CN108759955A - 一种地面雨水径流流量检测装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地面雨水径流流量检测装置，包括：承水盒，顶部开放且设有不同标高下的多个出水口；多个翻斗计量器，对应不同出水口分别测量出水量；数据记录模块，记录时间和翻斗翻转次数并计算成流量过程线；本发明还公开了一种地面雨水径流流量检测方法，本发明的地面雨水径流流量检测装置和方法，使用过程无需电源，适合野外雨水口安装；可根据不同流量调节翻斗计量器，确保整个流量过程中大小流量时刻的检测精度；可记录降雨过程中地面径流流量过程线，读数方便；检测流量范围大。

Description

一种地面雨水径流流量检测装置与方法

技术领域

本发明涉及地面雨水径流流量检测技术领域，特别涉及一种地面雨水径流流量检测装置与方法。

背景技术

近年来，由于点源污染治理率逐渐提高，雨水径流面源污染日益严重；极端降雨下，城市发生内涝的风险也日益升高，因此，对雨水径流水量水质控制越来越重视，提出了建设“海绵城市”，解决雨水问题的思路。但是，地面雨水径流由于属于地面漫流或浅表流，其流量大小无法用现有常规流量计监测，影响了海绵城市建设措施的评估和内涝风险分析中径流模拟的率定。

现有流量检测技术主要包括三角堰测流、超声波测流等技术，三角堰测流技术要求流量有一定的水深，流态稳定，且精度较低，数据读取较为不便。

相比三角堰测流，供水管网中超声波流量计较为成熟，测量精度和便捷性都相对较高，但对于降雨雨水地面漫流，超声波流量计或排水管道中常用的面积速度流量计也由于地面径流流态的复杂性和随机性，难以发挥正常的作用。

综上所述，现有的排水系统流量检测中，更多靠容积法进行流量测量，这不但需要巨大的人力成本，也将影响测量精度和效率，增加人为误差，目前尚没有合适的雨水地面径流检测技术和方法，因此，研究新的地面雨水径流流量检测方法变得十分重要。

发明内容

本发明提供了一种地面雨水径流流量检测装置，用于路面雨水径流或其他地面雨水径流流量变化过程的测量，具有结构简单，测量简单准确的优点。

一种地面雨水径流流量检测装置，包括：

承水盒，顶部开放且设有不同标高下的多个出水口；

多个翻斗计量器，对应不同出水口分别测量出水量；

数据记录模块，记录时间和翻斗翻转次数并计算成流量过程线。

本发明通过设置多个出水口，实现不同流量的分级测量，可以有效提高测量精度。本发明设有不同高度的出水口，当雨水径流较小时，雨水主要集中在底部，由高度最低的出水口出水，进入对应的翻斗计量器。当雨量增大，流量增大，由于水位上升，第二标高的出水口开始出水，增加了出水量，第二标高的出水口对应的翻斗流量计也开始同步计量。依次地，当雨量进一步加大，水量继续增大时，后续标高的出水口也同步出水，进行流量检测，因此，所述承水盒可根据流量大小调节出水流量，同步调节参加工作的翻斗计量器，确保大中小流量下的流量检测精度。

所述承水盒可根据实测地流量变化幅度，增加出水口数量，用以匹配不同流量下的测试单元，提高检测精度。多个翻斗计量器组成翻斗计量模块，每个翻斗计量器对应一个承水器的出水口，当水盛满一侧翻斗时，该侧翻斗下降，同时触发翻斗计数器，水由漏斗接纳后排放；待另一侧翻斗注满水后，该翻斗上升，继续接纳水，如此往复，便可根据单位时间内翻斗次数计算出雨水径流的流量。同时，在大流量时，可同时触发多组翻斗计量器，将流量体积累加，确保大流量时的计量精确。

水位上升过程中，避免过量的水导致承水盒溢流，导致测量误差，优选的，所述承水盒自下向上容积变大。

为了便于制造、计算，优选的，所述承水盒自下向上根据容积分级，至少有一个出水口设置在所述承水盒的第一级底部，其余设置在第二级或以上。

为了便于制造、计算，优选的，所述承水盒由自下向上多个连通的条形立方体叠加而成，所述承水盒内设有多根出水管，所述出水管的进水口设为标高，出水口连通至所述承水盒底部。出水管的出水口即为承水盒的出水口。其中标高最低的出水口不带出水管，直接在底部开口。

为了便于制造、安装以及布置，优选的，所述出水管沿着条形立方体的长度方向分布。上述结构占地面积小，适合安装于街道附近。

为了防止杂质进入翻斗计量器，优选的，所述出水管的进水口设有过滤罩。

为了保证测量精度同时兼顾计算效率，优选的，所述出水口设有3～5个。

为了提高测量精度，优选的，所述出水口连接有接水漏斗，所述接水漏斗出水口对准对应的翻斗计量器。接水漏斗的设置，可以防止雨水外漏，提高测量精度。

本发明还提供了一种地面雨水径流流量检测方法，使用上述的地面雨水径流流量检测装置，包括以下步骤：

(1)承水盒承接雨水；

(2)当雨水径流在不超过倒数第二标高的出水口时，雨水集中在承水盒的底部；

(3)标高最低的出水口出水，进入对应的翻斗计量器进行流量计算，数据记录模块记录数据；

(4)当雨量增大，流量增大，水位超过倒数第二标高或更高标高的出水口时；

(5)倒数第二标高或更高标高的出水口出水，进入对应的翻斗计量器进行流量计算，数据记录模块记录数据。

翻斗体积可根据检测汇水面积大小(也即流量大小)及检测精度，合理调节。所述数据记录模块可同步记录多组翻斗的数量和时间，并进行存储，可在降雨事件结束后进行读取。本装置可安装在雨水口内，接纳地面雨水径流。

本发明的有益效果：

(1)无需电源，适合野外雨水口安装。

(2)可根据不同流量调节翻斗计量器，确保整个流量过程中大小流量时刻的检测精度。

(3)可记录降雨过程中地面径流流量过程线，读数方便。

(4)检测流量范围大。

附图说明

图1为本发明的地面雨水径流流量检测装置的承水盒的结构示意图。

图2为本发明的地面雨水径流流量检测装置的承水盒的剖视示意图。

图3为本发明的地面雨水径流流量检测装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1～3所示，本实施例的地面雨水径流流量检测装置包括：承水盒1，顶部开放且设有不同标高下的三个出水口2；三个翻斗计量器3，对应不同出水口2分别测量出水量；数据记录模块4，记录时间和翻斗301翻转次数并计算成流量过程线；

承水盒1自下向上根据容积分级，自下向上两个连通的条形立方体叠加而成，在下的条形立方体101容积小于在上的条形立方体102。承水盒1内设有2根出水管5，出水管5的进水口设为标高，出水口2连通至承水盒1底部。两根出水管5和另外一个出水口2沿着条形立方体101的长度方向分布。每根出水管5的进水口和另外一个出水口2设有过滤罩6。

本实施例的地面雨水径流流量检测装置使用过程如下：当小雨时，地面径流经雨水口流入承水盒1，由于水量较小，承水盒1中的雨水通过标高最低的出水口2进入接水漏斗7，再流入翻斗计量器3，翻斗计量器3随着雨水的流入排水漏斗302，一侧翻斗301注满雨水后下降，并由数据记录模块4记录翻斗301一次，斗内水随之排干。与此同时，另一侧翻斗301同时升高，继续承接雨水，周而往复，记录雨水排放流量。

当大雨时，流量加大，一个翻斗计量器3不足以记录流量，容易造成流量偏差。此时，承水盒1内水位上升，第二标高的出水口2也发生雨水排放，第二组的翻斗计量器3也开始工作，同步记录流量；当流量继续加大，出水口来不及排水时，承水盒1内水位抬升，第三标高的出水口2进而产生出水，第三组的翻斗流量计3也同步开张工作，确保大流量时的流量测量精度。

其中承水盒的出水口2与翻斗计量器3的组数随检测流量变化幅度可进行增减调整。

综上所述，本实施例的地面雨水径流流量检测装置，使用过程无需电源，适合野外雨水口安装；可根据不同流量调节翻斗计量器，确保整个流量过程中大小流量时刻的检测精度；可记录降雨过程中地面径流流量过程线，读数方便；检测流量范围大。

Claims (9)

1.一种地面雨水径流流量检测装置，其特征在于，包括：

承水盒，顶部开放且设有不同标高下的多个出水口；

多个翻斗计量器，对应不同出水口分别测量出水量；

数据记录模块，记录时间和翻斗翻转次数并计算成流量过程线。

2.如权利要求1所述的地面雨水径流流量检测装置，其特征在于，所述承水盒自下向上容积变大。

3.如权利要求2所述的地面雨水径流流量检测装置，其特征在于，所述承水盒自下向上根据容积分级，至少有一个出水口设置在所述承水盒的第一级底部，其余设置在第二级或以上。

4.如权利要求3所述的地面雨水径流流量检测装置，其特征在于，所述承水盒由自下向上多个连通的条形立方体叠加而成，所述承水盒内设有多根出水管，所述出水管的进水口设为标高，出水口连通至所述承水盒底部。

5.如权利要求4所述的地面雨水径流流量检测装置，其特征在于，所述出水管沿着条形立方体的长度方向分布。

6.如权利要求4所述的地面雨水径流流量检测装置，其特征在于，所述出水管的进水口设有过滤罩。

7.如权利要求1所述的地面雨水径流流量检测装置，其特征在于，所述出水口设有3～5个。

8.如权利要求1所述的地面雨水径流流量检测装置，其特征在于，所述出水口连接有接水漏斗，所述接水漏斗出水口对准对应的翻斗计量器。

9.一种地面雨水径流流量检测方法，其特征在于，使用如权利要求1～8任一权利要求所述的地面雨水径流流量检测装置，包括以下步骤：

(1)承水盒承接雨水；

(2)当雨水径流在不超过倒数第二标高的出水口时，雨水集中在承水盒的底部；

(3)标高最低的出水口出水，进入对应的翻斗计量器进行流量计算，数据记录模块记录数据；

(4)当雨量增大，流量增大，水位超过倒数第二标高或更高标高的出水口时；

(5)倒数第二标高或更高标高的出水口出水，进入对应的翻斗计量器进行流量计算，数据记录模块记录数据。