專利名稱:立體水田的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種墻面狀的框架設(shè)施種植植物、養(yǎng)殖魚類，過濾水體和空氣，具體涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)、環(huán)境資源等領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
人類的社會活動和工業(yè)化建設(shè)，嚴(yán)重污染了空氣、水、土壤等自然環(huán)境，過渡的開發(fā)利用，破壞了生態(tài)平衡，使地球上有限的綠地和耕地日益減少。開發(fā)利用城市建筑結(jié)構(gòu)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(xù)發(fā)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(huán)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(nèi)，水泵出水口連接上水管，上水管連接頂層灌水管，灌水管放置于多層支架上，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，多個照明燈并聯(lián)在一起連接定時器，照明燈位于花盆上方并固定在多層支架上。儲水箱中儲存有清水，花盆中有供植物生長的人工基質(zhì)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，濕潤吸水芯， 吸水芯通過毛細供給花盆中的人工基質(zhì)和有機肥水分，植物吸取人工基質(zhì)和有機肥水分和養(yǎng)分生長。頂層灌水管中多余水分通過回水管流入下層灌水管中，多余水分逐層回流，底層灌水管中多余水分通過回水管流入儲水箱中循環(huán)灌溉。
上述植物家庭工廠提供的設(shè)施，是用水管、花盆、吸水芯為主體的裝置種植植物， 設(shè)施利用效率低、作物品種單純、適用范圍小，不適宜大面積推廣實施。
本發(fā)明公開了一種利用單位面積內(nèi)的立體空間，實施植物種植的設(shè)施裝置一立體水田，本發(fā)明的立體水田，既可以利用現(xiàn)有的自然空間進行設(shè)置，如河道等水域上面，又可以改造已經(jīng)設(shè)置的和正在使用的建筑物，將它們占用的單位面積改造成立體水田，使農(nóng)業(yè)種植的土地面積在城市化的建筑物面積中挖掘出來，并使其融匯一體，如道路兩邊和中間隔離欄，高樓大廈建筑物內(nèi)外的圍墻、隔離墻等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是要提供一種利用單位面積內(nèi)的立體空間，實施植物種植的設(shè)施裝置一立體水田，本發(fā)明的立體水田，既可以利用現(xiàn)有的自然空間進行設(shè)置，如河道等水域上面的空間，又可以改造已經(jīng)設(shè)置的和正在使用的建筑物，將它們占用的單位面積改造成立體水田，如道路兩邊和中間隔離欄，高樓大廈建筑物內(nèi)外的圍墻、隔離墻等，使農(nóng)業(yè)種植鑲嵌到城市設(shè)施的建筑物中，并使其融匯一體，為人與自然和諧相處，人類社會可持續(xù)發(fā)展提供一個新的農(nóng)業(yè)設(shè)施和生產(chǎn)方式。[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用一個框架結(jié)構(gòu)，在這一框架結(jié)構(gòu)中用二塊網(wǎng)格狀板塊夾住中間的碎石等濾料設(shè)置成一道垂直墻體，垂直墻體的頂部設(shè)置一水箱，水箱上連接一平行與垂直墻體的滴水管，垂直墻體底部設(shè)置一水池，頂部水箱中的水，通過滴水管滴落到垂直墻體的碎石等濾料中，再滴落到底部水池中，頂部水箱與底部水池之間設(shè)置一水泵補水系統(tǒng)，當(dāng)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(huán)流動，垂直墻體二邊分別水平地設(shè)置一排排栽培槽，栽培槽中設(shè)置土壤等適宜于植物生長的基質(zhì)，栽培植物。
網(wǎng)格狀板塊的材料是用塑料等化工產(chǎn)品、不銹鋼等金屬制品、陶瓷、玻璃等制品及竹、木等編制品制作，滲透隔板可以用燒制的能滲水的陶器或樹脂、塑料滲透膜片制作，網(wǎng)格狀板塊的網(wǎng)孔大小根據(jù)栽培植物的需水性能設(shè)置，需水性大，網(wǎng)孔大，需水性小，網(wǎng)孔小， 二塊網(wǎng)格狀板塊中間間隔在5cm-20cm之間。
二塊網(wǎng)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定、能長期在水體中浸泡不腐蝕無毒性、有利于過濾并改善水質(zhì)的材料組成，碎石等濾料的粒徑大于網(wǎng)格狀板塊的網(wǎng)孔，垂直墻體的長度可根據(jù)需要隨意設(shè)置，一般室內(nèi)設(shè)施可以在150cm-200cm之間，室外設(shè)施可以成排連接設(shè)置，樣公路中的隔離欄一樣長度不受限制，一般室內(nèi)設(shè)施的高度在ISOcm-MOcm之間，室外設(shè)施的高度可以根據(jù)環(huán)境條件和建筑能力任意升高。
在垂直墻體的頂部設(shè)置一個水箱，水箱的規(guī)格和形狀可以根據(jù)環(huán)境條件隨意設(shè)置，室內(nèi)設(shè)置時，可以是與垂直墻體的寬度相適應(yīng)的長方形，水箱容量大于滴水流量30倍以上，可以節(jié)約用電，室外設(shè)置時，既可以與室內(nèi)設(shè)置相同，也可以根據(jù)環(huán)境條件獨立設(shè)置。
但室內(nèi)設(shè)置時最好是與垂直墻體的寬度相適應(yīng)的長方形，長150cm-200cm，高 20cm-30cm，寬20cm-25cm，水箱容量大于滴水流量30倍以上，可以節(jié)約用電；室外設(shè)施可以根據(jù)環(huán)境條件進行設(shè)置。
滴水管的長度與垂直墻體的寬度相適應(yīng)，在滴水管上設(shè)置一個開關(guān)，可以控制滴水管流量，調(diào)節(jié)水滴速度。
水泵補水系統(tǒng)，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(fēng)能、太陽能等，當(dāng)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(wǎng)格狀板塊上，從網(wǎng)格狀板塊中經(jīng)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(zhì)中，且不會積水，栽培槽中的土壤等適宜植物生長的基質(zhì)，是采用自然水田中的土壤或有機腐植土或人工制成的其它栽培基質(zhì)， 栽培槽呈上下水平排列，上下間距根據(jù)栽培植物的需求進行設(shè)置，一般栽培葉菜類植物的間距設(shè)置在20cm-40cm之間，長度與垂直墻體相匹配。
將“立體水田”設(shè)置在道路上代替隔離欄或設(shè)置在建筑物之間代替圍墻，將下水道、地溝、陰井改造成能收集從垂直墻體中滴落下來的水，代替底部水池，“立體水田”就能成為鑲嵌在城市建筑物中的路邊菜園和立體水田，還能過濾凈化居民排放的生活污水，清洗城市空氣。
將“立體水田，，設(shè)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，同時還能過濾凈化水域的水質(zhì)，改善水域景觀。[0016]將“立體水田”設(shè)置在室內(nèi)，代替隔離墻或屏風(fēng)，將底部水池設(shè)置成魚缸式水箱，再配置一些燈光設(shè)施給植物補光，就能成為鑲嵌在家庭室內(nèi)的菜園和立體水田。
本發(fā)明提供的上述設(shè)施結(jié)構(gòu)，抽象地觀察，中間的垂直墻體就樣是一條永不干枯和泛濫的江河，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(fā)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墻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(zhì)被碎石等濾料截留，水體得到凈化，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，，的垂直墻體用網(wǎng)格狀板塊和碎石等濾料組成，橫向通風(fēng)透氣能力較強，當(dāng)垂直墻體上有水流動時，其通風(fēng)透氣的功能依然不會改變，而空氣中的灰塵等雜質(zhì)在經(jīng)過垂直墻體時會被碎石和水流吸附，這就使垂直墻體擁有了清洗空氣的功能。
用“立體水田”進行集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，是一個非常理想的設(shè)施，在相應(yīng)的工程技術(shù)配套下，中間墻體是可以向上無限提升，只要你有能力不讓它被風(fēng)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(shè)施進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，用循環(huán)水解決種植用水，從根本上顛覆了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)對自然雨水的依賴，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從自然雨水的旱澇災(zāi)害中解脫出來。
“立體水田”的水是循環(huán)利用，除了在空氣中蒸發(fā)和被植物吸收外，沒有其它去處， 節(jié)約用水，從根本上改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的用水方式。
“立體水田”用垂直的設(shè)施向高空發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對機械設(shè)施的依賴性增加，從根本上結(jié)束傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的勞作方式。
“立體水田”可以設(shè)置在江河湖泊等水域的上空，對水域的現(xiàn)有功能和生態(tài)環(huán)境沒有任何干擾和影響，它的過濾水質(zhì)功能，對改善水域的水質(zhì)有一定的作用，能表現(xiàn)出很好的親善性，與開發(fā)荒山和沙漠、圍海造田等相比，具有更大的現(xiàn)實意義。
“立體水田”可以設(shè)置在道路兩旁和中間隔離帶上，代替現(xiàn)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，一公里長的道路，就能增加6平方公里的種植土地。
將“立體水田”設(shè)置在道路兩旁和中間隔離帶上，將下水道和陰井設(shè)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(shè)置在道路兩旁和中間隔離帶上，中間墻體中濕潤的濾料，能有效地吸附空氣中的灰塵，再用水流將其沖洗，能有效地改善城市的空氣質(zhì)量。
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墻，用“立體水田”在室內(nèi)部分地代替隔離墻，是明智的選擇，它不但具有隔離墻應(yīng)有的功能，還能使城市與農(nóng)業(yè)的生態(tài)環(huán)境融匯一體，不但能增加物產(chǎn)，還能凈化室內(nèi)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(dāng)，就能滿足一家三口的日常蔬菜需求。
用“立體水田”部分地代替隔離墻，無論是高檔的商務(wù)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(xué)生的寢室，都是有益無害的，都能發(fā)揮其獨特的功能作用。
本發(fā)明原理清楚，結(jié)構(gòu)簡單，與現(xiàn)有方案相比較，具有功能健全，適用范圍廣等特征，能實現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)施無法實現(xiàn)的功能，填補了市場空白，便于大面積推廣實施。


圖1是本發(fā)明的立體水田實施例的側(cè)面示意圖。
附圖標(biāo)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(wǎng)格狀板塊。5 表示土壤等適宜種植的基質(zhì)。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(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明
圖1是本發(fā)明的一個立體水田的側(cè)面示意圖，從圖1的側(cè)面示意圖可以看到整個立體水田的結(jié)構(gòu)特征，一個豎直的框架7，穩(wěn)定地給內(nèi)部的設(shè)施定位，中間二塊網(wǎng)格狀板塊 4垂直夾住了中心的碎石等濾料6，組成了一道垂直墻體，在垂直墻體的頂部設(shè)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，使垂直墻體具備了過濾水體的功能。垂直墻體的網(wǎng)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(zhì)在繞過孔隙時會被吸附在濕潤的碎石等濾料6中，使垂直墻體具備了清洗空氣的功能。從垂直墻體中返回到底部水池8的水是經(jīng)過碎石等濾料6反復(fù)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(yǎng)殖魚類。水在垂直墻體中經(jīng)過栽培槽3時，栽培槽3中的土壤等適宜種植的基質(zhì)5具有毛細管吸附功能，能自動從垂直墻體中吸收水份，一旦飽和，就會自動停止吸收，當(dāng)下雨時，栽培槽3中的土壤等適宜種植的基質(zhì)5能夠自動向垂直墻體中排水，雨水無法積儲在栽培槽3中，這就使栽培槽3內(nèi)的土壤等適宜種植的基質(zhì)5具有干旱時不用澆水，連續(xù)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(fā)和被植物吸收外，上下循環(huán)流動的水量不會流失。
上述設(shè)計的圖示結(jié)構(gòu)和應(yīng)用方式，僅用于對本發(fā)明進行說明，便于理解，并不構(gòu)成對權(quán)利要求
范圍的限制，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理，本領(lǐng)域技術(shù)人員采用其他實質(zhì)性等同手段，均在本發(fā)明權(quán)利要求
范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用框架設(shè)施立體栽培植物的裝置，其特征在于用二塊網(wǎng)格狀板塊夾住中間的碎石等濾料設(shè)置成一道垂直墻體，垂直墻體的頂部設(shè)置一水箱，水箱上連接一平行與垂直墻體的滴水管，垂直墻體底部設(shè)置一水池，頂部水箱中的水，通過滴水管滴落到垂直墻體的碎石等濾料中，再滴落到底部水池中，頂部水箱與底部水池之間設(shè)置一水泵補水系統(tǒng)，當(dāng)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(huán)流動，垂直墻體二邊分別水平地設(shè)置一排排栽培槽，栽培槽中設(shè)置土壤等適宜于植物生長的基質(zhì)，栽培植物。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用框架設(shè)施立體栽培植物的裝置，其特征在于所述的網(wǎng)格狀板塊的材料是用塑料等化工產(chǎn)品、不銹鋼等金屬制品、陶瓷玻璃等制品及竹、木等編制品制作，網(wǎng)格狀板塊的網(wǎng)孔大小根據(jù)栽培植物的需水性能設(shè)置，需水性大，網(wǎng)孔大，需水性小， 網(wǎng)孔小，二塊網(wǎng)格狀板塊中間間隔在5cm-20cm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用框架設(shè)施立體栽培植物的裝置，其特征在于所述的碎石等濾料，是用麥飯石、電氣石、石英石、頁巖、陶粒等結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、能長期在水體中浸泡不腐蝕、 無毒性、有利于過濾并改善水質(zhì)的材料，碎石等濾料的粒徑大于網(wǎng)格狀板塊的網(wǎng)孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用框架設(shè)施立體栽培植物的裝置，其特征在于所述的頂部水箱的規(guī)格和形狀，是根據(jù)需要和環(huán)境條件設(shè)置的，室內(nèi)設(shè)置時，可以與垂直墻體的寬度相適應(yīng)的長方形，水箱容量大于滴水流量30倍以上，室外設(shè)置時既可以與室內(nèi)設(shè)置相同，也可以根據(jù)環(huán)境條件獨立設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用框架設(shè)施立體栽培植物的裝置，其特征在于所述的滴水管，平行設(shè)置在垂直墻體的頂部，長度與垂直墻體的寬度相適應(yīng)，在滴水管上設(shè)置一個開關(guān)，控制滴水管流量，調(diào)節(jié)水滴速度。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用框架設(shè)施立體栽培植物的裝置，其特征在于所述的水泵補水系統(tǒng)，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(fēng)能、太陽能等，當(dāng)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(jù)權(quán)利要求
1所述的用框架設(shè)施立體栽培植物的裝置，其特征在于所述的栽培槽，緊貼在中間的網(wǎng)格狀板塊上，從網(wǎng)格狀板塊中經(jīng)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(zhì)中，且不會積水，栽培槽中的土壤等適宜植物生長的基質(zhì)，是采用自然水田中的土壤或有機腐植土或人工制成的其它栽培基質(zhì)，栽培槽呈上下水平排列，上下間距根據(jù)栽培植物的需求進行設(shè)置，一般栽培葉菜類植物的間距設(shè)置在 20cm-40cm之間，長度與垂直墻體相匹配。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用框架設(shè)施立體栽培植物的裝置，其特征在于將該裝置設(shè)置在道路上代替隔離欄或設(shè)置在建筑物之間代替圍墻，將下水道、地溝、陰井改造成能收集從垂直墻體中滴落下來的水，代替底部水池，該裝置就能成為鑲嵌在城市建筑物中的路邊菜園和立體水田，還能過濾凈化居民排放的生活污水，清洗城市空氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用框架設(shè)施立體栽培植物的裝置，其特征在于該裝置設(shè)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，同時還能過濾凈化水域的水質(zhì)，改善水域景觀。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用框架設(shè)施立體栽培植物的裝置，其特征在于該裝置設(shè)置在室內(nèi)，代替隔離墻或屏風(fēng)，將底部水池設(shè)置成魚缸式水箱，再配置一些燈光設(shè)施給植物補光，就能成為設(shè)置在家庭室內(nèi)的菜園和立體水田。
專利摘要
立體水田，本發(fā)明用二塊網(wǎng)格狀板塊夾住中間的碎石等濾料設(shè)置成一道垂直墻體，垂直墻體的頂部設(shè)置一水箱，水箱上連接一平行與垂直墻體的滴水管，垂直墻體底部設(shè)置一水池，頂部水箱中的水通過滴水管滴落到垂直墻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(yǎng)殖魚類，頂部水箱與底部水池之間設(shè)置一水泵補水系統(tǒng)，當(dāng)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(xù)地上下循環(huán)流動，垂直墻體二邊分別水平地設(shè)置一排排栽培槽，栽培槽中設(shè)置土壤等適宜于植物生長的基質(zhì)，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(fā)明者陳國柱 申請人:陳國柱導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan