智能海绵城市雨水收集与再利用系统及其应用的制作方法

本发明属于市政工程中的智能工程
技术领域：
，具体涉及一种智能海绵城市雨水收集与再利用系统及其应用。
背景技术：
：我国是一个水资源相对贫乏、时空分布又极不均匀的国家。水资源年内年际变化大，降水及径流的年内分配集中在夏季的几个月中；连丰、连枯年份交替出现，造成一些地区干旱灾害出现频繁和水资源供需矛盾突出等问题。我国水资源总量28000多亿m3，居世界第6位，但人均水资源占有量只有2300m3，约为世界人均水平的1/4。全国水资源的81％集中分布在长江及其以南地区，而淮河及其以北地区，水资源量仅占全国的19％。随着城市化进程的加快，我国一些城市水资源短缺、水污染和洪涝灾害等问题已日趋严重。雨水作为水循环系统中的一个关键要素，在构建城市可持续水循环系统过程中发挥着重要作用。因此，如何对城市雨水实施有效的控制利用已成为环境、市政、规划、建筑、景观、水利等必须重视的一个重要课题。雨水收集利用是指通过汇总管对雨水进行收集，通过雨水净化装置对雨水进行净化处理，达到符合设计使用标准。目前多数雨水收集利用，大多是由截污挂篮装置、弃流过滤装置、蓄水系统、净化系统组成，但大多技术都还不够成熟。现有技术中，中国专利公开文献CN105780846A、CN105350607A、CN105804227A等，但是这些装置大部分都存在一些局限性，如不能实现智能化控制等等。因此，现有技术还是不够完善。技术实现要素：本发明目的是针对海绵城市多余雨水的蓄、用、排三方面问题，提供一种能智能化、自动化的智能海绵城市雨水收集与再利用系统及其应用，解决现有海绵城市多余雨水难以收集的问题，也更加节约城市绿化的灌溉用水。本发明的技术方案是这样的：本发明的这种智能海绵城市雨水收集与再利用系统，包括蓄水池，蓄水池中设有水泵，水泵通过外接电线连接智能控制器，智能控制器通过外接电线连接预埋在植被土层中的湿度传感器；植被土层下方设有反滤层，反滤层下方设有碎石盲沟，碎石盲沟中设有滤水通道，滤水通道与所述蓄水池连通；水泵通过灌溉水管向植被土层输送灌溉水流；所述水泵在蓄水池中淹没于标准水位之下。进一步的，所述滤水通道与所述蓄水池连通处设有一个滤水通道开关。所述蓄水池的内壁上设有出水管，该出水管的位置低于所述标准水位，高于所述水泵的顶部。所述出水管外接市政雨水管。该系统在城市雨水收集与利用方面的应用是这样的：由智能控制器中的智能控制程序控制系统运行；当开始降水时，雨水通过滤水通道进入蓄水池内，当达到标准水位，雨水通过出水管进入市政雨水管；土层的湿度通过湿度传感器将土壤湿度数据实时传给智能控制器，当湿度低于预设值时，智能程序控制水泵自动开始工作，将储存在蓄水池里的水通过灌溉管道输送至植被土层表面用于灌溉植被；当湿度大于预设值时，智能程序控制水泵自动停止工作。本发明首先通过在渗水处的底部连接滤水通道，使渗、蓄、用、排等多种功能结合于一体，使雨水循环系统更为优化；其次通过对雨水装置的各进出水方式进行智能控制，使其达到自动化的目的。本发明的这种系统可以有效解决海绵城市雨水收集与再利用中的蓄、用、排的问题，同时加入智能控制程序使其达到自动化，相比现有技术，本发明具有十分显著的进步，而且本发明的工程造价上不会增加过大负担，使用上增加了产品的创新性和稳定性，实现因节约城市灌溉用水带来更大的利益。附图说明图1是本发明智能海绵城市雨水收集与再利用系统；图2是本发明采用的潜水泵结构示意图；图3是本发明的智能控制程序功能运行画面；图4是本发明的智能控制程序显示土壤湿度小于正常湿度时程序运行图；图5是本发明的智能控制程序显示土壤湿度大于正常湿度时程序运行图；图6是本发明的智能控制程序显示PLCSIM仿真计算示意图。附图标记说明：1-湿度传感器，2-格栅，3-外接电线，4-标准水位，5-智能控制器，6-植被土层，7-反滤层，8-滤水通道，9-碎石盲沟，10-出水管，11-滤水通道开关，12-灌溉水管，13-水泵，14-轴承，15-冷却筒，16-电机，17-下漏水探头，18-油室，19-叶轮，20-密封环，21-上漏水探头，22-接线腔，23-轴，24-电机侧机械密封，25-浮子开关，26-泵侧机械密封，27-蓄水池，28-泵体，。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。如图1所示，本发明智能海绵城市雨水收集与再利用系统，它包括一个蓄水池27，蓄水池27中设有水泵13，水泵13通过外接电线3连接智能控制器5，智能控制器5通过外接电线3连接预埋在植被土层6中的湿度传感器1；植被土层6下方设有反滤层7，反滤层7下方设有碎石盲沟9，碎石盲沟9中设有滤水通道8，滤水通道8与所述蓄水池27连通；水泵13通过灌溉水管12向植被土层6输送灌溉水流；所述水泵13在蓄水池27中淹没于标准水位4之下。其中，滤水通道8与蓄水池27连通处设有一个滤水通道开关9。蓄水池27的内壁上设有出水管10，该出水管10的位置所述标准水位4，高于所述水泵13的顶部。出水管10外接市政雨水管。本发明的蓄水池27的设计是这样的：根据降雨量的不同，设计不同容积的蓄水池27，其中降雨量等级划分如下：小雨：1d(或24h)降雨量小于10mm者。中雨：1d(或24h)降雨量10～25mm者。大雨：1d(或24h)降雨量25～50mm者。暴雨：1d(或24h)降雨量50～100mm者。大暴雨：1d(或24h)降雨量100～250mm者。特大暴雨：1d(或24h)降雨量在250mm以上者。本发明所用到的这种水泵13是一种潜水泵，结构如图2所示，其与常规潜水泵类似。主要包括轴承14、冷却筒15、电机16、下漏水探头17、油室18、叶轮19、密封环20、上漏水探头21、接线腔22、轴23、电机侧机械密封24、浮子开关25、泵侧机械密封26、泵体28等。水泵13的选择由流量以及扬程决定，尽量在高效段内。2)水泵13的设计：本发明的智能控制器5内置智能控制程序，该智能控制程序的运行是这样的：程序开机启动并自锁，开始往蓄水池27中进水，同时比较输入参数与预置参数。当输入参数Depth(实际深度)大于静态变量PreDepth(预置深度)时，输出参数Drainage(排水)；当输入参数Moisture(实际湿度)小于静态变量PreMoisture(预置湿度)时，输出Irrigation(灌溉，)并停止往蓄水池27进水。本发明的智能控制器5的智能控制程序采用STL(语句表)，它是一种类似汇编语言的文本语言，按照求解过程，整个程序可分为变量表、功能，功能块3个版块。并利用LAD(梯形图)直观易懂的特点演示出来。下面分版块来介绍每一段程序的功能。(1)变量此版块如下：Listing1:变量的定义地址声明名称类型初始值0.0InstartBOOLFALSE0.1instopBOOLFALSE2.0inMoistureREAL0.000000e+0006.0outInfluentBOOLFALSE6.1outIrrigationBOOLFALSE8.0startPremoistureREAL1.250000e-001(2)功能显示了各参数的地址分配，并调用功能块(3)功能块条件控制：程序开机启动并自锁，开始往集水池进水，同时比较输入参数与预置参数。当输入参数Moisture(实际湿度)小于静态变量PreMoisture(预置湿度)时，输出Irrigation(灌溉)置1；当输入参数Moisture(实际湿度)大于静态变量PreMoisture(预置湿度)时，输出Irrigation(灌溉)置0。Listing2:条件控制如图3所示，打开程序后，系统会自动获取土壤湿度，然后调用程序块，如图4所示，与预置正常土壤湿度进行对比：若当前值小于正常值，则水泵开始灌溉作用；如图5所示，若当前值大于正常值，则仅进水在蓄水池中；图中“绿色”表示运行。本发明的智能控制程序显示PLCSIM仿真计算示意图如图6所示。本发明的智能控制程序采用PLC编程语言实现，占用储存空间很小，界面简洁，各种运行情况一目了然。土壤湿度值能够自动被读取然后显示出来，从而方便观测者了解。本发明使用智能控制解决了目前雨水与城市问题，使雨水循环系统更为优化。当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。当前第1页1 2 3