[發(fā)明專利]一種模擬不同氣象條件下生物滯留池水分蒸發(fā)的試驗裝置

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• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107345888A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設計）人: 崔詠軍;周侗;方燕;樊綠葉;傅大放;顧盛
• 申請（專利權）人: 昆山市建設工程質量檢測中心;東南大學;江蘇東南海綿設施績效評估有限公司
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04
• 代理公司: 蘇州睿昊知識產權代理事務所(普通合伙)32277
• 代理人: 伍見

技術領域

本發(fā)明涉及海綿城市建設技術領域，具體涉及一種模擬不同氣象條件下生物滯留池水分蒸發(fā)的試驗裝置。

背景技術

隨著城市化進程加快，由雨水引發(fā)的城市水質惡化、洪澇災害等問題日益凸顯。城市化進程的顯著標志是以區(qū)域不透水面積的急劇增加及土地的密集使用為代表的區(qū)域下墊面條件的變化，這種變化改變了天然狀態(tài)下的水文循環(huán)機制，進而對城市生態(tài)環(huán)境產生惡劣的影響，如河道生物退化、物種減少、河道侵蝕等。我國90％以上城市水體污染嚴重，很多城市水體有黑臭或水華現象發(fā)生，嚴重影響社會經濟可持續(xù)發(fā)展。

海綿城市建設模式可以有效解決以上存在的問題。海綿城市是指采取“滲、滯、蓄、凈、用、排”等措施，充分發(fā)揮建筑、綠地和水系等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式。生物滯留池技術是目前比較流行的海綿城市雨洪管理措施之一，對徑流調控、補充地下水及水質改善具有顯著的功效，在發(fā)達國家得到廣泛的認同和應用，在國內是新興課題。填料是生物滯留池中最重要的組成部分之一，土體水分蒸發(fā)是土地——大氣物質和能量交換的主要過程之一，也是地表熱量與水分平衡的重要組成部分，對生物滯留池消納地表徑流的影響明顯。國內外對土體蒸發(fā)理論模型方面取得了豐富的研究成果，但蒸發(fā)過程十分復雜，受氣象條件和自身參數的雙重制約，邊界條件難以確定，目前用于研究生物滯留池水分蒸發(fā)的試驗裝置至今未有。

為推動生物滯留池在國內的實際應用，減少城市內澇災害，保護人民生命財產安全，探究生物滯留池在不同外部環(huán)境下的水分蒸發(fā)變化規(guī)律和確定蒸發(fā)速率與不同氣象因素的相關性尤為重要。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種模擬不同氣象條件下生物滯留池水分蒸發(fā)的試驗裝置，本發(fā)明能夠模擬不同填料、不同植物、不同配比情況下的蒸發(fā)試驗，數據精確可靠，能夠為實際工程應用提供指導。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發(fā)明通過以下技術方案實現：

一種模擬不同氣象條件下生物滯留池水分蒸發(fā)的試驗裝置，包括集水裝置以及若干生物滯留池，所述集水裝置用于收集屋面的徑流雨水，所述集水裝置通過供水單元與若干噴頭連接，所述噴頭設置在相對應生物滯留池上方，所述生物滯留池內部設置有試驗填層，所述生物滯留池上還設置有溫度計、濕度計和風速儀，所述生物滯留池底部還設置有稱重傳感器和排水閥門。

進一步的，所述溫度計、濕度計、風速儀以及稱重傳感器均與數據采集單元連接。

進一步的，所述生物滯留池內還設置有植物生長標尺。

進一步的，所述供水單元包括供水泵以及與供水泵連接的供水總管，所述供水總管上設置有若干供水支管，所述供水支管與相對應的噴頭連接，所述供水支管與噴頭之間還設置有水流電磁閥。

進一步的，所述生物滯留池包括池體框架和透明箱體，所述池體框架內側底部設置有承載底板，所述承載底板表面通過稱重傳感器與承載托盤連接，所述透明箱體設置在承載拖盤上，所述透明箱體外表面上貼設有遮蔽擋光層。

進一步的，所述承載拖盤的周邊上設置有C型圍擋，所述透明箱體位于C型圍擋的開口處一側的表面上還設置有取放把手。

進一步的，所述遮蔽擋光層為黑色泡棉，所述黑色泡棉與透明箱體之間設置有魔術貼。

進一步的，其試驗方法包括以下步驟：

步驟1)通過集水裝置收集屋面的徑流雨水并保存待用；

步驟2)通過供水單元，將集水裝置內的雨水通過噴頭向多個生物滯留池內供水；

步驟3)向生物滯留池內供水同時，打開生物滯留池底部的排水閥門，供水結束后，繼續(xù)保持排水閥門的開啟，當排水閥門無水流出時，關閉閥門，開啟底部的稱重傳感器，得到生物滯留池的實時質量M，根據實時質量M繪制生物滯留池的質量變化曲線和蒸發(fā)速率變化曲線；

步驟4)通過數據采集單元收集溫度計、濕度計和風速儀的實時數據；

步驟5)將收集到的溫度計、濕度計和風速儀的實時數據進行處理，繪制出溫度——蒸發(fā)速率曲線、濕度——蒸發(fā)速率曲線和風速——蒸發(fā)速率曲線，并分析生物滯留池內水份蒸發(fā)速率和不同氣象環(huán)境因素的變化關系。

進一步的，所述步驟2中供水量根據雨型設定的降雨量調整得出。

本發(fā)明的有益效果是:

1、可同時模擬不同填料層的多種生物滯留池的運行效果；