立體水田的製作方法
2023-10-11 22:03:09
專利名稱:立體水田的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種牆面狀的框架設施種植植物、養殖魚類，過濾水體和空氣，具體涉及設施農業、環境資源等領域。
背景技術：
人類的社會活動和工業化建設，嚴重汙染了空氣、水、土壤等自然環境，過渡的開發利用，破壞了生態平衡，使地球上有限的綠地和耕地日益減少。開發利用城市建築結構空間，彌補日益減少的綠地和耕地，正在成為人與自然和諧地持續發展的一種選擇。如中國專利公開號為201020500075. 3，公布了一種開放式利用人工光的非環境控制型家庭植物工廠，這種植物家庭工廠包括有一個多層支架、一個儲水箱、多個花盆、一根上水管、一個水泵、一個定時器、多根灌水管、多根回水管、多個吸水芯、多個照明燈、一個定時器。儲水箱安裝在多層支架下，水泵的電源連接定時器，水泵放在儲水箱內，水泵出水口連接上水管，上水管連接頂層灌水管，灌水管放置於多層支架上，回水管兩端上下連接上下兩層灌水管，底層灌水管上的回水管的下端連接儲水箱，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，多個照明燈並聯在一起連接定時器，照明燈位於花盆上方並固定在多層支架上。儲水箱中儲存有清水，花盆中有供植物生長的人工基質和有機肥，照明燈提供花盆中植物生長的照明。工作時，接上電源的定時器和η分別控制水泵和照明燈的工作日期和工作時間。儲水箱中的清水通過水泵送入上水管流入頂層灌水管中，溼潤吸水芯， 吸水芯通過毛細供給花盆中的人工基質和有機肥水分，植物吸取人工基質和有機肥水分和養分生長。頂層灌水管中多餘水分通過回水管流入下層灌水管中，多餘水分逐層回流，底層灌水管中多餘水分通過回水管流入儲水箱中循環灌溉。
上述植物家庭工廠提供的設施，是用水管、花盆、吸水芯為主體的裝置種植植物， 設施利用效率低、作物品種單純、適用範圍小，不適宜大面積推廣實施。
本發明公開了一種利用單位面積內的立體空間，實施植物種植的設施裝置一立體水田，本發明的立體水田，既可以利用現有的自然空間進行設置，如河道等水域上面，又可以改造已經設置的和正在使用的建築物，將它們佔用的單位面積改造成立體水田，使農業種植的土地面積在城市化的建築物面積中挖掘出來，並使其融匯一體，如道路兩邊和中間隔離欄，高樓大廈建築物內外的圍牆、隔離牆等。
發明內容
本發明的目的，就是要提供一種利用單位面積內的立體空間，實施植物種植的設施裝置一立體水田，本發明的立體水田，既可以利用現有的自然空間進行設置，如河道等水域上面的空間，又可以改造已經設置的和正在使用的建築物，將它們佔用的單位面積改造成立體水田，如道路兩邊和中間隔離欄，高樓大廈建築物內外的圍牆、隔離牆等，使農業種植鑲嵌到城市設施的建築物中，並使其融匯一體，為人與自然和諧相處，人類社會可持續發展提供一個新的農業設施和生產方式。[0006]為了實現上述目的，本發明採用一個框架結構，在這一框架結構中用二塊網格狀板塊夾住中間的碎石等濾料設置成一道垂直牆體，垂直牆體的頂部設置一水箱，水箱上連接一平行與垂直牆體的滴水管，垂直牆體底部設置一水池，頂部水箱中的水，通過滴水管滴落到垂直牆體的碎石等濾料中，再滴落到底部水池中，頂部水箱與底部水池之間設置一水泵補水系統，當頂部水箱缺水時水泵從底部水池中抽水補充，整個裝置中的水，能夠上下循環流動，垂直牆體二邊分別水平地設置一排排栽培槽，栽培槽中設置土壤等適宜於植物生長的基質，栽培植物。
網格狀板塊的材料是用塑料等化工產品、不鏽鋼等金屬製品、陶瓷、玻璃等製品及竹、木等編製品製作，滲透隔板可以用燒制的能滲水的陶器或樹脂、塑料滲透膜片製作，網格狀板塊的網孔大小根據栽培植物的需水性能設置，需水性大，網孔大，需水性小，網孔小， 二塊網格狀板塊中間間隔在5cm-20cm之間。
二塊網格狀板塊夾住中間放置的碎石等濾料，碎石等濾料是用麥飯石、電氣石、石英石、頁巖、陶粒等結構穩定、能長期在水體中浸泡不腐蝕無毒性、有利於過濾並改善水質的材料組成，碎石等濾料的粒徑大於網格狀板塊的網孔，垂直牆體的長度可根據需要隨意設置，一般室內設施可以在150cm-200cm之間，室外設施可以成排連接設置，樣公路中的隔離欄一樣長度不受限制，一般室內設施的高度在ISOcm-MOcm之間，室外設施的高度可以根據環境條件和建築能力任意升高。
在垂直牆體的頂部設置一個水箱，水箱的規格和形狀可以根據環境條件隨意設置，室內設置時，可以是與垂直牆體的寬度相適應的長方形，水箱容量大於滴水流量30倍以上，可以節約用電，室外設置時，既可以與室內設置相同，也可以根據環境條件獨立設置。
但室內設置時最好是與垂直牆體的寬度相適應的長方形，長150cm-200cm，高 20cm-30cm，寬20cm-25cm，水箱容量大於滴水流量30倍以上，可以節約用電；室外設施可以根據環境條件進行設置。
滴水管的長度與垂直牆體的寬度相適應，在滴水管上設置一個開關，可以控制滴水管流量，調節水滴速度。
水泵補水系統，是由底部水池、頂部水箱、水管、水泵和水位自動控制裝置或定時器等組成的，其動力能源，可以是電能、風能、太陽能等，當頂部水箱缺水時水泵能自動從底部水池中抽水補充。
栽培槽緊貼在中間的網格狀板塊上，從網格狀板塊中經過的水在毛細管原理作用下，能夠滲透到栽培槽的土壤等適宜植物生長的基質中，且不會積水，栽培槽中的土壤等適宜植物生長的基質，是採用自然水田中的土壤或有機腐植土或人工製成的其它栽培基質， 栽培槽呈上下水平排列，上下間距根據栽培植物的需求進行設置，一般栽培葉菜類植物的間距設置在20cm-40cm之間，長度與垂直牆體相匹配。
將「立體水田」設置在道路上代替隔離欄或設置在建築物之間代替圍牆，將下水道、地溝、陰井改造成能收集從垂直牆體中滴落下來的水，代替底部水池，「立體水田」就能成為鑲嵌在城市建築物中的路邊菜園和立體水田，還能過濾淨化居民排放的生活汙水，清洗城市空氣。
將「立體水田，，設置在河道等水域上面，河道等水域能自然地代替底部水池，「立體水田」就能成為水上菜園和立體水田，同時還能過濾淨化水域的水質，改善水域景觀。[0016]將「立體水田」設置在室內，代替隔離牆或屏風，將底部水池設置成魚缸式水箱，再配置一些燈光設施給植物補光，就能成為鑲嵌在家庭室內的菜園和立體水田。
本發明提供的上述設施結構，抽象地觀察，中間的垂直牆體就樣是一條永不乾枯和泛濫的江河，兩邊的栽培槽和植物就樣是兩岸的土地和生物，它將平面的土地向高空豎起，使有限的地球土地，獲得了無限的發展空間。
「立體水田」的水箱中的水從滴水管中緩慢地滴落在垂直牆體上部的碎石等濾料上，在重力作用下，水滲透或流過碎石等濾料回流到下面的水池中，水體中的懸浮物質被碎石等濾料截留，水體得到淨化，同時水體在石縫中流動與空氣接觸面積很大時間很長，水體中氧氣含量增大。
「立體水田，，的垂直牆體用網格狀板塊和碎石等濾料組成，橫向通風透氣能力較強，當垂直牆體上有水流動時，其通風透氣的功能依然不會改變，而空氣中的灰塵等雜質在經過垂直牆體時會被碎石和水流吸附，這就使垂直牆體擁有了清洗空氣的功能。
用「立體水田」進行集約化農業生產，是一個非常理想的設施，在相應的工程技術配套下，中間牆體是可以向上無限提升，只要你有能力不讓它被風吹倒，你讓它長多高，它就長多高，這長上去的，可都是不愁旱澇的良田呀。
「立體水田」用垂直的設施進行農業生產，用循環水解決種植用水，從根本上顛覆了傳統農業對自然雨水的依賴，使農業生產從自然雨水的旱澇災害中解脫出來。
「立體水田」的水是循環利用，除了在空氣中蒸發和被植物吸收外，沒有其它去處， 節約用水，從根本上改變傳統農業的用水方式。
「立體水田」用垂直的設施向高空發展農業生產，使農業生產對機械設施的依賴性增加，從根本上結束傳統農業的勞作方式。
「立體水田」可以設置在江河湖泊等水域的上空，對水域的現有功能和生態環境沒有任何幹擾和影響，它的過濾水質功能，對改善水域的水質有一定的作用，能表現出很好的親善性，與開發荒山和沙漠、圍海造田等相比，具有更大的現實意義。
「立體水田」可以設置在道路兩旁和中間隔離帶上，代替現有的行道樹和隔離欄， 每一米路段至少能增添6平方米以上的種植土地，一公裡長的道路，就能增加6平方公裡的種植土地。
將「立體水田」設置在道路兩旁和中間隔離帶上，將下水道和陰井設置成底部水箱，直接利用城市下水道中生活廢水，同時給予過濾處理，可以成為城市水處理的一個重要
直ο
將「立體水田」設置在道路兩旁和中間隔離帶上，中間牆體中溼潤的濾料，能有效地吸附空氣中的灰塵，再用水流將其衝洗，能有效地改善城市的空氣品質。
城市化，使人們集中起來住進了高樓大廈，高樓大廈中的房間、走廊、樓梯等都需要有隔離牆，用「立體水田」在室內部分地代替隔離牆，是明智的選擇，它不但具有隔離牆應有的功能，還能使城市與農業的生態環境融匯一體，不但能增加物產，還能淨化室內空氣， 增添居住活力，改善居室景觀，陶冶居民性情。一個1.2平方米(長1.5米*寬0.8米)的家庭版「立體水田」，擁有一個1. 2平方米的魚缸和3平方米以上的栽培土地面積，如果種植蔬菜，只要管理適當，就能滿足一家三口的日常蔬菜需求。
用「立體水田」部分地代替隔離牆，無論是高檔的商務酒店、政府辦公大樓、車站、碼頭、機場的通道或候客室，還是住宅房間、軍隊的營房、學生的寢室，都是有益無害的，都能發揮其獨特的功能作用。
本發明原理清楚，結構簡單，與現有方案相比較，具有功能健全，適用範圍廣等特徵，能實現現有設施無法實現的功能，填補了市場空白，便於大面積推廣實施。
圖1是本發明的立體水田實施例的側面示意圖。
附圖標記如下1 表示頂部水箱。2 表示滴水管。3 表示栽培槽。4 表示網格狀板塊。5 表示土壤等適宜種植的基質。6 表示碎石等濾料。7 表示框架。8 表示底部水池
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明
圖1是本發明的一個立體水田的側面示意圖，從圖1的側面示意圖可以看到整個立體水田的結構特徵，一個豎直的框架7，穩定地給內部的設施定位，中間二塊網格狀板塊 4垂直夾住了中心的碎石等濾料6，組成了一道垂直牆體，在垂直牆體的頂部設置一個頂部水箱1，在頂部水箱的底部連接一個滴水管2，從滴水管中滴落的水在碎石等濾料6中滲透流動到底部水池8中，使垂直牆體具備了過濾水體的功能。垂直牆體的網格狀板塊4和碎石等濾料6之間的孔隙可以讓空氣流通，空氣中的灰塵等雜質在繞過孔隙時會被吸附在溼潤的碎石等濾料6中，使垂直牆體具備了清洗空氣的功能。從垂直牆體中返回到底部水池8的水是經過碎石等濾料6反覆滲透過濾的，與空氣接觸面積大時間長，水體中氧氣含量高，很適宜在底部水池8中養殖魚類。水在垂直牆體中經過栽培槽3時，栽培槽3中的土壤等適宜種植的基質5具有毛細管吸附功能，能自動從垂直牆體中吸收水份，一旦飽和，就會自動停止吸收，當下雨時，栽培槽3中的土壤等適宜種植的基質5能夠自動向垂直牆體中排水，雨水無法積儲在栽培槽3中，這就使栽培槽3內的土壤等適宜種植的基質5具有乾旱時不用澆水，連續下雨時不用排澇的功能。水在重力作用下，從上向下在碎石等濾料中滲透流動， 水與碎石等濾料之間具有一定的引力，不會向外飛濺，除了蒸發和被植物吸收外，上下循環流動的水量不會流失。
上述設計的圖示結構和應用方式，僅用於對本發明進行說明，便於理解，並不構成對權利要求
範圍的限制，根據本發明的結構原理，本領域技術人員採用其他實質性等同手段，均在本發明權利要求
範圍內。
權利要求
1.一種用框架設施立體栽培植物的裝置，其特徵在於用二塊網格狀板塊夾住中間的碎石等濾料設置成一道垂直牆體，垂直牆體的頂部設置一水箱，水箱上連接一平行與垂直牆體的滴水管，垂直牆體底部設置一水池，頂部水箱中的水，通過滴水管滴落到垂直牆體的碎石等濾料中，再滴落到底部水池中，頂部水箱與底部水池之間設置一水泵補水系統，當頂部水箱缺水時水泵從底部水池中抽水補充，整個裝置中的水，能夠上下循環流動，垂直牆體二邊分別水平地設置一排排栽培槽，栽培槽中設置土壤等適宜於植物生長的基質，栽培植物。
2.根據權利要求
1所述的用框架設施立體栽培植物的裝置，其特徵在於所述的網格狀板塊的材料是用塑料等化工產品、不鏽鋼等金屬製品、陶瓷玻璃等製品及竹、木等編製品製作，網格狀板塊的網孔大小根據栽培植物的需水性能設置，需水性大，網孔大，需水性小， 網孔小，二塊網格狀板塊中間間隔在5cm-20cm之間。
3.根據權利要求
1所述的用框架設施立體栽培植物的裝置，其特徵在於所述的碎石等濾料，是用麥飯石、電氣石、石英石、頁巖、陶粒等結構穩定、能長期在水體中浸泡不腐蝕、 無毒性、有利於過濾並改善水質的材料，碎石等濾料的粒徑大於網格狀板塊的網孔。
4.根據權利要求
1所述的用框架設施立體栽培植物的裝置，其特徵在於所述的頂部水箱的規格和形狀，是根據需要和環境條件設置的，室內設置時，可以與垂直牆體的寬度相適應的長方形，水箱容量大於滴水流量30倍以上，室外設置時既可以與室內設置相同，也可以根據環境條件獨立設置。
5.根據權利要求
1所述的用框架設施立體栽培植物的裝置，其特徵在於所述的滴水管，平行設置在垂直牆體的頂部，長度與垂直牆體的寬度相適應，在滴水管上設置一個開關，控制滴水管流量，調節水滴速度。
6.根據權利要求
1所述的用框架設施立體栽培植物的裝置，其特徵在於所述的水泵補水系統，是由底部水池、頂部水箱、水管、水泵和水位自動控制裝置或定時器等組成的，其動力能源，可以是電能、風能、太陽能等，當頂部水箱缺水時水泵能自動從底部水池中抽水補充。
7.根據權利要求
1所述的用框架設施立體栽培植物的裝置，其特徵在於所述的栽培槽，緊貼在中間的網格狀板塊上，從網格狀板塊中經過的水在毛細管原理作用下，能夠滲透到栽培槽的土壤等適宜植物生長的基質中，且不會積水，栽培槽中的土壤等適宜植物生長的基質，是採用自然水田中的土壤或有機腐植土或人工製成的其它栽培基質，栽培槽呈上下水平排列，上下間距根據栽培植物的需求進行設置，一般栽培葉菜類植物的間距設置在 20cm-40cm之間，長度與垂直牆體相匹配。
8.根據權利要求
1所述的用框架設施立體栽培植物的裝置，其特徵在於將該裝置設置在道路上代替隔離欄或設置在建築物之間代替圍牆，將下水道、地溝、陰井改造成能收集從垂直牆體中滴落下來的水，代替底部水池，該裝置就能成為鑲嵌在城市建築物中的路邊菜園和立體水田，還能過濾淨化居民排放的生活汙水，清洗城市空氣。
9.根據權利要求
1所述的用框架設施立體栽培植物的裝置，其特徵在於該裝置設置在河道等水域上面，河道等水域就自然地代替底部水池，該裝置就能成為水上菜園和立體水田，同時還能過濾淨化水域的水質，改善水域景觀。
10.根據權利要求
1所述的用框架設施立體栽培植物的裝置，其特徵在於該裝置設置在室內，代替隔離牆或屏風，將底部水池設置成魚缸式水箱，再配置一些燈光設施給植物補光，就能成為設置在家庭室內的菜園和立體水田。
專利摘要
立體水田，本發明用二塊網格狀板塊夾住中間的碎石等濾料設置成一道垂直牆體，垂直牆體的頂部設置一水箱，水箱上連接一平行與垂直牆體的滴水管，垂直牆體底部設置一水池，頂部水箱中的水通過滴水管滴落到垂直牆體的碎石等濾料中滲透流動返回到底部水池中，底部水池中可以養殖魚類，頂部水箱與底部水池之間設置一水泵補水系統，當頂部水箱缺水時水泵從底部水池中抽水補充，形成水體持續地上下循環流動，垂直牆體二邊分別水平地設置一排排栽培槽，栽培槽中設置土壤等適宜於植物生長的基質，栽培植物。
文檔編號A01K63/00GKCN102356735SQ201110249697
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月21日
發明者陳國柱 申請人:陳國柱導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan