CN108425425A - 海绵城市集水消洪调控系统及调控方法 - Google Patents

Abstract

目前，中国的城市的排水系统仍是雨污合流制的，暴雨时，降雨经雨水管汇入生活污水管网，在其中与未经处理的污水混合后排放，水资源二次利用率较低。基于水资源的海绵吸收理念，利用海绵城市的建设，人工或自然形成的一个个储水单元相当于海绵中空隙，利用这些储水单元的蓄水作用，实现海绵城市的集水消洪功能。针对，包含城市周边区域设置人工储水池的海绵城市系统，本发明提供了一种海绵城市集水消洪调控系统及调控方法，提高了系统的便利性。

Description

海绵城市集水消洪调控系统及调控方法

技术领域

本发明涉及城市排水系统，特别是涉及一种海绵城市集水消洪调控系统及调控方法。

背景技术

目前，中国的城市的排水系统仍是雨污合流制的，暴雨时，降雨经雨水管汇入生活污水管网，在其中与未经处理的污水混合后排放；而在降水量很大时，雨污合流溢流就会直接排入河流，中型每年排入河流的水量超过数万立方米。建筑是城市最基础的细胞，如果建筑对雨水能呈现海绵特性，那么城市离“海绵”也就不远了。这里需要引进弹性城市和园林建筑的设计理念。所谓弹性城市，是指城市能够准备、响应特定的多重威胁并从中恢复，并将其对公共安全健康和经济的影响降至最低的能力。联合国建议打造“弹性城市”应对自然灾害，城市必须在制定低碳可持续发展路线的同时，采取措施提高其弹性应对的能力。弹性城市涉及方方面面，从城市应对气侯变化引起的水资源短缺的弹性来看，一旦把水循环利用起来，每利用一次就等于水资源增加了一倍，利用两次就增加了两倍，以此类推。

基于上述对雨水和生活排水进行存储和重复利用的理念，海绵城市成为我国城市水问题综合治理的一种新理念。目前科学界和实践部门因各自的专业所限和视角不同,对于海绵城市的本质内涵、构建模式和建设途径还存在诸多不同观点,缺乏统一认识，在一定程度上阻碍了海绵城市研究与实践的深入。海绵城市建设的本质在于水资源的海绵吸收，人工或自然形成的一个个储水单元相当于海绵中空隙，利用这些储水单元的蓄水作用，实现海绵城市的集水消洪功能。对于水资源的二次利用需要注意以下的问题，了解现有的城市雨水径流状况和排水过程与机理，为引导、收集和吸收超过排水系统容纳量的雨洪径流制定策略，确定如何利用植物修复技术来清洁雨洪径流，为蓄水制定设计策略。对于南方城市，其雨季的获得可储蓄水量巨大，常规的城市人工储水池不能对降水有效收集，需要在城市周边区域设置较大的人工储水池。以上功能的实现均离不开对水量和水质的精确监测，针对，包含城市周边区域设置人工储水池的海绵城市系统，本发明提供了一种套集水监测系统，提高了系统的便利性和稳定性。

发明内容

为了针对雨季的获得可储蓄水量巨大需要在城市周边区域设置较大的人工储水池的情况，本发明提供了一种雨水收集模块、初步过滤模块和露天储水模块，其中雨水收集模块通过管道系统经所述初步过滤模块连接所述露天储水模块，提高了包含城市周边区域设置人工储水池的海绵城市系统的便利性。利用太阳能电池单元为监测系统供电，并通过无线单元将监测获得的数据远程传递至监控中心，以及利用特殊的太阳能电池模块提高了系统的稳定性。

本发明的技术方案为：

一种海绵城市集水消洪调控系统，包括：雨水收集模块、初步过滤模块和露天储水模块，其中雨水收集模块通过管道系统经所述初步过滤模块连接所述露天储水模块；所述露天储水模块包含无线单元、水监测单元、太阳能电池单元和承载单元，利用所述太阳能电池单元为所述水监测单元和无线单元供电，其特征在于：

所述太阳能电池单元包含依次设置于柔性衬底上的第一电极、第一载流子传输层、光电转化层、第二载流子传输层、第二电极和封装层，所述柔性衬底为聚合物材料，所述柔性衬底上的第一电极具有非平面结构且与所述柔性衬底结构不同，所述第一电极相比位于第一电极投影位置的柔性衬底具有更大的表面积，所述第一电极之上的第一载流子传输层、光电转化层、第二载流子传输层、第二电极和封装层共形的覆盖在所述第一电极之上。

进一步的，在所述的海绵城市集水消洪调控系统中，初步过滤模块采用植物修复技术和反渗透技术的组合。

进一步的，在所述的海绵城市集水消洪调控系统中，所述第一电极材料为石墨烯，所述石墨烯具有预制的波浪状结构，波浪状结构的波谷区域通过粘合剂固定在所述柔性衬底上。

进一步的，在所述的海绵城市集水消洪调控系统中，所述第一电极材料为石墨烯，所述石墨烯具有预制的平面结构，通过设置间隔分布粘合剂固定至扩张状态的平面结构柔性衬底上，在所述柔性衬底扩张消失后形成波浪结构。

进一步的，在所述的海绵城市集水消洪调控系统中，包含多组水监测单元和多组太阳能电池单元，每组水监测单元和太阳能电池单元均位于一个独立承载单元上，多个承载单元之间构成星型连接。

在本发明的另一方面还提出了一种海绵城市集水消洪调控系统的调控方法，采用如上文所述的海绵城市集水消洪调控系统，包括步骤：

利用所述雨水收集模块收集水源，将收集获得的水源通过初步过滤模块进行过滤，而后将过滤后的所述水源存储至所述露天储水模块；

利用所述太阳能电池单元为所述监测系统供电，并通过所述无线单元将监测获得的数据远程传递至监控中心，通过所述监控中心完成对水源的调控。

综上所述，本发明提供了一种套集水消洪调控系统，提高了包含城市周边区域设置人工储水池的海绵城市系统的便利性。利用太阳能电池单元为监测系统供电，并通过无线单元将监测获得的数据远程传递至监控中心，通过监控中心完成对水源的调控，并且利用特殊的太阳能电池模块提高了系统的稳定性。

附图说明

图1为本发明一实施例中的海绵城市集水消洪调控系统的调控方法流程图。

具体实施方式

以下结合本发明系统示意图和实施例对本发明作进一步描述，实施例的描述仅为便于理解和应用本发明，而非对本发明保护的限制。

实施例1

如图1所示，一种海绵城市集水消洪调控系统，包括：雨水收集模块、初步过滤模块和露天储水模块，其中雨水收集模块通过管道系统经初步过滤模块连接只露天储水模块；露天储水模块包含无线单元、水监测单元、太阳能电池单元，利用太阳能电池模块为水监测单元和无线单元供电，其中太阳能电池单元包含设置于柔性衬底上的第一电极、第一载流子传输层、光电转化层、第二载流子传输层、第二电极和封装层，柔性衬底为聚合物材料，柔性衬底上的第一电极具有非平面结构且与柔性衬底结构不同，第一电极相比位于第一电极投影位置的柔性衬底具有更大的表面积，第一电极之上的第一载流子传输层、光电转化层、第二载流子传输层、第二电极和封装层共形的覆盖载第一电极之上，以及包含电流转化和电能存储的承载单元。

具体的调控方法为利用所述雨水收集模块收集水源，将收集获得的水源通过初步过滤模块进行过滤，而后将过滤后的所述水源存储至所述露天储水模块；

利用所述太阳能电池单元为所述监测系统供电，并通过所述无线单元将监测获得的数据远程传递至监控中心，通过所述监控中心完成对水源的调控。

实施例2

如图1所示，一种海绵城市集水消洪调控系统，包括：雨水收集模块、初步过滤模块和露天储水模块，其中雨水收集模块通过管道系统经初步过滤模块连接只露天储水模块；露天储水模块包含无线单元、水监测单元、太阳能电池单元，利用太阳能电池模块为水监测单元和无线单元供电，其中太阳能电池单元包含设置于柔性衬底上的第一电极、第一载流子传输层、光电转化层、第二载流子传输层、第二电极和封装层，柔性衬底为聚合物材料，柔性衬底上的第一电极具有非平面结构且与柔性衬底结构不同，第一电极相比位于第一电极投影位置的柔性衬底具有更大的表面积，第一电极之上的第一载流子传输层、光电转化层、第二载流子传输层、第二电极和封装层共形的覆盖载第一电极之上，以及包含电流转化和电能存储的承载单元。其中第一电极材料为石墨烯，该石墨烯具有预制的波浪状结构，波浪状结构的波谷区域通过粘合剂固定至柔性衬底上，具体的采用周期性的波纹结构，波纹结构的周期：峰值为1:1-0.5，峰值取20-100nm，在此数值范围内第一电极材料和柔性衬底具有最佳的匹配度，避免对于太阳能电池结构的多度弯曲导致的功能层结合强度降低等问题。

以上所述仅是本发明的优选应用实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种海绵城市集水消洪调控系统，包括：雨水收集模块、初步过滤模块和露天储水模块，其中雨水收集模块通过管道系统经所述初步过滤模块连接所述露天储水模块；所述露天储水模块包含无线单元、水监测单元、太阳能电池单元和承载单元，利用所述太阳能电池单元为所述水监测单元和无线单元供电，其特征在于：

所述太阳能电池单元包含依次设置于柔性衬底上的第一电极、第一载流子传输层、光电转化层、第二载流子传输层、第二电极和封装层，所述柔性衬底为聚合物材料，所述柔性衬底上的第一电极具有非平面结构且与所述柔性衬底结构不同，所述第一电极相比位于第一电极投影位置的柔性衬底具有更大的表面积，所述第一电极之上的第一载流子传输层、光电转化层、第二载流子传输层、第二电极和封装层共形的覆盖在所述第一电极之上。

2.如权利要求1所述的海绵城市集水消洪调控系统，其特征在于，初步过滤模块采用植物修复技术和反渗透技术的组合。

3.如权利要求1所述的海绵城市集水消洪调控系统，其特征在于，所述第一电极材料为石墨烯，所述石墨烯具有预制的波浪状结构，波浪状结构的波谷区域通过粘合剂固定在所述柔性衬底上。

4.如权利要求1所述的海绵城市集水消洪调控系统，其特征在于，所述第一电极材料为石墨烯，所述石墨烯具有预制的平面结构，通过设置间隔分布粘合剂固定至扩张状态的平面结构柔性衬底上，在所述柔性衬底扩张消失后形成波浪结构。

5.如权利要求1-4所述的海绵城市集水消洪调控系统，其特征在于，包含多组水监测单元和多组太阳能电池单元，每组水监测单元和太阳能电池单元均位于一个独立承载单元上，多个承载单元之间构成星型连接。

6.一种海绵城市集水消洪调控系统的调控方法，采用如权利要求1所述的海绵城市集水消洪调控系统，其特征在于，包括步骤：

利用所述雨水收集模块收集水源，将收集获得的水源通过初步过滤模块进行过滤，而后将过滤后的所述水源存储至所述露天储水模块；

利用所述太阳能电池单元为所述监测系统供电，并通过所述无线单元将监测获得的数据远程传递至监控中心，通过所述监控中心完成对水源的调控。