积水能够通地势结构朝向低处的闭合蓄水沟渠汇集，实现对自然降水和没被吸收的富积水的回收作业，并通过蓄水积水池实施存储，等待需要灌溉时抽出，同时本发明设计了多个园林入口阶梯进入闭合挡水墙、第一闭合观光路面以及第二闭合观光路面顶部，实施分层观赏的效果，利用第一闭合观光路面以及第二闭合观光路面顶部的排水槽实施表面富积水的回收作业，并利用第一闭合透水墙和第二闭合透水墙实施地下富积水的回收作业，最终富积的水能够通过第一阶梯小型绿植种植层表面汇聚至闭合蓄水沟渠，第一连接坡和第二连接坡用来完成不同高度观光路面的衔接作业，整体结构设置为圆形，方形或者其他对称多边形结构，在富有美感的前提下实现园林的各项功能和充分对富积水实施回收，起到节约和高效供水的目的。

21、其次，本发明提供一种立体园林的智能灌溉系统，该系统紧密与闭合蓄水沟渠关联为一体结构，利用初级过滤网对回收至闭合蓄水沟渠内的水实施初级过滤，然后利用积水回收管道把富积水回收至蓄水积水池中，在需要实施灌溉作业时，利用二级过滤腔过滤后把水经抽水泵和多通输出电磁阀输送至对应的喷灌头、地埋灌溉孔以及涌泉灌溉头位置对第一阶梯小型绿植种植层、第二阶梯中型绿植种植层以及第三阶梯大型绿植种植层实施灌溉作业，同时通过土壤湿度感应器与小型气象站实施灌溉需求信息采集作业，并通过智能灌溉控制器对多通输出电磁阀、第一输出电磁阀、第二输出电磁阀以及第三输出电磁阀的分别不同控制实现在单独的绿植种植层或者多个绿植种植层之间实施灌溉作业模式的切换，整体智能化程度高，与立体园林自身结构结合紧密，形成了一套独特的灌溉系统，并能与立体园林的绿植层的蓄水情况和植物蓄水特性形成关联结合，实现节约型灌溉和高效用水的目的。

22、再次，本发明提供一种立体园林智能灌溉系统的灌溉方法，根据小型气象站和土壤湿度感应器的感应信息实施不同绿植种植层的灌溉作业，在灌溉作业运行时，利用多通输出电磁阀的不同通路实现通过第一连接坡和第二连接坡区分的不同绿植种植层和同一绿植种植层的分区域灌溉作业，能够根据不同绿植层的蓄水需求实施分区分层的灌溉作业，也能对同一绿植层朝阳和背阴的不同需水情况实施分区域的灌溉作业，更为重要的是，能够对自然降水和灌溉富积水实施循环回收利用灌溉作业，通过多种方式实现灌溉节水作业的运行和水资源的高效利用

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