一种基于沙漠治理的环境保护新系统及实施方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于沙漠治理的环境保护新系统及实施方法，系统包括植被单元、清洁能源收集单元、水汽回收单元和供水单元；植被单元包括自然树木和人造树木；清洁能源收集单元包括太阳能发电装置和风能发电装置，太阳能发电装置与风能发电装置为一体化结构；水汽回收单元位于该系统的顶端且与清洁能源收集单元固定连接；供水单元包括显露部和预埋部，显露部与水汽回收单元连通，预埋部位于植被单元根系周边的土壤处。本发明专利技术的有益效果为：充分利用沙漠地区太阳能和风能资源，实现本装置工作能源的自给，通过智能控制捻盖与捻绳的配合间隙，掌控水分的运输量，有效满足植物在干旱地区的生长需求，成本低廉，适合干旱地区大范围推广。

A new environmental protection system based on desert control and its implementation method

The invention provides a new environmental protection system and an implementation method based on desert harnessing, which comprises a vegetation unit, a clean energy collection unit, a water vapor recovery unit and a water supply unit, a vegetation unit including natural trees and artificial trees, and a clean energy collection unit including a solar power generation device and a wind power generation device. The solar power plant and the wind power plant are integrated in one structure; the water vapor recovery unit is located at the top of the system and is fixed connected with the clean energy collection unit; the water supply unit includes the exposed part and the embedded part, and the exposed part is connected with the water vapor recovery unit, and the embedded part is located in the soil around the root of the vegetation unit. The invention has the advantages of fully utilizing the solar energy and wind energy resources in desert areas, realizing the self-sufficiency of the working energy of the device, controlling the water transportation through intelligent control of the matching clearance between the twisting cap and the twisting rope, effectively meeting the growth needs of plants in arid areas, low cost, and being suitable for wide-scale popularization in arid areas.

【技术实现步骤摘要】
一种基于沙漠治理的环境保护新系统及实施方法
本专利技术属于环境保护
，特别涉及一种基于沙漠治理的环境保护新系统及实施方法。
技术介绍
沙漠化(desertification)是由于干旱少雨、植被破坏、大风吹蚀、流水侵蚀、土壤盐渍化等因素造成的大片土壤生产力下降或丧失的自然(非自然)现象。全球沙漠化以每年7万平方公里的增幅迅速扩张，110多个国家和地区、10亿人口深受其害。目前，随着沙漠化的不断扩张，在沙漠中种植植物已成为遏制沙漠扩张的有效方法。然而，沙漠地区常年干旱，降水稀少，大多数植物因缺水而难以成活，导致治沙效果不明显。况且，在沙漠中长距离输水，距离越长对管道的要求就越高，增加了成本；建立供水中继站，需要为供水中继站提供电力，在沙漠中安装铺设电缆线，不但费时费力，还增加了供水的成本。因此，设计一种充分利用沙漠优势资源，既能降低成本，又能为沙漠中植物有效供水的方法称为迫切需求。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于沙漠治理的环境保护新系统及实施方法。本专利技术具体技术方案如下：一种基于沙漠治理的环境保护新系统，所述系统包括植被单元、清洁能源收集单元、水汽回收单元和供水单元；所述植被单元包括自然树木和人造树木；所述清洁能源收集单元包括太阳能发电装置和风能发电装置，所述太阳能发电装置与所述风能发电装置为一体化结构；所述水汽回收单元位于该系统的顶端且与所述清洁能源收集单元固定连接；所述供水单元包括显露部和预埋部，所述显露部与所述水汽回收单元连通，所述预埋部位于所述植被单元根系周边的土壤处。进一步的，所述太阳能发电装置包括太阳能板、太阳能蓄电池、安装底座和固定于地面的支撑杆；所述安装底座的底面与所述支撑杆的顶端固定连接；所述安装底座的上表面固定有第一支撑臂，所述第一支撑臂的自由端通过枢转轴枢接有第二支撑臂；所述第一支撑臂内嵌有支臂电机，所述支臂电机的输出轴与所述枢转轴传动连接；所述第二支撑臂的自由端与所述太阳能板连接；所述太阳能板的上表面边缘处内嵌有相互连通的集水凹槽，所述太阳能板的侧面还设有与所述集水凹槽连通的开口，所述开口与所述供水单元连通；所述安装底座的上表面边缘处固定连接有光度感应装置；所述太阳能蓄电池固定在所述安装底座的上表面；所述太阳能蓄电池分别与所述太阳能板、所述支臂电机和所述光度感应装置电连接；所述风能发电装置包括垂直轴风力发电机和与所述垂直轴风力发电机电连接的风能蓄电池；所述垂直轴风力发电机位于所述安装底座的正下方，且所述垂直轴风力发电机与所述支撑杆转动连接。进一步的，所述水汽回收单元包括水汽收集网和水滴汇集通道；所述水滴汇集通道与所述太阳能板的一端固定连接，所述水汽收集网位于所述水滴汇集通道的正上方且与所述水滴汇集通道的内壁固定连接；所述水滴汇集通道与所述供水单元连通。进一步的，所述水滴汇集通道为管状结构，所述水滴汇集通道的管壁沿轴向方向设有通槽，所述通槽与所述水滴汇集通道的内腔连通；所述水汽收集网贯穿所述通槽且与所述水滴汇集通道的内壁固定连接。进一步的，所述水滴汇集通道的出口端沿轴向方向向内设有10°升角；所述水汽收集网表面涂覆有纳米亲水涂料。进一步的，所述供水单元包括供水管路、埋置于地表下方的储水缸体和捻绳；所述供水管路的一端分别与所述水滴汇集通道和所述开口连通，所述供水管路的另一端与所述储水缸体连通；所述储水缸体的侧壁向内凹嵌有捻盖，所述捻绳穿过所述捻盖；所述捻绳的一端位于所述储水缸体内浸于汇集的水中，所述捻绳的另一端位于所述植被单元根系周边的土壤处。进一步的，所述捻盖包括可升降的上半部和固定的下半部，所述上半部与所述下半部对接的中心处开有上部半圆通孔，所述下半部与所述上半部对接的中心处开有下部半圆通孔，所述上部半圆通孔与所述下部半圆通孔围合成与所述捻绳配合的圆形通孔；所述储水缸体的内壁设置有驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接有水平丝杆，所述水平丝杆通过惰轮传动连接有竖直丝杆，所述竖直丝杆与所述上半部螺纹连接，所述上半部可沿所述竖直丝杆升降移动；所述竖直丝杆由下至上依次设有第一行程开关、第二行程开关和第三行程开关；所述第一行程开关、所述第二行程开关、所述第三行程开关和所述驱动电机均与所述太阳能蓄电池电连接。进一步的，所述系统还包括控制单元，所述控制单元包括：位置监测模块、环境湿度监测模块和处理模块；所述位置监测模块用于接收所述第一行程开关、所述第二行程开关和所述第三行程开关采集的所述上半部的位置数据；所述位置监测模块还用于接收所述光度感应装置捕捉垂直于所述太阳能板的最强光照位置；所述环境湿度监测模块用于对植被单元根系周边的土壤湿度进行监测；所述处理模块用于将采集的所述上半部的位置数据与接收的湿度数据进行逻辑分析并做处理：当监测湿度低于设定湿度区间的下限值时，所述处理模块向所述驱动电机发出启动指令，待所述上半部触发所述第三行程开关时，所述处理模块向所述驱动电机发出停止指令；当监测湿度介于设定湿度区间之内时，所述处理模块向所述驱动电机发出启动指令，待所述上半部触发所述第二行程开关时，所述处理模块向所述驱动电机发出停止指令；当监测湿度高于设定湿度区间的上限值时，所述处理模块向所述驱动电机发出启动指令，待所述上半部触发所述第一行程开关时，所述处理模块向所述驱动电机发出停止指令；所述处理模块还用于将采集的最强光照的位置数据进行分析并做处理：当所述光度感应装置捕捉到垂直于所述太阳能板的最强光照位置时，所述处理模块向所述支臂电机发出启动指令，待所述太阳能板转动到垂直所述最强光照的位置时，所述处理模块向所述支臂电机发出停止指令。进一步的，所述供水管路的入口设有滤器，所述供水管路的出口设有电动阀；所述储水缸体还设有通向地面上方的排水管，所述排水管内设置有水泵；所述电动阀和所述水泵均与所述太阳能蓄电池电连接。一种应用所述基于沙漠治理的环境保护新系统的实施方法，所述实施方法包括如下步骤：步骤1：太阳能发电装置通过利用沙漠地区的太阳能进行发电，并将电能储存到太阳能蓄电池中；风能发电装置通过利用沙漠地区的风能进行发电，并将电能储存到风能蓄电池中；步骤2：水汽收集网吸聚雾气，利用沙漠昼夜温差使得云雾在网上凝结成水，汇集到水滴汇集通道中，并与太阳能板上的集水凹槽中收集的雨水一并通过供水管路进入储水缸体；步骤3：水分通过捻绳传递给土壤为植物供水；优选的，湿度区间设定为[55％，80％]；根据植被单元根系周边的土壤监测湿度与设定湿度区间进行比较，进而启动驱动电机，调节捻盖与捻绳的配合间隙，掌控水分的运输量；步骤4：入冬之前，关闭电动阀，停止水分进入储水缸体；并通过排水管抽出储水缸体内的存水。本专利技术的有益效果如下：1、此装置利用涂覆有纳米亲水涂料的尼龙网，依据沙漠地区空气中产生的水雾资源，聚雾成水，将获得的水资源与太阳能板上的集水凹槽中收集的雨水一并储存在装置内部，可持续稳定为植物提供生长所需水分，从而解决沙漠植物的灌溉问题，确保植物的正常生长，提高植物的成活率；2、充分利用沙漠地区太阳能和风能资源，实现本装置工作能源自给的同时还能向外输出，具有经济效益；3、通过智能控制捻盖与捻绳的配合间隙，掌控水分的运输量，有效满足植物在不同湿度下的生长需求；4、垂直轴风力发电机的设置既可降低风速又能防本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于沙漠治理的环境保护新系统，其特征在于，所述系统包括植被单元(1)、清洁能源收集单元、水汽回收单元和供水单元；所述植被单元(1)包括自然树木和人造树木；所述清洁能源收集单元包括太阳能发电装置和风能发电装置，所述太阳能发电装置与所述风能发电装置为一体化结构；所述水汽回收单元位于该系统的顶端且与所述清洁能源收集单元固定连接；所述供水单元包括显露部和预埋部，所述显露部与所述水汽回收单元连通，所述预埋部位于所述植被单元(1)根系周边的土壤处。

【技术特征摘要】
1.一种基于沙漠治理的环境保护新系统，其特征在于，所述系统包括植被单元(1)、清洁能源收集单元、水汽回收单元和供水单元；所述植被单元(1)包括自然树木和人造树木；所述清洁能源收集单元包括太阳能发电装置和风能发电装置，所述太阳能发电装置与所述风能发电装置为一体化结构；所述水汽回收单元位于该系统的顶端且与所述清洁能源收集单元固定连接；所述供水单元包括显露部和预埋部，所述显露部与所述水汽回收单元连通，所述预埋部位于所述植被单元(1)根系周边的土壤处。2.根据权利要求1所述的基于沙漠治理的环境保护新系统，其特征在于，所述太阳能发电装置包括太阳能板(2)、太阳能蓄电池(3)、安装底座(4)和固定于地面的支撑杆(26)；所述安装底座(4)的底面与所述支撑杆(26)的顶端固定连接；所述安装底座(4)的上表面固定有第一支撑臂(5)，所述第一支撑臂(5)的自由端通过枢转轴(6)枢接有第二支撑臂(7)；所述第一支撑臂(5)内嵌有支臂电机，所述支臂电机的输出轴与所述枢转轴(6)传动连接；所述第二支撑臂(7)的自由端与所述太阳能板(2)连接；所述太阳能板(2)的上表面边缘处内嵌有相互连通的集水凹槽，所述太阳能板(2)的侧面还设有与所述集水凹槽连通的开口(201)，所述开口(201)与所述供水单元连通；所述安装底座(4)的上表面边缘处固定连接有光度感应装置(8)；所述太阳能蓄电池(3)固定在所述安装底座(4)的上表面；所述太阳能蓄电池(3)分别与所述太阳能板(2)、所述支臂电机和所述光度感应装置(8)电连接；所述风能发电装置包括垂直轴风力发电机(9)和与所述垂直轴风力发电机(9)电连接的风能蓄电池(10)；所述垂直轴风力发电机(9)位于所述安装底座(4)的正下方，且所述垂直轴风力发电机(9)与所述支撑杆(26)转动连接。3.根据权利要求2所述的基于沙漠治理的环境保护新系统，其特征在于，所述水汽回收单元包括水汽收集网(11)和水滴汇集通道(12)；所述水滴汇集通道(12)与所述太阳能板(2)的一端固定连接，所述水汽收集网(11)位于所述水滴汇集通道(12)的正上方且与所述水滴汇集通道(12)的内壁固定连接；所述水滴汇集通道(12)与所述供水单元连通。4.根据权利要求3所述的基于沙漠治理的环境保护新系统，其特征在于，所述水滴汇集通道(12)为管状结构，所述水滴汇集通道(12)的管壁沿轴向方向设有通槽(121)，所述通槽(121)与所述水滴汇集通道(12)的内腔连通；所述水汽收集网(11)贯穿所述通槽(121)且与所述水滴汇集通道(12)的内壁固定连接。5.根据权利要求3所述的基于沙漠治理的环境保护新系统，其特征在于，所述水滴汇集通道(12)的出口端沿轴向方向向内设有10°升角；所述水汽收集网(11)表面涂覆有纳米亲水涂料。6.根据权利要求3所述的基于沙漠治理的环境保护新系统，其特征在于，所述供水单元包括供水管路(13)、埋置于地表下方的储水缸体(14)和捻绳(15)；所述供水管路(13)的一端分别与所述水滴汇集通道(12)和所述开口(201)连通，所述供水管路(13)的另一端与所述储水缸体(14)连通；所述储水缸体(14)的侧壁向内凹嵌有捻盖(16)，所述捻绳(15)穿过所述捻盖(16)；所述捻绳(15)的一端位于所述储水缸体(14)内浸于汇集的水中，所述捻绳(15)的另一端位于所述植被单元(1)根系周边的土壤处。7.根据权利要求6所述的基于沙漠治理的环境保护新系统，其特征在于，所述捻盖(16)包括可升降的上半部(161)和固定的下半部(162)，所述上半部(161)与所述下半部(162)对接的中心处开有上部半圆通孔(163)，所述下半...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴正强，忻时威，
申请(专利权)人：中国外运长航集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11