[0001]
本发明涉及海绵城市领域，具体而言，涉及一种生态海绵城市的地表水智慧控制系统。
背景技术：
[0002]
海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的弹性，也可称之为“水弹性城市”。“渗、滞、蓄、净、用”是海绵城市的主要功能，也是海绵城市水生态构建中的重要考虑因素。要实现上述功能，对于区域内水环境的规划利用必不可少，合理的水环境规划利用不仅可以增强区域的整体蓄水、进水能力，还可以通过水景提高区域的整体形象，以及为区域内的绿植覆盖提供充足的水源保障。要想更好地实现生态海绵城市的功能，除了相应的硬件措施要达到要求以外，与之匹配的软件控制系统也同样重要。
技术实现要素：
[0003]
本发明的目的在于提供一种生态海绵城市的地表水智慧控制系统，其设计新颖，布局合理，可以实现对生态海绵城市的地表水的实时监控，并根据相应情况作出应对，更好地实现生态海绵城市的功能。
[0004]
本发明的实施例是这样实现的：一种生态海绵城市的地表水智慧控制系统，其包括用以对水体进行监测的多个监测模块、用于对监测数据进行汇总处理的中央处理模块、以及根据中央处理模块发出的命令并作出响应的多个执行模块；其中，多个监测模块分布于生态海绵城市的地表水系统中，多个监测模块、多个执行模块均通过无线网络与中央处理模块连接。
[0005]
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，监测模块包括液位计、流量计、浊度计、雨量计、和溶氧测定仪中的至少一种。
[0006]
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，生态海绵城市的地表水包括城市河道，城市河道沿生态海绵城市布置的地表结构；监测模块包括第一液位计、第一流量计、第一浊度计、以及第一溶氧测定仪，第一液位计、第一流量计、第一浊度计、以及第一溶氧测定仪的数量均为多个，并沿城市河道均匀分布。
[0007]
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，执行模块包括设置于城市河道内的多个太阳能浮水式推流曝气机。
[0008]
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，城市河道具有地势相对较高的高位端，以及地势相对较低的低位端，低位端与外水连通；监测模块包括位于低位端的第二液位计、第二流量计以及第二浊度计，执行模块包括位于低位端与外水连接处的第一闸门。
[0009]
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，生态海绵城市的地表水还包括生态跌水增氧区域，生态跌水增氧区域位于城市河道的高位端；生态跌水增氧区域包括水生态景观区域，以及围绕水生态景观区域的陆地区域；水生态景观区域包括高水位消能沉淀区、多级
生态跌水区、中央水生态景观区、以及第一表流湿地区；高水位消能沉淀区通过输水管道与城市河道的低位端连通；多级生态跌水区由呈阶梯状分布的多个跌水平台组成，多级生态跌水区包括较高的进水侧，以及较低的出水侧，多级生态跌水区的进水侧与高水位消能沉淀区连通；中央水生态景观区与多级生态跌水区的出水侧连通；第一表流湿地区位于中央水生态景观区远离多级生态跌水区的一侧，并与中央水生态景观区连通；第一表流湿地区与城市河道的高位端连通；监测模块包括设置于高水位消能沉淀区入口处，以及第一表流湿地区出口处的第二溶氧测定仪、第三液位计、第三流量计以及第三浊度计，执行模块包括设置设置在输水管道的输水泵。所述监测模块可根据研究目的不同，加密设置监测设备，还可以增加监测指标。
[0010]
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，生态海绵城市的地表水还包括生态湿地区域，生态湿地区域位于城市河道的低位端，并与城市河道的低位端连通；生态湿地区域包括植物塘、潜流湿地区、以及第二表流湿地区，潜流湿地区位于植物塘和第二表流湿地区之间；监测模块包括位于植物塘入口处，以及第二表流湿地区出口处的第四液位计、第四流量计以及第四浊度计；执行模块包括设置于植物塘入口处的第二闸门，以及位于第二表流湿地区出口处的抽水泵。
[0011]
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，监测模块包括分布于生态海绵城市各处的多个雨量计。
[0012]
进一步地，在本发明其它较佳实施例中，监测模块的内部均设置有温度传感器。
[0013]
本发明实施例的有益效果是：本发明实施例提供了一种生态海绵城市的地表水智慧控制系统，其包括用以对水体进行监测的多个监测模块、用于对监测数据进行汇总处理的中央处理模块、以及根据中央处理模块发出的命令并作出响应的多个执行模块。多个监测模块可以对生态海绵城市的地表水系统进行实时监控，并通过无线网络将数据回传给中央处理模块，中央处理模块将得到的数据汇总并分析形成应对方案，在通过发送指令给执行模块，完成相应的操作。该地表水智慧控制系统的设计新颖，布局合理，可以实现对生态海绵城市的地表水的实时监控，并根据相应情况作出应对，更好地实现生态海绵城市的功能。
附图说明
[0014]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0015]
图1为本发明实施例所提供的一种生态海绵城市的地表水智慧控制系统的连接示意图；图2为本发明实施例所提供的一种生态海绵城市的水循环示意图；图3为本发明实施例所提供的一种生态海绵城市的生态跌水增氧区域的平面示意图；图4为本发明实施例所提供的一种生态海绵城市的生态跌水增氧区域的剖面示意图；图5为本发明实施例所提供的一种生态海绵城市的生态湿地区域的平面示意图。
[0016]
图标：100-城市河道；110-第一闸门；200-生态跌水增氧区域；211-高水位消能沉
淀区；212-多级生态跌水区；2121-跌水平台；213-中央水生态景观区；214-第一表流湿地区；300-生态湿地区域；310-植物塘；320-潜流湿地区；330-第二表流湿地区；20-地表水智慧控制系统；21-监测模块；22-中央处理模块；23-执行模块。
具体实施方式
[0017]
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0018]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0019]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0020]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0021]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例
[0022]
一种生态海绵城市的地表水智慧控制系统20，参照图1所示，其包括用以对水体进行监测的多个监测模块21、用于对监测数据进行汇总处理的中央处理模块22、以及根据中央处理模块22发出的命令并作出响应的多个执行模块23；其中，多个监测模块21分布于生态海绵城市的地表水系统中，多个监测模块21、多个执行模块23均通过无线网络与中央处
理模块22连接。多个监测模块21可以对生态海绵城市的地表水系统进行实时监控，并通过无线网络将数据回传给中央处理模块22，中央处理模块22将得到的数据汇总并分析形成应对方案，在通过发送指令给执行模块23，完成相应的操作。该地表水智慧控制系统20的设计新颖，布局合理，可以实现对生态海绵城市的地表水的实时监控，并根据相应情况作出应对，更好地实现生态海绵城市的功能。
[0023]
进一步地，监测模块21包括液位计、流量计、浊度计、雨量计、和溶氧测定仪中的至少一种。其中，液位计主要用于对生态海绵城市的地表水水位进行监测，用于内涝风险和溢流事件的预警。常用的液位计包括水尺测量、电子水尺、玻璃板式液位计、玻璃管式液位计、钢带液位计、重锤探测液位计、超声波液位计、智能雷达液位计和压力液位计等。优选地，在本实施例中，采用超声波液位计或压力液位计。流量计采用超声波流量计，用于对地表水的流量进行监测，和液位计一起起到预警的作用。浊度计用于对地表水的浊度进行监测，以及时发现水体的污染情况，并作出相应的应对。雨量计包括虹吸式、翻斗式、数字智能型等多种类型，可以监测生态海绵城市的降水量，并进行预警。溶氧测定仪则可以测定水体中溶解氧的含量，并以此进行增氧处理。
[0024]
具体来说，如图2所示，生态海绵城市的地表水包括城市河道100，城市河道100沿生态海绵城市布置的地表结构；监测模块21包括第一液位计、第一流量计、第一浊度计、以及第一溶氧测定仪，第一液位计、第一流量计、第一浊度计、以及第一溶氧测定仪的数量均为多个，并沿城市河道100均匀分布。城市河道100相当于生态海绵城市的经络，连通地表水各个系统。第一液位计、第一流量计、第一浊度计、以及第一溶氧测定仪可以对城市河道100内的液位、流量、浊度、溶氧进行实时监测，以评估水体的情况。其中，执行模块23包括设置于城市河道100内的多个太阳能浮水式推流曝气机。在第一溶氧测定仪监测到水体中含氧量过低使，可以通过中央处理模块22远程控制太阳能浮水式推流曝气机的启动，迅速增加水体的含氧量。
[0025]
城市河道100具有地势相对较高的高位端，以及地势相对较低的低位端，低位端与外水连通；监测模块21包括位于低位端的第二液位计、第二流量计以及第二浊度计，执行模块23包括位于低位端与外水连接处的第一闸门110。当第二液位计、第二流量计监测到生态海绵城市的水位过高，水流量过大，有造成内涝风险的时候，可通过中央处理模块22远程控制第一闸门110的开启，将生态海绵城市的内水排向外部，减少生态海绵城市的蓄水压力。除此之外，当第二浊度计监测到生态海绵城市的地表水系统浊度过高，已经超出自身净化极限的时候，可以适当开启第一闸门110，将内水外排，减轻内部的净化压力，并将雨水径流污染向外部净化系统输送。
[0026]
如图3和图4所示，生态海绵城市的地表水还包括生态跌水增氧区域200，生态跌水增氧区域200位于城市河道100的高位端；生态跌水增氧区域200包括生态跌水增氧区域包括水生态景观区域210，以及围绕水生态景观区域的陆地区域220。水生态景观区域210包括高水位消能沉淀区211、多级生态跌水区212、中央水生态景观区213、以及第一表流湿地区214；高水位消能沉淀区211通过输水管道与城市河道100的低位端连通；多级生态跌水区212由呈阶梯状分布的多个跌水平台2121组成，多级生态跌水区212包括较高的进水侧，以及较低的出水侧，多级生态跌水区212的进水侧与高水位消能沉淀区211连通；中央水生态景观区213与多级生态跌水区212的出水侧连通；第一表流湿地区214位于中央水生态景观
区213远离多级生态跌水区212的一侧，并与中央水生态景观区213连通；第一表流湿地区214与城市河道100的高位端连通。水在区域内流动性较差时，水体的含氧量逐渐降低，常常导致水体有机污染物的分解能力减弱，进而造成区域内水体恶化。而生态跌水增氧区域200，则可以通过将城市河道100低位端中的水采用输水泵抽取到高水位消能沉淀区211，经过多级生态跌水区212跌水增氧后，依次进入到中央水生态景观区213、第一表流湿地区214，在跌水的过程中提高水体的整体含氧量，强化了水体自净能力，保持水生植物根系微生物对污染物的分解活动中有充足的氧气。此外，第一表流湿地区214种植有大量水生植物，对水中的有机污染物有较好的净化能力。水体经过第一表流湿地区214后回到城市河道100的高位端，并沿城市河道100的高位端流回到低位端，完成整个水循环，提高区域内整体水质。
[0027]
在生态跌水增氧区域200，监测模块21包括设置于高水位消能沉淀区211入口处，以及第一表流湿地区214出口处的第二溶氧测定仪、第三液位计、第三流量计以及第三浊度计，执行模块23包括设置设置在输水管道的输水泵。根据第二溶氧测定仪、第三液位计、第三流量计以及第三浊度计可以评估生态跌水增氧区域200的净化、增氧能力是否已经达到其承载极限，并通过中央处理模块22远程控制输水泵的输水功率，在远低于承载极限时增大输水功率，在超出承载极限时减小输水功率或停止输水。
[0028]
如图5所示，生态海绵城市的地表水还包括生态湿地区域300，生态湿地区域300位于城市河道100的低位端，并与城市河道100的低位端连通；城市河道100内的水在由高位端流至低位端的过程中，会汇集区域内的地表径流，同时汇集的还有区域内的污染物。因此，在城市河道100的低位端是水体污染最为严重的地方。而通过在此设置生态湿地区域300，可以利用湿地植物、微生物的净化能力，就近对污水进行处理。同时，生态湿地区域300本身还具备较强的蓄水能力，可以提升区域整体生态调蓄能力。此外，生态湿地区域300独特的湿地景观，为区域内人群提供了休闲娱乐的场所，同时也为水鸟、水生生物提供栖息繁衍生境，可谓一举多得。
[0029]
生态湿地区域300包括植物塘310、潜流湿地区320、以及第二表流湿地区330，潜流湿地区320位于植物塘310和第二表流湿地区330之间。城市河道100内的污水进入到生态湿地区域300后，先进入植物塘310进行一次净化、沉淀，再流至潜流湿地区320进行二次净化，降低污染物浓度后进入到第二表流湿地区330进行三次净化。
[0030]
在生态湿地区域300，监测模块21包括位于植物塘310入口处，以及第二表流湿地区330出口处的第四液位计、第四流量计以及第四浊度计；执行模块23包括设置于植物塘310入口处的第二闸门，以及位于第二表流湿地区330出口处的抽水泵。第四液位计、第四流量计以及第四浊度计可以用以评估生态湿地区域300的净化、蓄水能力是否达到其承载极限，并通过中央处理模块22远程控制第二闸门的开闭，以及抽水泵的开启。在城市河道100内水位过高的情况下，可以控制第二闸门开启，利用生态湿地区域300达到分洪的目的。在城市河道100内水体浊度上升时，也可以控制第二闸门的开启，同时利用抽水泵将净化后的水及时抽出排到城市河道100内，增强生态湿地区域300内部水循环效率，充分发挥生态湿地区域300的净化作用。
[0031]
进一步地，监测模块21包括分布于生态海绵城市各处的多个雨量计。均匀地分布在生态海绵城市内，不仅仅在水体区域，还包括道路、居民区等地方，用以监测生态海绵城
市内的降水量，并作出内涝预警。
[0032]
监测模块21的内部均设置有温度传感器。温度传感器可以记录生态海绵城市不同区域的温度情况，依次来对城市热岛效应进行监测和评估。
[0033]
综上所述，本发明实施例提供了一种生态海绵城市的地表水智慧控制系统20，其包括用以对水体进行监测的多个监测模块21、用于对监测数据进行汇总处理的中央处理模块22、以及根据中央处理模块22发出的命令并作出响应的多个执行模块23。多个监测模块21可以对生态海绵城市的地表水系统进行实时监控，并通过无线网络将数据回传给中央处理模块22，中央处理模块22将得到的数据汇总并分析形成应对方案，在通过发送指令给执行模块23，完成相应的操作。该地表水智慧控制系统20的设计新颖，布局合理，可以实现对生态海绵城市的地表水的实时监控，并根据相应情况作出应对，更好地实现生态海绵城市的功能。
[0034]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种生态海绵城市的地表水智慧控制系统，其特征在于，包括用以对水体进行监测的多个监测模块、用于对监测数据进行汇总处理的中央处理模块、以及根据所述中央处理模块发出的命令并作出响应的多个执行模块；其中，多个所述监测模块分布于所述生态海绵城市的地表水系统中，多个所述监测模块、多个所述执行模块均通过无线网络与所述中央处理模块连接。2.根据权利要求1所述的生态海绵城市的地表水智慧控制系统，其特征在于，所述监测模块包括液位计、流量计、浊度计、雨量计、和溶氧测定仪中的至少一种。3.根据权利要求2所述的生态海绵城市的地表水智慧控制系统，其特征在于，所述生态海绵城市的地表水包括城市河道，所述城市河道沿所述生态海绵城市布置的地表结构；所述监测模块包括第一液位计、第一流量计、第一浊度计、以及第一溶氧测定仪，所述第一液位计、所述第一流量计、所述第一浊度计、以及所述第一溶氧测定仪的数量均为多个，并沿所述城市河道均匀分布。4.根据权利要求3所述的生态海绵城市的地表水智慧控制系统，其特征在于，所述执行模块包括设置于所述城市河道内的多个太阳能浮水式推流曝气机。5.根据权利要求4所述的生态海绵城市的地表水智慧控制系统，其特征在于，所述城市河道具有地势相对较高的高位端，以及地势相对较低的低位端，所述低位端与外水连通；所述监测模块包括位于所述低位端的第二液位计、第二流量计以及第二浊度计，所述执行模块包括位于所述低位端与外水连接处的第一闸门。6.根据权利要求5所述的生态海绵城市的地表水智慧控制系统，其特征在于，所述生态海绵城市的地表水还包括生态跌水增氧区域，所述生态跌水增氧区域位于所述城市河道的所述高位端；所述生态跌水增氧区域包括水生态景观区域，以及围绕水生态景观区域的陆地区域；所述水生态景观区域包括高水位消能沉淀区、多级生态跌水区、中央水生态景观区以及第一表流湿地区；所述高水位消能沉淀区通过输水管道与所述城市河道的所述低位端连通；所述多级生态跌水区由呈阶梯状分布的多个跌水平台组成，所述多级生态跌水区包括较高的进水侧，以及较低的出水侧，所述多级生态跌水区的进水侧与高水位消能沉淀区连通；所述中央水生态景观区与所述多级生态跌水区的出水侧连通；所述第一表流湿地区位于所述中央水生态景观区远离所述多级生态跌水区的一侧，并与所述中央水生态景观区连通；所述第一表流湿地区与所述城市河道的高位端连通；所述监测模块包括设置于所述高水位消能沉淀区入口处，以及所述第一表流湿地区出口处的第二溶氧测定仪、第三液位计、第三流量计以及第三浊度计，所述执行模块包括设置设置在所述输水管道的输水泵。7.根据权利要求6所述的生态海绵城市的地表水智慧控制系统，其特征在于，所述生态海绵城市的地表水还包括生态湿地区域，所述生态湿地区域位于所述城市河道的所述低位端，并与所述城市河道的所述低位端连通；所述生态湿地区域包括植物塘、潜流湿地区、以及第二表流湿地区，所述潜流湿地区位于所述植物塘和所述第二表流湿地区之间；所述监测模块包括位于植物塘入口处，以及所述第二表流湿地区出口处的第四液位计、第四流量计以及第四浊度计；所述执行模块包括设置于所述植物塘入口处的第二闸门，以及位于所述第二表流湿地区出口处的抽水泵。8.根据权利要求7所述的生态海绵城市的地表水智慧控制系统，其特征在于，所述监测模块包括分布于所述生态海绵城市各处的多个所述雨量计。
9.根据权利要求8所述的生态海绵城市的地表水智慧控制系统，其特征在于，所述监测模块的内部均设置有温度传感器。
技术总结
一种生态海绵城市的地表水智慧控制系统，涉及海绵城市领域，其包括用以对水体进行监测的多个监测模块、用于对监测数据进行汇总处理的中央处理模块、以及根据中央处理模块发出的命令并作出响应的多个执行模块。多个监测模块可以对生态海绵城市的地表水系统进行实时监控，并通过无线网络将数据回传给中央处理模块，中央处理模块将得到的数据汇总并分析形成应对方案，在通过发送指令给执行模块，完成相应的操作。该地表水智慧控制系统的设计新颖，布局合理，可以实现对生态海绵城市的地表水的实时监控，并根据相应情况作出应对，更好地实现生态海绵城市的功能。现生态海绵城市的功能。现生态海绵城市的功能。
技术开发人、权利持有人：吴程 赵磊 赵丹 陈军 冯燕明 罗智锋
