本發明屬于市政工程中的智能工程
技術領域：
，具體涉及一種智能海綿城市雨水收集與再利用系統及其應用。
背景技術：
：我國是一個水資源相對貧乏、時空分布又極不均勻的國家。水資源年內年際變化大，降水及徑流的年內分配集中在夏季的幾個月中；連豐、連枯年份交替出現，造成一些地區干旱災害出現頻繁和水資源供需矛盾突出等問題。我國水資源總量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。全國水資源的81％集中分布在長江及其以南地區，而淮河及其以北地區，水資源量僅占全國的19％。隨著城市化進程的加快，我國一些城市水資源短缺、水污染和洪澇災害等問題已日趨嚴重。雨水作為水循環系統中的一個關鍵要素，在構建城市可持續水循環系統過程中發揮著重要作用。因此，如何對城市雨水實施有效的控制利用已成為環境、市政、規劃、建筑、景觀、水利等必須重視的一個重要課題。雨水收集利用是指通過匯總管對雨水進行收集，通過雨水凈化裝置對雨水進行凈化處理，達到符合設計使用標準。目前多數雨水收集利用，大多是由截污掛籃裝置、棄流過濾裝置、蓄水系統、凈化系統組成，但大多技術都還不夠成熟。現有技術中，中國專利公開文獻CN105780846A、CN105350607A、CN105804227A等，但是這些裝置大部分都存在一些局限性，如不能實現智能化控制等等。因此，現有技術還是不夠完善。技術實現要素：本發明目的是針對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、自動化的智能海綿城市雨水收集與再利用系統及其應用，解決現有海綿城市多余雨水難以收集的問題，也更加節約城市綠化的灌溉用水。本發明的技術方案是這樣的：本發明的這種智能海綿城市雨水收集與再利用系統，包括蓄水池，蓄水池中設有水泵，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埋在植被土層中的濕度傳感器；植被土層下方設有反濾層，反濾層下方設有碎石盲溝，碎石盲溝中設有濾水通道，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準水位之下。進一步的，所述濾水通道與所述蓄水池連通處設有一個濾水通道開關。所述蓄水池的內壁上設有出水管，該出水管的位置低于所述標準水位，高于所述水泵的頂部。所述出水管外接市政雨水管。該系統在城市雨水收集與利用方面的應用是這樣的：由智能控制器中的智能控制程序控制系統運行；當開始降水時，雨水通過濾水通道進入蓄水池內，當達到標準水位，雨水通過出水管進入市政雨水管；土層的濕度通過濕度傳感器將土壤濕度數據實時傳給智能控制器，當濕度低于預設值時，智能程序控制水泵自動開始工作，將儲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；當濕度大于預設值時，智能程序控制水泵自動停止工作。本發明首先通過在滲水處的底部連接濾水通道，使滲、蓄、用、排等多種功能結合于一體，使雨水循環系統更為優化；其次通過對雨水裝置的各進出水方式進行智能控制，使其達到自動化的目的。本發明的這種系統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，同時加入智能控制程序使其達到自動化，相比現有技術，本發明具有十分顯著的進步，而且本發明的工程造價上不會增加過大負擔，使用上增加了產品的創新性和穩定性，實現因節約城市灌溉用水帶來更大的利益。附圖說明圖1是本發明智能海綿城市雨水收集與再利用系統；圖2是本發明采用的潛水泵結構示意圖；圖3是本發明的智能控制程序功能運行畫面；圖4是本發明的智能控制程序顯示土壤濕度小于正常濕度時程序運行圖；圖5是本發明的智能控制程序顯示土壤濕度大于正常濕度時程序運行圖；圖6是本發明的智能控制程序顯示PLCSIM仿真計算示意圖。附圖標記說明：1-濕度傳感器，2-格柵，3-外接電線，4-標準水位，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，12-灌溉水管，13-水泵，14-軸承，15-冷卻筒，16-電機，17-下漏水探頭，18-油室，19-葉輪，20-密封環，21-上漏水探頭，22-接線腔，23-軸，24-電機側機械密封，25-浮子開關，26-泵側機械密封，27-蓄水池，28-泵體，。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。如圖1所示，本發明智能海綿城市雨水收集與再利用系統，它包括一個蓄水池27，蓄水池27中設有水泵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連接預埋在植被土層6中的濕度傳感器1；植被土層6下方設有反濾層7，反濾層7下方設有碎石盲溝9，碎石盲溝9中設有濾水通道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中淹沒于標準水位4之下。其中，濾水通道8與蓄水池27連通處設有一個濾水通道開關9。蓄水池27的內壁上設有出水管10，該出水管10的位置所述標準水位4，高于所述水泵13的頂部。出水管10外接市政雨水管。本發明的蓄水池27的設計是這樣的：根據降雨量的不同，設計不同容積的蓄水池27，其中降雨量等級劃分如下：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。本發明所用到的這種水泵13是一種潛水泵，結構如圖2所示，其與常規潛水泵類似。主要包括軸承14、冷卻筒15、電機16、下漏水探頭17、油室18、葉輪19、密封環20、上漏水探頭21、接線腔22、軸23、電機側機械密封24、浮子開關25、泵側機械密封26、泵體28等。水泵13的選擇由流量以及揚程決定，盡量在高效段內。2)水泵13的設計：本發明的智能控制器5內置智能控制程序，該智能控制程序的運行是這樣的：程序開機啟動并自鎖，開始往蓄水池27中進水，同時比較輸入參數與預置參數。當輸入參數Depth(實際深度)大于靜態變量PreDepth(預置深度)時，輸出參數Drainage(排水)；當輸入參數Moisture(實際濕度)小于靜態變量PreMoisture(預置濕度)時，輸出Irrigation(灌溉，)并停止往蓄水池27進水。本發明的智能控制器5的智能控制程序采用STL(語句表)，它是一種類似匯編語言的文本語言，按照求解過程，整個程序可分為變量表、功能，功能塊3個版塊。并利用LAD(梯形圖)直觀易懂的特點演示出來。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)功能顯示了各參數的地址分配，并調用功能塊(3)功能塊條件控制：程序開機啟動并自鎖，開始往集水池進水，同時比較輸入參數與預置參數。當輸入參數Moisture(實際濕度)小于靜態變量PreMoisture(預置濕度)時，輸出Irrigation(灌溉)置1；當輸入參數Moisture(實際濕度)大于靜態變量PreMoisture(預置濕度)時，輸出Irrigation(灌溉)置0。Listing2:條件控制如圖3所示，打開程序后，系統會自動獲取土壤濕度，然后調用程序塊，如圖4所示，與預置正常土壤濕度進行對比：若當前值小于正常值，則水泵開始灌溉作用；如圖5所示，若當前值大于正常值，則僅進水在蓄水池中；圖中“綠色”表示運行。本發明的智能控制程序顯示PLCSIM仿真計算示意圖如圖6所示。本發明的智能控制程序采用PLC編程語言實現，占用儲存空間很小，界面簡潔，各種運行情況一目了然。土壤濕度值能夠自動被讀取然后顯示出來，從而方便觀測者了解。本發明使用智能控制解決了目前雨水與城市問題，使雨水循環系統更為優化。當然，以上只是本發明的具體應用范例，本發明還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明所要求的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3