一种干旱区开源节流雨雪收集储存装置的制作方法

本发明属于传统水资源开发利用领域，涉及一种用于干旱区开源节流的雨雪收集储存装置。

背景技术：

随着气候变暖，降水减少以及人类的不合理活动等因素，造成许多河流干枯，沙漠化现象日益严重，加剧了干旱的发展，水资源的珍贵不言而喻，考虑如何进行开源节流从而充分利用水资源是关键性问题，雨水和雪水的回收利用无疑可以达到开源的目的，节水装置的利用从而节流。借鉴“海绵城市”的思想，下雨下雪时，吸水、蓄水，需要时将蓄存的水“提取”出来加以利用，这部分回收的水资源不仅可以用于生态修复，还可用于农作物的灌溉生长。

针对于中国的西北内陆干旱区，存在面积比例不小的沙漠地区，采取环境修复措施刻不容缓。现今的生态修复主要采取修建防护林、草格子固沙法等一系列的生态修复措施，而生态修复的耗水量问题需要考虑；该地区的农业发展离不开水，对于农作物的生长，特别是春季，容易出现由于缺水造成青黄不接的现状，雨季或冬季收集雨水或雪水则可以缓解这一问题，对于新疆地区经常出现的暴雪天气，雪水的收集还可以一定程度上减轻土壤盐碱化问题。

技术实现要素：

技术问题：本发明提供一种稳定性好，适用于风力较大的地区，成本低廉、制作简单，能够防止水分渗透和蒸发损失，可用于干旱区绿洲灌溉或生态修复的干旱区开源节流的雨雪收集储存装置。

技术方案：本发明的干旱区开源节流的雨雪收集储存装置，包括集水箱、渗滤层和控制板，所述集水箱包括防渗底板、位于所述防渗底板两侧的支撑斜板、位于顶部的穿孔排水层，所述控制板设置在集水箱中，位于穿孔排水层下方，所述渗滤层设置在穿孔排水层上方，控制板中间设置有入流口。

进一步的，本发明装置中，控制板的坡面向集水箱中央倾斜10～15度，引导水流流向中部的入流口，穿孔排水层与控制板之间形成隔水层。

进一步的，本发明装置中，支撑斜板与地面呈45～60度的夹角，支撑斜板上部延伸超出集水箱的顶部高度，下方延伸插入土壤深层。

进一步的，本发明装置中，集水箱的内侧，即支撑斜板和防渗底板的内侧都附有防渗土工布。

进一步的，本发明装置中，集水箱底部设置有出水口，出水口处设置有控制闸门。

进一步的，本发明中，考虑到不同的气候区域，因地制宜可分别采用地上和地下两种形式，将集水箱主体设置在地上或者地下。

进一步的，本发明中，渗滤层主要由一层粒径大致为6～8cm的鹅卵石平铺而成，用于简单的过滤或防止下落的杂物阻挡穿孔排水层(如树叶)，同时还可增加装置的重量，防止在风力较大的地区，装置无法保持自身的稳定。

进一步的，本发明中，在穿孔排水层下方倾斜设置有厚度大致为0.5～1cm的pc塑料构成的控制板，坡面向中央倾斜大约10～15度，引导水流流向中部的入流口，穿孔排水层与控制板之间形成隔水层，有利于防止收集到集水箱中的水分蒸发损失。

进一步的，本发明中，装置的两侧由支撑斜板固定，与地面呈45～60度的夹角，上部延伸超出集水箱的顶部高度，形成风沙阻隔板，同时还可扩大雨雪的收集范围，下方延伸插入土壤深层，用于固定该装置。

进一步的，本发明中，所述集水箱的内侧，即指的是支撑斜板的中间部分和防渗底板的内部都附有防渗土工布。

一种干旱区开源节流的雨雪收集储存装置，包括：渗滤层、穿孔排水层、控制板、集水箱和支撑斜板。渗滤层主要由一层粒径大致为6～8cm的鹅卵石平铺而成，用于简单的过滤或防止下落的杂物阻挡穿孔排水层(如树叶)，同时还可增加装置的重量，防止在风力较大的地区，装置无法保持自身的稳定。穿孔排水层设置在渗滤层正下方。穿孔排水层的下方倾斜设置不透水控制板，坡面向中央倾斜大约10～15度，引导水流流向中部的入流口，穿孔排水层与控制板之间形成隔水层，有利于防止收集到集水箱中的水分蒸发损失。装置的两侧由支撑斜板固定，与地面呈45～60度的夹角，上部延伸超出集水箱的顶部高度，形成风沙阻隔板，同时还可扩大雨雪的收集范围，中部内侧设有防渗土工布，防止集水箱收集的水资源渗漏，下方延伸插入土壤深层，用于固定该装置。防渗底板与地面齐平，设置在集水箱的底部，上方附有一层防渗土工布，与支撑斜板处的防渗土工布相连接，防渗底板、支撑斜板和穿孔排水层一起构成集水箱，集水箱的底部设置有出水口，出水口附近设置有闸门，控制水资源的存放或利用问题，可通过出水口将水资源收集到更大的水库中储存或直接连接到需要灌溉的作物周边。

本发明涉及水资源的开发利用，收集雨水和雪水资源，特别针对于新疆地区的冬季暴雪情况，利用“海绵城市”的蓄水思想，以开源节流为核心，创建了一种用于生态修复和绿洲灌溉的雨雪收集储存装置。雨雪天可收集水资源至集水箱中，后期收集的水资源即可用于绿植浇灌。

本发明装置中，对于不同的气候区域，分别可采用地上和地下两种形式，适用于干旱地区或沙漠边缘地区，对水资源的收集利用方面有重大意义，且可按照当地的实际情况来确定该装置的具体大小，适用范围广，可操作性强。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1.本发明考虑到不同的气候区域，因地制宜地设置了地上和地下的两种装置方式，一种地上干旱区开源节流的雨雪收集储存装置，主体集水箱设置在地面以上，减小工程量的同时，可以使得集水箱中收集的水资源相比地面具有一定的水头差，方便水流运输，并且检修也较为方便；另一种地下干旱区开源节流的雨雪收集储存装置，主体集水箱设置在地面以下，充分保证装置的稳定性，避免装置主体部分风吹日晒，延长装置的使用年限。

2.雨雪资源收集过程中，无法避免杂物的混入，相较于现有的大多数杂物分离装置，如隔离网、分离器等，本发明中所考虑到的渗滤层装置成本低廉、制作简单，在穿孔排水层的上方设置一层渗滤层，主要由一层粒径大致为6～8cm的鹅卵石平铺而成，用于简单的过滤或防止下落的杂物阻挡穿孔排水层(如树叶)，同时还可增加装置的重量，防止在风力较大的地区，装置无法保持自身的稳定。

3.雨雪收集器收集雨雪的能力主要取决于承接雨雪的收集面积大小，如何扩大雨雪的收集面积是需要重点考虑的问题，本发明中支撑斜板的设置使得雨雪收集面扩大的同时，控制了该装置的材料用量和占地面积，设置方法如下：支撑斜板与地面呈45～60度的夹角，上部延伸，形成风沙阻隔板，同时还可扩大雨雪的收集范围；中部内侧设置防渗土工布，防止集水箱中水资源渗漏；下方进一步延伸，用于固定该装置，保证装置稳定性。

4.水资源收集之后，必须要防止收集的水资源再次蒸发到空气中，现今很少有相关发明装置考虑到这一点，本发明中设置隔水层，其优点在于：隔水层由穿孔排水层和控制板构成，控制板倾斜设置，坡面向中央倾斜大约10～15度，引导水流流向中部的入流口，隔水层的设置有利于防止收集到集水箱中的水分蒸发损失。

附图说明

图1：一种地上干旱区开源节流的雨雪收集储存装置

图2：一种地下干旱区开源节流的雨雪收集储存装置

图3：一种干旱区开源节流的雨雪收集储存装置俯视图

图中有：1.地面、2.支撑斜板、3.渗滤层、4.穿孔排水层、5.入流口、6.隔水层、7.控制板、8.集水箱、9.防渗土工布、10.防渗底板、11.出水口。

具体实施案例

下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：一种地上干旱区开源节流的雨雪收集储存装置，包括：渗滤层3、穿孔排水层4、控制板7、集水箱8和支撑斜板2。该装置主要设置在干旱区的农田种植区或生态修复防护林保护区，考虑设置为地上方式，主要为减小装置安装工程量，该装置的大小和长宽比例取决于研究区域的大小。渗滤层3主要由一层粒径大致为6～8cm的鹅卵石平铺而成，用于简单的过滤或防止下落的杂物阻挡穿孔排水层4(如树叶)，同时还可增加装置本身的重量，防止在风力较大的地区，装置无法保持自身的稳定。穿孔排水层4由厚度为2～3cm的多孔混凝土组成，边缘嵌入四周的支撑斜板中，保证水流下渗速度快的同时，材料的耐久性强，同时给渗滤层3提供支撑。下方倾斜设置有厚度大致为0.5～1cm的pc塑料构成的控制板7，整个装置中包含有两块控制板7，控制板7的三边分别嵌入周围的支撑斜板2中，用于固定控制板7本身，其坡面向中央向下方倾斜大约10～15度，从而引导收集的水流在重力的作用下流向中部的入流口5，若控制板7本身较大，为保持控制板7的稳定，可考虑在靠近入流口5处增加提拉固定装置，如锁链连接到上方的穿孔排水层4中，用以保持控制板7的稳定，穿孔排水层4与控制板7之间形成隔水层6，纵剖面呈等腰三角状，其垂直高度取决于控制板7的宽度与向下倾斜的度数，该设置有利于防止收集到集水箱8中的水分蒸发损失。装置的两侧由支撑斜板2固定，与地面呈45～60度的夹角，夹角的大小取决于当地气候情况，主要考虑风速影响，上部延伸20～30cm超出集水箱8的顶部高度，形成风沙阻隔板，同时还可扩大雨雪的收集范围，中部内侧设有防渗土工布9，防止集水箱8收集的水资源渗漏，下方延伸插入土壤深层，用于固定该装置。防渗底板10与地面齐平，设置在集水箱8的底部，上方附有一层防渗土工布9，与支撑斜板2处的防渗土工布9相连接，防渗底板10、支撑斜板2和穿孔排水层4构成集水箱8，集水箱8的底部设置有出水口11，出水口11附近设置有闸门12，控制水资源的存放或利用问题，可通过出水口11将水资源收集到更大的水库中储存或直接连接到需要灌溉的作物周边。

实施例2：一种地下干旱区开源节流的雨雪收集储存装置，包括：渗滤层3、穿孔排水层4、控制板7、集水箱8和支撑斜板2。该装置适用于沙漠边缘的绿洲处，由于在沙漠区风力强劲，且装置固定困难，为充分保证该装置的稳定性，将主体集水箱8设置在地面以下，该装置的大小和长宽比例取决于研究区域的大小。渗滤层3主要由一层粒径大致为6～8cm的鹅卵石平铺而成，用于简单的过滤或防止下落的杂物阻挡穿孔排水层4(如树叶)，同时还可增加装置的重量，防止在风力较大的地区，装置无法保持自身的稳定。穿孔排水层4与地面齐平，由多孔混凝土组成，边缘嵌入四周的支撑斜板中，保证水流下渗速度快的同时，材料的耐久性强。下方倾斜设置由pc塑料构成的控制板7，整个装置中包含有两块控制板7，控制板7的三边分别嵌入周围的支撑斜板2中，坡面向中央倾斜大约10～15度，从而引导收集的水流在重力的作用下流向中部的入流口5，若控制板7本身较大，可考虑在靠近入流口5处增加提拉固定装置，如锁链连接到上方的穿孔排水层4中，用以保持控制板7的稳定，穿孔排水层4与控制板7之间形成隔水层6，纵剖面呈等腰三角状，其垂直高度取决于控制板7的宽度与向下倾斜的度数，该设置有利于防止收集到集水箱8中的水分蒸发损失。装置的两侧设置支撑斜板2，与地面呈45～60度的夹角，夹角的大小取决于当地气候情况，主要考虑风速影响，上部延伸20～30cm超出地面，形成风沙阻隔板，同时还可扩大雨雪的收集范围，下方同样延伸插入地面以下，用于固定该装置。防渗底板10设置在集水箱8的底部，与支撑斜板2和穿孔排水层4构成集水箱8，集水箱8的内侧，即指的是支撑斜板2的中间部分和防渗底板10的内部都附有防渗土工布9，集水箱8的底部设置有出水口11，可通过出水口11将水资源收集到更大的水库中储存。

本发明中，考虑到不同的气候区域，因地制宜可分别采用地上和地下两种形式，将集水箱8主体设置在地上或者地下，其集水箱8的大小按照当地的实际情况来确定。

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。