本实用新型涉及水利设备技术领域，尤其是山区快径流生态排水装置。
背景技术：
目前山区公路排水与其它平原地区以及雨量较少的山区相比，公路沿线呈现汇流时间短，流速快的快径流特征。进而在强降雨期间，瞬间水流冲刷，对公路路面、构造物及沿线设施的冲击力量大，破坏力极强。基于传统的公路排水设计方法往往不能满足福建实际的公路排水需求，因此我们创新设计实时自动化可变坡道宽度的快径流山区公路排水方式，变坡道宽度的提出为山区急流槽的设计提供了新的思路。由于雨水的流量是随季节，时间不断变化的，丰水期雨量也不断变动，面对不同的排水任务，固定式的阶梯消能未能将雨水能量运用，亦存在消能不足发生水毁现象的产生，对公路安全存在一定的安全隐患。变坡道水-电能量转换装置，既利用了能量，亦达到最好的消能效果，减少了雨水对下坡的冲刷。由于变坡道宽度的研究还不够成熟，所以对急流槽进行研究论证，找出它在实际工程的优缺点，对于将来的应用推广有重要意义。
技术实现要素：
本实用新型提出山区快径流生态排水装置，能以山区降水形成的径流进行发电、贮水和绿化浇灌。
本实用新型采用以下技术方案。
山区快径流生态排水装置，可用于山区公路沿线快径流排水，所述排水装置包括包括截水沟、PLC控制装置、急流槽、挡板、发电装置、蓄电装置、蓄水罐、净水装置、喷灌装置、水泵和排水结构；所述截水沟位于排水装置顶部；所述排水结构位于排水装置下部；截水沟与排水结构间以急流槽相连；所述发电装置置于急流槽处并与蓄电装置电性连接；所述急流槽内设有可接受PLC控制装置控制的调节槽内水流的挡板；所述净水装置的输入端设于排水结构处，所述净水装置的净水输出端与蓄水罐相通；所述喷灌装置以蓄水罐为喷灌水源。
所述急流槽上部入口处设有雨水过滤装置。
所述发电装置包括发电机和叶轮；所述PLC控制装置内贮有发电机额定发电性能值和排水装置所在区域的历史年平均雨量数据；所述截水沟内设有降雨量传感器。
当PLC控制装置调节挡板时，PLC控制装置根据雨量传感器采集数据与历史年平均雨量数据的对比，以发电机额定发电性能值为定量，拟合得出水深-挡板开度参照曲线，控制急流槽处的挡板（5）开度，提高水流与转动叶片接触面积，达到能源最大化转换；所转换电能储存在蓄电装置当中。
所述净水装置包括拦污挂篮、过滤片、纱布、活性炭、消毒剂。
所述喷灌装置对边沟绿化带及生态边坡进行喷灌浇水。
当所述排水装置设于公路旁时，排水装置处设有路面照明电路和定时开关，当时间为傍晚或晚间时，定时开关接通照明电路，照明电路以蓄电装置为电源进行照明。
急流槽的出口与排水结构相通；所述净水装置位于蓄水罐上方，净水装置的输入端与急流槽的出口紧邻。
与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：
①智能：提出利用水位传感器、土壤湿度传感器采集数据反馈于PLC控制系统，通过预定算法自动化调整挡板，改变急流槽宽度，提升了径流发电的效率；增加了排水的可操作性，反应了水利信息化、数字化的精神。
②储能：将能量以电能的方式储存于蓄电装置当中，方便后续设施的利用，实现了能量消耗转能量利用的步骤，创造了广阔的经济空间。
③节能：绿化喷灌装置、照明装置利用所蓄电能进行实现，减轻了山区电路作业量，做到了能源洁净利用，循环利用，呼应了当今社会节能减排的主题。
④生态：本装置能使山区公路旁的绿化带有可靠的水源供应，有利于增大山区植被覆盖量，在呼应生态环保的今天，起到了重要作用。装置自成水循环体系，与快径流山路特征相互呼应，亦体现了生态水利的观念。
本实用新型中，急流槽的出口与排水结构相通；所述净水装置位于蓄水罐上方，净水装置的输入端与急流槽的出口紧邻；此设计可使急流槽内的流水对净水装置的输入端进行冲刷，使净水装置输入端不易沉积污物，有效地防止净水装置被污物堵塞。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：
附图1是本实用新型的示意图；
附图2是本实用新型的截水沟的示意图；
附图3是本实用新型的发电装置的示意图；
图中：1-截水沟；2-雨水过滤装置；3-PLC控制装置；4-急流槽；5-挡板；6-发电装置；7-蓄水罐；8-边沟绿化带；9-喷灌装置；10-排水结构。
具体实施方式
如图1所示，山区快径流生态排水装置，可用于山区公路沿线快径流排水，所述排水装置包括包括截水沟1、PLC控制装置3、急流槽4、挡板5、发电装置6、蓄电装置、蓄水罐7、净水装置、喷灌装置9、水泵和排水结构10；所述截水沟位于排水装置顶部；所述排水结构10位于排水装置下部；截水沟与排水结构10间以急流槽相连；所述发电装置置于急流槽处并与蓄电装置电性连接；所述急流槽内设有可接受PLC控制装置控制的调节槽内水流的挡板；所述净水装置的输入端设于排水结构10处，所述净水装置的净水输出端与蓄水罐相通；所述喷灌装置以蓄水罐为喷灌水源。
所述急流槽上部入口处设有雨水过滤装置2。
所述发电装置6包括发电机和叶轮；所述PLC控制装置内贮有发电机额定发电性能值和排水装置所在区域的历史年平均雨量数据；所述截水沟内设有降雨量传感器。
当PLC控制装置调节挡板时，PLC控制装置根据雨量传感器采集数据与历史年平均雨量数据的对比，以发电机额定发电性能值为定量，拟合得出水深-挡板开度参照曲线，控制急流槽处的挡板5开度，提高水流与转动叶片接触面积，达到能源最大化转换；所转换电能储存在蓄电装置当中。
所述净水装置包括拦污挂篮、过滤片、纱布、活性炭、消毒剂。
所述喷灌装置对边沟绿化带8及生态边坡进行喷灌浇水。
当所述排水装置设于公路旁时，排水装置处设有路面照明电路和定时开关，当时间为傍晚或晚间时，定时开关接通照明电路，照明电路以蓄电装置为电源进行照明。
急流槽的出口与排水结构10相通；所述净水装置位于蓄水罐上方，净水装置的输入端与急流槽的出口紧邻。
排水结构10包括排水沟或涵洞。
实施例：
如图1所示，边沟纵坡的设计基本上是根据公路的走势来决定的，所以给予截水沟1一定的坡度在3%~8%之间，由此排到边坡总的水会很快的就被排走，让水流拥有初速度地流出，冲刷淤塞防止枯草落叶、开挖边坡坡破碎岩土沿破面滑堵塞截水沟，亦增大了水流动能。
由于山坡出露部分为堆积土（土、砂砾和卵石等），由下至上部分岩质、部分碎卵石、部分土质分布，通过急流槽4上端的雨水过滤装置2（拦污栅），初步过滤粒径较大的物质，以防后期对发电装置造成破坏。急流槽4选用混凝土和砌石避免发生槽内外冲刷、出口冲坑及两侧土坡坍塌等破坏，防止截水沟与急流槽衔接处径流过大时溢出接口，冲刷槽外侧边坡，导致槽坍塌破坏。
利用截水沟处传感器如图2采集降雨信息，反馈于PLC控制系统3，与预先储存在PLC控制系统的以该区域年平均雨量情况，以发电机额定发电力量为定量，拟合出的水深-挡板开度参照曲线对比，实时调整挡板5开度，控制急流槽处的挡板5开度，提高水流与转动叶片接触面积，达到能源最大化转换。所转换电能储存在蓄电池当中如图3，供后续使用。
采集当地气象站或雨量站近 10 年的雨量资料，由雨量记录中选取历年最小的l0min、lh、6h、12h、24h等不同时段雨量资料分别组成样本系列进行频率计算，求出系列均值和变差系数，采用 P-Ⅲ型分布曲线进行拟合，进而求出不同频率的设计降雨或设计降雨强度值，取其最小值计算出最小挡板开度作为起始开度，尽可能节省调整工作量。
消能过后的雨水存在污染，为自然污染和人为污染、自然污染主要是天然降雨中含有的一些污染物，如大气污染严重导致的酸雨等。人为污染主要是一些新型材料的道路，或者人为的垃圾，汽车尾气的排放等使天然雨水降落到地面上，形成较大面积、深程度的污染，需要人为的实施一些水处理方法进行处理。根据最新绿化灌溉水质要求，利用拦污挂篮、过滤片、纱布、活性炭、消毒剂等组成净水装置。以避免储水罐中的雨水因长时间封闭而滋生细菌和蚊虫，降低清洗成本和方便喷灌执行。
净水装置来不及处理的多余雨水通过排水沟10进行排泄，防止汇水面积过大，汇水时间长，处理不善导致水没有被排泄，而是四处流散下渗，进而导致边沟沟底和侧壁的浆砌石缝渗水、涌水严重。
植被根系可以提高土壤渗透性和抗侵蚀性，植被覆盖度越大径流起始时间越长，所以植被具有增加入渗和减小地表径流的作用，可见植被保护对于山区的生活安全有重要的作用，故采用土壤湿度传感器监测土壤湿度，当土壤湿度低于50%时，电脑端自动化控制喷灌系统利用蓄电能，通过水泵抽取所蓄净化雨水对周边绿化带进行喷灌，控制土壤湿度，节省人力及水资源。
傍晚时期，通过定时开关，接通照明电路，以蓄电池为电源，减轻山区公路电业工作量，提升经济效益。