利用太阳能和低影响开发设施构建的水循环系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用太阳能和低影响开发设施构建的水循环系统，包括光伏扬水系统和低影响开发设施，自然排水系统、雨水花园系统、旱溪和下凹绿地系统以串联方式相连通构成一循环水子系统，光伏扬水系统提升蓄水池水体至循环水子系统中；循环水子系统位于首位和末位水循环单元分别与蓄水池连通，位于前方的水循环单元所处位置低于位于后方的水循环单元所处位置，以使水体依靠自身势能自然流动通过循环水子系统进入蓄水池中实现生态水循环。本发明以太阳能为动力，节省运营费用，实现对场地雨水调蓄和循环利用，节约水资源，维持场地开发前原有水文条件，控制径流污染，减少污染排放；增强景观“活性”，实现景观水环境美化作用。
【专利说明】利用太阳能和低影响开发设施构建的水循环系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水循环系统，尤其涉及一种利用太阳能和低影响开发设施构建的生态水循环系统。
【背景技术】
[0002]随着社会经济快速发展，人们的生活水平得到了极大的提高，在满足基本需求的前提下，不断创造着越来越舒适的环境。在高楼林立的城市中，人们往往会建设人工湖、蓄水池等人造景观来满足人们对自然环境的追求。但是对于大多数属于死水环境的景观水而言，由于水体稳定，水质很容易恶化。尤其是在一些小区开盘时所呈现的“小桥、流水、人家”的景象与过一段时间后的“小桥、人家”的景象形成了鲜明的对比，其主要原因在于:采用普通水泵来营造活水能耗较大，物业管理费用大幅度升高。
[0003]另外，我国绝大多数城市处于缺水状态的同时由于雨水排放造成的污染及“水浸街”现象又不断出现。尤其是北方地区，由于地下水超量开采，地下水位逐年下降，已经形成了较严重的潜在地质灾害。如何减少雨水的外排量，增加场地雨水入渗量，补充地下水，已经引起了人们的高度关注。
[0004]低影响开发(LID)是一种强调通过源头分散的小型控制设施，维持和保护场地自然水文功能、有效缓解不透水面积增加造成的洪峰流量增加、径流系数增大、面源污染负荷加重的城市雨水管理理念，于20世纪90年代在美国马里兰州开始实施。低影响开发主要通过生物滞留设施、屋顶绿化、植被浅沟、雨水利用等措施来维持开发前原有水文条件，控制径流污染，减少污染排放。
[0005]如何能够一方面利用低影响开发措施改变传统的雨水排放思想，实现开发区域可持续水循环，另一方面又降低运行成本，让景观水“活起来”，是推进利用雨水营造景观环境的关键。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种利用太阳能和低影响开发设施构建的水循环系统，在减少运营费用的同时，又能促进雨水利用的推广及景观水体的营造，并有效解决了景观水成为死水的技术难题，在真正意义上实现了景观水的环境美化作用。
[0007]本发的目的通过以下技术措施来实现:一种利用太阳能和低影响开发设施构建的水循环系统，其特征在于:包括光伏扬水系统和低影响开发设施，所述低影响开发设施包括作为水循环单元的多功能蓄水池、自然排水系统、雨水花园系统、旱溪和下凹绿地系统，所述自然排水系统、雨水花园系统、旱溪和下凹绿地系统以串联方式相连通构成一循环水子系统，所述光伏扬水系统提升多功能蓄水池的水体至循环水子系统中；在循环水子系统中位于首位和末位的水循环单元分别与多功能蓄水池连通，且在循环水子系统中位于前方的水循环单元所处位置低于位于后方的水循环单元所处位置，以使水体依靠自身势能自然流动通过循环水子系统进入多功能蓄水池中实现生态水循环。
[0008]本发明采用光伏扬水系统，以太阳能作为动力，节省了运营费用，而且实现了场地雨水的调蓄和循环利用，节约水资源，维持场地开发前原有水文条件，控制径流污染，减少污染排放。另外，本发明解决了景观水成为死水的技术难题，增强了景观“活性”，实现了景观水的环境美化作用。
[0009]作为本发明的一种实施方式，所述自然排水系统、雨水花园系统、旱溪和下凹绿地系统顺次连通且所处位置依次降低，所述自然排水系统是循环水子系统中位于首位的水循环单元与多功能蓄水池连通，所述下凹绿地系统是循环水子系统中位于末位的水循环单元与多功能蓄水池连通。
[0010]作为本发明的一种实施方式，所述光伏扬水系统包括光伏矩阵和用于将多功能蓄水池的水体提升至循环水子系统中的水泵，所述水泵选用直流水泵，所述光伏矩阵和直流水泵电连接。本实施方式是采用光伏矩阵输出的直流电直接驱动水泵。
[0011]作为本发明的另一种实施方式，所述光伏扬水系统包括光伏矩阵、用于将光伏矩阵输出的直流电转换为交流电的光伏扬水逆变器和用于将多功能蓄水池的水体提升至循环水子系统中的水泵，所述水泵选用交流水泵，所述光伏矩阵、光伏扬水逆变器和交流水泵依次电连接。
[0012]本发明所述水循环系统还包括控制系统，所述控制系统以控制参数控制启闭水泵，所述控制参数包括多功能蓄水池的水位、启闭水泵的设定时间、雨水花园系统的土壤湿度、光伏矩阵的发电量。
[0013]与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果:
[0014]⑴本发明利用非传统能源与非传统水源构建的生态水循环系统，采用光伏扬水系统，以太阳能作为动力，节省了运营费用。
[0015]⑵本发明实现了场地雨水的调蓄和循环利用，节约水资源，维持开发前原有水文条件，控制径流污染，减少污染排放。
[0016]⑶本发明解决了景观水成为死水的技术难题，增强了景观“活性”，实现了景观水的环境美化作用。
[0017]⑷本发明循环水子系统的循环水单元存在水位高程差，充分利用了跌水复氧系统，进一步增强了景观水的活性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0019]图1是本发明的组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，一种利用太阳能和低影响开发设施构建的水循环系统，包括光伏扬水系统和低影响开发设施，低影响开发设施包括作为水循环单元的用于接收下垫面雨水径流A的多功能蓄水池2、自然排水系统6、雨水花园系统7、旱溪8和下凹绿地系统9，自然排水系统6、雨水花园系统7、旱溪8和下凹绿地系统9以串联方式相连通构成一循环水子系统，光伏扬水系统提升多功能蓄水池的水体至循环水子系统中。在循环水子系统中位于首位和末位的水循环单元分别与多功能蓄水池连通，且在循环水子系统中位于前方的水循环单元所处位置低于位于后方的水循环单元所处位置。
[0021]在本实施例中，自然排水系统6、雨水花园系统7、旱溪8和下凹绿地系统9顺次连通且所处位置依次降低，自然排水系统6是循环水子系统中位于首位的水循环单元与多功能蓄水池2连通，下凹绿地系统9是循环水子系统中位于末位的水循环单元与多功能蓄水池2连通，以使水体依靠自身势能自然流动通过循环水子系统进入多功能蓄水池中实现生态水的循环。
[0022]在本实施例中，光伏扬水系统包括光伏矩阵3、用于将光伏矩阵3输出的直流电转换为交流电的光伏扬水逆变器4和用于将多功能蓄水池2的水体提升至循环水子系统的自然排水系统中的水泵5，水泵5选用交流水泵，光伏矩阵3、光伏扬水逆变器4和交流水泵5依次电连接。
[0023]还包括控制系统，控制系统以控制参数控制启闭水泵，控制参数包括多功能蓄水池的水位、启闭水泵的设定时间、雨水花园系统的土壤湿度、光伏矩阵的发电量。
[0024]本发明生态水循环系统中的光伏矩阵不限于规则形状，主要目的是利用太阳能，可根据实际条件结合景观造型等需要布置。多功能蓄水池、自然排水系统、雨水花园系统、旱溪、下凹绿地系统等没有固定顺序，可根据现场具体条件进行布置。在其它实施例中，光伏扬水系统包括光伏矩阵和用于将多功能蓄水池的水体提升至循环水子系统中的水泵，水泵选用直流水泵，光伏矩阵和直流水泵电连接实现光伏矩阵输出的直流电直接驱动水泵。
[0025]本发明的工作过程如下:
[0026]当场地有降雨时，下垫面雨水径流A流入多功能蓄水池2进行储存，根据水位或后续的低影响开发设施的土壤湿度反馈给光伏扬水系统，通过利用光伏矩阵3收集太阳能，经过扬水逆变器4作用后启动水泵5，实现储存的雨水在自然排水系统6、雨水花园7、旱溪
8、下凹绿地系统9中流动，形成生态水系统的循环。
[0027]本发明低影响开发设施中各循环水单元即可作为景观又可作为储存雨水的小型调蓄单元，有效较少雨水的外排，能最大限度地增加雨水入渗，补充地下水。
[0028]本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，本发明非传统能源系统可采用太阳能，还可以采用风能、风光互补及其他非传统能源替代；本发明的能源转换利用也不限于扬水逆变器，凡是利用非传统能源提供动力的系统，都可实现本发明的功能；对于从本
【发明内容】
及实施例的启示下直接导出或联想到的一些低影响开发设施的组合方式、不同布置形式及高程、改变不同设施的应用位置、利用传统能源驱动等均落在本发明权利保护范围之内。
【权利要求】
1.一种利用太阳能和低影响开发设施构建的水循环系统，其特征在于:包括光伏扬水系统和低影响开发设施，所述低影响开发设施包括作为水循环单元的多功能蓄水池、自然排水系统、雨水花园系统、旱溪和下凹绿地系统，所述自然排水系统、雨水花园系统、旱溪和下凹绿地系统以串联方式相连通构成一循环水子系统，所述光伏扬水系统提升多功能蓄水池的水体至循环水子系统中；在循环水子系统中位于首位和末位的水循环单元分别与多功能蓄水池连通，且在循环水子系统中位于前方的水循环单元所处位置低于位于后方的水循环单元所处位置，以使水体依靠自身势能自然流动通过子循环水子系统进入多功能蓄水池中实现生态水循环。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能和低影响开发设施构建的水循环系统，其特征在于:所述自然排水系统、雨水花园系统、旱溪和下凹绿地系统顺次连通且所处位置依次降低，所述自然排水系统是循环水子系统中位于首位的水循环单元与多功能蓄水池连通，所述下凹绿地系统是循环水子系统中位于末位的水循环单元与多功能蓄水池连通。
3.根据权利要求2所述的利用太阳能和低影响开发设施构建的水循环系统，其特征在于:所述光伏扬水系统包括光伏矩阵和用于将多功能蓄水池的水体提升至循环水子系统中的水泵，所述水泵选用直流水泵，所述光伏矩阵和直流水泵电连接。
4.根据权利要求2所述的利用太阳能和低影响开发设施构建的水循环系统，其特征在于:所述光伏扬水系统包括光伏矩阵、用于将光伏矩阵输出的直流电转换为交流电的光伏扬水逆变器和用于将多功能蓄水池的水体提升至循环水子系统中的水泵，所述水泵选用交流水泵，所述光伏矩阵、光伏扬水逆变器和交流水泵依次电连接。
5.根据权利要求3或4所述的利用太阳能和低影响开发设施构建的水循环系统，其特征在于:所述水循环系统还包括控制系统，所述控制系统以控制参数控制启闭水泵，所述控制参数包括多功能蓄水池的水位、启闭水泵的设定时间、雨水花园系统的土壤湿度、光伏矩阵的发电量。
【文档编号】H02S10/00GK104131592SQ201410329068
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】张真江, 吴培浩, 周荃, 丁可, 姜思达, 刘轩, 程瑞希 申请人:广东省建筑科学研究院, 广东建科节能环保科技有限公司