[發明專利]一種仿生樹狀水土保護裝置

有效

• 申請號: 202011038646.0
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112195907B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 宋春生;張文博;魯詩琪;劉怡;邱煜焜
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: E02D3/00
• 分類號: E02D3/00;E02D3/10;E03B3/02;A41G1/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

本發明提供了一種多雨地區用仿生樹狀水土保護裝置及一種干旱地區用仿生樹狀水土保護裝置。上述多雨地區用仿生樹狀水土保護裝置中利用集水樹桿將雨水導入仿生樹干中后再利用積水活塞將雨水放入并密封于仿生樹干底部，從而借助毛細管根上浸潤孔保持土壤中濕度。上述干旱地區用仿生樹狀水土保護裝置中利用第一導沙管將地表風導向高處，從而避免地表風對泥沙、土壤的搬運效果。

技術領域

本發明涉及水土流失技術領域，尤其涉及一種仿生樹狀水土保護裝置。

背景技術

據第一次全國水利普查成果，我國水土流失面積達294.91萬平方公里，占國土總面積的30.72％，嚴重的水土流失會破壞耕地資源，降低土地生產力，危及國家糧食安全、生態安全和防洪安全。

研究發現，產生水土流失的主要原因是過度降水和風力搬運兩大自然作用。如多雨地區，在持續水沖擊的條件下，由于暴雨動能大，濺蝕力強，其對于疏松地表的沖刷會造成大量的水土流失，使得土壤表層土質發生脫落；而部分地區的年平均降水量較少，土壤濕度不足以控制整個地區的土壤固態化，導致在較為微小的風力作用下，產生非常明顯的土壤搬運效果，成為水土流失的另一主因，在這些地區，土壤條件惡劣，樹木難以存活，導致水土流失問題無法被解決，造成惡性循環。

調研發現，植被的多種生理結構在治理水土流失方面有著舉足輕重的作用。從宏觀的植被分布來看，植被斑塊尺度形成的土堆效應和樹木的群落分布能夠在一定程度上減少水土流失；從微觀的植物結構來說，植物的根系、樹干、枝干等多種生理結構能夠加固土壤，有效解決水土流失問題。

根據以上問題和相關研究思路，本申請著眼設計出一種具有低成本、低損壞率仿生樹狀水土保護裝置，以有效解決水土流失問題。

發明內容

針對上述問題，現提供一種仿生樹狀水土保護裝置，旨在有效解決水土流失問題。

具體技術方案如下：

本發明的第一個方面是提供一種多雨地區用仿生樹狀水土保護裝置，具有這樣的特征，包括：

頂部設有開口的中空狀仿生樹干，仿生樹干的頂部設有集雨盤，仿生樹干內設有積水活塞；

多個集水樹桿，集水樹桿的一端穿過集雨盤側壁并延伸至集雨盤內；

多根導水管，導水管的一端穿過集雨盤側壁并延伸至集雨盤內，導水管的另一端沿仿生樹干側壁螺旋延伸至仿生樹干的底部；以及

用于將仿生樹干根植于地表的仿生根系，仿生根系中毛細管根的一端穿入仿生樹干并與仿生樹干連通，且毛細管根上設有浸潤孔；

其中，當雨水天時雨水匯入仿生樹干中并下壓積水活塞，積水活塞下行并使雨水匯入仿生樹干底部后積水活塞上行并復位。

上述的仿生樹狀水土保護裝置，還具有這樣的特征，集水樹桿的另一端上設有集水葉片。

上述的仿生樹狀水土保護裝置，還具有這樣的特征，仿生根系還包括結構根、地表根，結構根的一端設于仿生樹干上，結構根的另一端向下延伸，地表根的一端設于仿生樹干上，地表根的另一端以仿生樹干為軸心向外輻射。

上述的仿生樹狀水土保護裝置，還具有這樣的特征，保護裝置還包括：

傳動齒輪，傳動齒輪轉動連接于仿生樹干上；

傳動齒條，傳動齒條通過傳動桿連接于積水活塞上，傳動齒條與傳動齒輪嚙合連接；以及

復位簧，復位簧的一端設于仿生樹干上，復位簧的另一端連接于積水活塞上；

其中，當雨水天時雨水匯入仿生樹干中并下壓積水活塞，積水活塞下行并使雨水匯入仿生樹干底部后積水活塞在復位簧所用下上行并復位。

上述方案的有益效果是：