CN111593632A - 一种智能海绵公路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能海绵公路，包括绿化带、公路本体、地下蓄水池、过滤、净化池和监控台，公路本体两侧设有路肩、人行道和绿化带，在公路本体道路两侧的绿化带内建设地下蓄水池，在地下蓄水池的上方设有排水沟，排水沟的下方设有与地下蓄水池贯通的过滤、净化池，且在人行道上设有与排水沟内部连通的排水盖，绿化带上设有陆地灌溉喷头，陆地灌溉喷头通过陆地地下水管与地下蓄水池连接，在公路本体上设有与地下蓄水池连接的公路地下水管，公路地下水管上设有一个以上的清洗、喷雾的组合喷头，在靠近人行道的路肩上设有一个以上的路灯。本结构降低成本，充分发挥地下蓄水池的调节作用，提升雨水利用效率，有效解决城市内涝问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种排涝装置的技术领域，尤其是一种智能海绵公路。
背景技术
目前，我国城市地面雨洪排水系统是以排为主，其代价和弊端为：雨水混入污水进行排放，浪费了大量的水资源；需要建设高成本的管网系统，后期的维护保养费用投入巨大；深度破坏水文循环通道，雨水难以下渗，破坏了原有的生态环境。形成了积水-硬化-强排不断-积水不断-硬化不断-强排-再现积水-再硬化的恶性循环。
针对以上情况，我国最早在2012年4月低碳城市持续发展科技论坛中提出了海绵城市概念。海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建(LID)”，将城市排水由传统的快排思路转变为“渗、滞、蓄、净、用、排”，让城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将储存的水“释放”，并加以利用。
海绵城市中最重要的就是海绵公路结构，但是目前的海绵公路结构相对复杂，且需要将整个公路建设破坏掉以后重新布局并建设，导致成本过高，另外雨水收集时由于没有实时检测雨水情况，导致容易带入浑浊的雨水，最终容易堵塞内部结构，影响使用效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种智能海绵公路。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种智能海绵公路，包括绿化带、公路本体、地下蓄水池、过滤、净化池和监控台，所述公路本体两侧设有路肩，在两个路肩的侧边依次设有人行道和绿化带，在公路本体道路两侧的绿化带内建设地下蓄水池，在地下蓄水池的上方设有排水沟，排水沟的下方设有与地下蓄水池贯通的过滤、净化池，且在人行道上设有与排水沟内部连通的排水盖，所述绿化带上设有一个以上的陆地灌溉喷头，所述陆地灌溉喷头通过陆地地下水管与地下蓄水池连接，在公路本体上设有与地下蓄水池连接的公路地下水管，所述公路地下水管上设有一个以上的清洗、喷雾的组合喷头，在靠近人行道的路肩上设有一个以上的路灯，所述监控台置于监控室内，在绿化带上设有用于检测土壤含水量的土壤检测器，在路灯的灯杆上设有用于检测空气温湿度的温湿度传感器以及检测空气污染情况的空气质量检测器，所述土壤检测器、温湿度传感器以及空气质量检测器均与监控台电连接，所述地下蓄水池内连接有水泵，所述水泵的输出与陆地灌溉喷头以及组合喷头贯通。
进一步，在排水盖内设有雨水截污挂篮以及雨水初期弃流过滤装置，所述雨水初期弃流过滤装置包括粗滤盖板，所述雨水截污挂篮包括一侧铰接并能够向下旋转的开盖，所述开盖位于过滤、净化池的上方，且在开盖上设有水质监测感应器，所述水质监测感应器是对流入排水沟的雨水进行实时监测，并当最初浑浊的雨水流入排水沟时将信号发送给监控台，由监控台驱动开盖呈关闭状态，保证浑浊雨水随排水沟侧边排出，当雨水逐渐清洁后，感应器发出信号，监控台控制开盖打开，保证清洁的雨水进入过滤、净化池的感应单元。
进一步，所述公路地下水管埋设在公路本体路面以下，且公路地下水管包括从地下蓄水池横向埋设到公路中心的第二主水管以及沿公路中心线位置埋设的第二纵向水管，第二主水管和第二纵向水管相连，第二纵向水管上安装有多个组合喷头。
进一步，所述组合喷头包括对路面进行高压喷射清洗的高压清洗喷头、喷洒喷头以及喷雾喷头，高压清洗喷头一般在凌晨或者监控到公路上行人及车辆较少的时段进行喷射，喷洒喷头根据气温探测装置以及覆盖探测装置的数据适时进行喷洒，在冬季雨雪天气时，出水管道内可以注入融雪剂，通过喷洒来消解路面上的积雪和结冰，以保障道路安全畅通；在极端低温天气下，通过温度传感器的数据，可以控制管道内部进行断水喷射，将管道内的水排出，以防冻坏管道；喷雾喷头则根据公路空间大气以及汽车尾气污染探测装置的数据适时进行空中喷雾，以降低空气污染，保持路域环境内的空气清洁。
进一步，所述喷雾喷头可以根据需要安装在路灯的灯杆上。
进一步，所述地下蓄水池的容量大小是根据设置间隔距离、当地年降水量、公路路面宽度、汇水分区的划分以及地形地势的因素并计算得出后必须确保在雨季以及强降水期间有足够大的容量，以满足防洪的需要，同时满足公路日常养护用水的需要的大小。
进一步，在地下蓄水池的池底铺设透气防渗砂。也就是生泰砂，既能起到良好的防渗效果，又能使水体接通地气，保持水体中有足够的含氧量，有效防止水体变质。
进一步，在地下蓄水池内设置机械增氧器和水体循环装置。以延长水体的水质。
进一步，在公路本体两侧还可以每隔200m-500m设置一个与地下蓄水池连通的公路应急消防水带。
进一步，所述陆地地下水管包括第一主水管和第一纵向水管，第一纵向水管上安装有陆地灌溉喷头，所述陆地灌溉喷头是当土壤检测器探测到土壤过干或温湿度传感器探测到空气温度过高时，将信号发送给监控台，实现对绿化带进行喷水浇灌的喷水装置。
本发明得到的一种智能海绵公路，本发明可以在已建道路的路面上使用开槽机开槽埋设水管和安装喷头；地下蓄水池一般设置在公路两侧的绿化带内，过滤、净化池的施工只需和原有的排水管道对接即可，基本不破坏原有设施；各类探测装置的设置安装则不会对原有设施造成影响，该形式的道路建设费用可控，最终便于施工，且结构简单，效果好。
附图说明
图1是实施例1中一种智能海绵公路在一侧安装绿化带和人行道时的结构示意图；
图2是实施例1中排水管道的结构示意图；
图3是实施例1中雨水初期弃流过滤装置的结构示意图；
图4是实施例1中雨水截污挂篮的结构示意图；
图5是实施例1中开盖打开时的结构示意图；
图6是实施例2中一种智能海绵公路在一侧安装绿化带和人行道时的结构示意图；
图7是实施例3中一种智能海绵公路在一侧安装绿化带和人行道时的结构示意图。
附图标记中：绿化带1；公路本体2；地下蓄水池3；第二主水管3-1；第二纵向水管3-2；机械增氧器4；过滤；净化池5；监控台6；路肩7；人行道8；排水沟9；陆地灌溉喷头10；陆地地下水管11；第一主水管11-1；第一纵向水管11-2；公路地下水管12；组合喷头13；路灯14；粗滤盖板15；开盖16；水质监测感应器17；公路应急消防水带18；排水盖19；水体循环装置20；土壤检测器21；温湿度传感器22；水泵23；空气质量检测器24。
具体实施方式
下面结合实施例对发明创造作进一步说明。
实施例1：
如图1、图2所示，本实施例提供的一种智能海绵公路，为了实现上述目的，本发明所设计的一种智能海绵公路，包括绿化带1、公路本体2、地下蓄水池3、过滤、净化池5和监控台6，所述公路本体2两侧设有路肩7，在两个路肩7的侧边依次设有人行道8和绿化带1，在公路本体2道路两侧的绿化带1内建设地下蓄水池3，在地下蓄水池3的上方设有排水沟9，排水沟9的下方设有与地下蓄水池3贯通的过滤、净化池5，且在人行道8上设有与排水沟9内部连通的排水盖19，所述绿化带1上设有一个以上的陆地灌溉喷头10，所述陆地灌溉喷头10通过陆地地下水管11与地下蓄水池3连接，在公路本体2上设有与地下蓄水池3连接的公路地下水管12，所述公路地下水管12上设有一个以上的清洗、喷雾的组合喷头13，在靠近人行道8的路肩7上设有一个以上的路灯14，所述监控台6置于监控室内，在绿化带1上设有用于检测土壤含水量的土壤检测器21，在路灯14的灯杆上设有用于检测空气温湿度的温湿度传感器22以及检测空气污染情况的空气质量检测器24，所述土壤检测器21、温湿度传感器22以及空气质量检测器24均与监控台6电连接，所述地下蓄水池3内连接有水泵23，所述水泵23的输出与陆地灌溉喷头10以及组合喷头13贯通，且所述的监控台6是在其监控台6的数据库中保存该地区以往的降雨记录和水文地质数据，并接入天气预报的数据信息，然后汇总各类数据，自动分析预测降雨量，统一控制用水速度，适时控制地下蓄水池3内的水量，且当进入雨量较大季节或者预测到较强降雨的时候，控制加速用水，适当减少地下蓄水池3内的存水量，以确保有足够的容量应对降雨过程；当进入枯雨季节时，适当控制降低用水量，以确保延长用水的供应，当地下蓄水池3的存水量告急时，控制中心可采取人工干预的措施来解决缺水问题的控制单元，且控制中心可以控制在蓄水池中注入自来水来缓解用水压力。
在水泵23的输出与陆地灌溉喷头10以及组合喷头13贯通的出水管上设置过滤网以此进一步提高过滤效果。
在本实施例中所述的监控台6与各个检测器之间的具体控制方法主要还是软件程序控制各个设备的开启和关闭，从而控制各类盖板、水泵的工作，实现海绵公路所述的不同功能，而本申请人需要说明的是该软件控制方法属于常规技术，故此不做具体描述。
如图3、图4、图5所示，进一步，在排水盖19内设有雨水截污挂篮以及雨水初期弃流过滤装置，所述雨水初期弃流过滤装置包括粗滤盖板15，所述雨水截污挂篮包括一侧铰接并能够向下旋转的开盖16，所述开盖16位于过滤、净化池5的上方，且在开盖16上设有水质监测感应器17，所述水质监测感应器17是对流入排水沟9的雨水进行实时监测，并当最初浑浊的雨水流入排水沟9时将信号发送给监控台6，由监控台6驱动开盖16呈关闭状态，保证浑浊雨水随排水沟9侧边排出，当雨水逐渐清洁后，感应器发出信号，监控台6控制开盖16打开，保证清洁的雨水进入过滤、净化池5的感应单元。
进一步，所述公路地下水管12埋设在公路本体2路面以下，且公路地下水管12包括从地下蓄水池3横向埋设到公路中心的第二主水管3-1以及沿公路中心线位置埋设的第二纵向水管3-2，第二主水管3-1和第二纵向水管3-2相连，第二纵向水管3-2上安装有多个组合喷头13。且所述组合喷头13的安装距离是根据路面宽度以及喷头喷射的范围确定数量的。
进一步，所述组合喷头13包括对路面进行高压喷射清洗的高压清洗喷头、喷洒喷头以及喷雾喷头，高压清洗喷头一般在凌晨或者监控到公路上行人及车辆较少的时段进行喷射，喷洒喷头根据气温探测装置以及覆盖探测装置的数据适时进行喷洒，在冬季雨雪天气时，出水管道内可以注入融雪剂，通过喷洒来消解路面上的积雪和结冰，以保障道路安全畅通；在极端低温天气下，通过温度传感器的数据，可以控制管道内部进行断水喷射，将管道内的水排出，以防冻坏管道；喷雾喷头则根据公路空间大气以及汽车尾气污染探测装置的数据适时进行空中喷雾，以降低空气污染，保持路域环境内的空气清洁。
进一步，所述喷雾喷头可以根据需要安装在路灯14的灯杆上(图中未表示)。
进一步，所述地下蓄水池3的容量大小是根据设置间隔距离、当地年降水量、公路路面宽度、汇水分区的划分以及地形地势的因素并计算得出后必须确保在雨季以及强降水期间有足够大的容量，以满足防洪的需要，同时满足公路日常养护用水的需要的大小。
进一步，在地下蓄水池3的池底铺设透气防渗砂(图中未表示)，也就是生泰砂，既能起到良好的防渗效果，又能使水体接通地气，保持水体中有足够的含氧量，有效防止水体变质。
进一步，所述陆地地下水管11包括第一主水管11-1和第一纵向水管11-2，第一纵向水管11-2上安装有陆地灌溉喷头10，所述陆地灌溉喷头10是当土壤检测器21探测到土壤过干或温湿度传感器22探测到空气温度过高时，将信号发送给监控台6，实现对绿化带1进行喷水浇灌的喷水装置。
工作原理：可以在已建道路的路面上使用开槽机开槽埋设水管和安装喷头；地下蓄水池一般设置在公路两侧的绿化带内，过滤、净化池5的施工只需和原有的排水管道对接即可，基本不破坏原有设施；各类探测装置的设置安装则不会对原有设施造成影响，该形式的道路建设费用可控，最终便于施工，且结构简单，效果好，并通过在公路两侧修建连接排水管道的地下蓄水池，用以收集雨水。监控台6对分布的各类传感器反馈的温度、湿度、污染等数据进行汇总，并接入天气预报数据以及往年天气水文地质数据进行统一分析处理，自动调控地下蓄水池内的存水量。结合交通监控数据，适时开启、关闭水泵并切换通过管道连接的各类喷头，实现对道路路面的喷洒、清洗以及消解积雪及路面冰冻；对道路区域空间进行降尘(降低PM2.5)、降汽车尾气污染；保持道路绿化带土壤含水量和增加地下渗水量，促进植物生长并涵养地下水；实现公路应急消防用水等功能，以充分发挥地下蓄水池的调节作用，提升雨水利用效率，有效解决城市内涝问题，且结构简单，效果好。
由于雨水需要进入过滤、净化池5内，因此一般需要在路面上按照一定的距离设置雨水接入口，且对应的雨水接入口和过滤、净化池5上部相连通，这样才能够保证初期雨水随排水沟排走，清洁雨水通过过滤、净化池5过滤后再流入蓄水池，而在路面设置雨水接入口属于常规技术，故在此不做具体描述。
实施例2：
如图6所示，本实施例提供的一种智能海绵公路，进一步，在地下蓄水池3内设置机械增氧器4和水体循环装置20。以延长水体的水质。
实施例3：
如图7所示，本实施例提供的一种智能海绵公路，进一步，在公路本体2两侧还可以每隔200m-500m设置一个与地下蓄水池3连通的公路应急消防水带18，以保障车辆自燃以及公路消防等情况下的应急用水，日常可以通过加长水管的方式用来高压清洗人行道、垃圾箱等公路附属设施。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种智能海绵公路，其特征在于，包括绿化带(1)、公路本体(2)、地下蓄水池(3)、过滤、净化池(5)和监控台(6)，所述公路本体(2)两侧设有路肩(7)，在两个路肩(7)的侧边依次设有人行道(8)和绿化带(1)，在公路本体(2)道路两侧的绿化带(1)内建设地下蓄水池(3)，在地下蓄水池(3)的上方设有排水沟(9)，排水沟(9)的下方设有与地下蓄水池(3)贯通的过滤、净化池(5)，且在人行道(8)上设有与排水沟(9)内部连通的排水盖(19)，所述绿化带(1)上设有一个以上的陆地灌溉喷头(10)，所述陆地灌溉喷头(10)通过陆地地下水管(11)与地下蓄水池(3)连接，在公路本体(2)上设有与地下蓄水池(3)连接的公路地下水管(12)，所述公路地下水管(12)上设有一个以上的清洗、喷雾的组合喷头(13)，在靠近人行道(8)的路肩(7)上设有一个以上的路灯(14)，所述监控台(6)置于监控室内，在绿化带(1)上设有用于检测土壤含水量的土壤检测器(21)，在路灯(14)的灯杆上设有用于检测空气温湿度的温湿度传感器(22)以及检测空气污染情况的空气质量检测器(24)，所述土壤检测器(21)、温湿度传感器(22)以及空气质量检测器(24)均与监控台(6)电连接，所述地下蓄水池(3)内连接有水泵(23)，所述水泵(23)的输出与陆地灌溉喷头(10)以及组合喷头(13)贯通。
2.根据权利要求1所述的一种智能海绵公路，其特征在于，在排水盖(19)内设有雨水截污挂篮以及雨水初期弃流过滤装置，所述雨水初期弃流过滤装置包括粗滤盖板(15)，所述雨水截污挂篮包括一侧铰接并能够向下旋转的开盖(16)，所述开盖(16)位于过滤、净化池(5)的上方，且在开盖(16)上设有水质监测感应器(17)，所述水质监测感应器(17)是对流入排水沟(9)的雨水进行实时监测，并当最初浑浊的雨水流入排水沟(9)时将信号发送给监控台(6)，由监控台(6)驱动开盖(16)呈关闭状态，保证浑浊雨水随排水沟(9)侧边排出，当雨水逐渐清洁后，感应器发出信号，监控台(6)控制开盖(16)打开，保证清洁的雨水进入过滤、净化池(5)的感应单元。
3.根据权利要求1或2所述的一种智能海绵公路，其特征在于，所述公路地下水管(12)埋设在公路本体(2)路面以下，且公路地下水管(12)包括从地下蓄水池(3)横向埋设到公路中心的第二主水管(3-1)以及沿公路中心线位置埋设的第二纵向水管(3-2)，第二主水管(3-1)和第二纵向水管(3-2)相连，第二纵向水管(3-2)上安装有多个组合喷头(13)。
4.根据权利要求3所述的一种智能海绵公路，其特征在于，所述组合喷头(13)包括对路面进行高压喷射清洗的高压清洗喷头、喷洒喷头以及喷雾喷头。
5.根据权利要求4所述的一种智能海绵公路，其特征在于，所述喷雾喷头可以根据需要安装在路灯(14)的灯杆上。
6.根据权利要求1或2所述的一种智能海绵公路，其特征在于，所述地下蓄水池(3)的容量大小是根据设置间隔距离、当地年降水量、公路路面宽度、汇水分区的划分以及地形地势的因素并计算得出后必须确保在雨季以及强降水期间有足够大的容量，以满足防洪的需要，同时满足公路日常养护用水的需要的大小。
7.根据权利要求1或2所述的一种智能海绵公路，其特征在于，在地下蓄水池(3)的池底铺设透气防渗砂。
8.根据权利要求1或2所述的一种智能海绵公路，其特征在于，在地下蓄水池(3)内设置机械增氧器(4)和水体循环装置(20)。
9.根据权利要求1或2所述的一种智能海绵公路，其特征在于，在公路本体(2)两侧还可以每隔200m-500m设置一个与地下蓄水池(3)连通的公路应急消防水带(18)。
10.根据权利要求1或2所述的一种智能海绵公路，其特征在于，所述陆地地下水管(11)包括第一主水管(11-1)和第一纵向水管(11-2)，第一纵向水管(11-2)上安装有陆地灌溉喷头(10)，所述陆地灌溉喷头(10)是当土壤检测器(21)探测到土壤过干或温湿度传感器(22)探测到空气温度过高时，将信号发送给监控台(6)，实现对绿化带(1)进行喷水浇灌的喷水装置。
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