1.基于海綿城市理念的屋面雨水源頭調(diào)控裝置,該裝置包括控制系統(tǒng)(1)、棄流系統(tǒng)(2)、蓄水系統(tǒng)(3)和涵養(yǎng)地下水系統(tǒng)(4),其特征在于:
所述的控制系統(tǒng)(1)包括閘室(11)、弧形閘門(12)、鉸座(13)、啟閉機(jī)(14)和控制單元(15),閘室(11)豎直布置并固定在建筑物外墻面,閘室(11)的上下壁面分別設(shè)有圓形進(jìn)水口(111)和圓形出水口(112)、右側(cè)壁面設(shè)有矩形出水口(113),弧形閘門(12)的下端與鉸座(13)相連、上端通過鋼絲繩與啟閉機(jī)(14)相連;
所述的棄流系統(tǒng)(2)包括初期雨水棄流箱(21)、浮球液位開關(guān)(22)、光照傳感器(23)和棄流孔(24),初期雨水棄流箱(21)豎直布置并固定在建筑物外墻面,初期雨水棄流箱(21)側(cè)面的上端設(shè)有矩形進(jìn)水口(211)、下端設(shè)有棄流孔(24),矩形進(jìn)水口(211)與閘室(11)側(cè)壁面的矩形出水口(113)相連通,浮球液位開關(guān)(22)懸掛在初期雨水棄流箱(21)內(nèi)壁右上側(cè),光照傳感器(23)固定在初期雨水棄流箱(21)外壁面;
所述的蓄水系統(tǒng)(3)包括雨水收集管道(31)、儲水箱(32)、取水口(33)、溢流管(34)和通氣管(35),儲水箱(32)的頂部設(shè)有圓形的進(jìn)水口(321)和溢流口(322)、側(cè)面右下端設(shè)有圓形的取水口(33),雨水收集管道(31)上端與閘室(11)的圓形出水口(112)相連、下端與儲水箱(32)的進(jìn)水口(321)相連,取水口(33)裝有控制閥門,溢流管(34)由豎直段和水平段組成,豎直段下端與儲水箱(32)的溢流口(322)相連,水平段的側(cè)面設(shè)有豎直向上的通氣管(35);
所述的涵養(yǎng)地下水系統(tǒng)(4)包括雨水調(diào)控箱(41)、涵養(yǎng)地下水管道(42)、承臺(43)、涵管(44)和滲水孔(45),雨水調(diào)控箱(41)通過管道與蓄水系統(tǒng)(3)的溢流管(34)對接,涵養(yǎng)地下水管道(42)豎直固定在承臺上,涵養(yǎng)地下水管道(42)的上端、下端分別與雨水調(diào)控箱(41)和涵管(44)相連通,涵管(44)的末端設(shè)有滲水孔(45)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于海綿城市理念的屋面雨水源頭調(diào)控裝置,其特征在于:所述的閘室(11)的形狀為倒立、豎直的1/4空心圓柱體,閘室(11)的上壁面、右側(cè)壁面均為矩形,閘室(11)的前、后側(cè)面為1/4的圓,左側(cè)壁面和下壁面為曲率相同的曲面且連接為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于海綿城市理念的屋面雨水源頭調(diào)控裝置,其特征在于:所述的弧形閘門(12)與閘室(11)的前、后側(cè)面銜接的側(cè)邊上設(shè)有側(cè)板(121);弧形閘門(12)關(guān)閉時(shí),側(cè)板(121)正好插入所述的初期雨水棄流箱(21)的矩形進(jìn)水口(211)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于海綿念的屋面雨水源頭調(diào)控裝置,其特征在于:所述的涵養(yǎng)地下水管道(42)各根管道上端的進(jìn)水口從周圍向中心依次升高,在雨水調(diào)控箱(41)內(nèi)部的涵養(yǎng)地下水管道(42)側(cè)面設(shè)有若干個(gè)小孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于海綿城市理念的屋面雨水源頭調(diào)控裝置,其特征在于:所述的承臺(43)設(shè)有豎直的洞,洞的數(shù)量與間距等于所述涵養(yǎng)地下水管道(42)的數(shù)量與間距;承臺(43)頂部高于地面20cm~30cm;所述的涵養(yǎng)地下水管道(42)穿過承臺(43)的洞與涵管(44)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于海綿城市理念的屋面雨水源頭調(diào)控裝置,其特征在于:所述的涵管(44)位于所述承臺(43)之下并延伸到建筑物地基之外的四面八方,涵管(44)的管壁上設(shè)有若干個(gè)滲水的小孔,涵管(44)的末端也設(shè)有若干個(gè)滲水孔(45);所述的涵管(44)采用耐腐蝕、耐生銹且抗壓性能好的材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于海綿城市理念的屋面雨水源頭調(diào)控裝置,其特征在于:所述的通氣管(35)與溢流管(34)以及雨水調(diào)控箱(41)頂部連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于海綿城市理念的屋面雨水源頭調(diào)控裝置,其特征在于:所述的控制單元(15)中設(shè)有單片機(jī)和信號轉(zhuǎn)化器,控制單元(15)能夠通過微程序接收、讀取浮球液位開關(guān)(22)和光照傳感器(23)傳輸?shù)男盘枺⑾騿㈤]機(jī)(14)和棄流孔(24)的電動(dòng)閥門發(fā)出控制信號。
9.一種基于權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的全基于海綿城市理念的屋面雨水源頭調(diào)控裝置的運(yùn)行方法,其特征在于包括以下步驟:
①在未降雨前,整個(gè)裝置處于初始狀態(tài),弧形閘門(12)處于開啟狀態(tài),棄流孔(24)和取水口(33)處于關(guān)閉狀態(tài);
②在降雨初期,屋面雨水通過落水管(10)進(jìn)入閘室(11)的進(jìn)水口(111),受到弧形閘門(12)阻擋后通過矩形出水口(113)進(jìn)入初期雨水棄流箱(21)的矩形進(jìn)水口(211),初期雨水棄流箱(21)中的雨水開始上升,浮球液位開關(guān)(22)的浮球隨著雨水逐漸上升,當(dāng)浮球上升至預(yù)計(jì)水位時(shí),接通內(nèi)部線路并將信號發(fā)送給控制單元(15),控制單元(15)接收到信號后,接通啟閉機(jī)(14)電源關(guān)閉弧形閘門(12),此時(shí)雨水通過閘室(11)的圓形出水口(112)進(jìn)入雨水收集管道(31);
③蓄水系統(tǒng)(3)開始蓄水,雨水自動(dòng)收集到儲水箱(32)中,當(dāng)雨水充沛時(shí),隨著雨量的增加,儲水箱(32)水位持續(xù)上升,儲水箱(32)蓄滿后,雨水開始進(jìn)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,當(dāng)水位上升至溢流管(34)的水平段時(shí),雨水開始進(jìn)入雨水調(diào)控箱(41),接著先通過周圍涵養(yǎng)地下水管道(42)的低位進(jìn)水口流入涵管(44),輸向遠(yuǎn)離建筑物的地下;
④在雨量較大的情況下,雨水調(diào)控箱(41)的水位逐漸上升淹沒涵養(yǎng)地下水管道(42)的低位進(jìn)水口,雨水開始流入次高位進(jìn)水口繼續(xù)將潔凈的雨水滲入地下,當(dāng)雨水調(diào)控箱(41)的水位逐漸上升淹沒涵養(yǎng)地下水管道(42)的次高位進(jìn)水口后,雨水開始流入更高位進(jìn)水口并繼續(xù)將潔凈的雨水滲入地下,依此逐級淹沒各級進(jìn)水口,持續(xù)補(bǔ)給地下水;
⑤當(dāng)雨過天晴,太陽出來后,光照傳感器(23)接收到太陽光的照射,將光強(qiáng)信號傳輸給控制單元(15),控制單元(15)接受信號后通過內(nèi)部計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí),當(dāng)光強(qiáng)信號超過8個(gè)小時(shí)時(shí),控制單元(15)向棄流孔(24)電動(dòng)閥門發(fā)出控制信號開啟棄流孔(24),初期雨水棄流箱(21)的雨水開始排放,此時(shí)排放的雨水已經(jīng)錯(cuò)開降雨時(shí)的路面徑流洪峰;
⑥當(dāng)初期雨水棄流箱(21)中的雨水排放完畢后,浮球液位開關(guān)(22)的浮球恢復(fù)到原始最低位,內(nèi)部線路斷開并將信號發(fā)送給控制單元(15),控制單元(15)接通啟閉機(jī)(14)電源打開弧形閘門(12),同時(shí)關(guān)閉棄流孔(24)的閥門,使整個(gè)裝置恢復(fù)到初始狀態(tài);
按照上述相應(yīng)步驟,即可實(shí)現(xiàn)屋頂雨水源頭調(diào)控和涵養(yǎng)地下水的過程。