[發(fā)明專利]模擬透水磚真實工作環(huán)境及透水系數(shù)變化的實時測量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910673634.6
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN110308084A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫昕;劉明文;陳曉薇;耿康;李盟;張豫姣;虞沫
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發(fā)明公開了一種模擬透水磚真實工作環(huán)境及透水系數(shù)變化的實時測量裝置，包括有機(jī)玻璃容器、水平雨水徑流模擬裝置、降雨模擬裝置以及壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置。透水磚呈一定坡度置于有機(jī)玻璃容器內(nèi)滲透區(qū)，出水區(qū)末端設(shè)有可調(diào)節(jié)透水磚表面雨水徑流深度的高度可調(diào)式溢流孔；水平雨水徑流模擬裝置設(shè)有可調(diào)節(jié)雨水徑流流量的閥門，降雨模擬裝置設(shè)有可調(diào)節(jié)降雨強(qiáng)度的單片機(jī)控制系統(tǒng)，可對水平雨水徑流模擬裝置及降雨模擬裝置中閥門進(jìn)行啟閉組合獲取各種雨水徑流環(huán)境?？筛鶕?jù)透水磚內(nèi)水頭損失和滲透區(qū)出水量，利用達(dá)西定律計算透水磚的實時透水系數(shù)。本發(fā)明具有模擬真實雨水徑流環(huán)境、可實時測量透水系數(shù)、構(gòu)造簡單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雨水凈化及循環(huán)利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可以模擬透水磚真實工作環(huán)境及透水系數(shù)變化的實時測量裝置，適用于透水磚透水、堵塞及其控制過程與效果的研究。

背景技術(shù)

鋪裝透水磚的透水路面在實際使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)孔隙堵塞而造成透水性能衰減的問題，甚至有的路面會在幾年時間內(nèi)完全喪失透水性能。透水磚透水性能由透水系數(shù)表征，孔隙堵塞通常表現(xiàn)為透水系數(shù)的降低。現(xiàn)有透水磚的透水系數(shù)測試裝置是由《透水路面磚與透水路面板》國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 25993-2010給出，只能固定地測量某透水磚在純水條件下的透水系數(shù)，且不能實時測量透水磚的透水系數(shù)。實際的雨水徑流中一般均含有不同濃度的泥沙等固體懸浮物質(zhì)，雨水徑流通過透水磚下滲時，部分泥沙等固體懸浮物質(zhì)會被截留在透水磚表面和內(nèi)部，引起透水磚的透水性能下降，即透水磚堵塞，需要實時測量透水磚的透水系數(shù)，以評估透水磚在實際的不同雨水徑流條件下的透水性能。針對普遍存在的透水磚堵塞問題，需要采取表面清掃、高壓水槍沖洗和真空負(fù)壓抽吸等方法清理透水磚截留的固體懸浮物質(zhì)，或采用改進(jìn)透水磚表面親水及疏水性、優(yōu)化透水磚孔隙結(jié)構(gòu)等方法從源頭上減緩?fù)杆u堵塞；但這些方法對透水磚透水性能的改善情況如何，也需要通過實時測量透水磚透水系數(shù)來評判。

雖有文獻(xiàn)報道了一種可以實時記錄透水混凝土滲透系數(shù)變化的裝置(崔新壯等，中國公路學(xué)報，2016，29(10)：1-11+19)，但其不能真正模擬實際的雨水徑流環(huán)境條件，主要表現(xiàn)為：(1)它采用的透水混凝土為水平鋪裝，與實際的坡度路面不符；(2)它采用不同的葉片轉(zhuǎn)速來產(chǎn)生不同的雨水徑流流速，這種雨水徑流是水平旋轉(zhuǎn)的無重力坡度的水流，與實際的雨水徑流條件不符，實際的雨水徑流是基于一定路面坡度的水平重力流；(3)它僅通過雨水噴頭進(jìn)行固定水量的噴灑來模擬降雨環(huán)境，而實際的降雨強(qiáng)度按一定的雨型而不斷變化，并且降雨中和降雨停止后的路面雨水徑流也一般都會存在，導(dǎo)致該裝置無法模擬真實的降雨及雨水徑流環(huán)境，會使試驗結(jié)果的代表性欠缺，不能被真正有效用來指導(dǎo)實際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的透水磚工作環(huán)境模擬和實時透水系數(shù)測量裝置的不足，提供了一種可以模擬透水磚真實工作環(huán)境及透水系數(shù)變化的實時測量裝置。該裝置主要功能包括：模擬實際降雨過程中透水磚真實工作環(huán)境及地面雨水徑流通過透水磚的向下入滲過程；同步實時檢測透水磚上、下表面之間的壓力水頭及透水磚透過水量的變化情況。

本發(fā)明采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

模擬透水磚真實工作環(huán)境及透水系數(shù)變化的實時測量裝置，包括有機(jī)玻璃容器、水平雨水徑流模擬裝置、降雨模擬裝置以及壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置；其中，

有機(jī)玻璃容器內(nèi)部被分為并排依次相連的進(jìn)水區(qū)、滲透區(qū)和出水區(qū)，且進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)的底部在同一水平面上，滲透區(qū)的底部低于進(jìn)水區(qū)和出水區(qū)的底部，進(jìn)水區(qū)與滲透區(qū)之間以及滲透區(qū)與出水區(qū)之間均分別通過底部的穿孔花墻連通，出水區(qū)末端設(shè)有高度可調(diào)的溢流孔，滲透區(qū)底部設(shè)有出水口；

壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置包括兩個壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；

試驗時，透水磚設(shè)置在有機(jī)玻璃容器的滲透區(qū)，具有預(yù)設(shè)的坡度，具體坡度值在典型的路面坡度區(qū)間選??；兩個壓力傳感器分別設(shè)置于透水磚上側(cè)和下側(cè)，并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接在電腦，用來測量透水磚兩側(cè)壓力差，從而獲得水頭損失的數(shù)據(jù)；