CN109797838A - 一种矩形雨水井的流量监测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矩形雨水井的流量监测设备，包括薄壁三角堰、荧光液位计、伸缩调节滑槽、矩形薄板、夜间反光条、堰体连接装置、路缘石固定装置、地表降水径流、路缘石、地表径流水位、水流方向、矩形雨篦子、薄壁堰缺口、弧形曲面和“一”字型凹槽。本发明通过设置薄壁三角堰、荧光液位计、伸缩调节滑槽、矩形薄板、夜间反光条、堰体连接装置、路缘石固定装置、地表降水径流、路缘石、地表径流水位、水流方向和矩形雨篦子，可使装置达到快速实施观测，便于携带和现场布设的功能，适用于城市街区路面的地表降水径流监测，三角堰宽度可调试适用于多规格矩形雨水井井口流量的监测，可提高城市降水径流的监测能力。
Description
技术领域
本发明涉及城市水文学与地表降水径流监测技术领域，具体为一种矩形雨水井的流量监测设备。
背景技术
雨水井是城市区域地表降水径流的汇入口，与地下排水管线相连，是城市降水径流排入地下排水系统的承接点，是城市产流进入管渠的主要汇入点，矩形雨水井井盖(又俗称“雨篦子”)整体嵌入公路，与路面水平面齐平，少数雨篦子嵌入路缘石，与水平路面垂直安装，大多数镶嵌于公路水平路面的矩形雨篦子一个长边紧邻路缘石，另一个长边方向和两个短边方向分别有降水径流汇入，雨水井流量数据的收集与记录可以为城市道路地表径流过程的动态监控、城市街区内涝积水预报预警、城市区域水文模型参数校准提供数据支持，特别是在使用分布式水文模型模拟城区子汇水区的降水径流过程时，雨水井往往被概化成子汇水区的出水口，其流量一旦缺失将难以验证模型模拟结果，并会影响到区域城市管理决策，然而现有的地表径流量监测技术和设备，如转子式流量计适用于水位高、流量大且水体集中的河道和明渠，对于城市道路的低水位、小流量的漫流式地表径流并不适用，在建成区排水管道和暗渠的流量计安装难度大且成本高，因此导致大多数城市地表雨水井流量监测数据的缺失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种矩形雨水井的流量监测设备，具备快速实施观测，便于携带和现场布设的优点，解决了现有市场上同类设备不具备快速实施观测，便于携带和现场布设功能的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矩形雨水井的流量监测设备，包括薄壁三角堰、荧光液位计、伸缩调节滑槽、矩形薄板、夜间反光条、堰体连接装置、路缘石固定装置、地表降水径流、路缘石、地表径流水位、水流方向、矩形雨篦子、薄壁堰缺口、弧形曲面和“一”字型凹槽，所述地表降水径流沿三个不同的水流方向汇入矩形雨篦子，在三个迎水面来水方向分别安装薄壁三角堰，所述薄壁三角堰三角形缺口一侧装有荧光液位计，三组薄壁堰底与矩形雨篦子的三个边缘(通常为一长边两短边)重合，所述路缘石一侧(通常为雨篦子长边一侧)不安装薄壁堰，所述薄壁三角堰两端各有一块矩形薄板，所述伸缩调节滑槽分在上下两个方向固定薄壁三角堰和矩形薄板，所述矩形薄板可以在伸缩调节滑槽中任意滑动，所述堰体连接装置为带有凹槽的“T”型塑胶条，凹槽连接并固定薄壁三角堰或矩形薄板，所述夜间反光条贴于薄壁三角堰或矩形薄板上沿，所述路缘石固定装置单侧开设有“一”字型凹槽塑胶条，带有凹槽一侧连接并固定薄壁三角堰或矩形薄板，另一侧为吸盘平面与路缘石连接，所述地表降水径流为城市区域的降水经过产汇流过程在公路形成积水并流入附近矩形雨水井的水体，随着径流量的增加，所述地表径流水位高于堰顶高程P时，将沿三个水流方向跃过薄壁三角堰继续流过矩形雨水井进入雨水管道，所述地表径流水位高出堰顶高程P的高度为对应缺口顶点的压力水头h0，h0值可由荧光液位计读取，可快速获取监测数据带入雨水井流量Q推求公式求出检测结果。
优选的，所述薄壁三角堰和矩形薄板均由不锈钢板、木质、PVC或玻璃钢等材料制成，单片厚度0.5～2mm。
优选的，所述荧光液位计由防水荧光颜料绘制的刻度线和荧光刻度尺组成。
优选的，所述伸缩调节滑槽外形为带有细长滑槽的塑胶条，长度300～600mm，滑槽有一定塑性，滑槽间隙1～4mm。
优选的，所述夜间反光条贴于堰体上沿，夜间汽车灯光照到所述矩形雨水井的流量监测设备会形成反光。
优选的，所述堰体连接装置的外形为带有“T”型凹槽的塑胶块，凹槽有一定塑性，凹槽间隙1～4mm，现场安装过程中可配合伸缩调节滑槽固定薄壁三角堰和矩形薄板，同时保证两相邻堰体垂直连接。
优选的，所述路缘石固定装置的外形为一侧带有“一”字型凹槽另一侧带有凹状吸盘的塑胶条，长度10～15cm，凹槽有一定塑性，凹槽间隙0.5～1mm，凹状吸盘中间内凹，四周外扩，现场安装过程中可借助雨水浸湿及大气压力吸附在路缘石上。
优选的，所述流量Q推求公式中流量折算系数k值(k＝1.429)基于实验数据获取，所述流量折算系数k适用于地表降水径流深度2～20cm，适用于地表雨水径流流量0.001～2.199m3/s。
优选的，所述流量监测对象不仅限于镶嵌于公路水平路面的单个矩形雨水井，所述矩形雨水井的流量监测设备适用于镶嵌于公路水平路面的多个矩形雨水井，也适用于镶嵌于路缘石内部的单个或多个矩形雨水井。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过设置薄壁三角堰、荧光液位计、伸缩调节滑槽、矩形薄板、夜间反光条、堰体连接装置、路缘石固定装置、地表降水径流、路缘石、地表径流水位、水流方向和矩形雨篦子，可使装置达到快速实施观测，便于携带和现场布设的功能，适用于城市街区路面的地表降水径流监测，三角堰宽度可调试适用于多规格矩形雨水井井口流量的监测，可提高城市降水径流的监测能力。
2、本发明通过确定使用材质，能够使装置在使用时更加的安全轻便，提升了装置使用时的实用性；
通过防水荧光颜料，能够使装置经受住雨水的浸泡和冲刷，光线充足或不充足的白天、夜间均可以正常读取数据，提升了装置使用时的实用性；
通过塑胶条的使用材质，能够让使用者在现场安装过程中可根据所测雨水井尺寸需求任意截取，提升了装置使用时的实用性；
通过夜间反光条，能够有效的保障装置的使用安全，防止路过车辆在行进过程中破坏设备，提升了装置使用时的安全性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明薄壁三角堰正面结构示意图；
图3为本发明路缘石固定装置结构示意图。
图中：1薄壁三角堰、2荧光液位计、3伸缩调节滑槽、4矩形薄板、5夜间反光条、6堰体连接装置、7路缘石固定装置、8地表降水径流、9路缘石、10地表径流水位、11水流方向、12矩形雨篦子、13薄壁堰缺口、14弧形曲面、15“一”字型凹槽；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-3，一种矩形雨水井的流量监测设备，包括薄壁三角堰1、荧光液位计2、伸缩调节滑槽3、矩形薄板4、夜间反光条5、堰体连接装置6、路缘石固定装置7、地表降水径流8、路缘石9、地表径流水位10、水流方向11、矩形雨篦子12、薄壁堰缺口13、弧形曲面14和“一”字型凹槽15，薄壁三角堰1和矩形薄板4均由不锈钢板、木质、PVC或玻璃钢等材料制成，单片厚度0.5～2mm，通过确定使用材质，能够使装置在使用时更加的安全轻便，提升了装置使用时的实用性，地表降水径流8沿三个不同的水流方向11汇入矩形雨篦子12，在三个迎水面来水方向分别安装薄壁三角堰1，薄壁三角堰1三角形缺口一侧装有荧光液位计2，荧光液位计2由防水荧光颜料绘制的刻度线和荧光刻度尺组成，通过防水荧光颜料，能够使装置经受住雨水的浸泡和冲刷，光线充足或不充足的白天、夜间均可以正常读取数据，提升了装置使用时的实用性，三组薄壁堰底与矩形雨篦子12的三个边缘通常为一长边两短边重合，路缘石9一侧通常为雨篦子长边一侧不安装薄壁堰，薄壁三角堰1两端各有一块矩形薄板4，伸缩调节滑槽3分在上下两个方向固定薄壁三角堰1和矩形薄板4，矩形薄板4可以在伸缩调节滑槽3中任意滑动，伸缩调节滑槽3外形为带有细长滑槽的塑胶条，长度300～600mm，滑槽有一定塑性，滑槽间隙1～4mm，塑胶条的使用材质，能够让使用者在现场安装过程中可根据所测雨水井尺寸需求任意截取，提升了装置使用时的实用性，堰体连接装置6为带有凹槽的“T”型塑胶条，凹槽连接并固定薄壁三角堰1或矩形薄板4，堰体连接装置6的外形为带有“T”型凹槽的塑胶块，凹槽有一定塑性，凹槽间隙1～4mm，现场安装过程中可配合伸缩调节滑槽3固定薄壁三角堰1和矩形薄板4，同时保证两相邻堰体垂直连接，夜间反光条5贴于薄壁三角堰1或矩形薄板4上沿，夜间反光条5贴于堰体上沿，夜间汽车灯光照到矩形雨水井的流量监测设备会形成反光，通过夜间反光条5，能够有效的保障装置的使用安全，防止路过车辆在行进过程中破坏设备，提升了装置使用时的安全性，路缘石固定装置7单侧开设有“一”字型凹槽15塑胶条，路缘石固定装置7的外形为一侧带有“一”字型凹槽15另一侧带有凹状吸盘的塑胶条，长度10～15cm，凹槽有一定塑性，凹槽间隙0.5～1mm，凹状吸盘中间内凹，四周外扩，现场安装过程中可借助雨水浸湿及大气压力吸附在路缘石9上，带有凹槽一侧连接并固定薄壁三角堰1或矩形薄板4，另一侧为吸盘平面与路缘石9连接，地表降水径流8为城市区域的降水经过产汇流过程在公路形成积水并流入附近矩形雨水井的水体，随着径流量的增加，地表径流水位10高于堰顶高程P时，将沿三个水流方向11跃过薄壁三角堰1继续流过矩形雨水井12进入雨水管道，地表径流水位10高出堰顶高程P的高度为对应缺口顶点的压力水头h0，h0值可由荧光液位计2读取，可快速获取监测数据带入雨水井流量Q推求公式求出检测结果，流量Q推求公式中流量折算系数k值k＝1.429基于实验数据获取，流量折算系数k适用于地表降水径流深度2～20cm，适用于地表雨水径流流量0.001～2.199m3/s，流量监测对象不仅限于镶嵌于公路水平路面的单个矩形雨水井，矩形雨水井的流量监测设备适用于镶嵌于公路水平路面的多个矩形雨水井，也适用于镶嵌于路缘石9内部的单个或多个矩形雨水井。
Claims (9)
1.一种矩形雨水井的流量监测设备，包括薄壁三角堰(1)、荧光液位计(2)、伸缩调节滑槽(3)、矩形薄板(4)、夜间反光条(5)、堰体连接装置(6)、路缘石固定装置(7)、地表降水径流(8)、路缘石(9)、地表径流水位(10)、水流方向(11)、矩形雨篦子(12)、薄壁堰缺口(13)、弧形曲面(14)和“一”字型凹槽(15)，其特征在于：所述地表降水径流(8)沿三个不同的水流方向(11)汇入矩形雨篦子(12)，在三个迎水面来水方向分别安装薄壁三角堰(1)，所述薄壁三角堰(1)三角形缺口一侧装有荧光液位计(2)，三组薄壁堰底与矩形雨篦子(12)的三个边缘重合，所述路缘石(9)一侧不安装薄壁堰，所述薄壁三角堰(1)两端各有一块矩形薄板(4)，所述伸缩调节滑槽(3)分在上下两个方向固定薄壁三角堰(1)和矩形薄板(4)，所述矩形薄板(4)可以在伸缩调节滑槽(3)中任意滑动，所述堰体连接装置(6)为带有凹槽的“T”型塑胶条，凹槽连接并固定薄壁三角堰(1)或矩形薄板(4)，所述夜间反光条(5)贴于薄壁三角堰(1)或矩形薄板(4)上沿，所述路缘石固定装置(7)单侧开设有“一”字型凹槽(15)塑胶条，带有凹槽一侧连接并固定薄壁三角堰(1)或矩形薄板(4)，另一侧为吸盘平面与路缘石(9)连接，所述地表降水径流(8)为城市区域的降水经过产汇流过程在公路形成积水并流入附近矩形雨水井的水体，随着径流量的增加，所述地表径流水位(10)高于堰顶高程P时，将沿三个水流方向(11)跃过薄壁三角堰(1)继续流过矩形雨水井(12)进入雨水管道，所述地表径流水位(10)高出堰顶高程P的高度为对应缺口顶点的压力水头h0，h0值可由荧光液位计(2)读取，可快速获取监测数据带入雨水井流量Q推求公式求出检测结果。
2.根据权利要求1所述的一种矩形雨水井的流量监测设备，其特征在于：所述薄壁三角堰(1)和矩形薄板(4)均由不锈钢板、木质、PVC或玻璃钢等材料制成，单片厚度0.5～2mm。
3.根据权利要求1所述的一种矩形雨水井的流量监测设备，其特征在于：所述荧光液位计(2)由防水荧光颜料绘制的刻度线和荧光刻度尺组成。
4.根据权利要求1所述的一种矩形雨水井的流量监测设备，其特征在于：所述伸缩调节滑槽(3)外形为带有细长滑槽的塑胶条，长度300～600mm，滑槽有一定塑性，滑槽间隙1～4mm。
5.根据权利要求1所述的一种矩形雨水井的流量监测设备，其特征在于：所述夜间反光条(5)贴于堰体上沿，夜间汽车灯光照到所述矩形雨水井的流量监测设备会形成反光。
6.根据权利要求1所述的一种矩形雨水井的流量监测设备，其特征在于：所述堰体连接装置(6)的外形为带有“T”型凹槽的塑胶块，凹槽有一定塑性，凹槽间隙1～4mm，现场安装过程中可配合伸缩调节滑槽(3)固定薄壁三角堰(1)和矩形薄板(4)，同时保证两相邻堰体垂直连接。
7.根据权利要求1所述的一种矩形雨水井的流量监测设备，其特征在于：所述路缘石固定装置(7)的外形为一侧带有“一”字型凹槽(15)另一侧带有凹状吸盘的塑胶条，长度10～15cm，凹槽有一定塑性，凹槽间隙0.5～1mm，凹状吸盘中间内凹，四周外扩，现场安装过程中可借助雨水浸湿及大气压力吸附在路缘石(9)上。
8.根据权利要求1所述的一种矩形雨水井的流量监测设备，其特征在于：所述流量Q推求公式中流量折算系数k值(k＝1.429)基于实验数据获取，所述流量折算系数k适用于地表降水径流深度2～20cm，适用于地表雨水径流流量0.001～2.199m3/s。
9.根据权利要求1所述的一种矩形雨水井的流量监测设备，其特征在于：所述流量监测对象不仅限于镶嵌于公路水平路面的单个矩形雨水井，所述矩形雨水井的流量监测设备适用于镶嵌于公路水平路面的多个矩形雨水井，也适用于镶嵌于路缘石(9)内部的单个或多个矩形雨水井。
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