一种空气水分子液化传输利用装置的制作方法

1.本实用新型涉及市政工程建设领域，特别是涉及一种空气水分子液化传输利用装置，尤其是利于提高边坡植物成活率和存活率，减少灌溉成本，利于岩石山地边坡绿化，适合当前山地边坡绿化、修复、保护的生态发展需求。


背景技术：

2.随着城市生活设施不断完善，城市绿地在不断饱和的状态下，我国在完善城市绿化的基础上，对周边的荒山、裸露岩石、破坏矿山的修复也越来越重视，但是种植后的养护灌溉措施技术成本较高，直接影响山地绿化的进度和成果。
3.现阶段，我国在山地边坡修复、绿化过程中，后期养护主要是集中管网灌溉，成片统一养护，种植的品种比较集中统一，无法做到单株的根据苗木品种和需要单独灌溉，成片铺设管网难度大，成本造价高，工作风险大；补植的苗木，由于区分困难，无法做到针对性养护，成活率较低。而使用的保水剂措施，只能靠补充水源缓解一段时间的干旱，无法长期的保持水分，并且由于保水剂对空气中的水资源无法利用，因此无法使用在地表。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提出一种可以将山地空气水分子液化，通过胁迫传输至植物根系周围，供植物生长利用的空气水分子液化传输利用装置，从而提高山地边坡植物成活率和存活率，实现陡峭边坡覆绿的水分液化利用。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种空气水分子液化传输利用装置，包括呈环状设置在上部的水分子捕捉器、呈环状设置在中部的溶液储存腔、呈环状设置在下部内层的湿润过滤层与呈环状设置在下部外层的水分胁迫带，所述水分子捕捉器包括上部的遮雨装置、设置在所述遮雨装置内的水分子液化剂、设置在外壁上的雨水导流槽，所述溶液储存腔上部通过竖直设置的多根溶液疏导管与水分子捕捉器底部相连通，所述溶液储存腔下部通过竖直设置的水分疏导管网与所述湿润过滤层相连接，所述水分胁迫带由保水剂含量自内而外依次降低的颗粒状保水剂基质层与无纺布交替设置而成，所述水分胁迫带内侧填充有根部基质层。
6.优选地，所述遮雨装置为顶部不透水、侧面设有通风孔的t型圆环空腔结构，所述遮雨装置的顶部设有可活动打开的盖板。
7.优选地，所述水分子液化剂填充在所述t型圆环空腔结构的空腔中，所述水分子液化剂为碎屑或颗粒形状的氯化钙。
8.优选地，所述遮雨装置由软塑pvc材料制成，厚度为4mm；所述t型圆环空腔结构的上部横向结构宽度为20cm，厚度为5cm，呈圆形设置，所述t型圆环空腔结构的下部竖向结构宽度为5cm，高度为15cm，底部呈凹槽型；所述凹槽的底部设有微孔，所述微孔的直径为1cm。
9.优选地，所述溶液储存腔的顶部设有入水口；所述溶液疏导管为直径1cm的软管，所述溶液疏导管上部与所述微孔相连，下部与所述入水口相连通。
10.优选地，所述溶液储存腔呈环形墙体布置在种植穴周围，所述溶液储存腔的宽度为15cm，高度为10cm；所述水分疏导管网为软塑材质，直径2mm；所述水分疏导管网上部与所述溶液储存腔连接，下部插入所述湿润过滤层内。
11.优选地，所述湿润过滤层为外围有8g/
㎡
的无纺布包裹的粉末状保水剂基质，所述水分胁迫带设置在无纺布的外侧。
12.优选地，所述水分胁迫带包括自内而外依次设置的第一颗粒状保水剂基质层、第二颗粒状保水剂基质层、第三颗粒状保水剂基质层、第四颗粒状保水剂基质层，所述第一颗粒状保水剂基质层、第二颗粒状保水剂基质层、第三颗粒状保水剂基质层、第四颗粒状保水剂基质层中保水剂质量含量依次为4％、8％、15％、25％。
13.优选地，所述水分胁迫带中的颗粒状保水剂基质层由园土与草炭土按照体积比1:1混合后，按质量含量与保水剂进行配比混合制成；所述根部基质层由草炭土、园土、蛭石按照体积比3:3:2混合均匀后加入质量百分含量为1.5％的保水剂混合制成。
14.优选地，所述湿润过滤层与水分胁迫带之间设有阻隔板，所述阻隔板上设有渗透微孔，所述阻隔板上还铺设有无纺布层；所述阻隔板为硬质pvc材质，厚度为0.4cm。
15.基于上述技术方案，本实用新型的优点是：
16.本实用新型的空气水分子液化传输利用装置主要是通过在地表与空气接触部分设置固体试剂，将空气水分子吸附形成溶液，完成空气水分子的液化；液化后通过单向导管半圆形水分疏导管网，将溶液疏导分布；在运输溶液的导管外侧布置不同粒径和密实度的保水剂，将溶液中水分子胁迫出来，并传递转移至植物根系周围，供山坡植物生长，从而保证苗木生长所需水分，提高苗木的成活率和存活率。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1为空气水分子液化传输利用装置立体示意图；
19.图2为空气水分子液化传输利用装置截面示意图；
20.图3为空气水分子液化传输利用装置工作原理示意图。
具体实施方式
21.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
22.本实用新型提供了一种空气水分子液化传输利用装置，如图1～图3所示，其中示出了本实用新型的一种优选实施方式。本实用新型将空气中水分子收集起来并传递转移至植物根系周围，供山坡植物生长，从而保证苗木生长所需水分，提高苗木的成活率和存活率。
23.如图1、图2所示，本实用新型的空气水分子液化传输利用装置包括呈环状设置在上部的水分子捕捉器、呈环状设置在中部的溶液储存腔04、呈环状设置在下部内层的湿润过滤层06与呈环状设置在下部外层的水分胁迫带07，所述水分子捕捉器包括上部的遮雨装置01、设置在所述遮雨装置01内的水分子液化剂02、设置在外壁上的雨水导流槽10，所述溶
液储存腔04上部通过竖直设置的多根溶液疏导管03与水分子捕捉器底部相连通，所述溶液储存腔04下部通过竖直设置的水分疏导管网05与所述湿润过滤层06相连接，所述水分胁迫带07由保水剂含量自内而外依次降低的颗粒状保水剂基质层与无纺布11交替设置而成，所述水分胁迫带07内侧填充有根部基质层08。
24.具体地，所述遮雨装置01为顶部不透水、侧面设有通风孔09的t型圆环空腔结构，所述遮雨装置01的顶部设有可活动打开的盖板。所述遮雨装置01由软塑pvc材料制成，厚度为4mm；所述t型圆环空腔结构的上部横向结构宽度为20cm，厚度为5cm，呈圆形设置，所述t型圆环空腔结构的下部竖向结构宽度为5cm，高度为15cm，底部呈凹槽型；所述凹槽的底部设有微孔13，所述微孔13的直径为1cm。t型圆环空腔结构外壁刻有雨水导流槽10，导流雨水。
25.优选地，所述水分子液化剂02填充在所述t型圆环空腔结构的空腔中，所述水分子液化剂02为碎屑或颗粒形状的氯化钙。在夏季空气湿度达到62％以上时，将空气中的水分子通过与cacl2为主要组成物资的基质进行充分接触，将空气中水分转化为cacl2·
6h2o等，从而实现空气水分子液化过程。
26.如图2所示，所述溶液储存腔04的顶部设有入水口14；所述溶液疏导管03为直径1cm的软管，所述溶液疏导管03上部与所述微孔13相连，下部与所述入水口14相连通。所述溶液储存腔04呈环形墙体布置在种植穴周围，所述溶液储存腔04的宽度为15cm，高度为10cm；所述水分疏导管网05为软塑材质，直径2mm；所述水分疏导管网05上部与所述溶液储存腔04连接，下部插入所述湿润过滤层06内。所述湿润过滤层06为外围有8g/
㎡
的无纺布包裹的粉末状保水剂基质，所述水分胁迫带07设置在无纺布的外侧。
27.水分胁迫带07主要是由参加不同比例的颗粒状保水剂基质与8g/
㎡
的无纺布，交替布置。每个配比的径向基质厚度为5cm，越靠近根系部分、保水剂含量越高。优选地，所述水分胁迫带07包括自内而外依次设置的第一颗粒状保水剂基质层07
‑
1、第二颗粒状保水剂基质层07
‑
2、第三颗粒状保水剂基质层07
‑
3、第四颗粒状保水剂基质层07
‑
4，所述第一颗粒状保水剂基质层07
‑
1、第二颗粒状保水剂基质层07
‑
2、第三颗粒状保水剂基质层07
‑
3、第四颗粒状保水剂基质层07
‑
4中保水剂质量含量依次为4％、8％、15％、25％。优选地，所述水分胁迫带07中的颗粒状保水剂基质层由园土与草炭土按照体积比1:1混合后，按质量含量与保水剂进行配比混合制成。
28.保水剂是粒径为1
‑
3mm的颗粒状高吸水性分子材料，主要成分是是丙烯酰胺
‑
丙烯酸盐共聚交联物。在土壤中具有能吸收肥料、水分、并缓慢释放，增加肥效等功能。它无毒无害，不溶于水，但能反复吸收、释放水分。
29.进一步，所述根部基质层08由草炭土、园土、蛭石、保水剂四种材料混合而成。具体地，由草炭土、园土、蛭石按照体积比3:3:2混合均匀后加入质量百分含量为1.5％的保水剂混合制成，保水剂为白色颗粒状晶体，粒径1～2mm，能够多次吸水、失水。
30.如图2所示，所述湿润过滤层06与水分胁迫带07之间设有阻隔板12。所述阻隔板12上设有渗透微孔，所述阻隔板12上还铺设有无纺布层；所述阻隔板为硬质pvc材质，厚度为0.4cm。
31.本实用新型的空气水分子液化传输利用装置主要是通过将空气中的水分子通过液化后、胁迫转移至植物根系周围，供山坡植物生长，从而保证苗木生长所需水分，提高苗
木的成活率和存活率。具体而言，本装置通过水分子捕捉器完成空气水分子液化；水分子捕捉器是顶部不透水、侧面带有微孔的t型圆环空腔结构，避免雨水直接进入，内部填充氯化钙试剂吸水，下部与储水区相连接。在夏季空气湿度达到62％以上时，空气中的水分子通过与cacl2进行充分接触，将空气中水分转化为cacl2·
6h2o等溶液，从而实现空气水分子液化过程；液化后的溶液通过φ1cm溶液疏导管进入储存区，作为干旱时间的补给水水源，缓解植物的生长需水；储存区溶液通过环形布置的φ2mm水分疏导管网，完成水分的疏导分布；在疏导管网末端布置湿润过滤层，层内填充粉末型保水剂，当cacl2·
6h2o溶液与保水剂接触时，水分子被转移到保水剂中，实现疏导管外围的溶液水分子胁迫转移，将部分cacl2·
(1～3)h2o等隔离在包裹有粉末状和颗粒状保水剂的无纺布外侧，完成水分子的转移。在湿润层外侧，布置水分胁迫带，胁迫带区域是无纺布与基质交替布置的区域，无纺布与无纺布中间的保水剂颗粒距离疏导管网末端的湿润过滤层越远，颗粒越大、占有的基质比例越小，使水分传导性逐渐减弱，从而使经过一段距离传输后，到达植物根系周围的种植基质中的水分保持一定的湿润程度，满足干旱季节根系的吸水需求，避免雨季雨水过多根系周围水分过大，保证植物的正常生长，从而提高苗木的成活率和保存率。
32.本实用新型中空气中水分子液化原理如下：
33.本装置在实现本功能过程中，主要是在雨季空气湿度较大时，在避免雨水对化学试剂干扰的基础上，通过化学试剂cacl2与水分子结合，形成溶液。在形成过程中，通过遮雨装置中的雨水导流槽，将雨水直接收集到植物根系周围的基质中，避免雨水对化学试剂cacl2的溶解影响，降低装置的使用时间。遮雨装置是侧面带有微孔的t型圆环空腔结构，由软塑pvc材料制成，材料厚度4mm，顶部不透水、顶部盖板可以打开以便更换内部碎屑和颗粒状水分子液化剂cacl2，颗粒状试剂在顶层，厚度2cm，碎屑状试剂在底层，厚度3cm，碎屑状cacl2试剂底层铺设有45g/
㎡
的无纺布，无纺布下面设置带有毛细孔的阻隔板；cacl2试剂在夏季空气湿度达到62％以上时，试剂与空气充分接触，吸附空气中的水分子，转化为cacl2·
6h2o溶液，从而实现空气水分子液化过程。t型圆环空腔结构上部横向结构宽20cm，厚5cm，呈圆形分布；t型圆环空腔结构竖向宽5cm，高15cm，底部呈凹槽型，凹槽底部有与疏导管相连接的微孔，孔直径1cm，以便及时将溶液通过疏导管排入溶液储存腔中。
34.本实用新型中水分子胁迫传输原理如下：
35.水分子液化后的溶液通过φ1cm溶液疏导管进入溶液储存腔，作为干旱时间的补给水水源，缓解植物的生长需水；溶液储存腔中的溶液通过环形布置的φ2mm水分疏导管网，完成水分的疏导分布；在疏导管网末端处设置湿润过滤层，湿润过滤层主要是8g/
㎡
无纺布包裹的粉末状保水剂基质(保水剂含量100％)，当cacl2·
6h2o溶液与保水剂接触时，水分子被转移到保水剂中，实现疏导管外围的溶液水分子胁迫转移，将部分cacl2·
(1～3)h2o等隔离在包裹有粉末状无纺布外侧，完成水分子的转移。在湿润过滤层外侧，布置水分胁迫带7，水分胁迫带区域是无纺布与基质交替布置的区域，无纺布与无纺布中间的保水剂颗粒距离疏导管网末端的湿润过滤层越远，颗粒越大、占有的基质比例越小，保水剂的质量含量比例由外向内，依次25％、15％、8％、4％，每个配比的径向基质厚度为5cm，越靠近根系部分、保水剂含量越少，由于保水剂的含量逐渐减少，水分传导性也逐渐减弱，从而使经过一段距离传输后，到达植物根系周围的种植基质中的水分保持一定的湿润程度，满足干旱季节根系的吸水需求，避免雨季雨水过多根系周围水分过大，保证植物的正常生长，从而提高
苗木的成活率和保存率。
36.为进一步说明本实用新型的空气水分子液化传输利用装置的使用效果，在北京星河园林景观工程有限公司张家口红石砬试验项目的实际使用情况说明如下：
37.示范段区域内山地景观坡高度13m，倾斜度75～72度，长40m，在试验区域内种植1年生二色胡枝子(裸根)、山桃(裸根)、山杏(裸根)、2年生黄栌(营养钵)4个品种的灌木，每个品种间隔种植，每隔5米换一个品种，4月份在山坡试验段种植130
㎡
，5月份种植180
㎡
，6月份种植100
㎡
。在试验段苗木中，4个品种随机各选择40
㎡
，30个植株作为样本，进行本实用新型的空气水分子液化传输利用装置使用观察。
38.通过采集数据对比，采用装置区域植株40
㎡
内，共计成活植株89株，平均成活率74.17％；未采用装置区域植株40
㎡
内，共计成活植株67株，平均成活率55.83％；总体提高苗木成活率18.34％。其中各个品种的成活情况是：二色胡枝子成活26株、成活率87％，山桃成活17株、成活率57％，山杏22株、成活率73％，黄栌24株、成活率80％；未采用装置的区域色胡枝子成活23株、成活率77％，山桃成活10株、成活率33％，山杏16株、成活率53％，黄栌18、成活率60％；胡枝子、山桃、山杏、黄栌，成活率分别提高了10％、23％、20％、20％。从统计的成活率数据对比可以看出，本实用新型的空气水分子液化传输利用装置的使用能够显著提高苗木的成活率，尤其是对于山桃该品种提高成活率比较显著。
39.本实用新型的空气水分子液化传输利用装置主要是通过在地表与空气接触部分设置固体试剂，将空气水分子吸附形成溶液，完成空气水分子的液化；液化后通过单向导管半圆形水分疏导管网，将溶液疏导分布；在运输溶液的导管外侧布置不同粒径和密实度的保水剂，将溶液中水分子胁迫出来，并传递转移至植物根系周围，供山坡植物生长，从而保证苗木生长所需水分，提高苗木的成活率和存活率。
40.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。