本发明涉及海绵城市建设领域，特别是涉及一种铺装渗透性测量装置及测量方法。
背景技术
透水铺装是目前一种大范围应用铺装材料，其具有较好的渗透功能，能够使雨水迅速渗入地表，有效地补充地下水，缓解城市热岛效应，可以平衡城市生态系统。
另外，由于透水地面孔隙多，地表面积大，对粉尘有较强的吸附力，可减少扬尘污染，也可降低噪音，所以在全国各个城市及地区得到广泛应用。按照面层的材料类型可分为：透水砖、透水混凝土和透水沥青，按照构造分为：半透水和全透水。
而传统的检测透水铺装渗透性的方法，仅局限于透水砖本身和均匀的表面介质，无法准确反映工程铺装面的整体渗透性能，同时实用性也相对较低。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种铺装渗透性测量装置及测量方法，旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种铺装渗透性测量装置，包括：双环组件、蓄水组件、电箱和控制组件；所述双环组件包括内框和外框；所述外框套设在所述内框外；所述蓄水组件包括第一蓄水斛和至少一个第二蓄水斛；所述第一蓄水斛设置在所述内框内，且所述第一蓄水斛的开口朝上；所述第二蓄水斛设置在所述内框与所述外框之间的区域内，且所述第二蓄水斛的开口朝上；所述电箱内设有水流通道，所述水流通道分别与所述第一蓄水斛的入水口、所述第二蓄水斛的入水口、所述外框的入水口及所述内框的入水口连通；所述水流通道内设有传感器，所述传感器用于检测所述水流通道内水的流量；所述控制组件包括用于水量控制和智能读数的电箱控制单元，所述电箱控制单元与所述电箱相连。
其中，所述的铺装渗透性测量装置，还包括：储水箱；所述储水箱的出水口通过所述水流通道分别与所述第一蓄水斛的入水口、所述第二蓄水斛的入水口、所述外框的入水口及所述内框的入水口连通。
其中，所述的铺装渗透性测量装置，还包括：设置在储水箱内的第一液位计；所述第一液位计用于测量所述储水箱内的液位；以及，设置在所述内框内的第二液位计；所述第二液位计用于测量所述内框内的液位。
其中，所述电箱的主体部分设有显示屏；所述显示屏与所述传感器及所述第二液位计相连，用于显示所述传感器的检测结果，以及显示所述第二液位计的测量结果。
其中，所述电箱还包括：流量控制单元；所述流量控制单元与所述水流通道相连，用于控制所述水流通道内的水流量，以使水以不同的流量加入所述内框内，及加入所述内框与所述外框之间的区域内。
其中，所述电箱还包括：获取单元；所述获取单元分别与所述传感器、所述第一液位计及所述第二液位计相连；所述获取单元根据所述传感器的检测结果、所述第一液位计的测量结果以及所述第二液位计的测量结果获取铺装的渗透性能。
其中，所述蓄水组件还包括：直杆；所述直杆穿过所述第一蓄水斛和所述第二蓄水斛；所述内框上开有一对第一凹槽，所述外框上开有一对第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽处于同一直线上；所述直杆位于所述第一蓄水斛与所述第二蓄水斛之间的部分放置在所述第一凹槽内，所述直杆的端部放置在所述第二凹槽内。
其中，所述的铺装渗透性测量装置，还包括：至少一个支撑板；所述支撑板的端部分别与所述内框的外壁及所述外框的内壁相连；且所述支撑板的底部与水平面之间存在间隙。
本发明还提供一种铺装渗透性测量方法，包括：用内框和外框框定铺装的测量范围，向第一蓄水斛和第二蓄水斛内充入预定体积的水；将第一蓄水斛和第二蓄水斛翻转，以使第一蓄水斛内的水倒入内框内，以及使第二蓄水斛内的水倒入外框内；根据内框的液位和外框的液位，向内框和外框内加水，以使内框的液位和外框的液位保持在同一水平面；根据单位时间内向内框内加入水的流量获取铺装的渗透性能。
(三)有益效果
本发明提供的铺装渗透性测量装置及测量方法，通过蓄水组件将水以一定体积的形式加入内框及内外框之间的区域内，使得水位可以保持在一定水位差或保持在同一水平面；同时有外框渗透场的约束作用，使内框内的水只能垂向渗入，因此排除了侧向渗流的误差，提高了测量的精准度；且该测量装置体积相对较小，便于移动。
附图说明
图1为本发明双环组件与蓄水组件的一个优选实施例的组合立体图；
图2为本发明双环组件的一个优选实施例的立体图；
图3为本发明蓄水组件的一个优选实施例的立体图；
图4为本发明储水箱与电箱的一个优选实施例的组合立体图；
图5为图2所示的双环组件的俯视图；
图6为图5所示的双环组件沿a-a截面的剖视图；
图7为图3所示的蓄水组件的俯视图；
图8为图7所示的蓄水组件沿b-b截面的剖视图；
图9为图7所示的蓄水组件沿c-c截面的剖视图；
图中，1：双环组件；101：内框；102：外框；103：支撑板；104：第一凹槽；105：第二凹槽；2：蓄水组件；201：第一蓄水斛；202：第二蓄水斛；203：直杆；3：储水箱；4：电箱；401：水流通道的出水口；402：显示屏。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1示出了本发明铺装渗透性测量装置的一个优选实施例，如图1至图3所示，该测量装置包括：双环组件1、蓄水组件2、电箱4和控制组件；双环组件1包括内框101和外框102；外框102套设在内框101外；蓄水组件2包括第一蓄水斛201和至少一个第二蓄水斛202；第一蓄水斛201设置在内框101内，且第一蓄水斛201的开口朝上；第二蓄水斛202设置在内框101与外框102之间的区域内，且第二蓄水斛202的开口朝上；电箱4内设有水流通道，水流通道分别与第一蓄水斛201的入水口、第二蓄水斛202的入水口、外框102的入水口及内框101的入水口连通；水流通道内设有传感器，传感器用于检测水流通道内水的流量；控制组件包括用于水量控制和智能读数的电箱控制单元，电箱控制单元与电箱4相连。
双环法亦称大渗透筒法。田间条件下采用双环(方形或圆形)渗透仪测定入渗率的一种方法。双环渗漏仪是一种蓄水型渗透仪，由两个同心圆柱或方柱形框架构成，内圈用以测定定水头下的入渗，外圈作为缓冲带以防止入渗水的水平扩散。
在本实施例中以内框101和外框102均为方形框为例进行说明，但并不用于限制本发明的保护范围。例如，内框101和外框102均采用不透水材料制作；例如，内框101的大小可以根据待测区域两块铺装的面积进行设定，即，内框101的面积不小于待测区域两块铺装的面积；则该测量装置可以同时测试待测区域内铺装和缝的渗透性。将内框101和外框102作为测量装置的双环组件1，用于测定待测铺装区域的渗透系数；例如，将内框101与外框102同心设置，即，内框101的中心与外框102的中心重合。
蓄水组件2包括第一蓄水斛201和至少一个第二蓄水斛202，以两个第二蓄水斛202为例进行说明，但并不用于限制本发明的保护范围。则第一蓄水斛201水平设置在内框101的中心，两个第二蓄水斛202分别设置在内框101与外框102之间的区域内，例如，两个第二蓄水斛202分别设置在与第一蓄水斛201的端部相对的内外框之间的区域内，即第一蓄水斛201和两个第二蓄水斛202沿同一直线设置。
结合图4，电箱4内设有水流通道，水流通道内设有传感器，用于检测水流通道内水的流量；水流通道分别与第一蓄水斛201的入水口、第二蓄水斛202的入水口、外框102的入水口及内框101的入水口连通。且在控制组件包括与电箱4相连的电箱控制单元，该电箱控制单元用于水量控制和智能读数。则启动电箱4后，电箱控制单元控制流入水流通道内的水量，并实时智能显示该水量；之后，水通过电箱4内的水流通道流至蓄水组件2内、内框101内及外框102内；例如，在水流通道的出水口401设置软管，则水可通过该软管输送至蓄水组件2、内框101和外框102内。以及在该水流通道内设置传感器，例如该传感器为流量传感器，则可实时检测经该水流通道流入蓄水组件2内水的流量、流入内框101内的水流量及流入外框102内水的流量。则在使用该测量装置进行铺装渗透性测量时，可根据传感器测量的流入内框101内水的流量，计算出渗透进内框101框定的铺装区域的渗透流量，进而得到该铺装的渗透系数。
在利用该测量装置对铺装的透水性进行测量时，例如，该铺装为透水沥青铺装、透水混凝土铺装或各自透水砖铺装等。虽然透水铺装的渗透性与渗透方式都有不同，但渗透能力可以根据渗透的水量进行对比。首先，将双环组件1固定在待测区域的上方，且将内框101和外框102分别与待测区域的接触处进行粘合，例如采用不透水粘合材料(例如，不透水粘合材料为玻璃胶等)将内框101与待测区域的接触处粘合，以及采用不透水粘合材料将外框102与待测区域的接触处粘合，以防止水流外渗。但是，内框101与外框102的上下不封层，内框101与外框102均直接与待测区域内的铺装接触。
然后，启动电箱4，同时控制组件的电箱控制单元控制流入电箱4的水流通道内的水量；之后，水经水流通道流向第一蓄水斛201和第二蓄水斛202内，例如，向第一蓄水斛201内加入其自身体积90％的水，向第二蓄水斛202内加入其自身体积90％的水。随后，将蓄水组件2内的水倒入内框101及内框101与外框102之间的区域内，则使水以一定体积的形式汇聚于双环组件1框定区域的铺装上，这样可使内外框的水位保持一定水位差或者保持在同一水平面；内外框同时加入水后，由于内外框采用不透水材料封边，减少外渗造成的水量误差，同时也减少了内外框互渗透造成的水压差。随着内框101内的水不断渗透入内框101框定的铺装内，以及外框102与内框101之间的水不断渗透入该区域框定的铺装内，不断向双环组件1内加入水，使得内外框的水位保持在同一水平面。根据单位时间内加入内框101内的水流量，计算得到待测区域的渗透系数。
在本实施例中，通过蓄水组件2将水以一定体积的形式加入内框101及内外框之间的区域内，使得水位可以保持在在同一水平面；同时有外框102渗透场的约束作用，使内框101内的水只能垂向渗入，因此排除了侧向渗流的误差，提高了测量的精准度；且通过比较，可检测及选择不同渗透性的渗透铺装。本测量装置可实现较简便操作和较为精准的试验结果，记录累计水量的变化过程，再用修正后的达西定律算出综合渗透系数，便可分析该区域透水铺装的渗透性，根据分析进行相应的改善和维护。
进一步地，铺装渗透性测量装置，还包括：储水箱3；储水箱3的出水口通过所述水流通道分别与第一蓄水斛201的入水口、第二蓄水斛202的入水口、外框102的入水口及内框101的入水口连通。该储水箱3起到暂时储水的效果，例如，将储水箱3的进水口接通水源，则可将水存储至储水箱3中；使得该测量装置可以自身为蓄水组件2、内框101和外框102提供水源，提高了该测量装置的智能化水平。例如，在储水箱3内设置电动机，则可通过该电动机将储水箱3内的水泵送至双环组件1和蓄水组件2内。例如，将电箱4与储水箱3相连，使二者构成“l”型结构，即储水箱3水平设置，电箱4竖直设置，将二者连接后即可构成“l”型结构。且将储水箱3的出水口与电箱4内的水流通道连通，则启动电箱4后，储水箱3内的水可以被泵送至电箱4的水流通道内，并经水流通道的出水口401流至蓄水组件2内、内框101内及外框102内。另外，还可在电箱的侧边设置开关门，起到保护电箱的内部结构的作用，且在该电箱的内部结构损坏时，可以通过打开该开关门对其内部结构进行维修或替换等。
进一步地，铺装渗透性测量装置，还包括：设置在储水箱3内的第一液位计；第一液位计用于测量储水箱3内的液位；以及，设置在内框101内的第二液位计；第二液位计用于测量内框101内的液位。则可通过该第一液位计实时检测储水箱3内的液位，以免储水箱3出现缺水的情况发生，提高了该测量装置的可靠性。以及，可以通过第二液位计实时检测内框101内的液位，方便操作人员监控内框101内的液位，以使操作人员可以较方便的根据第二液位计的检测结果，操作储水箱3向内框101供水，以使内框101内的水位与外框102内的水位保持在同一水平面或者保持在同一水位差，以提高测量精度。
进一步地，电箱4的主体部分设有显示屏402；显示屏402与传感器及第二液位计相连，用于显示传感器的检测结果，以及显示第二液位计的测量结果。通过在电箱4的主体部分设置显示屏402，用于实时显示传感器的检测结果和第二液位计的测量结果，即将水流量的大小和内框101内的液位进行实时显示，以便操作人员记录。另外，还可在显示屏402上显示时间。
进一步地，电箱4还包括：流量控制单元；流量控制单元与水流通道相连，用于控制水流通道内的水流量，以使水以不同的流量加入内框101内，及加入内框101与外框102之间的区域内。通过流量控制单元控制水流通道内水的流量，则可实现水以不同流量加入内框101和外框102中。则可利用该测量装置测试不同流量下，铺装的渗透性。例如，通过该流量控制单元可以将水的流量调整为暴雨模式、大雨模式、中雨模式和小雨模式下的流量，以测量铺装在不同模式下的渗透性。
另外，还可在显示屏402上设置暴雨、大雨、中雨和小雨的按键，且该按键与流动控制单元相连，通过这些按键即可较方便的实现对水流通道内水的流量调节，进而可以测试铺装在不同水流量情况下的渗透性，提高了测量装置的性能。另外，还可在电箱4内设置存储单元，用于存储传感器和第二液位计检测的结果，以便后续调取数据。
进一步地，电箱4还包括：获取单元；获取单元分别与传感器、第一液位计及第二液位计相连；获取单元根据传感器的检测结果、第一液位计的测量结果及第二液位计的测量结果获取铺装的渗透性能。例如，当第二液位计相邻两次的测量结果之差保持稳定时，即第二液位计相邻两次的测量结果之差为零或不超过液位计灵敏度限值；则获取单元根据传感器的检测结果获取单位时间内向内框101内补水的流量，以及根据第一液位计和第二液位计的测量结果，获取单位时间内向内框101内的补水体积，并利用达西定律计算得出该待测区域的渗透系数。
另外，还可在电箱4和储水箱3构成的“l”型结构的底部设置滚轮，方便移动，可对不同地点的透水铺装进行测试。测试出的数据经过处理，直观反映各类透水铺装的综合渗透性，方便人们根据需要的区别，选择不同的透水铺装。同时对已经铺设使用的透水铺装进行检测，直观反映各地的透水铺装渗透性的变化，若变化较大则需安排维护或翻修。本测量装置生产简便、成本较低、使用方便、测量结果较为精准，应用前景广阔，可大力推广使用。
进一步地，结合图5-9，蓄水组件2还包括：直杆203；直杆203穿过第一蓄水斛201和第二蓄水斛202；内框101上开有一对第一凹槽104，外框102上开有一对第二凹槽105，第一凹槽104和第二凹槽105处于同一直线上；直杆203位于第一蓄水斛201与第二蓄水斛202之间的部分放置在第一凹槽104内，直杆203的端部放置在第二凹槽105内。例如，第一蓄水斛201为圆柱形，第二蓄水斛202为半圆柱形，且在第一蓄水斛201的圆柱面上设有开口，例如该开口的大小占该圆柱面大小的1/3。以两个第二蓄水斛202为例，将第一蓄水斛201设在两个第二蓄水斛202的中间；例如，直杆203依次穿过一个第二蓄水斛202的轴线、第一蓄水斛201的轴线和另一个蓄水斛的轴线，则该直杆203位于该蓄水组件2的中心位置。且位于直杆203上的第一蓄水斛201与第二蓄水斛202之间均留有间隙。
结合图2、图5和图6，在内框101上开设一对第一凹槽104，例如，该第一凹槽104的形状为“u”型凹槽，且该第一凹槽104的宽度应大于直杆203的直径，以使直杆203能够较方便的放入该第一凹槽104或者较方便的从该第一凹槽104内取出。且在外框102上开设一对第二凹槽105，例如，该第二凹槽105的形状为“u”型凹槽，且该第二凹槽105的宽度应大于直杆203的直径，以使直杆203能够较方便的放入该第二凹槽105或者较方便的从该第二凹槽105内取出。
在将蓄水组件2与双环组件1组合时，将直杆203上第一蓄水斛201与第二蓄水斛202之间的间隙部分放置在第一凹槽104内，将直杆203的端部放置在第二凹槽105内，则使得第一蓄水斛201放置在内框101内，第二蓄水斛202放置在内外框之间的区域内，形成的测量装置如图1所示。该测量装置通过第一凹槽104和第二凹槽105进行组合，使得该测量装置具有较好的灵活性，可较方便的搬运至不同地方进行试验，使用双环组件1框定试验区域即可进行测量。
进一步地，铺装渗透性测量装置，还包括：至少一个支撑板103；支撑板103的端部分别与内框101的外壁及外框102的内壁相连；且支撑板103的底部与水平面之间存在间隙。例如，该测量装置包括8个支撑板103，但并不用于限制本发明的保护范围。即在内框101与外框102之间的区域的每一侧均设置两个支撑板103，如图2所示。例如，外框102的边长为90cm、内框101的边长为50cm，则可将支撑板103的长度设为20cm；则使得内框101与外框102四边的间隙均相等，即使得内框101与外框102同心设置。且，支撑板103的底部与水平面之间存在间隙，即支撑板103的底部与内框101的底部及外框102的底部不处于同于水平面，即可使第二蓄水斛202内的水倒入内外框之间的区域后，可在内外框之间的区域内流动，以使水充满该内外框之间的区域。
另外，可根据铺装的大小设计测量装置的大小。即，将内框101的面积设为不小于两块透水铺装的最小面积，可方便实验，使得实验较为精准。双环组件1与蓄水组件2均采用有一定厚度与体积的不透水材料进行制作，支撑板103应采用同种材质；同时，内框101与外框102的间隔距离应大于或等于第二蓄水斛202的宽度，内框101最小边长应大于或等于第一蓄水斛201的长度大小，避免组合失误。基于本测量装置的测量区域不固定，每次组装测量装置时，封边的不透水材质粘合剂应选用短时间粘合功能的粘合剂，便于测量结束后移动该测量装置，例如，可以选择玻璃胶等粘合剂。
本发明还提供一种铺装渗透性测量方法，包括：用内框101和外框102框定铺装的测量范围，向第一蓄水斛201和第二蓄水斛202内充入预定体积的水；将第一蓄水斛201和第二蓄水斛202翻转，以使第一蓄水斛201内的水倒入内框101内，以及使第二蓄水斛202内的水倒入外框102内；根据内框101的液位和外框102的液位，向内框101和外框102内加水，以使内框101的液位和外框102的液位保持在同一水平面；根据单位时间内向内框101内加入水的流量获取铺装的渗透性能。
具体地，首先，将双环组件1固定在待测区域的上方，且将内框101和外框102分别与待测区域的接触处进行粘合，例如采用不透水粘合材料(例如，不透水粘合材料为玻璃胶等)将内框101与待测区域的接触处粘合，以及采用不透水粘合材料将外框102与待测区域的接触处粘合，以防止水流外渗。但是，内框101与外框102的上下不封层，内框101与外框102均直接与待测区域内的铺装接触。
然后，向第一蓄水斛201和第二蓄水斛202内加入一定量的水，例如，向第一蓄水斛201内加入其自身体积90％的水，向第二蓄水斛202内加入其自身体积90％的水。随后，将蓄水组件2内的水倒入内框101及内框101与外框102之间的区域内，则使水以一定体积的形式汇聚于双环组件1框定区域的铺装上，这样可使内外框的水位保持一定水位差或者保持在同一水平面；内外框同时加入水后，由于内外框采用不透水材料封边，减少外渗造成的水量误差，同时也减少了内外框互渗透造成的水压差。随着内框101内的水不断渗透入内框101框定的铺装内，以及外框102与内框101之间的水不断渗透入该区域框定的铺装内，不断向双环组件1内加入水，使得内外框的水位保持在同一水平面。例如，单位时间内内框101内的液位差为零或者不超过液位计灵敏度监测限值，例如，液位计灵敏度监测限值为0.5cm等；即可根据单位时间内加入内框101内的水流量，计算得到待测区域的铺装的渗透系数。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。