CN116145763A - 基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统及其操控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统及其操控方法，绿化装置包括雨水收集槽，第一储水件与雨水收集槽通过水泵连通；第一单向阀；控制系统电连接水泵；第二储水件，第一储水件的上部和下部分别与第二储水件的上部和下部连通，上部双向互通，下部单向连通，第二储水件连通绿化装置；负压装置包括注入重液的负压管、可上下移动的负压进气管、负压出气管和第二单向阀，负压管设于第二储水件内，负压进气管两端分别连通大气和重液，负压出气管中设置单向阀且两端分别连通负压管和第二储水件。实现了集储雨、调水以及水肥一体化，可根据植被种类设置不同负压水势，满足不同种类植被对含水量的需求。

Description

基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统及其操控方法

技术领域

本发明涉及城市水收集利用技术领域，特别是涉及基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统及其操控方法。

背景技术

屋顶被称为“建筑的第五立面”，随着城市中心的高层建筑越来越多，在寸土寸金的城市，屋顶约占城市建筑面积的20％，如何合理有效地利用屋顶绿化，使之成为城市建筑的“生态第五立面”，是实现节能减排、增强城市固碳，创建绿色、低碳城市的有效途径。同时屋顶绿化的土壤基质与植被能够像海绵一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用，在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的弹性，是构建“海绵城市”的重要措施。屋顶绿化与地面绿化的最大区别在于天面绿化是把地面绿化和种植等园林绿化搬到建筑物或构筑物之上，以人工合成土壤为纽带在建筑物与植被之间构建缓冲界面，使植被能够在建筑界面生长从而实现其生态效益。由于建筑天面环境十分严峻，具有太阳辐射强、昼夜温差大、风速大和水分散失快等特点，导致屋顶绿化需要大量的后期维护成本和不可持续性。如何快速在屋顶构建稳定的植被生长层，并为植被生长持续提供有效水分和养分，减少屋顶绿化后期维护成本，增加屋顶绿化的持续性是限制屋顶绿化推广的主要限制因素之一。

现有的屋顶绿化，大多都是将混合的土壤基质搬到屋顶固定的生长槽内，或直接将盆摘搬到屋顶。由于没有自动蓄水作用或蓄水容量小，加上屋顶气候条件严峻、水分散失快，常规屋顶绿化在使用时需要经常的灌溉和养护，照成植被水分利用效率低下、养护成本高等现象；同时在雨季时常规屋顶绿化也很难固持雨水和实现雨水回收再利用功能，造成雨水资源浪费。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统及其操控方法，具有集储雨、调水以及对绿化浇水于一体的多功能的优点。

本发明一些实施例的基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统，包括：

绿化装置，包括位于所述绿化装置底部的雨水收集槽；

水泵；

第一储水件，所述第一储水件的上部与所述雨水收集槽的下部通过所述水泵连通；

第一单向阀；

第二储水件，所述第一储水件的上部具有第一连通口，所述第二储水件的上部具有第二连通口，所述第一连通口和所述第二连通口连通，所述第一储水件的下部具有第三连通口，所述第二储水件的下部具有第四连通口，所述第三连通口通过所述第一单向阀与所述第四连通口进行连通，使得水只能从所述第一储水件流入所述第二储水件，所述第二储水件的下部连通至所述绿化装置，以向所述绿化装置供水；

负压装置，包括：负压管、可上下移动的负压进气管、负压出气管以及第二单向阀，所述负压管固设于所述第二储水件内，所述负压管内注入有重液，所述负压进气管的一端位于所述第二储水件外并与大气相连，所述负压进气管的另一端位于所述负压管内且伸入至重液中，所述负压出气管的一端连通所述负压管的上部，所述负压进气管的另一端位于所述第二储水件内的下部，所述负压进气管连通所述第二单向阀，使得空气只能从所述负压进气管进入所述第二储水件内；

控制系统，与所述水泵电连接。

上述基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统至少具有以下有益效果：通过绿化装置设置的雨水收集槽收集雨水并通过水泵向第一储水件和第二储水件内泵水进行收集和储存，通过负压装置采用负压渗水的方式向绿化装置供水对绿化进行养护，实现了集储雨、调水以及水肥一体化，通过设置可上下移动的负压进气管从而能够根据植被种类设置不同负压水势，满足不同种类植被对含水量的需求，智能收集雨水并充分利用雨水，实现一次安装，降低传统屋顶绿化后期维护成本，起到海绵城市的雨水涵养功能。

根据本发明的一些实施例，所述雨水收集槽的上部设有第一水位传感器，所述第一水位传感器与所述控制系统电连接。

根据本发明的一些实施例，所述第一储水件的上部设有第二水位传感器，所述第一连通口与所述第二连通口在所述第一储水件的高度方向上齐平，所述第二水位传感器位于所述第一连通口的下方，所述第二水位传感器与所述控制系统电连接。

根据本发明的一些实施例，所述第二储水件的下部设有第三水位传感器，所述第三连通口与所述第四连通口在所述第二储水件的高度方向上齐平，所述第三水位传感器位于所述第四连通口的上方，所述第三水位传感器的上方还设有可上下移动的第四水位传感器，所述第三水位传感器和所述第四水位传感器均与所述控制系统电连接。

根据本发明的一些实施例，所述绿化装置还包括作物生长基质层以及负压渗液装置，所述负压渗液装置的至少部分位于所述作物生长基质层中，所述第二储水件的下部连通所述负压渗液装置，以通过所述负压渗液装置向所述作物生长基质层提供渗液。

根据本发明的一些实施例，还包括第一连接管，所述第一连接管的两端分别连通所述第二储水件的下部和所述负压渗液装置，所述第一连接管连通有控制水流通断的第一电控阀，所述第一电控阀和所述第三水位传感器沿所述第二储水件的高度方向齐平，所述第一电控阀与所述控制系统电连接。

根据本发明的一些实施例，所述第二储水件的上部连通至外部自来水供水端，所述第二储水件与所述外部自来水供水段之间连通有第二电控阀，所述第二电控阀与所述控制系统电连接。

根据本发明的一些实施例，所述雨水收集槽的侧壁开设有排气排液孔，所述排气排液孔位于所述第一水位传感器的上方。

本发明另一些实施例的基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统的操控方法，基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统包括：

绿化装置，包括位于所述绿化装置底部的雨水收集槽；

水泵；

第一储水件，所述第一储水件的上部与所述雨水收集槽的下部通过所述水泵连通；

第一单向阀；

第二储水件，所述第一储水件的上部具有第一连通口，所述第二储水件的上部具有第二连通口，所述第一连通口和所述第二连通口连通，所述第一储水件的下部具有第三连通口，所述第二储水件的下部具有第四连通口，所述第三连通口通过所述第一单向阀与所述第四连通口进行连通，使得水只能从所述第一储水件流入所述第二储水件，所述第二储水件的下部连通至所述绿化装置，以向所述绿化装置供水；

负压装置，包括：负压管、可上下移动的负压进气管、负压出气管以及第二单向阀，所述负压管固设于所述第二储水件内，所述负压管内注入有重液，所述负压进气管的一端位于所述第二储水件外并与大气相连，所述负压进气管的另一端位于所述负压管内且伸入至重液中，所述负压出气管的一端连通所述负压管的上部，所述负压进气管的另一端位于所述第二储水件内的下部，所述负压进气管连通所述第二单向阀，使得空气只能从所述负压进气管进入所述第二储水件内；

控制系统，与所述水泵电连接；

所述雨水收集槽的上部设有第一水位传感器，所述第一水位传感器与所述控制系统电连接，所述第一储水件的上部设有第二水位传感器，所述第一连通口与所述第二连通口在所述第一储水件的高度方向上齐平，所述第二水位传感器位于所述第一连通口的下方，所述第二水位传感器与所述控制系统电连接；

所述基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统的操控方法包括：

降雨时的雨水收集的操控方法，所述雨水收集的操控方法包括：所述第一水位传感器检测第一水位，所述第二水位传感器检测第二水位，当所述第一水位传感器检测到第一水位时，向所述控制系统发送信号，所述控制系统控制所述水泵运行，以向所述第一储水件泵送水，当所述第二水位传感器检测到第二水位时，向所述控制系统发送信号，所述控制系统控制所述水泵停止。

根据本发明的一些实施例，所述基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统还包括第三水位传感器、第四水位传感器以及第一连接管，所述第三水位传感器设于所述第二储水件的下部，所述第三连通口与所述第四连通口在所述第二储水件的高度方向上齐平，所述第三水位传感器位于所述第四连通口的上方，所述第四水位传感器可上下移动的设于所述第三水位传感器的上方，所述第三水位传感器和所述第四水位传感器均与所述控制系统电连接；

所述绿化装置还包括作物生长基质层以及负压渗液装置，所述负压渗液装置的至少部分位于所述作物生长基质层中，所述第二储水件的下部连通所述负压渗液装置，以通过所述负压渗液装置向所述作物生长基质层提供渗液；

所述第一连接管的两端分别连通所述第二储水件的下部和所述负压渗液装置，所述第一连接管连通有控制水流通断的第一电控阀，所述第一电控阀和所述第三水位传感器沿所述第二储水件的高度方向齐平，所述第一电控阀与所述控制系统电连接；

所述第二储水件的上部连通至外部自来水供水端，所述第二储水件与所述外部自来水供水段之间连通有第二电控阀，所述第二电控阀与所述控制系统电连接；

所述基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统的操控方法还包括非降雨时的补水的操控方法以及收集水的再利用的操控方法，所述非降雨时的补水的操控方法包括：所述第三水位传感器检测第三水位，所述第四水位传感器检测第四水位，当所述第三水位传感器也无法向所述控制系统发送第三水位信号时，所述控制系统控制所述第二电控阀打开，以向所述第二储水件内补水，当所述第四水位传感器检测到第四水位时，向所述控制系统发送信号，所述控制系统控制所述第二电控阀关闭；

所述收集水的再利用的操控方法包括：所述第三水位传感器检测到第三水位信号时，所述控制系统控制所述第一电控阀打开，所述第三水位传感器检测不到第三水位信号时，所述控制系统控制所述第一电控阀关闭。

上述基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统的操控方法，至少具有以下有益效果：设置控制系统以及多个水位传感器，多个水位传感器检测不同水位以向控制系统发送储水、补水以及再利用的信号，实现了集储雨、调水以及水肥智能化，可实现自动完成储水、调水以及水肥的操作，减少人工参与，降低人工维护成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例第一储水罐和第二储水罐均装满水的示意图；

图3是本发明实施例第四水位传感器位于第二储水罐内中间位置的示意图；

图4是本发明实施例第四水位传感器位于第二储水罐内上部位置的示意图；

图5是本发明实施例绿化装置的结构示意图；

图6是本发明实施例负压渗液装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要理解的是，本文中，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“纵向”、“横向”、“轴向”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。

需要说明的是，在本文中，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。

本文中，若有术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本文中，如果有描述到“若干”、“多个”，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本文的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，例如，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。

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

参照图1至图6，本发明基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统，包括绿化装置300、水泵440、第一储水件、第一单向阀150、第二储水件、负压装置以及控制系统410。绿化装置300包括位于绿化装置300底部的雨水收集槽330。水泵440可以为齿轮泵、隔膜泵等常用件或采购件，本实施例中，水泵440为齿轮泵。

第一储水件的上部与雨水收集槽330的下部通过水泵440连通。

第一储水件的上部具有第一连通口，第二储水件的上部具有第二连通口，第一连通口和第二连通口连通，第一储水件的下部具有第三连通口，第二储水件的下部具有第四连通口，第三连通口通过第一单向阀150与第四连通口进行连通，使得水只能从第一储水件流入第二储水件，第二储水件的下部连通至绿化装置300，以向绿化装置300供水。

负压装置包括：负压管220、可上下移动的负压进气管221、负压出气管223以及第二单向阀222，负压管220固设于第二储水件内，负压管220内注入有重液，负压进气管221的一端位于第二储水件外并与大气相连，负压进气管221的另一端位于负压管220内且伸入至重液中，负压出气管223的一端连通负压管220的上部，负压进气管221的另一端位于第二储水件内的下部，负压进气管221连通第二单向阀222，使得空气只能从负压进气管221进入第二储水件内。

第一储水件以及第二储水件可以设置为罐体结构或缸体结构等中空体，第一储水件的形状可以设置为圆柱体、长方体等，本实施例中，第一储水件为第一储水罐100，第二储水件为第二储水罐200。

第一单向阀150以及第二单向阀222可设置为橡胶或硅胶材质的单向阀，也可以设置为采用弹簧拉紧结构的单向阀。可以理解的是，第一单向阀150以及第二单向阀222为常用件或采购件，本领域技术人员有能力根据实际需求选择相应的规格、型号和参数。本实施例中，第一单向阀150和第二单向阀222为硅胶材质制成的单向阀。

控制系统410与水泵440电连接。控制系统410可设置为PLC控制系统，也可以采用单片机控制系统。本领域技术人员有能力根据实际需求选择相应的控制方式、类型。本实施例中，控制系统410为单片机控制系统。

雨水收集槽330的上部设有第一水位传感器424，第一水位传感器424与控制系统410电连接。

第一储水件的上部设有第二水位传感器421，第一连通口与第二连通口在第一储水件的高度方向上齐平，第二水位传感器421位于第一连通口的下方，第二水位传感器421与控制系统410电连接。

第二储水件的下部设有第三水位传感器423，第三连通口与第四连通口在第二储水件的高度方向上齐平，第三水位传感器423位于第四连通口的上方，第三水位传感器423的上方还设有可上下移动的第四水位传感器422，第三水位传感器423和第四水位传感器422均与控制系统410电连接。

绿化装置300还包括作物生长基质层310以及负压渗液装置340，负压渗液装置340的至少部分位于作物生长基质层310中，第二储水件的下部连通负压渗液装置340，以通过负压渗液装置340向作物生长基质层310提供渗液。

基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统还包括第一连接管，第一连接管的两端分别连通第二储水件的下部和负压渗液装置340，第一连接管连通有控制水流通断的第一电控阀432，第一电控阀432和第三水位传感器423沿第二储水件的高度方向齐平，第一电控阀432与控制系统410电连接。

第二储水件的上部连通至外部自来水供水端，第二储水件与外部自来水供水端之间连通有第二电控阀431，第二电控阀431与控制系统410电连接。

雨水收集槽330的侧壁开设有排气排液孔380，排气排液孔380位于第一水位传感器424的上方。

可以理解的是，第一水位传感器424、第二水位传感器421、第三水位传感器423以及第四水位传感器422可以为探针式水位传感器或非接触式水位传感器或超声波水位传感器等常用件或采购件，本领域技术人员有能力根据实际需求选择相应的规格、型号和参数。本实施例中，第一水位传感器424、第二水位传感器421、第三水位传感器423以及第四水位传感器422均设置为探针式水位传感器。

可以理解的是，第一电控阀432和第二电控阀431设置为电磁阀，也可以设置为其他类型电控阀，本领域技术人员有能力根据实际需求选择相应的规格、型号和参数。本实施例中，第一电控阀432和第二电控阀431为电磁阀。

继续参照图1至图6，基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统包括：第一储水罐100、第二储水罐200、绿化装置300和控制系统410。第一储水罐100设置为密封的，第一储水罐100的顶部设置有与雨水收集槽330连接的第二连接管120，第一储水罐100的顶部设置有向外的单向排气阀130，单向排气阀130在雨水收集过程中向外排气，第一储水罐100的顶部侧壁设置有与第二储水罐200双向连通的第三连接管140，第三连接管140的两端分别连通第一连通口和第二连通口，保证第一储水罐100和第二储水罐200气压一致。第一储水罐100的底部侧壁具有第三连通口，第二储水罐200具有第四连通口，第三连通口通过第一单向阀150与第四连通口连通，即第一储水罐100与第二储水罐200通过第一单向阀150单向连通。可以理解的是，在另一些实施例中，第三连通口与第四连通口通过管道连通，第一单向阀150设于第三连通口与第四连通口连通的管道中。

第二储水罐200设置为密封的，第二储水罐200的顶部设置有与外部自来水供水端的注水口231、检查和营养液注入口233，第二储水罐200的底部侧壁设置有出液口232，负压管220嵌套在第二储水罐200内部，负压出气管223中设置有第二单向阀222，负压出气管223插入第二储水罐200的底部，保证空气只能单向进入第二储水罐200，而第二储水罐200中溶液不能进入负压管220。负压管220内的重液是可以更换地，重液可以采用水、碘化钠溶液等，重液密度越大，空气进入负压进气管221所需要的压力越大，负压管220可以实现的负压等级越高。负压进气管221上下移动，从而调整负压的大小。可以理解的是，负压进气管221通过密封胶套和负压管220连接，保证负压进气管221上下移动的时候可以一直保持密封，需要理解的是，负压进气管221与密封胶套，密封胶套与负压管220之间均采用过盈配合连接。进一步地，密封胶套的材质为硅胶，由于采用软质硅胶的密封胶套，负压进气管221可以采用人工往上拔或往下压的方式实现负压进气管221的上下移动。

绿化装置300包括作物生长基质层310、负压渗液装置340、沙砾过滤层320和雨水收集槽330，作物生长基质层310、负压渗液装置340、沙砾过滤层320和雨水收集槽330由上至下依次层叠.水泵440、第一水位传感器424、第二水位传感器421、第三水位传感器423、第四水位传感器422与控制系统410电连接。当有降雨时，雨水通过第二连接管120进入第一储水罐100内，然后由第一单向阀150进入第二储水罐200中，直至液面达到第一储水罐100顶部侧壁的第二水位传感器421位置或降雨停止。

可以理解的是，第二储水罐200采用马氏瓶原理，持续为绿化装置300提供恒定负压水势的水源，负压越大，绿化装置300中土壤对应的含水量越低。

可以理解的是，绿化装置300采用模块化设计，每个长×宽×高为60cm×60cm×30cm，大小适中，重量适宜，便于帮运和组装，可以跟据屋顶大小形状铺设。负压渗液装置340具有第四连接管350，第四连接管350与出液口232密封连通，雨水收集槽330具有第五连接管360，第五连接管360与水泵440密封连通。

作物生长基质层310是由园林废弃物堆肥、蚯蚓粪以及蛭石按一定比例混合而成，具有低容重、高蓄水、高养分等特点，作物生长基质层310与沙砾过滤320层之间由一层尼龙网隔开。沙砾过滤层320包括粗砂和陶粒，沙砾过滤层底部为带孔的隔板。负压渗液装置340埋藏在作物生长基质层310底部。继续参照图6，负压渗液装置340包括多个并排且连通的高密度的陶土管510。本实施例中设置3个高密度的陶土管510，具有透水不透气性质。继续参照图1至图4，绿化装置300可以相互连通设置多个，本实施例中，相互连通设置两个。末端的绿化装置300中，负压渗液装置340位于末端的一侧设有第一阀门370，便于第一次使用时排除管中气体和平时检查维护。雨水收集槽330的顶部侧壁设置排气排液孔380，雨水收集槽330位于末端的一侧设置第二阀门390。可以理解的是，第一阀门370和第二阀门390为手动阀门，优选地，设为球阀，也可以设为角阀等其他阀件。可以理解的是，第一阀门370和第二阀门390为常用件或采购件，本领域技术人员有能力根据实际需求选择相应的型号、规格和参数。

可以理解的是，第二储水罐200的底部侧壁设置第三水位传感器423，当液面低于第三水位传感器423时控制系统410打开第二电控阀431，自来水由第二储水罐200的顶部的注水口231进入第二储水罐200。第二储水罐200的中间侧壁设有第四水位传感器422，且第四水位传感器422可以上下移动。可以理解的是，第四水位传感器422为探针式水位传感器时，只需将第四水位传感器422的探针上拔或往下压即可改变第四水位传感器422的高度。可以理解的是，第四水位传感器也可以采用密封胶套的形式安装在第二储水罐200上。继续参照图3，在雨季可以降低第四水位传感器422的高度，使第二储水罐200中尽量少储存自来,从而增加雨水储存量。继续参照图4，在旱季时可以增加第四水位传感器422的高度，使第二储水罐200中尽量多储存自来水。

当降雨发生时，雨水经过作物生长基质层310，作物生长基质层310能至少固持10mm降雨，多余雨水经过沙砾过滤层320进入雨水收集槽330，同时雨水收集槽330中的空气经排气排液孔380排出，避免雨水收集槽330里出现空气闭塞现象。当雨水收集槽330中的液面高于第一水位传感器424时，控制系统410打开水泵440开关，雨水由第二连接管120进入第一储水罐100中，降雨停止时控制系统410关闭水泵440。如果继续发生降雨，当第一储水罐100与第二储水罐200中都存满雨水时，即第一储水罐100中液面达到第二水位传感器421时，系统410关闭水泵440，多余降雨经过排气排液孔380排出。第一储水罐100和第二储水罐200跟据大小和屋顶面积可以储存50-100mm降雨，雨水收集槽330最多可以储存90mm降雨，加上作物生长基质层310固持的10mm降雨，本系统一次能固持150-200mm的降雨。可以理解的是，监测是否降雨为现有技术，可采用视觉系统或雨水传感器等进行监测，本领域技术人员有能力根据实际需求选择和设计。

可以理解的是，第二储水罐200顶部的设置检查和营养液注入口233，不仅可以检查第二储水罐200内部设备状况，还可通过检查和营养液注入口233注入营养液，实现水肥一体化。

第一储水罐100和第二储水罐200宜安装在承重墙顶部，跟据屋顶面积、当地降雨和气候情况定制大小。绿化装置300铺设完毕后，在第二储水罐200的最近处安装水泵440，在末端的绿化装置300安装第一阀门370和第二阀门390，并打开第一阀门370，关闭第二阀门390。

调整负压进气管221高度使水势为1hPa水柱，控制系统410通电，第三水位传感器423感应不到水位，控制系统410自动打开第二电控阀431，当第二储水罐200中液位达到第四水位传感器422时，控制系统410自动第二电控阀431。检查末端的雨水收集槽330的第一阀门370，直至第一阀门370中没有气泡，关闭第一阀门370，静置24h使负压渗液装置340充分饱和。调整负压进气管221高度使水势为-10hPa，观察负压进气管221和负压出气管223中有无气泡产生，有起泡产生说明气密性效果合格。

在雨水收集槽330中种植植被，或在安装之前种植，大量浇水直至水分穿透沙砾过滤层320进入雨水收集槽330来模拟持续降雨，检查雨水能否进入第一储水罐100。

此基于海绵城市屋顶绿化的雨水收集再利用及负压灌溉的模块化智能系统，集储雨、调水以及水肥一体化，并且能够根据植被种类设置不同负压水势，满足不同种类植被对含水量的需求，智能收集雨水并充分利用雨水，实现一次安装，几年内免维护，降低传统屋顶绿化后期维护成本，同时一次最多能固持150-200mm的降雨，起到海绵城市的雨水涵养功能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“另一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统，其特征在于，包括：

绿化装置，包括位于所述绿化装置底部的雨水收集槽；

水泵；

第一储水件，所述第一储水件的上部与所述雨水收集槽的下部通过所述水泵连通；

第一单向阀；

第二储水件，所述第一储水件的上部具有第一连通口，所述第二储水件的上部具有第二连通口，所述第一连通口和所述第二连通口连通，所述第一储水件的下部具有第三连通口，所述第二储水件的下部具有第四连通口，所述第三连通口通过所述第一单向阀与所述第四连通口进行连通，使得水只能从所述第一储水件流入所述第二储水件，所述第二储水件的下部连通至所述绿化装置，以向所述绿化装置供水；

负压装置，包括：负压管、可上下移动的负压进气管、负压出气管以及第二单向阀，所述负压管固设于所述第二储水件内，所述负压管内注入有重液，所述负压进气管的一端位于所述第二储水件外并与大气相连，所述负压进气管的另一端位于所述负压管内且伸入至重液中，所述负压出气管的一端连通所述负压管的上部，所述负压进气管的另一端位于所述第二储水件内的下部，所述负压进气管连通所述第二单向阀，使得空气只能从所述负压进气管进入所述第二储水件内；

控制系统，与所述水泵电连接。

2.根据权利要求1所述的基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统，其特征在于，所述雨水收集槽的上部设有第一水位传感器，所述第一水位传感器与所述控制系统电连接。

3.根据权利要求2所述的基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统，其特征在于，所述第一储水件的上部设有第二水位传感器，所述第一连通口与所述第二连通口在所述第一储水件的高度方向上齐平，所述第二水位传感器位于所述第一连通口的下方，所述第二水位传感器与所述控制系统电连接。

4.根据权利要求3所述的基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统，其特征在于，所述第二储水件的下部设有第三水位传感器，所述第三连通口与所述第四连通口在所述第二储水件的高度方向上齐平，所述第三水位传感器位于所述第四连通口的上方，所述第三水位传感器的上方还设有可上下移动的第四水位传感器，所述第三水位传感器和所述第四水位传感器均与所述控制系统电连接。

5.根据权利要求4所述的基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统，其特征在于，所述绿化装置还包括作物生长基质层以及负压渗液装置，所述负压渗液装置的至少部分位于所述作物生长基质层中，所述第二储水件的下部连通所述负压渗液装置，以通过所述负压渗液装置向所述作物生长基质层提供渗液。

6.根据权利要求5所述的基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统，其特征在于，还包括第一连接管，所述第一连接管的两端分别连通所述第二储水件的下部和所述负压渗液装置，所述第一连接管连通有控制水流通断的第一电控阀，所述第一电控阀和所述第三水位传感器沿所述第二储水件的高度方向齐平，所述第一电控阀与所述控制系统电连接。

7.根据权利要求6所述的基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统，其特征在于，所述第二储水件的上部连通至外部自来水供水端，所述第二储水件与所述外部自来水供水段之间连通有第二电控阀，所述第二电控阀与所述控制系统电连接。

8.根据权利要求7所述的基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统，其特征在于，所述雨水收集槽的侧壁开设有排气排液孔，所述排气排液孔位于所述第一水位传感器的上方。

9.基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统的操控方法，其特征在于，其中，基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统包括：

绿化装置，包括位于所述绿化装置底部的雨水收集槽；

水泵；

第一储水件，所述第一储水件的上部与所述雨水收集槽的下部通过所述水泵连通；

第一单向阀；

第二储水件，所述第一储水件的上部具有第一连通口，所述第二储水件的上部具有第二连通口，所述第一连通口和所述第二连通口连通，所述第一储水件的下部具有第三连通口，所述第二储水件的下部具有第四连通口，所述第三连通口通过所述第一单向阀与所述第四连通口进行连通，使得水只能从所述第一储水件流入所述第二储水件，所述第二储水件的下部连通至所述绿化装置，以向所述绿化装置供水；

负压装置，包括：负压管、可上下移动的负压进气管、负压出气管以及第二单向阀，所述负压管固设于所述第二储水件内，所述负压管内注入有重液，所述负压进气管的一端位于所述第二储水件外并与大气相连，所述负压进气管的另一端位于所述负压管内且伸入至重液中，所述负压出气管的一端连通所述负压管的上部，所述负压进气管的另一端位于所述第二储水件内的下部，所述负压进气管连通所述第二单向阀，使得空气只能从所述负压进气管进入所述第二储水件内；

控制系统，与所述水泵电连接；

所述雨水收集槽的上部设有第一水位传感器，所述第一水位传感器与所述控制系统电连接，所述第一储水件的上部设有第二水位传感器，所述第一连通口与所述第二连通口在所述第一储水件的高度方向上齐平，所述第二水位传感器位于所述第一连通口的下方，所述第二水位传感器与所述控制系统电连接；

所述基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统的操控方法包括：

降雨时的雨水收集的操控方法，所述雨水收集的操控方法包括：所述第一水位传感器检测第一水位，所述第二水位传感器检测第二水位，当所述第一水位传感器检测到第一水位时，向所述控制系统发送信号，所述控制系统控制所述水泵运行，以向所述第一储水件泵送水，当所述第二水位传感器检测到第二水位时，向所述控制系统发送信号，所述控制系统控制所述水泵停止。

10.根据权利要求9所述的基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统的操控方法，其特征在于，所述基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统还包括第三水位传感器、第四水位传感器以及第一连接管，所述第三水位传感器设于所述第二储水件的下部，所述第三连通口与所述第四连通口在所述第二储水件的高度方向上齐平，所述第三水位传感器位于所述第四连通口的上方，所述第四水位传感器可上下移动的设于所述第三水位传感器的上方，所述第三水位传感器和所述第四水位传感器均与所述控制系统电连接；

所述绿化装置还包括作物生长基质层以及负压渗液装置，所述负压渗液装置的至少部分位于所述作物生长基质层中，所述第二储水件的下部连通所述负压渗液装置，以通过所述负压渗液装置向所述作物生长基质层提供渗液；

所述第一连接管的两端分别连通所述第二储水件的下部和所述负压渗液装置，所述第一连接管连通有控制水流通断的第一电控阀，所述第一电控阀和所述第三水位传感器沿所述第二储水件的高度方向齐平，所述第一电控阀与所述控制系统电连接；

所述第二储水件的上部连通至外部自来水供水端，所述第二储水件与所述外部自来水供水段之间连通有第二电控阀，所述第二电控阀与所述控制系统电连接；

所述基于屋顶绿化的雨水收集再利用系统的操控方法还包括非降雨时的补水的操控方法以及收集水的再利用的操控方法，所述非降雨时的补水的操控方法包括：所述第三水位传感器检测第三水位，所述第四水位传感器检测第四水位，当所述第三水位传感器也无法向所述控制系统发送第三水位信号时，所述控制系统控制所述第二电控阀打开，以向所述第二储水件内补水，当所述第四水位传感器检测到第四水位时，向所述控制系统发送信号，所述控制系统控制所述第二电控阀关闭；

所述收集水的再利用的操控方法包括：所述第三水位传感器检测到第三水位信号时，所述控制系统控制所述第一电控阀打开，所述第三水位传感器检测不到第三水位信号时，所述控制系统控制所述第一电控阀关闭。

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