[實用新型]一種基于徑流模擬和多傳感器監控的智慧雨水系統

有效

• 申請號: 201821070264.4
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN208488559U
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 王寬;方宏偉;張向東;郁文紅;李長勇;周大興;宋琳;郭偉;石利燕;李思聰
• 申請（專利權）人: 中鐵建設集團有限公司
• 主分類號: G01W1/02
• 分類號: G01W1/02;G01S13/95
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 黃純能;寧星耀

一種基于徑流模擬和多傳感器監控的智慧雨水系統，該系統包括基于GIS的徑流模擬和控制主機、氣象預報及徑流衛星監測服務器、分布式小型氣象站、立面雨情監測器、移動式降雨雷達、紅外視頻監測儀、蒸發測量儀、雨水管網流量監測儀、水質在線監測儀、空氣質量監測儀、雷達雨量監測儀、下滲區飽和度監測器、蓄積區水位監測儀、淺層地下水位監測儀、地表徑流量監測儀、帶測速浮標防水無人機、光纖溫度傳感系統、光纖壓力傳感系統、通訊模塊、智能控制器、雨水利用設施供水點、高位雨水水力發電模塊、潛水輸送泵、加壓下滲裝置等。本實用新型根據各種參數對雨洪災害進行科學預警和報警并采用應對措施，降低建筑區或建筑物雨洪災害受災風險。

技術領域

本實用新型涉及一種基于徑流模擬和多傳感器監控的智慧雨水系統。

背景技術

海綿城市監測設施：目前的海綿城市監測設施基于物聯網、自動和遠程監測技術、通信及計算機網絡技術、空間地理信息技術、物聯網技術、云計算技術，實現海綿城市建設系統信息化管理、自動化監測、實時化調度、科學化決策、網絡化辦公、規范化服務，為城市水安全、水環境、水資源、水生態的治理保護和開發利用提供了智慧化的管理手段。然而，目前針對海綿設施的基于GIS的徑流模擬與實際的監測措施之間缺乏直接的關聯和反饋，往往是模擬和監測脫節，一般在項目的設計階段進行模擬，一旦模擬完成，監測和控制過程中就依據模擬的結果進行監測和控制，實時的監測結果不再反饋至模擬模型，使得基于GIS的徑流模擬無法在系統進行中實時更新參數以使得模擬結果與實際運行工況更加接近，導致實際運行工況與模擬結果差異較大。如果基于GIS的徑流模擬能夠實時獲取監測系統的參數，那么可大大提高模擬的精度，進一步的，基于模擬結果和監測參數制定相應的控制策略、設定科學的運行模式，并基于設定的運行模式對海綿設施進行控制也可顯著提升海綿設施的運行效率。

目前的海綿城市監測措施主要監測以下內容：1）雨量監測，監測不同區域的降雨情況，提供準確的降雨數據，支持海綿城市設施效能分析及考核評估。2）海綿體監測，通過對人工湖、景觀河、蓄水池等重要海綿體進行水位和水質監測，掌握雨水蓄積狀況、確定再生利用方式。3）排水設施監測，在道路歷史積水區域布設水位監測點，監測積水情況，及時應對城市內澇；在項目排出口監測排水量，掌握項目建成區的徑流量控制效果；在排水管網的關鍵節點進行液位、流量監測，作為過程監測數據，為運行評估及風險預警提供依據。4）氣溫、地下水監測，布設溫度和地下水監測點并實施在線監測，了解氣溫變化趨勢，對熱島效應進行定量化考核；了解地下水水位、水質變化，評估海綿城市水資源保護成果。5）河道水系監測，在線監測河道關鍵斷面的水量和水質指標，作為水環境、水安全質量考核的依據。但以上常規監測措施無法全面、實時反映海綿設施的工況，需要引入新的監測傳感器、攝像頭等進行更多數據的采集與監測。比如，基于物聯網的智能土壤墑情監測系統。該系統能精確測量各種不同土壤不同剖面的水分含量，水勢和田間持水量，并可精確測量土壤飽和含水量和作物凋萎含水量。可用于土壤墑情連續監測、地下水埋深連續監測、旱澇災害監測。利用該系統可作為下滲區飽和度監測器進行土壤飽和度的測量。

多種手段實時監測雨情。城市天氣預報的雨情常常與局部的雨情有較大誤差，需要利用局部小型氣象站進行氣象和雨情參數校準式測量。而現有的分布式小型氣象站常用的翻斗式或者虹吸式雨量計和稱重式雨量計都需要通過圓筒承水器收集下落的雨水，而強風時雨水受風力影響有較大水平位移無法自然下落，這些分布式小型氣象站自帶的雨量計誤差較大。所以，對于海綿設施所在的局部地區進行雨量測試需要引入新的方法。并且，由于風對降雨的影響，降雨經常會發生側向運動落在建筑物的立面，這部分落在立面上的雨水最終也會形成地表徑流，特別是高層建筑和超高層建筑的立面展開面積要遠大于其投影面積，所以需要對建筑物立面的雨水進行監測，而現有的垂直開口向上的監測設備難以滿足需要。