CN113959925B - 生态透水铺装工作模拟装置及模拟方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种生态透水铺装工作模拟装置及模拟方法，模拟装置包括至少两个透水铺装装置，其包括顶部开口的渗透腔，渗透腔底部可拆卸式安装有模拟透水铺装；径流雨水模拟装置，包括第一配水桶，透水铺装装置并联式连通第一配水桶，第一配水桶经输水管输送模拟雨水至渗透腔；降雨模拟装置，包括第二配水桶和喷头，喷头位于渗透腔顶部开口上方；数据采集装置，包括若干数据采集端和数据处理端，数据采集端用于采集透水铺装装置内的压强和透水量及渗透腔两端水质数据，数据处理端电连接于数据采集端，以处理和显示数据采集端处传输的数据信号并显示性能指标，以模拟多种条件下透水铺装透水过程和分析透水铺装透水净水性能。

Description

生态透水铺装工作模拟装置及模拟方法

技术领域

本公开涉及城市雨水透水铺装研究技术领域，尤其涉及一种生态透水铺装工作模拟装置及模拟方法。

背景技术

随着海绵城市建设的发展，透水铺装在城市中得到广泛应用，研究不同透水铺装面层和不同基层垫层组合的透水性能变化以及堵塞过程可以优选组合方式，增强海绵城市的应用价值。为了快速模拟降雨条件下透水铺装的应用性能情况，需要设计出能够模拟不同降雨及径流条件下，透水铺装透水和净水工作的装置。

已有研究者使用模拟降雨的平台及控制方法来探究透水砖铺装结构的性能。然而，现有的实验装置，要不就是只能模拟一定高度的水流下渗来测定透水系数，不能模仿实际降雨环境，或者就是仅能通过下渗率来表征透水铺装的影响，从而无法使模拟过程和结果更贴合实际，也就是说，目前还未出现能够在实际模拟实际降雨径流条件下，对不同的透水铺装组合，测定透水系数的变化以及透过透水铺装的悬浮物浓度变化的研究模拟装置。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种生态透水铺装工作模拟装置及模拟方法。

第一方面，本公开提供了一种生态透水铺装工作模拟装置，包括：

至少两个透水铺装装置，所述透水铺装装置包括渗透腔，所述渗透腔的顶部开口，所述渗透腔的底部可拆卸式安装有模拟透水铺装；

径流雨水模拟装置，所述径流雨水模拟装置包括用于配制模拟雨水的第一配水桶，所有所述透水铺装装置并联式连通至所述第一配水桶，所述第一配水桶通过输水管输送模拟雨水至所述渗透腔，以在所述模拟透水铺装的表面形成模拟径流；

降雨模拟装置，所述降雨模拟装置包括第二配水桶和连通于所述第二配水桶的喷头，所述喷头的喷洒口位于所述渗透腔的顶部开口上方；

数据采集装置，所述数据采集装置包括若干数据采集端和数据处理端，所述数据采集端设置在所述透水铺装装置内，用于采集模拟雨水的流量和所述透水铺装装置内的压强及透水量、以及所述渗透腔的进水口和放水口处的悬浮物浓度，所述数据处理端电连接于所述数据采集端，以处理和显示所述数据采集端处传输的数据信号，并显示透水系数和悬浮物去除率。

可选的，所述生态透水铺装工作模拟装置包括模拟箱体，所述模拟箱体内形成至少两个并联式设置的所述渗透腔，所述模拟箱体内还形成有进水腔、所述进水腔位于所述渗透腔的旁侧并连通于所述渗透腔，所述第一配水桶连通并出水至所述进水腔。

可选的，所述模拟箱体内还形成有出水腔，所述出水腔位于所述渗透腔的下方，所述模拟透水铺装设置在所述出水腔的顶部，以使所述渗透腔内的水穿过所述模拟透水铺装后流入所述出水腔内。

可选的，所述出水腔的腔壁上设置有至少两个连通所述出水腔与外界的出水口，所有所述出水口沿竖直方向排布。

可选的，所述生态透水铺装工作模拟装置还包括可编程逻辑控制器，每个所述出水口处均设置有流量传感器和电阀门，所述可编程逻辑控制器电连接于所有所述流量传感器和电阀门，以收集所述出水口处的流量数据，并调整所述出水口处的开口大小和出水流量。

可选的，所述透水铺装装置还包括第一安装筒和第二安装筒，所述渗透腔的底部表面具有安装孔，所述第一安装筒穿过所述安装孔并与所述渗透腔的底部表面连接，所述第二安装筒可拆卸式连接于所述第一安装筒的底部；

所述模拟透水铺装包括透水铺装面层和透水铺装基垫层，所述透水铺装面层设置在所述第一安装筒内，所述透水铺装基垫层设置在所述第二安装筒内；

所述透水铺装面层的外壁上覆设有涂胶层和胶带层，以使所述透水铺装面层和所述第一安装筒之间通过所述涂胶层和所述胶带层进行密封。

可选的，所述数据采集端分别设置在所述透水铺装面层的顶部和底部表面以及所述透水铺装基垫层的底部表面。

可选的，所述渗透腔的一侧腔壁上设置有连通所述渗透腔与外界的放水口，所述放水口处设置有放水闸门，所述放水闸门能够相对于所述放水口移动，以使所述放水口的开口变大或变小。

第二方面，本公开提供了一种根据上述的生态透水铺装工作模拟装置进行的模拟方法，包括以下步骤：

开启所述降雨模拟装置，以使连通至所述第二配水桶内的所述喷头朝向所述渗透腔底部的所述模拟透水铺装上喷洒模拟雨水，并通过所述数据采集装置实时记录模拟雨水的流量和所述透水铺装装置内的压强数据以及出水口流量，同时记录所述渗透腔的进水口和放水口处的悬浮物浓度，并实时处理记录数据，测得并显示未形成雨水径流阶段的所述透水铺装的实时透水系数和悬浮物去除率；

开启所述径流雨水模拟装置，以使所述第一配水桶向所述渗透腔内通入模拟雨水并在所述模拟透水铺装的表面形成模拟径流，调整所述渗透腔侧壁上的放水闸门和放水口，使得所述模拟透水铺装的表面各处雨水径流深度相同，并通过所述数据采集装置实时记录模拟雨水的流量和所述透水铺装装置内的压强及出水口流量，同时记录所述所述渗透腔的进水口和放水口处的悬浮物浓度，并实时处理记录数据，测得并显示降雨后形成雨水径流阶段的所述模拟透水铺装的实时透水系数和悬浮物去除率；

关闭所述降雨模拟装置，并通过所述数据采集装置实时记录模拟雨水的流量和所述透水铺装装置内的压强及出水口流量，同时记录所述所述渗透腔的进水口和放水口处的悬浮物浓度，并实时处理记录数据，测得降雨停止后形成雨水径流阶段的所述模拟透水铺装的实时透水系数和悬浮物去除率。

可选的，开启所述降雨模拟装置之前还包括以下步骤：

在一个所述渗透腔的底部安装由透水铺装面层和透水铺装基垫层共同形成的完整的所述模拟透水铺装；在另一个所述渗透腔的底部安装仅包括所述透水铺装面层的局部的所述模拟透水铺装。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的生态透水铺装工作模拟装置及模拟方法通过设置有径流雨水模拟装置和降雨模拟装置，能够模拟透水铺装在降雨初期未形成雨水径流、降雨后形成雨水径流和降雨结束后仅有雨水径流三种不同实际降雨条件下透水铺装的透水工作过程状态，并且能够实时记录透水铺装的透水情况，进而实时计算透水系数，从而测定透水系数的变化，同时还通过实时记录渗透腔进水口和放水口处悬浮物浓度数据,实时计算测得悬浮物去除率,即雨水径流污染物削减率，模拟状态更贴合实际，测得的指标也更符合实际，并且两个并联的透水铺装装置的设置，能够模拟不同的透水铺装在相同的实际降雨条件下的透水净水状态，从而进行对比实验，减小了其他客观因素的影响，有利于精确控制单一变量，便于分析透水铺装结构对其透水和净水效果的影响。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例所述的生态透水铺装工作模拟装置的内部结构示意图；

图2为图1中A部分的局部放大示意图；

图3为本公开实施例所述的模拟箱体的结构示意图；

图4为本公开实施例所述的第一安装筒的结构示意图；

图5为本公开实施例所述的第二安装筒的结构示意图；

图6为本公开实施例所述的生态透水铺装工作模拟装置的模拟方法的流程示意图。

其中，1、透水铺装装置；11、放水口；12、渗透腔接水器；2、径流雨水模拟装置；21、第一配水桶；22、第一搅拌装置；23、第一连通管路；24、第一循环支路；25、雨水径流喇叭口；3、降雨模拟装置；31、第二配水桶；32、喷头；33、第二搅拌装置；34、第二连通管路；35、第二循环支路；4、数据采集装置；41、数据采集端；42、数据处理端；5、模拟箱体；51、支撑支座；52、第三搅拌装置；53、通水孔；54、出水口；55、放水闸门；56、放水口接水器；6、可编程逻辑控制器；71、第一安装筒；72、第二安装筒；73、透水铺装面层；74、透水铺装基垫层；75、不锈钢冲孔网板；76、支撑柱；10、渗透腔；20、进水腔；30、出水腔；40、阀门；50、水泵；60、流量计。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在研究不同透水铺装面层和不同基层垫层组合的透水过程和性能变化以及堵塞过程时，通过依据《透水路面砖与透水路面板》国家标准GB/T 25993-2010给出的方法，由透水系数的变化来判断砖堵塞的情况，进而优选出适用不同雨水砂粒组成的透水铺装面层。目前有研究者使用的透水铺装结构实验装置仅可模拟一定高度的水流下渗通过透水装置，不能模拟实际表面径流形式，因此未能反应实际降雨条件下透水层对径流雨水中污染物的去除效果，不能测定实时的透水系数观察堵塞的过程。或者使用的降雨径流模拟平台通过滑移孔板表征不同下渗率的下垫面，但是下垫面情况复杂多样，下渗率仅其中一种表征方式，无法更加贴合实际。

为了解决上述缺陷，本实施例提供了一种生态透水铺装工作模拟装置及模拟方法，通过设置并联的至少两个透水铺装装置和其他模拟装置，可模拟不同降雨情况下，实际的降雨径流环境，测得透水系数以及雨水中污染物质(以悬浮物表示)的变化。具体内容如下：

如图1-5所示，本公开提供了一种生态透水铺装工作模拟装置3，包括：

至少两个透水铺装装置1，透水铺装装置1包括渗透腔10，渗透腔10的顶部开口，渗透腔10的底部可拆卸式安装有模拟透水铺装；

径流雨水模拟装置2，径流雨水模拟装置2包括用于配制模拟雨水的第一配水桶21，所有透水铺装装置1并联式连通至第一配水桶21，第一配水桶21通过输水管输送模拟雨水至渗透腔10，以在模拟透水路面的表面形成模拟径流；

降雨模拟装置3，降雨模拟装置3包括第二配水桶31和连通于第二配水桶31的喷头32，喷头32的喷洒口位于渗透腔10的顶部开口上方；

数据采集装置4，数据采集装置4包括若干数据采集端41和数据处理端42，数据采集端41设置在透水铺装装置1内，用于采集模拟雨水的流量和透水铺装装置1内的压强和透水量、以及渗透腔10的进水口和放水口处的悬浮物浓度，数据处理端42电连接于数据采集端41，以处理和显示数据采集端41处传输的数据信号，并显示透水系数和悬浮物去除率。

其中，在径流雨水模拟装置2的第一配水桶21内人工配置有模拟径流的模拟雨水，并且在第一配水桶21内设置第一搅拌装置22，通过第一搅拌装置22对内部的模拟雨水混合均匀。径流雨水模拟装置2还具有连通第一配水桶21的第一连通管路23，通过第一连通管路23将雨水输送至渗透腔10内，以人工模拟地表径流水。部分雨水经模拟透水铺装时由表面下渗，从模拟透水铺装底部对雨水可进行收集；还有另一部分雨水通过渗透腔10的排水口流出。第一连通管路23上还设置有第一循环支路24，第一循环支路24自第一连通管路23的中间位置处重新通往第一配水桶21内部，能够起到对第一配水桶21内配置的雨水进行循环使其均匀的效果。另外，第一连通管路23上设置阀门40和水泵50，用来调节循环水量大小和提供雨水输送作用，另外还设置有流量计60，用来控制降雨量和测定地表径流水量。

降雨模拟装置3模拟降雨状态，首先在第二配水桶31内人工配置降雨或收集降雨储存备用，然后通过第二搅拌装置33置于第二配水桶31内进行搅拌使雨水混合均匀，第二配水桶31通过第二连通管路34连通至喷头32，通过喷头32朝向位于渗透腔10底的模拟透水铺装进行模拟降雨。第二连通管路34上还设置有第二循环支路35，第二循环支路35自第二连通管路34的中间位置处重新通往第二配水桶31内部，能够起到对第二配水桶31内配置的雨水进行循环使其均匀的效果。同样地，第二连通管路34上也设置有阀门40和水泵50，用来调节循环水量大小和提供雨水输送作用，另外还设置有流量计60，用来控制降雨量和测定地表径流水量。

通过上述结构，使本实施例的生态透水铺装工作模拟装置可模拟降雨初期未形成雨水径流、降雨后形成雨水径流、降雨结束后仅有雨水径流阶段的不同降雨环境下，透水铺装的透水系数以及净水情况。降雨初期仅有降雨的情况下，仅开启降雨模拟装置3进行模拟；降雨中期有降雨也有地表径流的情况下，开启降雨模拟装置3和径流雨水模拟装置2共同作用；降雨后期仅有雨水径流时，仅开启径流雨水模拟装置2。并可通过第一连通管路23和第二连通管路34上的阀门40调节流量大小，通过流量计60观察实时流量大小。

如图6所示，配合上述结构设置，针对实际的降雨状态，应用生态透水铺装工作模拟装置进行的模拟方法，其步骤具体为：

步骤101、开启降雨模拟装置3，以使连通至第二配水桶31内的喷头朝向渗透腔10底部的模拟透水铺装上喷洒模拟雨水，并通过数据采集装置4实时记录模拟雨水的流量和透水铺装装置1内的压强数据以及出水口流量，同时记录渗透腔10的进水口和放水口处的悬浮物浓度，并实时处理记录数据，以测得未形成雨水径流阶段的模拟透水铺装的实时透水系数和悬浮物去除率，即雨水径流污染物削减率；

步骤102、开启径流雨水模拟装置2，以使第一配水桶21向渗透腔10内通入模拟雨水并在模拟透水铺装的表面形成模拟径流，调整渗透腔10侧壁上的放水闸门55和放水口，使得模拟透水铺装的表面各处雨水径流深度相同，并通过数据采集装置4实时记录模拟雨水的流量和透水铺装装置1内的压强及出水口流量，以测得降雨后形成雨水径流阶段的模拟透水铺装的实时透水系数和放水口流量，同时记录渗透腔10的进水口和放水口处的悬浮物浓度，并实时处理记录数据，测得降雨后形成雨水径流阶段的模拟透水铺装的实时透水系数和悬浮物去除率，即雨水径流污染物削减率；

步骤103、关闭降雨模拟装置3，并通过数据采集装置4实时记录模拟雨水的流量和透水铺装装置1内的压强及出水口流量，同时记录渗透腔10的进水口和放水口处的悬浮物浓度，并实时处理记录数据，测得降雨后形成雨水径流阶段的模拟透水铺装的实时透水系数和悬浮物去除率，即雨水径流污染物削减率。

通过上述装置和方法，本实施例的生态透水铺装工作模拟装置及模拟方法能够模拟透水铺装在不同实际降雨条件下透水层的透水过程状态，并且能够实时记录透水铺装的透水情况，进而实时计算透水系数，从而测定透水系数的变化以及沙粒粒径和于水中污染物质的变化情况，模拟状态更贴合实际，测得的指标也更符合实际，并且通过两个并联的透水铺装装置的设置，能够模拟不同的透水铺装在相同的实际降雨条件下的透水状态，从而进行对比实验，减小了其他客观因素的影响，有利于精确控制单一变量，便于分析透水铺装不同材料下对透水效果的影响。

本实施例采用通过模拟箱体5实现装置透水铺装结构的装载。具体地，模拟箱体5内形成至少两个并联式设置的渗透腔10，模拟箱体5内还形成有进水腔20、进水腔20位于渗透腔10的旁侧并连通于渗透腔10，第一配水桶21连通并出水至进水腔20。通过进水腔20与两个渗透腔10并联式连通设置，能够使进入进水腔20的径流雨水同时进入两个渗透腔10内，保证两个渗透腔10模拟径流的效果相同，从而可同时做两组对照实验或控制单一变量实验，控制精度高。例如本实施例中采用了两个渗透腔10的并联形式，在其他实施例中，可以设置更多的渗透腔10来实现多组对比的目的。

进一步地，模拟箱体5内还形成有出水腔30，出水腔30位于渗透腔10的下方并与渗透腔10相互隔离，模拟透水铺装设置在出水腔30的顶部，以使渗透腔10内的水穿过模拟透水铺装后流入出水腔30内。在模拟箱体5的底部通过支撑支座51进行稳定支撑，避免实验过程中出现晃动。

在此基础上，径流雨水模拟装置2的第一连通管路23的末端由雨水径流喇叭口25将水输送至进水腔20内，进水腔20内还设置有第三搅拌装置52，以将流入进水腔20内的模拟雨水进行进一步的混合均匀，避免沉积。进水腔20和渗透腔10相贴合的腔壁为穿孔花墙，即腔壁上设置有若干均匀分布的通水孔53，实现自进水腔20至渗透腔10内的均匀配水。

出水腔30的腔壁上设置有至少两个连通出水腔30与外界的出水口54，所有出水口54沿竖直方向排布，本实施例中采用沿竖直方向设置4个出水口54。在使用时，只开启一个出水口54。其他的均为关闭状态，从而实现从渗透腔10进入出水腔30的不同高度出水口54进行出水，并由渗透腔接水器12接水装瓶进行记录，测试实验出水水头对透水铺装透水和净水性能的影响。

生态透水铺装工作模拟装置还包括可编程逻辑控制器6，每个出水口54处均设置有流量传感器和电阀门40，可编程逻辑控制器6电连接于所有流量传感器和电阀门40，以收集出水口54处的流量数据，并调整出水口54处的开口大小和出水流量。通过可编程逻辑控制器6显示并计算所得的渗透系数，并利用达西公式测得渗透系数，由于渗透腔10的底部充满水，测定透水系数符合国标法测定，根据达西定律更加标准规范。

根据流量运算得到的渗透系数公式为：

式中：K为渗透系数，单位为cm/s；q为t秒内的渗出水量，单位为mL；L为试样的厚度，单位为cm；A为试样上表面的面积，单位为cm²；ΔH为进出水水头差，单位为cm；t为时间，单位为s。

根据渗透腔10的进水口和放水口悬浮物浓度变化，可以计算透水铺装对悬浮物去除率，即雨水径流污染物削减率，计算公式为：

式中：R为悬浮物去除率(％),S_o和S_i分别为渗透腔10的进水口和放水口处悬浮物浓度，单位为mg/L。

渗透腔10的一侧腔壁上的连通渗透腔10与外界的放水口11处还设置有放水闸门55，放水闸门55能够相对于放水口11移动，以使放水口11的开口变大或变小。在使用时，一部分雨水渗透通过模拟透水铺装流入下部的出水腔30内，还有一部分通过继续流向右侧，通过放水口11流出，由放水口接水器56接水装瓶测定雨水物质含量。放水闸门55可上下调节变化用以调节透水铺装表面水位高度，即可控制出水不同水位高度。

另外，在本实施例中，出水腔30的出水侧设置有三个不同高度的出水口，可以使出水口分别高于透水铺装表面、低于透水铺装底面、高于下垫土层表面、低于下垫层底面、介于透水铺装之间、介于下垫层之间等不同出水位置，获取不同工作水头条件下透水铺装的工作性能，从而测试透水铺装上水头高度对透水铺装渗透系数的影响，以实验研究各种复杂工作水头条件下系统的渗透系数变化特性。并且还解决了雨水颗粒物沉积影响，即出水区高度可调出水闸门的出水方式，能够缓解雨水中大质量物质沉降，使砂粒等一些物质均能随出水流出不会影响，而设置溢流形式会导致砂粒阻挡在底部。

在透水铺装装置1内的模拟透水铺装通过第一安装筒71和第二安装筒72来承载。具体地，模拟透水铺装包括透水铺装面层73和透水铺装基垫层74，透水铺装面层73设置在第一安装筒71内，透水铺装基垫层74设置在第二安装筒72内；透水铺装面层73的外壁上覆设有涂胶层和胶带层，以使透水铺装面层73和第一安装筒71之间通过涂胶层和胶带层进行密封。渗透腔10的底部表面具有安装孔，第一安装筒71穿过安装孔并与渗透腔10的底部表面连接，第二安装筒72可拆卸式连接于第一安装筒71的底部。

具体实现时，可在渗透腔10的底部设置矩形凹陷，然后在第一安装筒71的上表面设置与凹陷能够刚好匹配的抵接板，从而实现使第一安装筒71固定在渗透腔10的底部。

在本实施例中，第一安装筒71选用具有内螺纹的可拆卸的有机玻璃筒体，第二安装筒72也选用有内螺纹的有机玻璃筒体。圆柱形的透水铺装面层73侧面涂胶外缠绕生胶带，待干半天后将圆柱形的透水铺装面层73旋拧进第一安装筒71内。当单独研究透水铺装面层73时，第一安装筒71的筒底外露至少3cm的高度；透水铺装基垫层74包括有透水铺装找平层、基层和垫层，当需要进行组合实验时，将透水铺装找平层、基层、垫层放进第二安装筒72内，底部通过不锈钢冲孔网板75和支撑柱76进行支撑，再将外露至少3cm高度的圆柱形的透水铺装面层73旋拧进第二安装筒72内，然后通过胶和生胶带密封的方式使面层侧面与有机玻璃筒之间保证密封不漏水，最终再将整体放入模拟箱体5内，并将接缝处用胶密封，或采用防水胶泥填接第一安装筒71和透水铺装面层73侧面，可防止侧面漏水，而且防水胶泥凝固时间短，拆卸简单。通过在两个并联的渗透腔10内改变透水铺装面层73或者改变透水铺装找平层、基层、垫层其中一种材料，则可针对性研究不同路面下透水系数和渗透区净水效果的不同。

在此基础上，数据采集装置4的数据采集端41分别设置在透水铺装面层73的顶部和底部表面以及透水铺装基垫层74的底部表面。实验时，可测得透水铺装面层73上下表面的压力差和透水铺装找平层、基层、垫层下表面与透水铺装面层73下表面的压力差，通过数据收集端42连接电脑处理，进而得到模拟雨水渗透通过透水铺装面层73和透水铺装找平层、基层、垫层的水头损失数据。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种生态透水铺装工作模拟装置，其特征在于，包括：

至少两个透水铺装装置(1)，所述透水铺装装置(1)包括渗透腔(10)，所述渗透腔(10)的顶部开口，所述渗透腔(10)的底部可拆卸式安装有模拟透水铺装；

径流雨水模拟装置(2)，所述径流雨水模拟装置(2)包括用于配制模拟雨水的第一配水桶(21)，所有所述透水铺装装置(1)并联式连通至所述第一配水桶(21),所述第一配水桶(21)通过输水管输送模拟雨水至所述渗透腔(10)，以在所述模拟透水铺装的表面形成模拟径流；

降雨模拟装置(3)，所述降雨模拟装置(3)包括第二配水桶(31)和连通于所述第二配水桶(31)的喷头(32)，所述喷头(32)的喷洒口位于所述渗透腔(10)的顶部开口上方；

数据采集装置(4)，所述数据采集装置(4)包括若干数据采集端(41)和数据处理端(42)，所述数据采集端(41)设置在所述透水铺装装置(1)内，用于采集模拟雨水的流量和所述透水铺装装置(1)内的压强及透水量、以及所述渗透腔(10)的进水口和放水口处的悬浮物浓度，所述数据处理端(42)电连接于所述数据采集端(41)，以处理和显示所述数据采集端(41)处传输的数据信号，并显示透水系数和悬浮物去除率。

2.根据权利要求1所述的生态透水铺装工作模拟装置，其特征在于，所述生态透水铺装工作模拟装置还包括模拟箱体(5)，所述模拟箱体(5)内形成至少两个并联式设置的所述渗透腔(10)，所述模拟箱体(5)内还形成有进水腔(20)、所述进水腔(20)位于所述渗透腔(10)的旁侧并连通于所述渗透腔(10)，所述第一配水桶(21)连通并出水至所述进水腔(20)。

3.根据权利要求2所述的生态透水铺装工作模拟装置，其特征在于，所述模拟箱体(5)内还形成有出水腔(30)，所述出水腔(30)位于所述渗透腔(10)的下方，所述模拟透水铺装设置在所述出水腔(30)的顶部，以使所述渗透腔(10)内的水穿过所述模拟透水铺装后流入所述出水腔(30)内。

4.根据权利要求3所述的生态透水铺装工作模拟装置，其特征在于，所述出水腔(30)的腔壁上设置有至少两个连通所述出水腔(30)与外界的出水口(54)，所有所述出水口(54)沿竖直方向排布。

5.根据权利要求4所述的生态透水铺装工作模拟装置，其特征在于，所述生态透水铺装工作模拟装置还包括可编程逻辑控制器(6)，每个所述出水口(54)处均设置有流量传感器和电阀门，所述可编程逻辑控制器(6)电连接于所有所述流量传感器和电阀门，以收集所述出水口(54)处的流量数据，并调整所述出水口(54)处的开口大小和出水流量。

6.根据权利要求1所述的生态透水铺装工作模拟装置，其特征在于，所述透水铺装装置(1)还包括第一安装筒(71)和第二安装筒(72)，所述渗透腔(10)的底部表面具有安装孔，所述第一安装筒(71)穿过所述安装孔并与所述渗透腔(10)的底部表面连接，所述第二安装筒(72)可拆卸式连接于所述第一安装筒(71)的底部；

所述模拟透水铺装包括透水铺装面层(73)和透水铺装基垫层(74)，所述透水铺装面层(73)设置在所述第一安装筒(71)内，所述透水铺装基垫层(74)设置在所述第二安装筒(72)内；

所述透水铺装面层(73)的外壁上覆设有涂胶层和胶带层，以使所述透水铺装面层(73)和所述第一安装筒(71)之间通过所述涂胶层和所述胶带层进行密封。

7.根据权利要求6所述的生态透水铺装工作模拟装置，其特征在于，所述数据采集端(41)分别设置在所述透水铺装面层(73)的顶部和底部表面以及所述透水铺装基垫层(74)的底部表面。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的生态透水铺装工作模拟装置，其特征在于，所述渗透腔(10)的一侧腔壁上设置有连通所述渗透腔(10)与外界的放水口(11)，所述放水口(11)处设置有放水闸门(55)，所述放水闸门(55)能够相对于所述放水口(11)移动，以使所述放水口(11)的开口变大或变小。

9.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的生态透水铺装工作模拟装置进行的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

开启所述降雨模拟装置，以使连通至所述第二配水桶内的所述喷头朝向所述渗透腔底部的所述模拟透水铺装上喷洒模拟雨水，并通过所述数据采集装置实时记录模拟雨水的流量和所述透水铺装装置内的压强数据以及出水口流量，同时记录所述渗透腔的进水口和放水口处的悬浮物浓度，并实时处理记录数据，测得并显示未形成雨水径流阶段的所述模拟透水铺装的实时透水系数和悬浮物去除率；

开启所述径流雨水模拟装置，以使所述第一配水桶向所述渗透腔内通入模拟雨水并在所述模拟透水铺装的表面形成模拟径流，调整所述渗透腔侧壁上的放水闸门和放水口，使得所述模拟透水铺装的表面各处雨水径流深度相同，并通过所述数据采集装置实时记录模拟雨水的流量和所述透水铺装装置内的压强及出水口流量，同时记录所述渗透腔的进水口和放水口处的悬浮物浓度，并实时处理记录数据，测得并显示降雨后形成雨水径流阶段的所述模拟透水铺装的实时透水系数和悬浮物去除率；

关闭所述降雨模拟装置，并通过所述数据采集装置实时记录模拟雨水的流量和所述透水铺装装置内的压强及出水口流量，同时记录所述渗透腔的进水口和放水口处的悬浮物浓度，并实时处理记录数据，测得降雨停止后形成雨水径流阶段的所述模拟透水铺装的实时透水系数和悬浮物去除率。

10.根据权利要求9所述的模拟方法，其特征在于，开启所述降雨模拟装置之前还包括以下步骤：

在一个所述渗透腔的底部安装由透水铺装面层和透水铺装基垫层共同形成的完整的所述模拟透水铺装；在另一个所述渗透腔的底部安装仅包括所述透水铺装面层的局部的所述模拟透水铺装。