CN109937747A - 高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，属于自动灌溉技术领域。本发明包括分水器连接多级沉淀池式雨水净化装置和城市污水管网，多级沉淀池式雨水净化装置连接带溢流孔的蓄水池，带溢流孔的蓄水池分别与桥上自动灌溉单元和桥下自动灌溉单元连接。本发明设计了一种自动灌溉系统，相比于现有高架桥绿化带灌溉技术，分水器能够控制进入多级沉淀池式雨水净化装置的水量，在持续降雨和雨水水质较差时多级沉淀池式雨水净化装置的开放式结构不容易发生管道堵塞问题，并且能够持续更新蓄水池里面的水，保证储水池里面储水的水质，还可以实现不但能对桥上绿化带和桥下绿化带分别进行灌溉，还可以对二者的同时进行灌溉的功能。
Description
技术领域
本发明属于自动灌溉技术领域，涉及一种自动灌溉系统，尤其是涉及一种高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统。
背景技术
随着中国城市进程的稳步推进，城市高架桥的长度也大幅度增加，高架桥的桥上和桥下的绿化带的长度也随之增加，对这些绿化带的日常维护和灌溉工作也日益重要。
目前，高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统要么是针对桥上高架绿化带的灌溉，要么是针对桥下绿化带的灌溉，并且净化后的雨水保存过程中，如果遇到长时间下雨的情况，不能及时更新储存的雨水，导致水质下降等问题。
中国专利公开了一种高架桥雨水收集及自动灌溉系统，申请号CN201520348951.8，包括雨水收集处理系统和灌溉系统，采用双层过滤结构过滤收集的雨水，当储水箱的水位达到最高时，水位传感器的信号被传到补水进口阀，储水箱停止进水，其自动控制系统是由控制器、数据采集装置和喷灌头实现，但是方案存在双层过滤结构容易发生堵塞，长期下雨时，储水箱的水质会因储水时间变长而下降，未能实现同时对桥上绿化带和桥下绿化带分别进行灌溉。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，其特征在于，分水器连接多级沉淀池式雨水净化装置和城市污水管网，多级沉淀池式雨水净化装置连接带溢流孔的蓄水池，带溢流孔的蓄水池分别与桥上自动灌溉单元和桥下自动灌溉单元连接。
在上述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统中，分水器侧面分别设有靠近底部的雨水收集孔和靠近顶部的雨水废弃孔，雨水废弃孔的直径与分水器进水口的直径相同，雨水废弃孔的直径为雨水收集孔的2-5倍，雨水收集孔的顶部低于雨水废弃孔的底部，雨水废弃孔连接城市污水管网。
在上述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统中，多级沉淀池式雨水净化装置包括进水池和若干级沉淀池，在进水池与沉淀池，沉淀池与沉淀池之间都设置挡污墙和拦污网，拦污网可拆卸地固定在挡污墙上，拦污网的顶端不低于多级沉淀池式雨水净化装置外壳顶端。
在上述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统中，进水池内壁设置限位挡块，限位挡块与进水池的底部保持一定距离，缓冲装置放置在限位挡块上，缓冲装置的顶端低于挡污墙的顶端。
在上述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统中，带溢流孔的蓄水池一侧设有进水孔，带溢流孔的蓄水池另一侧设有带溢流孔的蓄水池出水孔和带溢流孔的蓄水池出水孔，带溢流孔的蓄水池的侧壁顶部设有溢流孔，溢流孔连接城市污水管网。
在上述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统中，带溢流孔的蓄水池低于带溢流孔的蓄水池出水孔和带溢流孔的蓄水池出水孔的部分固定设置在地下，并在带溢流孔的蓄水池的顶部设有维修孔。
在上述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统中，桥上自动灌溉单元包括桥上灌溉池补水泵、桥上灌溉池和微润管花盆，桥上灌溉池补水泵电连接太阳能电池帆板，桥上灌溉池补水泵连接桥上灌溉池，桥上灌溉池底部设有出水孔，出水孔连接输水管，输水管上设有若干分水管，分水管连接微润管花盆，微润管花盆包括进水口、盆内环形水管和微润管，进水口连接盆内环形水管，微润管平行布置在盆内环形水管中间，微润管两端和盆内环形水管相连。
在上述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统中，桥下自动灌溉单元包括桥下灌溉池补水泵、桥下灌溉池和微润管补水器，桥下灌溉池补水泵电连接太阳能电池帆板，桥下灌溉池补水泵连接桥下灌溉池，桥下灌溉池底部设有出水孔，出水孔连接输水管，输水管上设有若干分水管，分水管连接微润管补水器，微润管补水器埋入高架桥下绿化带植物的根部，微润管补水器包括进水口、环形水管和微润管，进水口连接环形水管，微润管平行布置在环形水管中间，微润管两端和环形水管相连。
在上述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统中，桥上灌溉池设置高度高于微润管花盆1米以上。
在上述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统中，桥下灌溉池设置高度高于微润管补水器1米以上。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1.设计了一种雨水收集、净化和自动灌溉系统，相比于现有高架桥绿化带灌溉技术，分水器能够控制进入多级沉淀池式雨水净化装置的水量，在持续降雨和雨水水质较差时多级沉淀池式雨水净化装置的开放式结构不容易发生管道堵塞问题，并且能够持续更新蓄水池里面储存的雨水，保证储水池里面储水的水质，还可以实现不但能对桥上绿化带和桥下绿化带分别进行灌溉，还可以对二者同时进行灌溉的功能。
2.在带溢流孔的蓄水池侧面的顶部设有溢流孔，能保证在带溢流孔的蓄水池水满的时候，多余的水能及时排出带溢流孔的蓄水池，实现在连续阴雨天气的时候，可以不断更新带溢流孔的蓄水池里面的水，确保储存的雨水的水质不会因长时间存储而下降。
3.整个系统所占用的公共空间不大，本系统体积最大的部件是带溢流孔的蓄水池，而带溢流孔的蓄水池出水孔以下部分可以埋在地下，所以挤占的有限的城市空间有限，基于此特点，可以尽可能将带溢流孔的蓄水池建的很大，以容纳较多的雨水，尽可能多地节约城市自来水资源。
4.灌溉效率高，本系统将收集的雨水连接到微润管花盆和微润管补水器，微润管花盆和微润管补水器还可以自动调节补水速度，可以节约用水量，提高水资源利用效率，提高灌溉效果，也能有效避免喷灌对土壤的影响。
5.太阳能电池帆板可以为本系统提供清洁的电能，能够节约大量电能。
附图说明
图1是本发明提供的流程图；
图2是本发明的供电单元示意图；
图3是本发明微润管花盆的结构示意图。
图中，分水器1、多级沉淀池式雨水净化装置2、城市污水管网3、带溢流孔的蓄水池4、桥上自动灌溉单元5、桥下自动灌溉单元6、雨水收集孔7、雨水废弃孔8、分水器进水口9a、进水池9、沉淀池10、挡污墙11、拦污网12、、限位挡块13、缓冲装置14、进水孔15、带溢流孔的蓄水池出水孔16、带溢流孔的蓄水池出水孔17、溢流孔18、维修孔19、桥上灌溉池补水泵20、桥上灌溉池21、微润管花盆22、出水孔23、输水管24、分水管25、进水口26、盆内环形水管27、微润管28、桥下灌溉池补水泵29、桥下灌溉池30、微润管补水器31、出水孔32、输水管33、分水管34、进水口35、环形水管36、微润管37、太阳能电池帆板40、蓄电池41、逆变器42、第一按钮43、第二按钮44。
具体实施方式
如图1所示，一种高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，包括用于收集雨水和控制雨水进入后续设备流量的分水器1，所述的分水器1连接多级沉淀池式雨水净化装置2和城市污水管网3，多级沉淀池式雨水净化装置2为若干级雨水沉淀池，多级沉淀池式雨水净化装置2连接带溢流孔的蓄水池4，带溢流孔的蓄水池4储存多级沉淀池式雨水净化装置2净化过的雨水，连续降雨的情况下还具有保持水质的作用，带溢流孔的蓄水池4分别与桥上自动灌溉单元5和桥下自动灌溉单元6连接。
现有技术中，多级沉淀池式雨水净化装置在雨水杂质较多时，容易发生堵塞和净化效果降低，当长时间降雨时，不能更新带蓄水池里面存储的水，而且不能既可以对桥上绿化带和桥下绿化带分别进行灌溉，还可以对两者同时进行灌溉。
本实施例中，在雨水收集环节设置了分水器1，对进入多级沉淀池式雨水净化装置2的进水量进行控制，保证雨水净化效果，多级沉淀池式雨水净化装置2的开放式多级沉淀池的设计保证雨水净化效果和管路不发生堵塞，带溢流孔的蓄水池4设有溢流孔，在持续性降雨时，可以对带溢流孔的蓄水池4的存储水起到不断更新的作用，此外，本实施例既可以对桥上绿化带和桥下绿化带分别进行灌溉，还可以对两者同时进行灌溉。
本领域的技术人员应当理解桥上自动灌溉单元和桥下自动灌溉单元还可以是包括蓄水箱、控制器、传感器和阀门组成的桥上自动灌溉单元和桥下自动灌溉单元。
桥上自动灌溉单元5将带溢流孔的蓄水池4存储的雨水通过微润管花盆渗透到桥上绿化带植物的根部，桥下自动灌溉单元6通过微润管补水器31将存储在带溢流孔的蓄水池4的雨水渗透到桥下绿化带植物的根部。
本领域技术人员应当理解，分水器1是一个分水装置，雨水收集孔7的顶部要低于雨水废弃孔8的底部，其作用是在中雨以下的时候，高架桥面的雨水全部能进入多级沉淀池式雨水净化装置2，在中雨以上的时候，超出多级沉淀池式雨水净化装置2净化能力的雨水通过雨水废弃孔8排入城市污水管网3，雨水收集7和雨水废弃孔8有效截面积的和不小于分水器进水口9a的有效截面积，而不用介意雨水收集孔7或雨水废弃孔8是由多少根管子组成，作为优选，雨水废弃孔8的直径与分水器进水口9a的直径相同，雨水废弃孔8的直径为雨水收集孔7的2-5倍。
本领域技术人员还应当理解，多级沉淀池式雨水净化装置2除了进水池9以外，还需要依次连接若干级的沉淀池10而不仅仅是如图1所示的两级沉淀池，雨水从进水池9到沉淀池10，以及从前一级沉淀池到后一级沉淀池都是采用溢流的方式。
挡污墙11的高度可以根据所处高架桥路面的泥沙含量而定，并不要求所有挡污墙11的高度都是相同。拦污网12的高度根据挡污墙11的而定，挡污墙11与拦污网12的高度和需要不低于多级沉淀池式雨水净化装置2的外壳，挡污墙11和拦污网12的宽度也是以达到净化雨水的要求为标准，拦污网12要可拆卸地固定在挡污墙11的顶部。
拦污网12可以是一种由不锈钢网围成的中空长方体，内部填充具有拦污效果材料。但是拦污网12并不局限于网状装置，还可以是包含其他能让水通过的具有拦污效果材料的装置。
进水池9内壁上设置的限位挡块13能托住缓冲装置14并将其保持在距离进水池9底部一定高度的位置，甚至当缓冲装置14上有杂物堆积时，不至于形成凹面导致缓冲装置14脱离限位挡块13或者凹向进水池9的底部，必要时需要加强缓冲装置14的强度，或者设置其他支撑结构支撑缓冲装置14，并且要求缓冲装置14的顶端低于挡污墙11的顶端。
沉淀池10的个数和大小可以根据实际情况确定，能彻底净化掉雨水中的杂质为目标，此外，还可以在沉淀池10的底部放置数量合适的吸附材料制作的净水装置，以便更快地速度净化雨水，在各级沉淀池10上方设置遮盖物以防外部物件落入其中。
多级沉淀池式雨水净化装置2净化过的雨水经过进水孔15溢流进入带溢流孔的蓄水池4，进水孔15设在顶部或者侧面靠近顶部的位置，溢流孔18开设在侧壁靠近顶部的位置，最好是远离进水孔15的侧壁靠近顶部的位置，当持续性的降雨时，大量雨水进入带溢流孔的蓄水池，能够最大程度地更新带溢流孔的蓄水池的储水，从而使水质不因长期存储而变质。
如果带溢流孔的蓄水池4需要部分建设在地下，带溢流孔的蓄水池出水孔16和带溢流孔的蓄水池出水孔17最好设置在侧面靠近顶部，并用水管接到带溢流孔的蓄水池4的池底，维修孔19设在带溢流孔的蓄水池4的顶部；如果带溢流孔的蓄水池4全部建设在地上，则带溢流孔的蓄水池出水孔16和带溢流孔的蓄水池出水孔17最好开设在带溢流孔的蓄水池4的侧壁底部，维修孔19设在带溢流孔的蓄水池4的侧面底部，并且维修孔19需要有可靠的密封措施，防止漏水。
桥上自动灌溉单元5的桥上灌溉池补水20和桥下自动灌溉单元6的桥下灌溉池补水泵29电连接太阳能电池帆板40，为保证太阳能电池帆板40故障等意外情况下系统也能正常工作，本系统的供电还需要准备一路市电电源作为备用电源。优点是可以利用清洁的太阳能，减少对市电的需求，节约了电能，更加环保。
如图2，桥上灌溉池补水泵20连接第一按钮43，桥下自动灌溉单元6连接第二按钮44，第一按钮43和第二按钮44都连接到逆变器42，逆变器42连接到太阳能电池帆板40。操作时只需要操作第一按钮43或按钮44即可让本系统自动灌溉绿化带，桥上灌溉池21或桥下灌溉池30水满了，断开相应按钮即可，太阳能电池帆板40采用的数量和型号、蓄电池和逆变器的型号只要满足系统的需要都是本专利的保护范围。第一按钮43和按钮44可以被替换成各种具有无线、有线、远程和集中控制功能的开关，只要能够控制桥上灌溉池补水泵20和灌溉池补水泵29的电连接即符合本发明的精神。
桥上灌溉池补水泵20和桥下灌溉池补水泵29的开关还可以通过浮球等检测水位的装置将水位反馈到第一按钮43和第二按钮44，实现自动给桥上灌溉池21或桥下灌溉池30补水的功能。
桥上自动灌溉单元5通过桥上灌溉池补水泵20抽取带溢流孔的蓄水池4存储的雨水到桥上灌溉池21，桥上灌溉池21的水经输水管24输送到微润管花盆22，微润管花盆22内部具有平行排列的微润管28，在供水充分的情况下，能够保证植物根部湿润状态而不发生水外流的情况。微润管花盆22内部微润管的排列方式可以是任意的规则的、不规则的排列，只要是微润管在花盆土壤表面以下且能够保证植物根部的湿润，均是本实施例的初衷。
如图3，微润管花22内部示意图，盆内环形水管27固定连接在微润管花盆22内壁的合适位置，并且与进水口26相连，盆内环形水管27和微润管28需要埋入土壤，微润管28靠近植物的根部，微润管花盆22放置在高架桥上，蒸发量比较大，所以微润管花盆22内部的微润管数目应该根据当地降雨量和蒸发量确定。
桥下自动灌溉单元6通过桥下灌溉池补水泵20抽取带溢流孔的蓄水池4存储的雨水到桥下灌溉池30，桥下灌溉池30的水经输水管33输送到微润管补水器31，微润管补水器31具有平行排列的微润管37，在供水充分的情况下，能够保证植物根部湿润状态而不发生水外流的情况。微润管补水器31内部微润管的排列方式可以是任意的规则的、不规则的排列，只要是微润管在土壤表面以下且能够保证植物根部的湿润，均是本实施例的初衷。
桥上灌溉池21需要高于微润管花盆22至少1米以上，桥下灌溉池30需要高于微润管补水器31至少1米以上。
桥上自动灌溉单元5、桥下自动灌溉单元6还可以给绿化带施肥，将绿化带植物所需的肥料溶解在桥上灌溉池21或者桥下灌溉池30中，肥料将会随着水流送到绿化带植物根部。
本发明的工作过程是：
雨水从分水器进水口9a进入分水器1，当雨量很大时，分水器1内部的水位上升，多余的雨水从雨水废弃孔8排入城市污水管网3，当雨量不大时，雨水从雨水收集孔7进入多级沉淀池式雨水净化装置2的进水池9，缓冲装置14起缓冲水流的作用，进水池9的水依次溢流过各级沉淀池，经过带溢流孔的蓄水池进水孔15进入带溢流孔的蓄水池4，当进入带溢流孔的蓄水池4的水量很多时，可以从溢流孔18溢流到城市污水管网3，当桥上自动灌溉单元5或者桥下自动灌溉单元6需要灌溉时，只需要开启第一按钮43或者第二按钮44，太阳能电池帆板40提供的电能将带溢流孔的蓄水池4的雨水抽到桥上灌溉池21或者桥下灌溉池30，雨水分别通过微润管花盆22和微润管补水器31送到桥上绿化带植物根部和桥下绿化带植物的根部。
在此过程中，还可以将植物所需的肥料溶解在桥上灌溉池21或者桥下灌溉3中，通过微润管花盆22和微润管补水器31达到施肥的目的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了分水器1、多级沉淀池式雨水净化装置2、城市污水管网3、带溢流孔的蓄水池4、桥上自动灌溉单元5、桥下自动灌溉单元6、雨水收集孔7、雨水废弃孔8、分水器进水口9a、进水池9、沉淀池10、挡污墙11、拦污网12、限位挡块13、缓冲装置14、进水孔15、带溢流孔的蓄水池出水孔16、带溢流孔的蓄水池出水孔17、溢流孔18、维修孔19、桥上灌溉池补水泵20、桥上灌溉池21、微润管花盆22、出水孔23、输水管24、分水管25、进水口26、盆内环形水管27、微润管28、桥下灌溉池补水泵29、桥下灌溉池30、微润管补水器31、出水孔32、输水管33、分水管34、进水口35、环形水管36、微润管37、太阳能电池帆板40，蓄电池41，逆变器42，第一按钮43，第二按钮44等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，其特征在于，分水器(1)连接多级沉淀池式雨水净化装置(2)和城市污水管网(3)，多级沉淀池式雨水净化装置(2)连接带溢流孔的蓄水池(4)，带溢流孔的蓄水池(4)分别与桥上自动灌溉单元(5)和桥下自动灌溉单元(6)连接。
2.根据权利要求1所述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，其特征在于，所述分水器(1)侧面分别设有靠近底部的雨水收集孔(7)和靠近顶部的雨水废弃孔(8)，雨水废弃孔(8)的直径与分水器进水口(9a)的直径相同，雨水废弃孔(8)的直径为雨水收集孔(7)的2-5倍，雨水收集孔(7)的顶部低于雨水废弃孔(8)的底部，雨水废弃孔(8)连接城市污水管网(3)。
3.根据权利要求1所述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，其特征在于，所述多级沉淀池式雨水净化装置(2)包括进水池(9)和若干级沉淀池(10)，在进水池(9)与沉淀池(10)，沉淀池(10)与沉淀池(10)之间都设置挡污墙(11)和拦污网(12)，拦污网(12)可拆卸地固定在挡污墙(11)上，拦污网(12)的顶端不低于多级沉淀池式雨水净化装置(2)外壳顶端。
4.根据权利要求3所述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，其特征在于，所述进水池(9)内壁设置限位挡块(13)，限位挡块(13)与进水池(9)的底部保持一定距离，缓冲装置(14)放置在限位挡块(13)上，缓冲装置(14)的顶端低于挡污墙(11)的顶端。
5.根据权利要求1所述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，其特征在于，所述带溢流孔的蓄水池(4)一侧设有进水孔(15)，带溢流孔的蓄水池(4)另一侧设有带溢流孔的蓄水池出水孔(16)和带溢流孔的蓄水池出水孔(17)，带溢流孔的蓄水池(4)的侧壁顶部设有溢流孔(18)，溢流孔(18)连接城市污水管网(3)。
6.根据权利要求5所述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，其特征在于，所述带溢流孔的蓄水池(4)低于带溢流孔的蓄水池出水孔(16)和带溢流孔的蓄水池出水孔(17)的部分固定设置在地下，并在带溢流孔的蓄水池(4)的顶部设有维修孔(19)。
7.根据权利要求1所述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，其特征在于，所述桥上自动灌溉单元(5)包括桥上灌溉池补水泵(20)、桥上灌溉池(21)和微润管花盆(22)，桥上灌溉池补水泵(20)电连接太阳能电池帆板(40)，桥上灌溉池补水泵(20)连接桥上灌溉池(21)，桥上灌溉池(21)底部设有出水孔(23)，出水孔(23)连接输水管(24)，输水管(24)上设有若干分水管(25)，分水管(25)连接微润管花盆(22)，微润管花盆(22)包括进水口(26)、盆内环形水管(27)和微润管(28)，进水口(26)连接盆内环形水管(27)，微润管(28)平行布置在盆内环形水管(27)中间，微润管(28)两端和盆内环形水管(27)相连。
8.根据权利要求1所述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，其特征在于，所述桥下自动灌溉单元(6)包括桥下灌溉池补水泵(29)、桥下灌溉池(30)和微润管补水器(31)，桥下灌溉池补水泵(29)电连接太阳能电池帆板(40)，桥下灌溉池补水泵(29)连接桥下灌溉池(30)，桥下灌溉池(30)底部设有出水孔(32)，出水孔(32)连接输水管(33)，输水管(33)上设有若干分水管(34)，分水管(34)连接微润管补水器(31)，微润管补水器(31)埋入高架桥下绿化带植物的根部，微润管补水器(31)包括进水口(35)、环形水管(36)和微润管(37)，进水口(35)连接环形水管(36)，微润管(37)平行布置在环形水管(36)中间，微润管(37)两端和环形水管(36)相连。
9.根据权利要求7所述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，其特征在于，所述桥上灌溉池(21)设置高度高于微润管花盆(22)1米以上。
10.根据权利要求8所述的高架桥绿化带雨水收集及自动灌溉系统，其特征在于，所述桥下灌溉池(30)设置高度高于微润管补水器(31)1米以上。
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