一种智能立体雨水回用的生态景观廊道及其工作流程的制作方法

本发明涉及景观廊道，尤其涉及一种智能立体雨水回用的生态景观廊道及其工作流程。

背景技术：

很多小区、广场和公园等公共区域里都会设置廊道，廊道周边及其顶部会种植各类花草，进行绿化周边环境。廊道一般是两排边墙基座和位于基座顶部的梁构成。廊道的框架结构选材有钢筋混凝土、木材、钢结构等。廊道周边植物需要定期养护，植物养护仅有少量依靠天然雨水灌溉，其余大部分依靠人工浇灌。

目前，大部分廊道的景观效果单一，缺少空间立体感。如果在廊道的两侧及顶部布置装配式植物箱，植物箱中种植各类花草，这将极大地改善廊道的景观效果。近年来，“海绵城市”的概念越来越深入人心，对于雨水的收集和再利用越来越得到人们的重视。由于廊道建成后的景观养护需要耗费大量的人力和水资源。如果能对廊道景观覆盖及周边区域内的雨水加拦蓄，并且借助于plc控制系统，在廊道景观需要灌溉时，利用拦蓄的雨水实现智能化灌溉。这将极大地减少了后续养护的工作，能起到很好的经济效益。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服技术背景不足之处，提供一种智能立体雨水回用的生态景观廊道及其工作流程。

为实现上述发明的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种智能立体雨水回用的生态景观廊道，其特征是，包括廊道、多个装配式植物箱、管道装置、蓄水池、水泵、雨滴传感器、plc控制器；所述廊道包括两排立柱、连接梁、若干横梁、防雨装置；所述防雨装置包括若干防雨叶片、第一电机、第二电机；所述管道装置包括集水管、灌溉管、多功能水管、多孔管；

每排立柱顶部通过连接梁相连，两排立柱之间设置若干横梁，相邻横梁之间留有空间，每根横梁的两端分别与对应位置的连接梁相连，所述防雨叶片置于横梁下方，防雨叶片的两端分别与对应位置的连接梁滑动连接，相邻防雨叶片之间通过连接杆相连，最外侧的两个防雨叶片分别连接有牵引绳，两侧的牵引绳分别缠绕于第一电机、第二电机的输出轴上，所述连接梁上设有控制防雨叶片移动位置的限位开关，所述第一电机、第二电机、限位开关分别与plc控制器相连；

所述横梁顶部设置装配式植物箱（横梁与装配式植物箱之间设有高强度钢化玻璃），廊道两侧的立柱上也设置若干层装配式植物箱，每个装配式植物箱内均设置多孔管，廊道两侧装配式植物箱的多孔管分别与集水管相连，廊道顶部装配式植物箱的多孔管分别与多功能水管相连，所述多功能水管、集水管分别连接蓄水池；所述廊道两侧装配式植物箱的一侧设置灌溉管，灌溉管一端通过水泵与蓄水池相连，另一端设置喷头；所述廊道顶部装配式植物箱的一侧也设置灌溉管，灌溉管的一端与多功能水管相连，另一端同样设有喷头；所述装配式植物箱内设有湿度传感器，所述雨滴传感器置于廊道顶部，所述湿度传感器、雨滴传感器、水泵均与plc控制器相连。

进一步地，所述廊道顶部装配式植物箱的多孔管通过第一控制阀与多功能水管相连，多功能水管一端通向蓄水池，另一端通过第二控制阀连接水泵，水泵连接蓄水池，第一控制阀、第二控制阀分别与plc控制器相连。

进一步地，所述蓄水池内设有水位传感器，该水位传感器与plc控制器相连。

进一步地，所述廊道四周设有集水沟，集水沟通过过滤箱与蓄水池连通，所述蓄水池通过溢流沟与城市雨水管网连通。所述过滤箱沿迎水方向依次布设中砂层、土工布层、砾石层，所述溢流沟上布设溢流堰。

进一步地，所述蓄水池顶部设有盖板，盖板中心设有喷泉水管，所述喷泉水管顶部设有喷头，所述盖板上设有若干与蓄水池连通的圆孔。

进一步地，所述集水管包括集水支管、集水分管、集水总管，每根立柱配备一根集水支管，每排立柱配备一根集水分管，同一立柱上的装配式植物箱的多孔管分别通过集水支管与相应的集水分管相连，所述集水分管分别连接集水总管，所述集水总管连接蓄水池；

所述灌溉管包括灌溉水管、灌溉分管，所述廊道两侧装配式植物箱的背侧设置有灌溉分管，所述灌溉分管一端连接灌溉总管，另一端设置喷头；所述廊道顶部装配式植物箱的背侧设置灌溉分管，该处的灌溉分管与多功能水管相连。

进一步地，所述防雨叶片的截面为圆弧形，横梁底部为与防雨叶片相同弧度的圆弧形结构；所述防雨叶片两端开设有凹槽，所述连接梁上侧布置有滑轨，凹槽与滑轨契合，防雨叶片可沿滑轨滑行，所述连接梁滑轨两端分别布置限位开关。

进一步地，所述装配式植物箱为顶部敞口的矩形箱体结构，该箱体内部从下至上依次铺设五层：砾石层、土工布层、中砂层、土壤层、鹅卵石层；所述湿度传感器布置于土壤层中布置，砾石层中布设多孔管，植物根部种植于土壤层中。

进一步地，所述圆孔以喷泉水管为圆心布置两圈，圆孔内外两圈交错布置，在圆孔内布置有过滤填充物。

进一步地，所述廊道两侧的装配式植物箱呈上、中、下三层布置，三层装配式植物箱呈台阶状错开分布。

进一步地，所述廊道两侧的装配式植物箱还布设有放置平台，所述放置平台包括：第一层平台、第二层平台；所述第一层平台、第二层平台分别与相应的立柱用螺栓连接；第一层平台放置上层装配式植物箱，第二层平台放置中层装配式植物箱，下层装配式植物箱直接放置于地面。

进一步地，所述灌溉分管布置于上层装配式植物箱背面，灌溉分管一端连接于灌溉总管，另一端向上延伸，安装喷头。所述灌溉总管连接水泵，水泵另一端连接导水管通向蓄水池底部。

进一步地，所述廊道顶部的装配式植物箱关于多功能水管对称布置，廊道顶部的装配式植物箱在竖直方向上与廊道两侧的装配式植物箱位置保持一致。廊道顶部的装配式植物箱通过砾石层中的多孔管与多功能水管相连，所述多功能水管一端通向蓄水池，另一端设第二控制阀连接水泵，水泵另一端连接导水管通向蓄水池底部。所述多功能水管向上连接灌溉分管，灌溉分管顶部安装喷头。

进一步地，所述集水沟的截面为梯形面，集水沟顶部高程低于周边土表面高程，便于周边雨水汇入集水沟中。

进一步，所述横梁的宽度与防雨叶片的宽度相等，横梁之间的间隔距离与防雨叶片的宽度相等。

进一步地，所述plc控制器包括：中央处理单元cpu、信号输入端口、信号输出端口。所述信号输入端口连接水位传感器、限位开关、湿度传感器和雨滴传感器；所述信号输出端口连接第一控制阀、第二控制阀、水泵、第一电机和第二电机。

进一步地，防雨叶片在晴天时位于横梁下方，保证廊道顶部的采光与通风；阴雨天时，防雨叶片移动至两高强度钢化玻璃之间的位置（即两横梁之间的位置）挡雨，雨水经防雨叶片上表面分别从两边落下，然后流入到集水沟中。

上述一种智能立体雨水回用的生态景观廊道的工作流程如下：

1）降雨时，雨滴传感器监测到降雨，plc控制器发出指令，第一电机通电工作，该侧的牵引绳开始收线并缠绕于第一电机的输出轴上，所有的防雨叶片整体移动，每个防雨叶片移动至对应的挡雨位置，即对应的两横梁之间的位置，同时该侧的最外侧防雨叶片触碰到位于第一电机侧的限位开关，plc控制器发出指令，第一电机停止工作；

2）雨天转晴时，雨滴传感器未监测到降雨，plc控制器发出指令，第二电机通电工作，该侧的牵引绳开始收线并缠绕于第二电机的输出轴上，同时缠绕于第一电机输出轴上的牵引绳放线，防雨叶片复位，移动至对应的横梁下方，同时该侧的最外侧防雨叶片触碰位于第二电机侧的限位开关，plc控制器发出指令，第二电机停止工作；

3）降雨时，雨滴传感器监测到降雨，plc控制器发出指令，第一控制阀处于打开状态，第二控制阀处于关闭状态，雨水分别落入布置在廊道顶部和两侧的装配式植物箱中，布置在廊道两侧的装配式植物箱中的雨水经过多孔管、集水支管、集水分管、集水总管下渗和汇集流入蓄水池；布置在廊道顶部的装配式植物箱中的雨水经过多孔管、多功能水管、下渗和汇集流入蓄水池；

廊道周边地表汇入集水沟的雨水经过滤箱过滤后流入蓄水池中；当蓄水池中的雨水过多时，经溢流沟排入城市雨水管网；

4）当任一装配式植物箱中的湿度传感器监测到装配式植物箱中的土壤层含水量较低时，plc控制器发出指令，启动水泵，关闭第一控制阀，打开第二控制阀，此时水泵从蓄水池中抽取雨水分别通过灌溉水管、灌溉分管至廊道两侧的喷头，或者抽取雨水通过多功能水管输送至廊道顶部灌溉分管的喷头，实现灌溉；

在灌溉的同时在盖板上方形成美丽的喷泉动态水景，落入盖板上的喷泉水经圆孔中的过滤填充物过滤后回落到蓄水池中；

当装配式植物箱中的湿度传感器监测到装配式植物箱中的土壤层含水量都达到合理值时，plc控制器发出指令，关闭水泵停止灌溉，打开第一控制阀，关闭第二控制阀；如此往复，利用雨水实现廊道景观灌溉智能化；

5）当水泵处在工作中时，水位传感器监测到蓄水池中雨水量较低，由plc控制器发出指令，关闭水泵。(水位传感器监测到蓄水池中雨水量较低，同时，湿度传感器监测到装配式植物箱中的土壤层含水量较低，plc控制器优先执行关闭水泵指令，以起到保护水泵的作用。）

本发明具有以下优点：

1、本发明改善普通景观廊道景观效果单一，缺少空间立体感的缺点，将雨水生物过滤功能与廊道的景观效果结合，将普通廊道改造为具有生态功能的多样化和立体化装置，不但蓄存雨水、灌溉植物，而且形成紧凑立体的动态水景；

2、本发明能将雨水收集与存储，一定程度减轻了雨期城市防洪的压力；

3、本发明利用收集的雨水实现对景观植物的智能灌溉，节约了水资源，降低了后期对植物养护的投入。

附图说明

图1为一种智能立体雨水回用的生态景观廊道的侧视图；

图2为一种智能立体雨水回用的生态景观廊道的正视图；

图3为一种智能立体雨水回用的生态景观廊道的顶部装配式植物箱的位置布置示意图；

图4为一种智能立体雨水回用的生态景观廊道的顶部管道布置示意图；

图5为一种智能立体雨水回用的生态景观廊道集水时，廊道两侧装配式植物箱的管道布置示意图；

图6为一种智能立体雨水回用的生态景观廊道灌溉时，廊道两侧装配式植物箱的管道布置示意图；

图7为一种智能立体雨水回用的生态景观廊道的两侧装配式植物箱管道布置示意图；

图8为装配式植物箱细部构造图；

图9为防雨叶片的结构示意图；

图10为横梁的结构示意图；

图11为连接梁的结构示意图；

图12为防雨装置结构示意图；

图13为过滤箱剖视图；

图14为蓄水池盖板圆孔布置示意图；

图15为蓄水池沿溢流沟方向的剖视图；

图16为水泵的布置示意图；

图17为防雨叶片挡雨时的位置示意图；

图18为防雨叶片晴天时的位置示意图；

图19为第一电机或第二电机与牵引绳的连接示意图；

图20为plc控制器工作原理示意图；

图中：1-立柱，2-连接梁，3-横梁，4-座椅，5-高强度钢化玻璃，6-装配式植物箱，61-砾石层，62-土工布层，63-中砂层，64-土壤层，65-鹅卵石层，66-多孔管，7-花草，8-蓄水池，81-水位传感器，82-溢流沟，83-溢流堰，84-盖板，85-过滤填充物，86-喷泉水管，87-圆孔，9-集水支管，10-集水分管，11-集水总管，12-灌溉分管，13-灌溉水管，14-多功能管，15-喷头，16-湿度传感器，17-第一控制阀，18-第二控制阀，19-水滴，201-第一层平台，202-第二层平台，21-螺栓，22-防雨叶片，221-凹槽，23-滑轨，24-过滤箱,25-集水沟，26-水泵，27-导水管，28-雨滴传感器，29-限位开关，30-牵引绳，31-第一电机，32-第二电机，33-连接杆，34-输出轴。

具体实施方式

下面结合附图、实施例对本发明的实施方式做进一步的说明。

一种智能立体雨水回用的生态景观廊道，包括廊道、多个装配式植物箱6、管道装置、集水沟25、蓄水池8、溢流沟82、水泵、雨滴传感器、plc控制器；所述廊道包括：立柱1、连接梁2、横梁3、高强度钢化玻璃5、座椅4和防雨装置；所述防雨装置包括：防雨叶片22、连接杆33、牵引绳30、第一电机31、第二电机32；所述装配式植物箱6分别布置在廊道两侧及顶部；所述管道装置包括：集水支管9、集水分管10、集水总管11、灌溉水管13、灌溉分管12、多功能水管14、导水管27、喷泉水管86；所述集水沟25布置于廊道四周，集水沟25与蓄水池8连通，所述蓄水池8另一端连接溢流沟82；所述溢流沟82连接城市雨水管网；所述雨滴传感器28布置于装配式廊道顶部。

装配式廊道的立柱1、连接梁2、横梁3、座椅4选用木结构或钢结构或预制混凝土结构的材料，便于现场直接安装。

防雨叶片22的截面为圆弧形，防雨叶片22布置于横梁3下方，防雨叶片22两端放置于连接梁2之上，横梁3下侧为与防雨叶片22相同弧度的圆弧形。

防雨叶片22两端开设有凹槽221，连接梁2上侧布置有滑轨23，凹槽221与滑轨23契合，防雨叶片22可沿滑轨23滑行。

防雨叶片22之间通过连接杆22相连，两侧防雨叶片22分别通过牵引绳30与第一电机31、第二电机32相连，牵引绳30一端分别缠绕于第一电机31、第二电机32输出轴34上。

连接梁2上侧还布置有限位开关29，限位开关29连入plc控制器信号输入端口，当防雨叶片22滑行时触碰限位开关29，plc控制器发出指令，第一电机31或第二电机32停止工作。

装配式植物箱6为顶部敞口的矩形箱体结构，该箱体内部从下至上依次铺设五层：砾石层61、土工布层62、中砂层63、土壤层64、鹅卵石层65；土壤层64中布置湿度传感器16，湿度传感器16连入plc控制器信号输入端口，当湿度传感器16监测到土壤层64中含水率偏低时，plc控制器发出指令，水泵26开始工作，当湿度传感器16监测到土壤层64中含水率恢复合理值时，plc控制器发出指令，水泵26停止工作；砾石层61中布设多孔管66，植物根部种植于土壤层64中。

布置于装配式廊道两侧的装配式植物箱6呈上、中、下三层布置，三层装配式植物箱6呈台阶状错开分布。

布置于装配式廊道两侧的装配式植物箱6还布设有放置平台，放置平台包括：第一层平台201、第二层平台202；第一层平台201、第二层平台202分别与装配式廊道的立柱1用螺栓21连接；第一层平201台放置上层装配式植物箱6，第二层202平台放置中层装配式植物箱6，下层装配式植物箱6直接放置于地面。

布置于装配式廊道两侧的装配式植物箱6均通过砾石层61中的多孔管66与集水支管9相连，集水支管9均连接于集水分管10，集水分10管均连接于集水总管11，集水总管11通向蓄水池8。

灌溉分管12布置于上层装配式植物箱6背面，灌溉分管12一端连接于灌溉总管13，另一端向上延伸，安装喷头15。

灌溉总管13连接水泵26，水泵26另一端连接导水管27通向蓄水池8底部，水泵26连入plc控制器信号输出端口。

布置于装配式廊道顶部的装配式植物箱6关于多功能水管14对称布置，装配式廊道顶部的装配式植物箱6在竖直方向上与廊道两侧的装配式植物箱6位置保持一致。

布置于装配式廊道顶部的装配式植物箱6通过砾石层61中的多孔管66与多功能水管14相连，多孔管66与多功能水管14连接处设第一控制阀17，多功能水管14一端通向蓄水池8，另一端设第二控制阀18连接水泵，第一控制阀17和第二控制阀18连入plc控制器信号输出端口。

多功能水管14向上连接灌溉分管12，灌溉分管12顶部安装喷头15。

集水沟25的截面为梯形面，集水沟25顶部高程低于周边土表面高程，便于周边雨水汇入集水沟中。

蓄水池8内布设水位传感器81，水位传感器81连入plc控制器信号输入端口，当水位传感器81监测到蓄水池8中无水时，plc控制器发出指令，水泵26停止，防止水泵26空转。蓄水池8顶部安装有盖板84，盖板84上方中心位置布设有喷泉水管86，喷泉水管86顶部安装有喷头15。盖板84上开有圆孔87，圆孔87以喷泉水管86为圆心布置两圈，圆孔87内外两圈交错布置，在圆孔87内布置有过滤填充物85。

蓄水池8与集水沟25之间布设过滤箱24，过滤箱24沿迎水方向依次布设中砂层63、土工布层62、砾石层61。

溢流沟82上布设溢流堰83，当蓄水池8中的水量偏多时，通过溢流堰83自动溢出。

plc控制器包括：中央处理单元cpu、信号输入端口、信号输出端口。信号输入端口连接水位传感器81、限位开关29、湿度传感器16和雨滴传感器28；所述信号输出端口连接第一控制阀17、第二控制阀18、水泵26、第一电机31和第二电机32。

防雨叶片22在晴天时打开，保证廊道顶部的采光与通风；阴雨天时，防雨叶片22移动至挡雨位置，雨水经防雨叶片22上表面后分别从两边落下，然后流入集水沟25中。

所有水管之间的连接均采用螺纹连接，便于拆卸、更换。

布置在装配式廊道两侧的喷头15选用单侧微喷头15，布置在装配式廊道顶部的喷头15选用双侧微喷头15结构简单，造价低廉，安装方便，使用可靠。

布置在盖板84上方的喷头15选用蘑菇喷头，蘑菇喷头为半球形喷头，用水量少，喷水时水声较小，水膜均匀，具有很好地水景效果。

一种智能立体雨水回用的生态景观廊道，其工作流程如下：

1）降雨时，雨滴传感器监测到降雨，plc控制器发出指令，第一电机31通电工作，该侧的牵引绳开始收线并缠绕于第一电机的输出轴上，所有的防雨叶片22整体移动，每个防雨叶片移动至对应的挡雨位置（即对应的两横梁之间的位置），然后外侧的防雨叶片触碰到位于第一电机侧的限位开关29，plc控制器发出指令，第一电机31停止工作；

2）雨天转晴时，雨滴传感器未监测到降雨，plc控制器发出指令，第二电机32通电工作，该侧的牵引绳开始收线并缠绕于第二电机的输出轴上，同时第一电机输出轴上的牵引绳放线，防雨叶片22复位，移动至对应的横梁3下方，外侧的防雨叶片触碰位于第二电机侧的限位开关29，plc控制器发出指令，第二电机32停止工作；

3）降雨时，雨滴传感器监测到降雨，plc控制器发出指令，第一控制阀17处于打开状态，第二控制阀18处于关闭状态，雨水分别落入布置在廊道顶部和两侧的装配式植物箱6中，布置在廊道两侧的装配式植物箱6中的雨水经过下渗和汇集（多孔管66→集水支管9→集水分管10→集水总管11→蓄水池8）流入蓄水池8；布置在廊道顶部的装配式植物箱6中的雨水经过下渗和汇集（多孔管66→多功能水管14→蓄水池8）流入蓄水池8。

周边地表汇入集水沟的25雨水经过滤箱24过滤后流入蓄水池8中；当蓄水池8中的雨水过多时，经溢流沟82排入城市雨水管网。

4）当任一装配式植物箱6中的湿度传感器16监测到装配式植物箱6中的土壤层64含水量较低时（低于设定值），plc控制器发出指令，启动水泵，关闭第一控制阀17，打开第二控制阀18，此时水泵从蓄水池8中抽取雨水分别通过灌溉水管13、灌溉分管12至廊道两侧的喷头，或者抽取雨水通过多功能水管14输送至廊道顶部的喷头15，实现灌溉；

在灌溉的同时在盖板84上方形成美丽的喷泉动态水景，落入盖板84上的喷泉水经圆孔87中的过滤填充物85过滤后回落到蓄水池8中；

当装配式植物箱6中的湿度传感器16监测到装配式植物箱6中的土壤层64含水量都达到合理值时，plc控制器发出指令，关闭水泵26停止灌溉，打开第一控制阀17，关闭第二控制阀18。如此往复，利用雨水实现廊道景观灌溉智能化。

5）当水泵26处在工作中时，水位传感器81监测到蓄水池8中雨水量较低，由plc控制器发出指令，关闭水泵26。（水位传感器81监测到蓄水池8中雨水量较低，同时，湿度传感器16监测到装配式植物箱6中的土壤层64含水量较低，plc控制器优先执行关闭水泵26指令，以起到保护水泵26的作用。）。