岩溶石山地区小型矿山生态修复新型灌溉装置的制作方法

1.本发明属于矿山修复技术领域，具体涉及一种岩溶石山地区小型矿山生态修复新型灌溉装置。


背景技术：

2.20世纪80年代以来，随着国家对矿产资源需求的迅速增加及矿业经济的迅猛发展，因矿山开采而造成的生态环境破坏问题也日趋严重，特别是露天开采，不但影响自然景观、造成环境污染，而且还会诱发山体滑坡，造成水土流失等地质灾害，因此，人们需要在矿山上进行植被恢复。但是由于矿山在开采的过程中利用大量的地下水资源，导致地下水减少，土壤含水量降低，不仅无法为采矿工作提供正常的生活用水，也不能为矿山上的植物提供充足的水源供给，因此增加了矿山修复的后期维护成本，影响了矿山修复的植被生长效果。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提出了一种收集雨水，蓄水保护土地，改善矿山水土流失的岩溶石山地区小型矿山生态修复新型灌溉装置。
4.为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种岩溶石山地区小型矿山生态修复新型灌溉装置，其特征在于：包括集水槽、过滤槽、蓄水槽和喷淋组件；所述的集水槽内设置有用于对雨水进行过滤的净水层；所述的过滤槽与所述的集水槽连通，且所述的过滤槽内设置有用于对流入所述的过滤槽内的雨水进行过滤的过滤件；所述的蓄水槽与所述的过滤槽连通；所述的喷淋组件包括喷淋头、输水管和水泵，所述的输水管的一端与所述的蓄水槽连通，所述的输水管的另一端与所述的喷淋头连接，所述的喷淋头用于将雨水喷洒到植物上，且所述的输水管从所述的蓄水槽内输送雨水的动力由所述的水泵提供。
5.进一步，所述的过滤件为过滤网，所述的过滤网倾斜地设置在所述的过滤槽内，且与所述的过滤槽的侧壁形成有倾斜角。
6.进一步，所述的倾斜角的角度为20
°
～45
°
。
7.进一步，所述的蓄水装置还包括电源组件，所述的电源组件包括竖杆、太阳能电池板以及蓄电池，所述的竖杆上设置在所述的蓄水槽的外侧，所述的太阳能电池板固定连接在所述的竖杆的上端，且所述的太阳能电池板的输出端通过充电转换器与所述的蓄电池电连接，所述的蓄电池的输出端与所述的水泵电连接。
8.进一步，所述的蓄水槽的侧壁上设有用于检测蓄水槽内水位高度的水泵控制系统，所述的水泵控制系统包括水位传感器和控制器，水位传感器和控制器电连接；所述的水泵控制系统与所述的水泵电连接。水泵控制系统的设置可以实现对蓄水槽内的水进行监
测，并在水位过低时自动关闭水泵，避免蓄水槽内水过低造成水泵空转，从而损坏水泵。
9.进一步，所述的净水层包括20%～30%陶粒、20%～30%炉渣、15%～20%沸石、15%～25%纤维滤料、10%～15%净水剂。
10.进一步，按照重量份数，所述的净水剂包括：聚合氯化铝镁20
‑
50份，改性聚合氯化铝15
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35份，硫酸亚铁10
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20份，硫酸钠15
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25份，活性炭1
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5份，聚丙烯酰胺2
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4份，硅藻土11
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20份，果壳滤料8
‑
15份。
11.进一步，按照重量份数，所述的净水剂包括：聚合氯化铝镁25
‑
50份，改性聚合氯化铝15
‑
20份，硫酸亚铁10
‑
12份，硫酸钠15
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20份，活性炭1
‑
2份，聚丙烯酰胺2
‑
3份，硅藻土11
‑
15份，果壳滤料8
‑
10份。
12.进一步，所述的改性聚合氯化铝的制备方法为：1）将氯化铝和氯化钙溶于去离子水中，加热170℃搅拌下进行反应热解；反应结束后，取上层溶液进行熟化，得到液态聚合氯化铝；2）将硅酸钠溶于去离子水后，调节ph值为3.5，得到聚硅酸溶液；3）往液态聚合氯化铝中加入聚硅酸溶液，室温下进行熟化，熟化后烘干，得到改性聚合氯化铝。
13.岩溶石山地区小型矿山生态修复新型灌溉装置的使用方法：首先采用集水槽对雨水进行收集，并通过设置在集水槽内的净水层对收集的雨水进行净化，净化后的雨水再流入到过滤槽内，经过滤槽内的过滤件进行过滤后，最后流入到蓄水槽内进行存储，从而完成对雨水的存储；当需要对植被进行喷淋时，只需要在水泵的作用下，通过输送管将蓄水槽内的水由喷淋头喷洒到植被上，解决了矿山环境复杂不便于从外界运水对植被进行灌溉的问题。通过净水层对雨水的净化可以有效避免雨水中的混杂污渍流入到过滤层内，再经过过滤槽内的过滤件进行二次过滤，雨水得到进一步地过滤，避免了雨水中混杂的有害物质对喷淋后的植被造成损害。
14.本发明技术方案具有以下有益效果：1.本发明通过净水层对雨水的净化可以有效避免雨水中的混杂污渍流入到过滤层内，再经过过滤槽内的过滤件进行二次过滤，雨水得到进一步地过滤，避免了雨水中混杂的有害物质对喷淋后的植被造成损害。
15.2.本发明的过滤网与过滤槽的侧壁形成倾斜角的角度为20
°
～45
°
，这样使得从集水槽上流入到过滤槽内的水与过滤网的接触面积最大，能够更好地对流入的水进行过滤，将水中的大多数的细小颗粒及毛屑等不溶性杂质过滤掉。
16.3.本发明通过太阳能电池板将光能转换为电能，然后再经过充电转换器将电能存储在蓄电池中，使得蓄电池能够及时地为水泵正常工作提供电源。
17.4.本发明采用集水槽对雨水进行收集，并通过设置在集水槽内的净水层对收集的雨水进行净化，净化后的雨水再流入到过滤槽内，经过滤槽内的过滤件进行过滤后，最后流入到蓄水槽内进行存储，从而完成对雨水的存储；当需要对植被进行喷淋时，只需要在水泵的作用下，通过输水管将蓄水槽内的水由喷淋头喷洒到植被上，解决了矿山环境复杂不便于从外界运水对植被进行灌溉的问题，结构简单，成本低。
18.5.本发明的净水层的净水效果较强，通过实验表明其去浊率为93.5%
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95.8%，吸附性能好，避免了因水中颗粒较多而堵塞喷淋组件或者管道，保证设备正常运用。
附图说明
19.图1是本发明的结构示意图。
20.附图标记：1
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集水槽；2
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净水层；3
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过滤槽；4
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过滤件；5
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蓄水槽；6
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输水管；7
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喷淋头；8
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水泵；9
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竖杆；10
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蓄电池；11
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太阳能电池板；12
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植被；13
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水泵控制系统。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明作进一步说明。
22.实施例1：一种岩溶石山地区小型矿山生态修复新型灌溉装置，包括集水槽1、过滤槽3、蓄水槽5和喷淋组件；所述的集水槽1内设置有用于对雨水进行过滤的净水层2；所述的过滤槽3与所述的集水槽1连通，且所述的过滤槽3内设置有用于对流入所述的过滤槽3内的雨水进行过滤的过滤件4；所述的蓄水槽5与所述的过滤槽3连通；所述的喷淋组件包括喷淋头7、输水管6和水泵8，所述的输水管6的一端与所述的蓄水槽5连通，所述的输水管6的另一端与所述的喷淋头7连接，所述的喷淋头7用于将雨水喷洒到植物上，且所述的输水管6从所述的蓄水槽5内输送雨水的动力由所述的水泵8提供。
23.实施例2：本实施例与实施例1不同之处仅在于，所述的过滤件4为过滤网，过滤网为孔密度为60目的网纱制成；所述的过滤网倾斜地设置在所述的过滤槽3内，且与所述的过滤槽3的侧壁形成30度倾斜角。
24.实施例3：本实施例与实施例2不同之处仅在于，所述的蓄水装置还包括电源组件，所述的电源组件包括竖杆9、太阳能电池板11以及蓄电池10，所述的竖杆9上设置在所述的蓄水槽5的外侧，所述的太阳能电池板11固定连接在所述的竖杆9的上端，且所述的太阳能电池板11的输出端通过充电转换器与所述的蓄电池10电连接，所述的蓄电池10的输出端与所述的水泵8电连接；连接在竖杆9上的太阳能电池板11经过阳光充能，由充电转换器将储能转化为电能储存在蓄电池10内为水泵8提供电能工作。
25.实施例4：本实施例与实施例3不同之处仅在于，所述的蓄水槽5的侧壁上设有用于检测蓄水槽5内水位高度的水泵控制系统13，所述的水泵控制系统包括水位传感器和控制器，水位传感器和控制器电连接；所述的水泵控制系统13与所述的水泵8电连接。
26.实施例5：本实施例与实施例4不同之处仅在于，所述的净水层2包括20%～30%陶粒、20%～30%炉渣、15%～20%沸石、15%～25%纤维滤料、10%～15%净水剂；按照重量份数，所述的净水剂包括：聚合氯化铝镁25份，改性聚合氯化铝20份，硫酸亚铁10份，硫酸钠20份，活性炭1份，聚丙烯酰胺2份，硅藻土11份，果壳滤料8份；所述的改性聚合氯化铝的制备方法为：1）将氯化铝和氯化钙溶于去离子水中，加热170℃搅拌下进行反应热解；反应结束
后，取上层溶液进行熟化，得到液态聚合氯化铝；2）将硅酸钠溶于去离子水后，调节ph值在3.5之间，得到聚硅酸溶液；3）往液态聚合氯化铝中加入聚硅酸溶液，室温下进行熟化，熟化后烘干，得到改性聚合氯化铝。
27.实施例6：本实施例与实施例5不同之处仅在于，按照重量份数，所述的净水剂包括：聚合氯化铝镁20份，改性聚合氯化铝15份，硫酸亚铁10份，硫酸钠15份，活性炭1份，聚丙烯酰胺2份，硅藻土11份，果壳滤料8份。
28.实施例7：本实施例与实施例5不同之处仅在于，按照重量份数，所述的净水剂包括：聚合氯化铝镁50份，改性聚合氯化铝35份，硫酸亚铁20份，硫酸钠25份，活性炭5份，聚丙烯酰胺4份，硅藻土20份，果壳滤料15份。
29.对比例1：本对比例与实施例5不同之处仅在于，按照重量份数，所述的净水剂包括：聚合氯化铝镁15份，改性聚合氯化铝10份，硫酸亚铁5份，硫酸钠8份，活性炭0.5份，聚丙烯酰胺1份，硅藻土9份，果壳滤料5份。
30.对比例2：本对比例与实施例5不同之处在于：聚合氯化铝镁60份，改性聚合氯化铝40份，硫酸亚铁25份，硫酸钠30份，活性炭8份，聚丙烯酰胺6份，硅藻土22份，果壳滤料20份。
31.对比例3：本对比例与实施例5不同之处在于，所述的净水层2包括20%～30%陶粒、20%～30%炉渣、20%～30%沸石和20%～30%纤维滤料。
32.实验方法：1.事先备好收集的试样雨水；2.采用相同的器皿装置，在器皿装置内分别装入实施例5～7、对比例1～3中所述结构和配方；3.将收集的试样雨水搅拌均匀，避免试验出现较大误差；将搅拌好的试样雨水等量的倒入器皿装置内；4.采用国际标准iso7027—1984《水质——浊度的测定》中第一篇分光光度法测定试样雨水浊度。
33.对实施例5～7和对比例1～2的存储的雨水进行测试，测试结果如下表所示：
实施例5～7与对比例1～2的最主要的区别在于，实施例5～7采用了上述结构和配方，并且各成分的投加量都在一定范围内，而对比例1～2中各成分的投加量在前述的范围之外；从上表可知，实施例5～7的去浊率要显著高于对比例1～2，表明本技术的净水剂中各成分的含量只有严格限制在相应的范围内才有可能在保证净水能力的前提下，实现更好的净水，在此范围之外，不论是投加量均少于实施例所述的范围或者投加量均大于实施例所述的范围，均无法更好地实现净水。
34.实施例5～7、对比例1～2与对比例3的最主要区别在于，实施例5～7、对比例1～2的净水层添加了净水剂，而对比例3未添加净水剂；从上表可知，实施例5～7、对比例1～2的
去浊率要显著高于对比例3，表明本技术的净水剂能够显著的提高净水效果。
35.实施例5与实施例6～7的最主要区别在于，它们之间的成分相同，但是配比不同；从上表可知，实施例5的去浊率要高于实施例6～7，表明在实施例5所述的各成分的投加比例下，净水剂的净水能力能够更加显著地提高。
36.通过实施5中的结构、配方和改性聚合氯化铝的协同作用可能是同本技术所述的技术方案的能够显著提高净水能力的主要原因。
37.上述实施例的岩溶石山地区小型矿山生态修复新型灌溉装置的使用方法：首先采用集水槽1对雨水进行收集，并通过设置在集水槽1内的净水层2对收集的雨水进行净化，净化后的雨水再流入到过滤槽3内，经过滤槽3内的过滤件4进行过滤后，最后流入到蓄水槽5内进行存储，从而完成对雨水的存储；当需要对植被进行喷淋时，只需要在水泵8的作用下，通过输水管6将蓄水槽5内的水由喷淋头7喷洒到植被上，解决了矿山环境复杂不便于从外界运水对植被进行灌溉的问题。
38.以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。