CN109138122A - 一种立体式集成智能雨水花园及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种立体式集成智能雨水花园,包括雨水净化区、蓄水池、集水管、储水箱和自动控制系统。本发明还公开了一种立体式集成智能雨水花园的应用方法。地面的雨水净化区与屋顶的植被区对雨水进行净化,形成立体式雨水花园。雨水经过净化后存储和多元利用,实现集成式多功能雨水花园。自动控制系统对雨水花园的运行进行自动化控制,遇到紧急情况时,可通过现场控制端对工作模式进行控制,在无人值守时,亦可通过远程控制端对工作模式进行远程控制,创建智能化的雨水花园,助力智慧城市建设。

Description

一种立体式集成智能雨水花园及其应用方法
技术领域
本发明涉及一种环境工程领域,更具体地说,它涉及一种立体式集成能智能雨水花园。
背景技术
雨水是城市水循环系统中的重要环节,对调节、补充地区水资源、改善生态环境起着极为关键的作用。在城市化进程的快速推动中,由于土地利用方式的转变和硬化地表对自然地表的替代而导致城市形态发生了巨大变化,城市雨水问题愈发凸现出来,由暴雨径流造成的城市面源污染已引起国际社会的高度重视。雨水花园作为一种应对雨水径流的市政景观技术应运而生。雨水花园是一种有效的雨水自然净化与处置技术,也是一种生物滞留设施,一般建在地势较低的区域,通过天然土壤或更换人工土和种植植物净化初期雨水,同时将小面积汇流的雨水暂时滞留而后慢慢渗入土壤,以减小径流量。它因具有建造费用低,运行管理简单,自然美观,易与景观结合等优点而被广泛应用。
目前,城市的内涝现象极其严重,道路出现积水,影响交通安全,雨水花园被应用到城市雨洪控制中,以吸收消除地面的积水,对雨水进行有效的净化、过滤,实现生态可持续的雨洪控制与雨水利用,同时美化城市。
但是,对于许多多雨的地区,由于降雨量大且雨水径流中含有大量的有机污染物,径流流速较大,冲刷作用明显。当含有大量雨水径流进入雨水花园,雨水花园过滤能力有限,导致流速下降,水流阻力增大,泥砂沉淀、滞留于雨水花园,日积月累将会导致雨水花园净水能力和消纳能力下降,不利于雨水的及时排除和有效利用。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种立体式集成智能雨水花园,利用地面溢流槽、地下集水管网、储水箱和自动控制系统,实现自动化控制适量雨水的存储和过量雨水的及时排放,保证雨水花园的安全。自动控制系统根据雨量监测仪监测的雨量大小,自动切换工作模式;正常雨量时,关闭电动控制闸,打开电动溢流闸,雨水净化后汇流至储水箱;雨量较大时,关闭电动溢流闸,打开电动控制闸,将过量的雨水的直接排入市政雨水管网。自动控制系统根据储水箱水位监测仪监测的水位高低,灵活控制电动阀和电动水泵,实现储水箱水位的安全和过量雨水直接排入市政雨水管网。当遇到特殊情况时,可通过现场控制端和远程控制端对自动控制系统进行干预控制,提升应急情况的处理能力,助力智慧城市建设。
为实现上述目的,本发明的第一个目的是提供一种立体式集成智能雨水花园,包括雨水净化区、蓄水池、集水管、储水箱和自动控制系统。
通过采用上述技术方案,雨水净化区布置在地面,起净化雨水的作用。净化后的雨水通过底部的集水管将净化的雨水收集后存储至储水箱,以便再利用。屋顶的植被区净化雨水后汇入地面的蓄水池。地面净化区与屋顶植被区形成立体式的雨水花园。
通过采用上述技术方案,蓄水池布置在雨水管的下方,主要收集来自屋顶的雨水,蓄水池与溢流槽连通,并在蓄水池和溢流槽之间设置电动溢流闸。当雨量正常时,来自屋顶的雨水积聚在蓄水池,开启电动溢流闸,把水引流至溢流槽,雨水溢流至雨水净化区,实现雨水的自净化。当雨量过大时,蓄水池的水来不及排放,则开启电动控制闸,把雨水直接排放至市政雨水管网。
通过采用上述技术方案:集水管设置在雨水净化区的底部,用于收集经过净化的雨水,利用地下集水管网将雨水汇流至地下的储水箱,储水箱的水可以作为地面植被浇灌用水、地面清洁用水等,实现雨水的再利用。
本发明进一步设置为:所述的雨水净化区底部布置集水管,集水管连接形成集水管网,实现净化后雨水的收集与存储。当储水箱到达警戒水位时,则关闭集水管网上的电动储水阀,打开电动溢流阀,将过量的雨水排入市政雨水管道。
本发明进一步设置为:所述的集水管之间通过Y形集水支管相连通,实现集水管的雨水汇流至Y形集水支管。Y形集水支管底部设置电动储水阀,电动储水阀与储水箱相连接。在电动储水阀上方设置溢流管,三个Y形集水支管通过溢流管相连通,溢流管另一端设置电动溢流阀,电动溢流阀与市政雨水管网相连接。实现集水管网的适量雨水汇流至储水箱,过量的雨水直接排入市政雨水管网。
通过采用上述技术方案,储水箱包括埋置于地下的第一储水箱、第二储水箱、第三储水箱和布置在屋顶的第四储水箱、第五储水箱。第一储水箱、第二储水箱和第三储水箱阶梯状布置。第一储水箱和第二储水箱之间设置第一连通管,并在第一连通管上设置第一电动连通阀,通过控制电动连通阀,实现水箱之间的雨水流通。第二储水箱和第三储水箱之间设置第二连通管,并在第二连通管上设置第二电动连通阀。在第三储水箱底部设置多用管,并在多用管上设置电动水泵,在多用管另一端连接第三连通管、第四连通管和第五连通管,并在第三连通管上设置第三电动连通阀,在第四连通管上设置第四电动连通阀,在第五连通管上设置第五电动连通阀。
本发明进一步设置为:第一电动连通阀、第二电动连通阀和第三电动连通阀通过自动化控制,实现将第一储水箱的水存储至第二储水箱,第二储水箱的水存储至第三储水箱;第三储水箱中的水通过电动水泵泵送至屋顶的第四储水箱;第五连通管提供地面浇灌用水,第六连通管提供清洁用水,实现雨水的多功能综合利用。
本发明进一步设置为:第一储水箱上设置第一水位监测仪,第二储水箱上设置第二水位监测仪,第三储水箱上设置第三水位监测仪,第四储水箱上设置第四水位监测仪,第五储水箱上设置第五水位监测仪,自动控制系统根据水位监测仪自动开关电动连通阀,保证水箱水位安全。
通过采用上述技术方案,第四储水箱和第五储水箱布置在屋顶,第四储水箱叠放在第五储水箱上。在第四储水箱上面设置暴晒管,第四储水箱底部通过第一暴晒引管与暴晒管的一端连接,暴晒管的另一端通过第二暴晒引管与第五储水箱的顶部连接,实现第四储水箱的雨水通过暴晒管暴晒消毒后存储至第五储水箱。
本发明进一步设置为:第四储水箱的底部设置第六连通管,并在第六连通管上设置第六电动连通阀,通过控制第六电动连通阀,实现屋顶植被的浇灌,保证屋顶植被的水分充足。在第五储水箱底部设置第七连通管,在第七连通管上设置第七电动连通阀,供给居民室内清洁用水,实现暴晒消毒雨水的再利用。
通过采用上述技术方案,在屋顶的第四储水箱和第五储水箱两侧布置阶梯状植被区,打开第六连通管上的第六电动连通阀,实现雨水浇灌屋顶的植被区,经过植被区过滤后汇入第一天沟和第二天沟,第一天沟和第二天沟分别连接第一雨水管和第二雨水管,第一雨水管上设置第一雨量监测仪,第二雨水管上设置第二雨量监测仪,实时监测雨量大小并校对,便于自动控制系统切换工作模式。
本发明进一步设置为:在第一雨水管底部设置第一蓄水池,第二雨水管底部设置第二蓄水池,实现屋顶雨水汇聚至蓄水池。
通过采用上述技术方案,自动控制系统包括传感器、中央处理核心、LED显示器、预报警装置、控制执行装置、现场控制端、云平台、远程控制端和远程监控端。传感器、LED显示器、预报警装置、控制执行装置、现场控制端、云平台分别与中央处理核心进行通信;云平台分别与远程控制端、远程监控端进行通信。传感器主要有雨量监测仪和水位监测仪,传感器监测的数据输入中央处理核心,根据相关算法,在LED显示器上显示雨量大小和水位高低,临近警戒值时,触发预警装置,推送预警信息;当超过警戒值时,铃声报警装置工作,实现报警功能。通过控制执行装置对电动阀、电动水泵和电动闸实行控制,以最佳合理的方案自动化控制雨水的净化、存储、过量排放和再利用。
本发明进一步设置为:当遇到紧急情况时,可通过现场控制端对自动控制系统进行操作干预,及时优化工作模式;同时亦可通过远程控制端对自动控制系统进行远程控制,实现无人值守情况的应急情况处理。
本发明进一步设置为:中央处理核心通过互联网与云平台连接,实现数据的备份与统计汇总,远程监控端可实时监测雨水花园的运行情况,发现异常后及时采取应急措施,可通过现场控制端或远程控制端对工作模式进行修正干预,提升特殊情况下的应急处理能力,助力智慧城市建设。
本发明的第二个目的是提供一种立体式集成智能雨水花园的应用方法,其特征是,所述应用方法具体为:
(1)溢流槽汇聚来自周围的地表径流,当雨量正常时,控制系统通过打开电动溢流闸,关闭电动控制闸,使雨水通过溢流槽溢流进入雨水净化区,实现雨水的自然净化;当雨量过大时,控制系统通过打开电动控制闸,关闭电动溢流闸,使过量的雨水将直接排入市政雨水管网,保证雨水花园的正常运行;
(2)集水管网分布在雨水净化区的最底部,用于收集自然净化后的雨水,通过集水管网汇聚至储水箱;若遇到雨量过大的情况,储水箱将满时,自动控制系统则关闭电动储水阀,打开电动溢流阀,雨水将直接排入市政雨水管网;
(3)当最低处的水箱将满时,自动控制系统关闭电动连通阀,保证最低处的储水箱的压力安全;当最高处水箱将满时,自动控制系统关闭Y形集水支管上的电动储水阀,并打开溢流管上的电动溢流阀,使过量雨水直接排入市政雨水管道;
(4)屋顶第四储水箱、第五储水箱叠加布置,最低处的储水箱中的雨水通过电动水泵输送至第四储水箱,第四储水箱的雨水通过暴晒管暴晒消毒后存储至第五储水箱,供用户使用;
(5)传感器将监测的数据实时传输至中央处理核心,通过算法实时输出到LED显示器上,并对达到警戒的设备通过预报警装置进行预报警提示,最后由控制执行装置对电动闸阀和电动水泵进行控制;中央处理核心通过互联网与云平台连接,实现数据的备份与统计汇总,远程监控端可实时监测雨水花园的运行情况,发现异常后及时采取应急措施,通过现场控制端或远程控制端对工作模式进行修正干预。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:地面的雨水净化区与屋顶的植被区对雨水进行净化,形成立体式雨水花园。雨水经过净化后存储和多元利用,实现集成式多功能雨水花园。自动控制系统对雨水花园的运行进行自动化控制,遇到紧急情况时,可通过现场控制端对工作模式进行控制,在无人值守时,亦可通过远程控制端对工作模式进行远程控制,创建智能化的雨水花园,助力智慧城市建设。
附图说明
图1为本发明的地面雨水花园布置剖面图。
图2为本发明的地面雨水花园布置平面图。
图3为本发明的集水管网示意图。
图4为本发明的地下储水箱连通示意图。
图5为本发明的屋顶雨水花园示意图。
图6为本发明的屋顶暴晒管示意图。
图7a为本发明的第一溢流槽示意图。
图7b为本发明的第二溢流槽示意图。
图7c为本发明的第三溢流槽示意图。
图7d为本发明的第四溢流槽示意图。
图8为本发明的自动控制系统应用示意图。
图中:1-地面。
21-第一溢流槽,22-第二溢流槽,23-第三溢流槽,24-第四溢流槽,2a-第一蓄水池,2b-第二蓄水池。21a-第一蓄水池2a与第一溢流槽21之间的第一电动溢流闸,23a-第二蓄水池2b与第三溢流槽23之间的第二电动溢流闸,24a-第一蓄水池2a与第四溢流槽24之间的第三电动溢流闸,24b-第二蓄水池2b与第四溢流槽24之间的第四电动溢流闸,25a-第一蓄水池2a与市政雨水管网连接处设置的第一电动控制闸,26a-第一蓄水池2a与市政雨水管网连接处设置的第二电动控制闸,27a-第二溢流槽22与市政雨水管网连接处设置的第三电动控制闸。211-第一溢流槽21的消力梯,212-第一溢流槽21的溢流坎。
31-第一雨水净化区,32-第二雨水净化区,33-第三雨水净化区,34-第四雨水净化区,35-第五雨水净化区,36-第六雨水净化区。 311-植被覆盖层,312-种植土壤层,313-细石砂砾层,314-粗砂层。
41-第一集水管,42-第二集水管,43-第三集水管,44-第四集水管,45-第五集水管,46-第六集水管,47-第一Y形集水支管,48-第二Y形集水支管,49-第三Y形集水支管,50-溢流管47a-第一Y形集水支管47上的第一电动储水阀,48a-第二Y形集水支管48上的第二电动储水阀,49a-第三Y形集水支管49上的第三电动储水阀,50a-溢流管50上的电动溢流阀。
51-第一储水箱,52-第二储水箱,53-第三储水箱,54-第四储水箱,55-第五储水箱。511-第一储水箱51和第二储水箱52之间的第一连通管511,521-第二储水箱52和第三储水箱53之间的第二连通管521,531-第三储水箱53底部连接的多用管。51a-第一连通管511上的第一电动连通阀,52a-第二连通管521上的第二电动连通阀,53a-多用管531上的电动水泵,54a-第六连通管541上的第六电动连通阀,55a-第七连通管551上的第七电动连通阀。51b-第一储水箱51上的水位监测仪,52b-第二储水箱52上的水位监测仪,53b-第三储水箱53上的水位监测仪,54b-第四储水箱54上的水位监测仪,55b-第五储水箱55上的水位监测仪, 541-连接在第四储水箱54底部的第六连通管,551-连接在第五储水箱55底部的第七连通管。
61-一端连接在多用管531,另一端连接在第四储水箱54的第三连通管,62-连接在多用管531上的用于地面浇灌的第四连通管,63-连接在多用管531上的用于清洁用水的第五连通管。61a-第三连通管61上的第三电动连通阀,62a-第四连通管62上的第四电动连通阀,63a-第五连通管63上的第五电动连通阀。
7a-布置在屋顶的第一植被区,7b-布置在屋顶的第二植被区,71-连接在第一植被区7a的第一天沟,72-连接在第二植被区7b的第二天沟,73-第一天沟71连接的第一雨水管,74-第二天沟72连接的第二雨水管,73a-布置在第一雨水管73上的第一雨量监测仪,74a-布置在第二雨水管74上的第二雨量监测仪。
8-暴晒管;81-连接第四储水箱54和暴晒管8的第一暴晒引管,82-连接第五储水箱55和暴晒管8的第二暴晒引管。
9-自动控制系统,91-传感器,92-中央处理核心,93-LED显示器,94-预报警装置,95-控制执行装置,96-现场控制端,97-云平台,98-远程控制端,99-远程监控端。
具体实施方式
如图1-8所示,一种立体式集成智能雨水花园,包括雨水净化区、蓄水池、集水管、储水箱和自动控制系统。雨水花园的运行依靠自动控制系统控制,根据两个雨量监测仪监测的数据校对后的雨量大小,自动切换工作模式,实现雨水的净化、收集、存储和过量雨水排放,保证雨水花园的高效运行。同时,根据储水箱的水位监测仪的监测数据,自动开关电动阀、电动闸和电动水泵,保证储水箱的储水安全,实现雨水的循环与综合多用途利用。当遇到特殊情况时,可通过现场控制端对自动控制系统的运行模式进行修正干预;同时无人值守情况下,亦可通过远程控制端对雨水花园的工作模式进行控制,助力智慧城市建设。
雨水净化区包括第一雨水净化区31、第二雨水净化区32、第三雨水净化区33、第一雨水净化区34、第五雨水净化区35、第六雨水净化区36。第一、第二和第三雨水净化区阶梯式降低连续布置,第四、第五和第六雨水净化区阶梯式抬高连续布置;第一雨水净化区31和地面1之间设置第一溢流槽21,收集来自地面1的地表径流;第三和第四雨水净化区之间设置第二溢流槽22,存储雨水净化区溢流的雨水。第六雨水净化区36和地面1之间设置第三溢流槽23,收集来自地面1的地表径流。
第一溢流槽21与第四溢流槽24通过第一蓄水池2a连接,第三溢流槽23与第四溢流槽24通过第二蓄水池2b连接;第一溢流槽21与第一蓄水池2a之间设置第一电动溢流闸21a,,第三溢流槽23与第二蓄水池2b之间设置第二电动溢流闸23a,第四溢流槽24在第一蓄水池2a处设置第三电动溢流闸24a,在第二蓄水池2b处设置第四电动溢流闸24b。
在第一蓄水池2a的右侧设置第一电动控制闸25a,并与市政雨水管网连接;在第二蓄水池2b的左侧设置第二电动控制闸26a,并与市政雨水管网连接;第二溢流槽22的末端设置第三电动控制闸27a,并与市政雨水管网连接。
雨水净化区包括植被覆盖层311、种植土壤层312、细石砂砾层313和粗砂层314。在每个雨水净化区的最底部设置集水管,第一雨水净化区31底部设置第一集水管41、第二雨水净化区32底部设置第二集水管42、第三雨水净化区33底部设置第三集水管43、第四雨水净化区34底部设置第四集水管44、第五雨水净化区35底部设置第五集水管45、第六雨水净化区36底部设置第六集水管46,六根集水管通过第一Y形集水支管47、第二Y形集水支管48和第三Y形集水支管相连接,并在三个集水支管的下部分别设置第一电动储水阀47a、第二电动储水阀48a和第三电动储水阀49a。在三个电动储水阀上部通过溢流管50相连接,并在溢流管50的另一端设置电动溢流阀50a,电动溢流阀50a与市政雨水管网相连接。实现雨水净化、收集、存储和过量排放功能。第一Y形集水支管47底端与第三储水箱53连通,第二Y形集水支管底端48与第二储水箱52连通,第三Y形集水支管49底端与第一储水箱51连通,实现雨水净化区的雨水汇聚集至三个储水箱。
第一储水箱51底部与第二储水箱52的顶部通过第一连通管511相连,并在第一连通管511上设置第一电动连通阀51a,用于控制第一储水箱51汇入第二储水箱52的水量。第二储水箱52底部与第三储水箱53顶部通过第二连通管521相连,并在第二连通管521上设置第二电动连通阀52a,用于控制第二储水箱52汇入第三储水箱53的水量。在第三储水箱53底部设置多用管531,并在多用管531上设置电动水泵53a。在多用管531的另一端连接第三连通管61、第四连通管62和第五连通管63,并分别设置第三电动连通阀61a、第四电动连通阀62a和第五电动连通阀63a。第三电动连通阀61a与屋顶的第四储水箱54连通,第四电动连通阀62a用于控制地面浇灌用水,第五电动连通阀63a用于控制清洁用水。
第四储水箱54底部通过第一暴晒引管84与暴晒管8的一端连接,暴晒管8的另一端通过第二暴晒引管82与第五储水箱55的顶部连接,实现第四储水箱54的雨水通过暴晒管8暴晒消毒后存储至第五储水箱55。根据植被用水需要,通过控制第四储水箱54上的第六电动连通阀54a,实现屋顶植被的浇灌,保证屋顶植被的水分充足。同时根据用户的室内清洁用水需要,通过控制第七电动连通阀55a,实现居民室内清洁用水供给,最大化雨水的再利用。
屋顶的雨水通过两条天沟收集,第一天沟71的雨水进入到第一雨水管73后汇入第一蓄水池2a.,第二天沟72的雨水进入到第二雨水管74汇入第二蓄水池2b,第一雨量监测仪73a和第二雨量监测仪74a监测的雨量数据进行校对,自动控制系统9对雨量大小进行判别后切换工作模式。
自动控制系统9包括传感器91、中央处理核心92、LED显示器93、预报警装置94、控制执行装置95、现场控制端96、云平台97、远程控制端98和远程监控端99。传感器(91)、LED显示器(93)、预报警装置(94)、控制执行装置(95)、现场控制端(96)、云平台(97)分别与中央处理核心(92)进行通信;云平台(97)分别与远程控制端(98)、远程监控端(99)进行通信。
传感器91作为自动控制系统9的输入设备,主要有雨量监测仪和水位监测仪组成,传感器91监测的雨量数据实时输入中央处理核心92,根据相关计算算法,雨量大小和水位高度实时显示在LED显示器93上,更加直观的了解雨量大小情况和储水箱的水位情况,预报警装置94对临近警戒值的设备先通过通知进行预警,当达到警戒值时,则预报警装置进行铃声报警。控制执行装置95执行来自中央处理核心92的命令,对电动阀、电动闸和电动水泵进行控制。自动控制系统的当遇到特殊情况时,可通过现场控制端96对自动控制系统的工作模式进行修正干预,亦可在五人值守时通过远程控制端98远程控制。自动控制系统的所有运行数据都由远程监控端99监控,保证雨水花园的自动化智能运行,提升运行效率。
实施例1
雨量正常情况时:
第一雨量监测仪73a和第二雨量监测仪74a监测到的数据校对后实时传输至自动控制系统9,自动控制系统9判断为雨量正常,则进入雨量正常工作模式。控制执行装置95执行来自中央处理核心92的命令,关闭电动控制闸,开启电动溢流闸,关闭第一电动储水阀47a、第二电动储水阀48a和电动溢流阀50a,打开第三电动储水阀49a,雨水净化后存储至第一储水箱。
雨量过大情况时:
自动控制系统9通过关闭电动溢流闸、打开电动控制闸,将蓄水池和第二溢流槽的过量雨水直接排入市政雨水管网;打开三个电动储水阀,关闭电动溢流阀,净化的雨水存储中储水箱。根据储水箱的水位监测仪的监测数据,自动控制系统9通过开关电动连通阀,及时将第一储水箱51和第二储水箱52的水汇至第三储水箱53,通过打开电动水泵53a,将第三储水箱53的水进行多用途综合利用,可以通过第三连通管61,将雨水泵送至屋顶的储水箱54;可以通过第四连通管62,将雨水用于地面浇灌;也可以通过第四连通管63,将雨水用于清洁等。
当储水箱水位达到警戒水位时,自动控制系统9关闭三个电动储水阀,打开电动溢流阀50a,雨水不再进入储水箱,而是通过溢流管50直接排入市政雨水管网。
当屋顶的植被区需要浇灌时,自动控制系统9打开第六电动连通阀54a,对屋顶植被区进行浇灌,保证植被的健康生长。
当用户需要使用第五储水箱55的消毒雨水,自动控制系统9打开第七电动连通阀55a,将消毒后的雨水提供给用户。
中央处理核心92与云平台97同步,所有的数据都在云平台97备份,并被远程监控端99监控,同时提供数据统计汇总功能,在大数据背景下进行数据分析,助力数字城市建设。
中央处理核心92上设置有现场控住端96,遇到特殊情况时,可通过现场控制端96对工作模式进行控制,亦可在无人值守状态时,远程控制端98进行远程控制,提升雨水花园的运行智能程度,助力智慧城市建设。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种立体式集成智能雨水花园,其特征是,包括雨水净化区、蓄水池、集水管、储水箱;
雨水净化区包括第一溢流槽(21)、第二溢流槽(22)、第三溢流槽(23)、第四溢流槽(24)、第一雨水净化区(31)、第六雨水净化区(36),第一溢流槽(21)、第二溢流槽(22)、第三溢流槽(23)顺序设置,第一溢流槽(21)、第二溢流槽(22)、第三溢流槽(23)后端通过第四溢流槽(24)相连接;第一雨水净化区(31)与第六雨水净化区(36)之间设置第二溢流槽(22);第一雨水净化区(31)与地面(1)之间设置第一溢流槽(21);第六雨水净化区(36)与地面(1)之间设置第三溢流槽(23);第一溢流槽(21)、第一雨水净化区(31)、第二溢流槽(22)呈阶梯式降低连续布置;第三溢流槽(23)、第六雨水净化区(36)、第二溢流槽(22)阶梯式降低连续布置;
蓄水池包括第一蓄水池(2a)、第二蓄水池(2b),第一溢流槽(21)、第四溢流槽(24)分别与第一蓄水池(2a)相连通;第三溢流槽(23)、第四溢流槽(24)分别与第二蓄水池(2b)相连通;第一蓄水池(2a)、第二蓄水池(2b)分别与对应的市政雨水管网相连接;
集水管包括第一集水管(41)、第六集水管(46)、第一Y形集水支管(47);第一集水管(41)设置在第一雨水净化区(31)底部,第六集水管(46)设置在第六雨水净化区(36)底部;第一集水管(41)、第六集水管(46)分别与第一Y形集水支管(47)的上部两个分支管相连接;第一Y形集水支管(47)下部支管上设有溢流管(50);
储水箱包括第三储水箱(53)、第四储水箱(54)、第五储水箱(55),第三储水箱(53)与第一Y形集水支管(47)下部分支管相连接;第三储水箱(53)上设有第三连通管(61)、第四连通管(62)、第五连通管(63);
第三连通管(61)与第四储水箱(54)相连接;第四储水箱(54)通过第二暴晒引管(81)与暴晒管(8)相连接,暴晒管(8)通过第二暴晒引管(82)与第五储水箱(55)相连接;第五储水箱(55)上设置第七连通管(551);第五储水箱(55)、第四储水箱(54)自下而上依次设置在屋顶;第四储水箱(54)上方设置暴晒管(8);
第五储水箱(55)、第四储水箱(54)一侧依次设置第一植被区(71)、第一天沟(71),第一天沟(71)通过第一雨水管(73)与第一蓄水池(2a)相连通;第五储水箱(55)、第四储水箱(54)另一侧依次设置第二植被区(72)、第二天沟(72),第二天沟(72)通过第二雨水管(74)与第二蓄水池(2b)相连通,第一植被区(71)、第一植被区(71)呈阶梯式降低结构。
2.根据权利要求1所述的立体式集成智能雨水花园,其特征是,所述雨水净化区还包括第二雨水净化区(32)、第五雨水净化区(35);第一溢流槽(21)、第一雨水净化区(31)、第二雨水净化区(32)、第二溢流槽(22)呈阶梯式降低连续布置;第三溢流槽(23)、第六雨水净化区(36)、第五雨水净化区(35)、第二溢流槽(22)阶梯式降低连续布置;
集水管还包括第二集水管(42)、第五集水管(45)、第二Y形集水支管(48);第二集水管(42)设置在第二雨水净化区(32)底部;第五集水管(45)设置在第五雨水净化区(35)底部,第二Y形集水支管(48)的上部其中一个分支管分别与第一集水管(41)、第二集水管(42)相连接;第二Y形集水支管(48)的上部另一个分支管分别与第六集水管(46)、第五集水管(45)相连接;第二Y形集水支管(48)与溢流管(50)相连通;
储水箱还包括第二储水箱(52),第二储水箱(52)与第二Y形集水支管(48)下部支管相连接;第二Y形集水支管(48)下部支管与溢流管(50)相连通;
第二储水箱(52)通过第二连通管(521)连接所述第三储水箱(53),第二储水箱(52)与第三储水箱(53)阶梯式降低连续布置。
3.根据权利要求2所述的立体式集成智能雨水花园,其特征是,所述雨水净化区还包括第三雨水净化区(33)、第四雨水净化区(34);第一溢流槽(21)、第一雨水净化区(31)、第二雨水净化区(32)、第三雨水净化区(33)、第二溢流槽(22)呈阶梯式降低连续布置;第三溢流槽(23)、第六雨水净化区(36)、第五雨水净化区(35)、第四雨水净化区(34)、第二溢流槽(22)阶梯式降低连续布置;
集水管还包括第三集水管(43)、第四集水管(44)、第三Y形集水支管(49);第三集水管(43)设置在第三雨水净化区(33)底部;第四集水管(44)设置在第四雨水净化区(34)底部;第三Y形集水支管(49)的上部其中一个分支管分别与第一集水管(41)、第二集水管(42)、第三集水管(43)相连接;第三Y形集水支管(49)的上部另一个分支管分别与第六集水管(46)、第五集水管(45)、第四集水管(44)相连接;第三Y形集水支管(49)与溢流管(50)相连通;
储水箱还包括第一储水箱(51),第一储水箱(51)与第三Y形集水支管(49)下部分支管相连接;第一储水箱(51)通过第一连通管(511)连接所述第二储水箱(52),第一储水箱(51)、第二储水箱(52)与第三储水箱(53)阶梯式降低连续布置。
4.根据权利要求3所述的立体式集成智能雨水花园,其特征是,所述第一雨水净化区(31)、第二雨水净化区(32)、第三雨水净化区(33)、第四雨水净化区(34)、第五雨水净化区(35)、第六雨水净化区(36)结构相同,包括自上而下依次设置的植被覆盖层(311)、种植土壤层(312)、细石砂砾层(313)和粗砂层(314)。
5.根据权利要求1所述的立体式集成智能雨水花园,其特征是,所述第一蓄水池(2a)与对应的市政雨水管网之间设置第一电动控制闸(25a),第一蓄水池(2a)与第一溢流槽(21)之间设置第一电动溢流闸(21a),第一蓄水池(2a)与第四溢流槽(24)之间设置第三电动溢流闸(24a);
所述第二蓄水池(2b)与对应的市政雨水管网之间设置第二电动控制闸(26a),第二蓄水池(2b)与第三溢流槽(23)之间设置第二电动溢流闸(23a),第二蓄水池(2b)与第四溢流槽(24)之间设置第四电动溢流闸(24b);
第二溢流槽(22)与对应的市政雨水管网相连接;第二溢流槽(22)与对应的市政雨水管网之间设置第三电动控制闸(27a)。
6.根据权利要求4所述的立体式集成智能雨水花园,其特征是,所述第一Y形集水支管(47)、第二Y形集水支管(48)、第三Y形集水支管(49)下部分支管上分别设有第一电动储水阀(47a)、第二电动储水阀(48a)、第三电动储水阀(49a),第一电动储水阀(47a)、第二电动储水阀(48a)、第三电动储水阀(49a)位于溢流管(50)下方;溢流管(50)末端设有电动溢流阀(50a)。
7.根据权利要求4所述的立体式集成智能雨水花园,其特征是,所述第四储水箱(54)上设有第六连通管(541),第五储水箱(55)上设有第七连通管(551);
第一连通管(511)上设有第一电动连通阀(51a);
第二连通管(521)上设有第二电动连通阀(52a);
多用管(531)上设有电动水泵(53a);
第三连通管(61)上设有第三电动连通阀(61a);
第四连通管(62)上设有第四电动连通阀(62a);
第五连通管(63)上设有第五电动连通阀(63a);
第六连通管(541)上设有第六电动连通阀(54a);
第七连通管(551)上设有第七电动连通阀(55a)。
8.根据权利要求4所述的立体式集成智能雨水花园,其特征是,所述第一储水箱(51)上设有第一水位监测仪(51b);
第二储水箱(52)上设有第二水位监测仪(52b);
第三储水箱(53)上设有第三水位监测仪(53b);
第四储水箱(54)上设有第四水位监测仪(54b);
第五储水箱(55)上设有第五水位监测仪(55b);
第一雨水管(73)上设有第一雨量检测仪(73a);
第二雨水管(74)上设有第二雨量检测仪(74a)。
9.根据权利要求1所述的立体式集成智能雨水花园,其特征是,设有自动控制系统,包括传感器(91)、中央处理核心(92)、LED显示器(93)、预报警装置(94)、控制执行装置(95)、现场控制端(96)、云平台(97)、远程控制端(98)和远程监控端(99);传感器(91)、LED显示器(93)、预报警装置(94)、控制执行装置(95)、现场控制端(96)、云平台(97)分别与中央处理核心(92)进行通信;云平台(97)分别与远程控制端(98)、远程监控端(99)进行通信;
传感器(91)包括第一水位监测仪(51b)、第二水位监测仪(52b)、第三水位监测仪(53b)、第三水位监测仪(53b)、第五水位监测仪(55b)、第一雨量检测仪(73a)、第二雨量检测仪(74a);
控制执行装置(95)包括第一电动连通阀(51a)、第二电动连通阀(52a)、第三电动连通阀(61a)、第四电动连通阀(62a)、第五电动连通阀(63a)、第六电动连通阀(54a)、第七电动连通阀(55a)、第一电动储水阀(47a)、第二电动储水阀(48a)、第三电动储水阀(49a)、电动溢流阀(50a)、电动水泵(53a)、第一电动溢流闸(21a)、第二电动溢流闸(23a)、第三电动溢流闸(24a)、第四电动溢流闸(24b)、第一电动控制闸(25a)、第二电动控制闸(26a)、第三电动控制闸(27a);
传感器将监测的数据实时传输至中央处理核心,通过算法实时输出到LED显示器上,并对达到警戒的设备由预报警装置进行预报警提示,最后由控制执行装置对电动闸阀和水泵进行自动化控制,中央处理核心通过互联网与云平台连接,实现数据的备份与统计汇总,远程监控端可实时监测雨水花园的运行情况,发现异常后及时采取应急措施,可通过现场控制端或远程控制端对工作模式进行修正干预。
10.权利要求1-9任一项所述的立体式集成智能雨水花园的应用方法,其特征是,所述应用方法具体为:
(1)溢流槽汇聚来自周围的地表径流,当雨量正常时,控制系统通过打开电动溢流闸,关闭电动控制闸,使雨水通过溢流槽溢流进入雨水净化区,实现雨水的自然净化;当雨量过大时,控制系统通过打开电动控制闸,关闭电动溢流闸,使过量的雨水将直接排入市政雨水管网,保证雨水花园的正常运行;
(2)集水管网分布在雨水净化区的最底部,用于收集自然净化后的雨水,通过集水管网汇聚至储水箱;若遇到雨量过大的情况,储水箱将满时,自动控制系统则关闭电动储水阀门,打开电动溢流阀,雨水将直接排入市政雨水管网;
(3)当最低处的水箱将满时,自动控制系统关闭电动连通阀,保证最低处的储水箱的压力安全;当最高处水箱将满时,自动控制系统关闭Y形集水支管上的电动储水阀,并打开溢流管上的电动溢流阀,使过量雨水直接排入市政雨水管道;
(4)屋顶第四储水箱(54)、第五储水箱(55)叠加布置,最低处的储水箱中的雨水通过电动水泵(53a)输送至第四储水箱(54),第四储水箱(54)的雨水通过暴晒管(8)暴晒消毒后存储至第五储水箱(55),供用户使用;
(5)传感器将监测的数据实时传输至中央处理核心,通过算法实时输出到LED显示器上,并对达到警戒的设备由预报警装置进行报警提示,最后由控制执行装置对电动闸阀和水泵进行控制;中央处理核心通过互联网与云平台连接,实现数据的备份与统计汇总,远程监控端可实时监测雨水花园的运行情况,发现异常后及时采取应急措施,通过现场控制端或远程控制端对工作模式进行修正干预。
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