本實(shí)用新型屬于市政工程中的智能工程
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種智能海綿城市雨水收集與再利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：我國(guó)是一個(gè)水資源相對(duì)貧乏、時(shí)空分布又極不均勻的國(guó)家。水資源年內(nèi)年際變化大，降水及徑流的年內(nèi)分配集中在夏季的幾個(gè)月中；連豐、連枯年份交替出現(xiàn)，造成一些地區(qū)干旱災(zāi)害出現(xiàn)頻繁和水資源供需矛盾突出等問題。我國(guó)水資源總量28000多億m3，居世界第6位，但人均水資源占有量只有2300m3，約為世界人均水平的1/4。全國(guó)水資源的81％集中分布在長(zhǎng)江及其以南地區(qū)，而淮河及其以北地區(qū)，水資源量?jī)H占全國(guó)的19％。隨著城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)一些城市水資源短缺、水污染和洪澇災(zāi)害等問題已日趨嚴(yán)重。雨水作為水循環(huán)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵要素，在構(gòu)建城市可持續(xù)水循環(huán)系統(tǒng)過程中發(fā)揮著重要作用。因此，如何對(duì)城市雨水實(shí)施有效的控制利用已成為環(huán)境、市政、規(guī)劃、建筑、景觀、水利等必須重視的一個(gè)重要課題。雨水收集利用是指通過匯總管對(duì)雨水進(jìn)行收集，通過雨水凈化裝置對(duì)雨水進(jìn)行凈化處理，達(dá)到符合設(shè)計(jì)使用標(biāo)準(zhǔn)。目前多數(shù)雨水收集利用，大多是由截污掛籃裝置、棄流過濾裝置、蓄水系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)組成，但大多技術(shù)都還不夠成熟。現(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)專利公開文獻(xiàn)CN105780846A、CN105350607A、CN105804227A等，但是這些裝置大部分都存在一些局限性，如不能實(shí)現(xiàn)智能化控制等等。因此，現(xiàn)有技術(shù)還是不夠完善。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型目的是針對(duì)海綿城市多余雨水的蓄、用、排三方面問題，提供一種能智能化、自動(dòng)化的智能海綿城市雨水收集與再利用系統(tǒng)，解決現(xiàn)有海綿城市多余雨水難以收集的問題，也更加節(jié)約城市綠化的灌溉用水。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的：本實(shí)用新型的這種智能海綿城市雨水收集與再利用系統(tǒng)，包括蓄水池，蓄水池中設(shè)有水泵，水泵通過外接電線連接智能控制器，智能控制器通過外接電線連接預(yù)埋在植被土層中的濕度傳感器；植被土層下方設(shè)有反濾層，反濾層下方設(shè)有碎石盲溝，碎石盲溝中設(shè)有濾水通道，濾水通道與所述蓄水池連通；水泵通過灌溉水管向植被土層輸送灌溉水流；所述水泵在蓄水池中淹沒于標(biāo)準(zhǔn)水位之下。進(jìn)一步的，所述濾水通道與所述蓄水池連通處設(shè)有一個(gè)濾水通道開關(guān)。所述蓄水池的內(nèi)壁上設(shè)有出水管，該出水管的位置低于所述標(biāo)準(zhǔn)水位，高于所述水泵的頂部。所述出水管外接市政雨水管。該系統(tǒng)在城市雨水收集與利用方面的應(yīng)用是這樣的：由智能控制器中的智能控制程序控制系統(tǒng)運(yùn)行；當(dāng)開始降水時(shí)，雨水通過濾水通道進(jìn)入蓄水池內(nèi)，當(dāng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水位，雨水通過出水管進(jìn)入市政雨水管；土層的濕度通過濕度傳感器將土壤濕度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳給智能控制器，當(dāng)濕度低于預(yù)設(shè)值時(shí)，智能程序控制水泵自動(dòng)開始工作，將儲(chǔ)存在蓄水池里的水通過灌溉管道輸送至植被土層表面用于灌溉植被；當(dāng)濕度大于預(yù)設(shè)值時(shí)，智能程序控制水泵自動(dòng)停止工作。本實(shí)用新型首先通過在滲水處的底部連接濾水通道，使?jié)B、蓄、用、排等多種功能結(jié)合于一體，使雨水循環(huán)系統(tǒng)更為優(yōu)化；其次通過對(duì)雨水裝置的各進(jìn)出水方式進(jìn)行智能控制，使其達(dá)到自動(dòng)化的目的。本實(shí)用新型的這種系統(tǒng)可以有效解決海綿城市雨水收集與再利用中的蓄、用、排的問題，同時(shí)加入智能控制程序使其達(dá)到自動(dòng)化，相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有十分顯著的進(jìn)步，而且本實(shí)用新型的工程造價(jià)上不會(huì)增加過大負(fù)擔(dān)，使用上增加了產(chǎn)品的創(chuàng)新性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)因節(jié)約城市灌溉用水帶來更大的利益。附圖說明圖1是本實(shí)用新型智能海綿城市雨水收集與再利用系統(tǒng)；圖2是本實(shí)用新型采用的潛水泵結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的智能控制程序功能運(yùn)行畫面；圖4是本實(shí)用新型的智能控制程序顯示土壤濕度小于正常濕度時(shí)程序運(yùn)行圖；圖5是本實(shí)用新型的智能控制程序顯示土壤濕度大于正常濕度時(shí)程序運(yùn)行圖；圖6是本實(shí)用新型的智能控制程序顯示PLCSIM仿真計(jì)算示意圖。附圖標(biāo)記說明：1-濕度傳感器，2-格柵，3-外接電線，4-標(biāo)準(zhǔn)水位，5-智能控制器，6-植被土層，7-反濾層，8-濾水通道，9-碎石盲溝，10-出水管，11-濾水通道開關(guān)，12-灌溉水管，13-水泵，14-軸承，15-冷卻筒，16-電機(jī)，17-下漏水探頭，18-油室，19-葉輪，20-密封環(huán)，21-上漏水探頭，22-接線腔，23-軸，24-電機(jī)側(cè)機(jī)械密封，25-浮子開關(guān)，26-泵側(cè)機(jī)械密封，27-蓄水池。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，本實(shí)用新型智能海綿城市雨水收集與再利用系統(tǒng)，它包括一個(gè)蓄水池27，蓄水池27中設(shè)有水泵13，水泵13通過外接電線3連接智能控制器5，智能控制器5通過外接電線3連接預(yù)埋在植被土層6中的濕度傳感器1；植被土層6下方設(shè)有反濾層7，反濾層7下方設(shè)有碎石盲溝9，碎石盲溝9中設(shè)有濾水通道8，濾水通道8與所述蓄水池27連通；水泵13通過灌溉水管12向植被土層6輸送灌溉水流；所述水泵13在蓄水池27中淹沒于標(biāo)準(zhǔn)水位4之下。其中，濾水通道8與蓄水池27連通處設(shè)有一個(gè)濾水通道開關(guān)11。蓄水池27的內(nèi)壁上設(shè)有出水管10，該出水管10的位置所述標(biāo)準(zhǔn)水位4，高于所述水泵13的頂部。出水管10外接市政雨水管。本實(shí)用新型的蓄水池27的設(shè)計(jì)是這樣的：根據(jù)降雨量的不同，設(shè)計(jì)不同容積的蓄水池27，其中降雨量等級(jí)劃分如下：小雨：1d(或24h)降雨量小于10mm者。中雨：1d(或24h)降雨量10～25mm者。大雨：1d(或24h)降雨量25～50mm者。暴雨：1d(或24h)降雨量50～100mm者。大暴雨：1d(或24h)降雨量100～250mm者。特大暴雨：1d(或24h)降雨量在250mm以上者。本實(shí)用新型所用到的這種水泵13是一種潛水泵，結(jié)構(gòu)如圖2所示，其與常規(guī)潛水泵類似。主要包括軸承14、冷卻筒15、電機(jī)16、下漏水探頭17、油室18、葉輪19、密封環(huán)20、上漏水探頭21、接線腔22、軸23、電機(jī)側(cè)機(jī)械密封24、浮子開關(guān)25、泵側(cè)機(jī)械密封26等。水泵13的選擇由流量以及揚(yáng)程決定，盡量在高效段內(nèi)。2)水泵13的設(shè)計(jì)：本實(shí)用新型的智能控制器5內(nèi)置智能控制程序，該智能控制程序的運(yùn)行是這樣的：程序開機(jī)啟動(dòng)并自鎖，開始往蓄水池27中進(jìn)水，同時(shí)比較輸入?yún)?shù)與預(yù)置參數(shù)。當(dāng)輸入?yún)?shù)Depth(實(shí)際深度)大于靜態(tài)變量PreDepth(預(yù)置深度)時(shí)，輸出參數(shù)Drainage(排水)；當(dāng)輸入?yún)?shù)Moisture(實(shí)際濕度)小于靜態(tài)變量PreMoisture(預(yù)置濕度)時(shí)，輸出Irrigation(灌溉，)并停止往蓄水池27進(jìn)水。本實(shí)用新型的智能控制器5的智能控制程序采用STL(語(yǔ)句表)，它是一種類似匯編語(yǔ)言的文本語(yǔ)言，按照求解過程，整個(gè)程序可分為變量表、功能，功能塊3個(gè)版塊。并利用LAD(梯形圖)直觀易懂的特點(diǎn)演示出來。下面分版塊來介紹每一段程序的功能。(1)變量此版塊如下：Listing1:變量的定義地址聲明名稱類型初始值0.0InstartBOOLFALSE0.1instopBOOLFALSE2.0inMoistureREAL0.000000e+0006.0outInfluentBOOLFALSE6.1outIrrigationBOOLFALSE8.0startPremoistureREAL1.250000e-001(2)功能顯示了各參數(shù)的地址分配，并調(diào)用功能塊(3)功能塊條件控制：程序開機(jī)啟動(dòng)并自鎖，開始往集水池進(jìn)水，同時(shí)比較輸入?yún)?shù)與預(yù)置參數(shù)。當(dāng)輸入?yún)?shù)Moisture(實(shí)際濕度)小于靜態(tài)變量PreMoisture(預(yù)置濕度)時(shí)，輸出Irrigation(灌溉)置1；當(dāng)輸入?yún)?shù)Moisture(實(shí)際濕度)大于靜態(tài)變量PreMoisture(預(yù)置濕度)時(shí)，輸出Irrigation(灌溉)置0。Listing2:條件控制如圖3所示，打開程序后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)獲取土壤濕度，然后調(diào)用程序塊，如圖4所示，與預(yù)置正常土壤濕度進(jìn)行對(duì)比：若當(dāng)前值小于正常值，則水泵開始灌溉作用；如圖5所示，若當(dāng)前值大于正常值，則僅進(jìn)水在蓄水池中；圖中“綠色”表示運(yùn)行。本實(shí)用新型的智能控制程序顯示PLCSIM仿真計(jì)算示意圖如圖6所示。本實(shí)用新型的智能控制程序采用PLC編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，占用儲(chǔ)存空間很小，界面簡(jiǎn)潔，各種運(yùn)行情況一目了然。土壤濕度值能夠自動(dòng)被讀取然后顯示出來，從而方便觀測(cè)者了解。本實(shí)用新型使用智能控制解決了目前雨水與城市問題，使雨水循環(huán)系統(tǒng)更為優(yōu)化。當(dāng)然，以上只是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，本實(shí)用新型還有其他的實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型所要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3