基于海绵城市理念的屋面雨水源头调控装置及运行方法与流程

文档序号:11127664阅读:来源:国知局

技术特征:

1.基于海绵城市理念的屋面雨水源头调控装置,该装置包括控制系统(1)、弃流系统(2)、蓄水系统(3)和涵养地下水系统(4),其特征在于:

所述的控制系统(1)包括闸室(11)、弧形闸门(12)、铰座(13)、启闭机(14)和控制单元(15),闸室(11)竖直布置并固定在建筑物外墙面,闸室(11)的上下壁面分别设有圆形进水口(111)和圆形出水口(112)、右侧壁面设有矩形出水口(113),弧形闸门(12)的下端与铰座(13)相连、上端通过钢丝绳与启闭机(14)相连;

所述的弃流系统(2)包括初期雨水弃流箱(21)、浮球液位开关(22)、光照传感器(23)和弃流孔(24),初期雨水弃流箱(21)竖直布置并固定在建筑物外墙面,初期雨水弃流箱(21)侧面的上端设有矩形进水口(211)、下端设有弃流孔(24),矩形进水口(211)与闸室(11)侧壁面的矩形出水口(113)相连通,浮球液位开关(22)悬挂在初期雨水弃流箱(21)内壁右上侧,光照传感器(23)固定在初期雨水弃流箱(21)外壁面;

所述的蓄水系统(3)包括雨水收集管道(31)、储水箱(32)、取水口(33)、溢流管(34)和通气管(35),储水箱(32)的顶部设有圆形的进水口(321)和溢流口(322)、侧面右下端设有圆形的取水口(33),雨水收集管道(31)上端与闸室(11)的圆形出水口(112)相连、下端与储水箱(32)的进水口(321)相连,取水口(33)装有控制阀门,溢流管(34)由竖直段和水平段组成,竖直段下端与储水箱(32)的溢流口(322)相连,水平段的侧面设有竖直向上的通气管(35);

所述的涵养地下水系统(4)包括雨水调控箱(41)、涵养地下水管道(42)、承台(43)、涵管(44)和渗水孔(45),雨水调控箱(41)通过管道与蓄水系统(3)的溢流管(34)对接,涵养地下水管道(42)竖直固定在承台上,涵养地下水管道(42)的上端、下端分别与雨水调控箱(41)和涵管(44)相连通,涵管(44)的末端设有渗水孔(45)。

2.根据权利要求1所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头调控装置,其特征在于:所述的闸室(11)的形状为倒立、竖直的1/4空心圆柱体,闸室(11)的上壁面、右侧壁面均为矩形,闸室(11)的前、后侧面为1/4的圆,左侧壁面和下壁面为曲率相同的曲面且连接为一体。

3.根据权利要求1所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头调控装置,其特征在于:所述的弧形闸门(12)与闸室(11)的前、后侧面衔接的侧边上设有侧板(121);弧形闸门(12)关闭时,侧板(121)正好插入所述的初期雨水弃流箱(21)的矩形进水口(211)中。

4.根据权利要求1所述的基于海绵念的屋面雨水源头调控装置,其特征在于:所述的涵养地下水管道(42)各根管道上端的进水口从周围向中心依次升高,在雨水调控箱(41)内部的涵养地下水管道(42)侧面设有若干个小孔。

5.根据权利要求1所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头调控装置,其特征在于:所述的承台(43)设有竖直的洞,洞的数量与间距等于所述涵养地下水管道(42)的数量与间距;承台(43)顶部高于地面20cm~30cm;所述的涵养地下水管道(42)穿过承台(43)的洞与涵管(44)相连。

6.根据权利要求1所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头调控装置,其特征在于:所述的涵管(44)位于所述承台(43)之下并延伸到建筑物地基之外的四面八方,涵管(44)的管壁上设有若干个渗水的小孔,涵管(44)的末端也设有若干个渗水孔(45);所述的涵管(44)采用耐腐蚀、耐生锈且抗压性能好的材料。

7.根据权利要求1所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头调控装置,其特征在于:所述的通气管(35)与溢流管(34)以及雨水调控箱(41)顶部连通。

8.根据权利要求1所述的基于海绵城市理念的屋面雨水源头调控装置,其特征在于:所述的控制单元(15)中设有单片机和信号转化器,控制单元(15)能够通过微程序接收、读取浮球液位开关(22)和光照传感器(23)传输的信号,并向启闭机(14)和弃流孔(24)的电动阀门发出控制信号。

9.一种基于权利要求1至8任一项所述的全基于海绵城市理念的屋面雨水源头调控装置的运行方法,其特征在于包括以下步骤:

①在未降雨前,整个装置处于初始状态,弧形闸门(12)处于开启状态,弃流孔(24)和取水口(33)处于关闭状态;

②在降雨初期,屋面雨水通过落水管(10)进入闸室(11)的进水口(111),受到弧形闸门(12)阻挡后通过矩形出水口(113)进入初期雨水弃流箱(21)的矩形进水口(211),初期雨水弃流箱(21)中的雨水开始上升,浮球液位开关(22)的浮球随着雨水逐渐上升,当浮球上升至预计水位时,接通内部线路并将信号发送给控制单元(15),控制单元(15)接收到信号后,接通启闭机(14)电源关闭弧形闸门(12),此时雨水通过闸室(11)的圆形出水口(112)进入雨水收集管道(31);

③蓄水系统(3)开始蓄水,雨水自动收集到储水箱(32)中,当雨水充沛时,随着雨量的增加,储水箱(32)水位持续上升,储水箱(32)蓄满后,雨水开始进入溢流管(34),溢流管(34)和雨水收集管道(31)中的水位同步上升,当水位上升至溢流管(34)的水平段时,雨水开始进入雨水调控箱(41),接着先通过周围涵养地下水管道(42)的低位进水口流入涵管(44),输向远离建筑物的地下;

④在雨量较大的情况下,雨水调控箱(41)的水位逐渐上升淹没涵养地下水管道(42)的低位进水口,雨水开始流入次高位进水口继续将洁净的雨水渗入地下,当雨水调控箱(41)的水位逐渐上升淹没涵养地下水管道(42)的次高位进水口后,雨水开始流入更高位进水口并继续将洁净的雨水渗入地下,依此逐级淹没各级进水口,持续补给地下水;

⑤当雨过天晴,太阳出来后,光照传感器(23)接收到太阳光的照射,将光强信号传输给控制单元(15),控制单元(15)接受信号后通过内部计时器开始计时,当光强信号超过8个小时时,控制单元(15)向弃流孔(24)电动阀门发出控制信号开启弃流孔(24),初期雨水弃流箱(21)的雨水开始排放,此时排放的雨水已经错开降雨时的路面径流洪峰;

⑥当初期雨水弃流箱(21)中的雨水排放完毕后,浮球液位开关(22)的浮球恢复到原始最低位,内部线路断开并将信号发送给控制单元(15),控制单元(15)接通启闭机(14)电源打开弧形闸门(12),同时关闭弃流孔(24)的阀门,使整个装置恢复到初始状态;

按照上述相应步骤,即可实现屋顶雨水源头调控和涵养地下水的过程。

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