本实用新型专利技术涉及一种多层组合型海绵城市实验模拟装置，包含填料层、储水层、综合控制系统、流量监测仪、容量计量仪、电子探头；上层填料层下端放置于下层填料层上端开口处，最下层的填料层的下端放置于储水层的上端开口处；填料层中埋设有电子探头；最上层填料层设有溢流槽；溢流槽中安装流量监测仪，一端安装有量计量仪；储水层设有排水导管；排水导管中安装流量监测仪，一端安装容量计量仪；储水层外侧设有坡度调节装置；综合控制系统与流量监测仪、容量计量仪、电子探头连接。本实用新型专利技术实验时间短，可以控制降雨类型，易于获得多种类型降雨径流过程；成本低，适于灵活调整实验条件和方案；可实现多种模拟实验；作业环境舒适。
【技术实现步骤摘要】
多层组合型海绵城市实验模拟装置
本技术涉及海绵城市实验
，具体地涉及多层组合型海绵城市实验模拟装置。
技术介绍
在气候变化和城市化的双重驱动下，全球和区域水文循环特征发生显著变化，城市水问题日趋严峻和复杂。其中，是城市化引起的一系列城市水文效应给城市生产生活带来的负面影响，本质上是城市水循环过程受到人类活动严重干扰的结果。在此背景下，发达国家较早地提出了一系列针对该问题的理念，如美国1970年代率先提出最佳管理措施(BestManagementPractices，BMP)，随后又提出低影响开发理念(LowImpactDevelopment，LID)；英国结合自身实际提出了可持续性城市排水系统(SustainableUrbanDrainageSystem，SUDS)；澳大利亚一场以土地和水综合管理理念的趋势及国际化运动催生了水敏性城市设计理念(WaterSensitiveUrbanDesign，WSUD)；此后，新西兰和新加坡又分别提出了低影响城市设计与开发理念(LowImpactonUrbanDesignandDevelopment，LIUDD)和ABC计划(Active,BeautifulandCleanPlan)；随着中国城市化进程的深入，中国于2013年正式提出了“海绵城市”理念(SpongeCity)。类似海绵城市理念强调“自然积存，自然渗透，自然净化”一样，上述城市雨洪管理理念均遵循自然、生态、绿色和可持续的原则，在此基础上，在城市雨洪设施建设中尽量采用绿色基础设施也是其要点之一。在海绵城市中大理使用绿色基础设施涉及两个重要问题：一是如何合理设计海绵城市设施的各项参数，使其蓄滞雨水的功能达到最优；二是如何评估不同海绵城市设施实施的效果。为了实现上述目的，目前许多研究通常采用的方法是进行现场实验，例如建设一个实体的小型城市绿色基础设施，并结合实际降雨径流过程进行长期观测，但这类实验方法和设施都具有以下缺陷：1、时间长，且降雨不确定性大，难以获得多种类型的降雨径流过程；2、成本高，一次性固定投资大，一旦投资建设，即很难再改动实验条件；3、适用性差，一个实验场地只能进行一类模拟实验；4、作业环境差，实验人员必需在野外露天环境下从事实验数据监测工作。
技术实现思路
缩短实验时间短，控制降雨类型，降低获得多种类型降雨径流过程的难度；降低建设投资成本，使装置可灵活组合；提升适用性，实现一个装置完成多种模拟实验；优化作业环境，让实验人员无需在野外露天环境下从事实验数据监测工作。为解决上述问题，本技术提供的技术方案为：一种多层组合型海绵城市实验模拟装置，包含多个填料层、储水层、综合控制系统、流量监测仪、容量计量仪、电子探头，；所述储水层和填料层为上端开口的盒状容器；多个填料层在竖直方向上叠放在一起；在相邻填料层之间，上层填料层下端放置于下层填料层上端开口处，最下层的填料层的下端放置于储水层的上端开口处；每个填料层的底部均为透水底板；每个填料层中埋设有所述电子探头；最上层填料层的侧壁设有与最上层填料层内部连通的溢流槽；所述溢流槽中安装有所述流量监测仪，溢流槽的一端安装有容量计量仪；所述储水层的侧壁设有与所述储水层内部连通的排水导管；所述排水导管中安装有流量监测仪，排水导管的一端安装有容量计量仪；储水层的底部为不透水底板；储水层的底部外侧设有用于调节多层组合型海绵城市实验模拟装置的坡度调节装置；所述综合控制系统与每个流量监测仪、每个容量计量仪和每个电子探头都电信号连接。优选地，还包含一个用于模拟降雨的人工降雨发生器；所述人工降雨发生器设置于所述最上层填料层的上方；人工降雨发生器与所述综合控制系统电信号连接。优选地，在相邻填料层之间，所述上层填料层的下端的形状与所述下层填料层上端开口的形状相对应；上层填料层的下端与下层填料层的上端开口插接在一起；上层填料层的下端与下层填料层的上端开口之间设有止口。优选地，所述最下层的填料层的下端形状与所述储水层的上端开口形状相对应；最下层的填料层的下端与储水层的上端开口插接在一起；最下层的填料层的下端与储水层的上端开口之间设有止口。优选地，所述坡度调节装置为多个分散布置在储水层底面的电子液压装置。优选地，所述储水层的底部安装有多个用于支撑多层组合型海绵城市实验模拟装置的底桩。本技术与现有技术对比，具有以下优点：1、实验时间短，且可以控制降雨类型，易于获得多种类型降雨径流过程；2、成本低，一次性固定投资小，可以反复重复使用，且由于采用组合式结构，适于灵活调整实验条件和方案；3、适用性好，一个实验装置可实现多种模拟实验；4、作业环境舒适，可以在室内进行实验，实验人员无需在野外露天环境下从事实验数据监测工作。附图说明图1为海绵城市中生物滞留池的层次示意图；图2为本技术多层组合型海绵城市实验模拟装置的总体结构示意图；图3为本技术多层组合型海绵城市实验模拟装置的储水层的仰视图；图中标号如下：1.填料层，2.储水层，3.综合控制系统，4.人工降雨发生器，5.溢流槽，6.排水导管，7.流量监测仪，8.容量计量仪，9.电子探头，10.底桩，11.电子液压装置。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐明本技术，应理解这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围，在阅读了本技术之后，本领域技术人员对本技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。本具体实施例为使用本技术进行对海绵城市中生物滞留池的降水下渗过程进行模拟和数据采集。如图1所示，为一种典型的海绵城市所常见的生物滞留池。从水文循环的角度看，绿色基础设施相比于硬化地表的显著特点是增加了蒸发量、填洼量和下渗量，而减少了地表径流量，因此在宏观上将增加对雨水的蓄滞量和蓄滞时间，使得区域的水文过程更加接近于自然状态。作为典型海绵城市绿色基础设施，生物滞留池的表层一般是植物，而下部则通常包含由土壤、人工填料、砂砾、碎石和排水导管6。因此，其主要水文过程是，降水或外部水流在进入植物及其表层后，扣除蒸发和填洼后，一部分形成地表径流，另一部分在重力作用下逐步下渗并最终由排水导管6排出，其中，最重要过程是水流在重力作用下分别在不同的填料层1下渗的过程，可将其概化成是一个不饱和非均质土壤的下渗过程。对图1进行抽象化分析，采用分层概化的方法对绿色基础设施非均质填料层1进行抽象，其中同一填料层1其基本性质和主要性能相同，不同绿色基础设施间的差异主要在于填料层1的层数或性能不同。如表1所示，即为一种常见绿色基础设施的概化方法。因此，根据实际情况，通过对填料层1的层数和性能参数的合理设置即可对不同绿色基础设施水文过程进行模拟。表1.常见绿色基础设施的概化方法示意表绿色基础设施地表层填料层1储水层2...
【技术保护点】
1.一种多层组合型海绵城市实验模拟装置，包含多个填料层、储水层(2)、综合控制系统(3)、流量监测仪(7)、容量计量仪(8)、电子探头(9)，其特征在于：/n所述储水层(2)和填料层为上端开口的盒状容器；多个填料层在竖直方向上叠放在一起；在相邻填料层之间，上层填料层下端放置于下层填料层上端开口处，最下层的填料层的下端放置于储水层(2)的上端开口处；每个填料层的底部均为透水底板；每个填料层中埋设有所述电子探头(9)；最上层填料层的侧壁设有与最上层填料层内部连通的溢流槽(5)；所述溢流槽(5)中安装有所述流量监测仪(7)，溢流槽(5)的一端安装有容量计量仪(8)；/n所述储水层(2)的侧壁设有与所述储水层(2)内部连通的排水导管(6)；所述排水导管(6)中安装有流量监测仪(7)，排水导管(6)的一端安装有容量计量仪(8)；储水层(2)的底部为不透水底板；储水层(2)的底部外侧设有用于调节多层组合型海绵城市实验模拟装置的坡度调节装置；/n所述综合控制系统(3)与每个流量监测仪(7)、每个容量计量仪(8)和每个电子探头(9)都电信号连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种多层组合型海绵城市实验模拟装置，包含多个填料层、储水层(2)、综合控制系统(3)、流量监测仪(7)、容量计量仪(8)、电子探头(9)，其特征在于：
所述储水层(2)和填料层为上端开口的盒状容器；多个填料层在竖直方向上叠放在一起；在相邻填料层之间，上层填料层下端放置于下层填料层上端开口处，最下层的填料层的下端放置于储水层(2)的上端开口处；每个填料层的底部均为透水底板；每个填料层中埋设有所述电子探头(9)；最上层填料层的侧壁设有与最上层填料层内部连通的溢流槽(5)；所述溢流槽(5)中安装有所述流量监测仪(7)，溢流槽(5)的一端安装有容量计量仪(8)；
所述储水层(2)的侧壁设有与所述储水层(2)内部连通的排水导管(6)；所述排水导管(6)中安装有流量监测仪(7)，排水导管(6)的一端安装有容量计量仪(8)；储水层(2)的底部为不透水底板；储水层(2)的底部外侧设有用于调节多层组合型海绵城市实验模拟装置的坡度调节装置；
所述综合控制系统(3)与每个流量监测仪(7)、每个容量计量仪(8)和每个电子探头(9)都电信号连接。
2.根据权利要求1所述的多层组合型海绵城市实验模拟装置，其特征在于：还包含一个用于模拟降雨的人工降雨发生器...
【专利技术属性】
技术研发人员：李炎，
申请(专利权)人：湖北省水利水电规划勘测设计院，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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