[发明专利]天然海绵设施积水的实时预警监测系统及方法

权利要求书

1.一种天然海绵设施积水的实时预警监测平台，其特征在于，包括设置在海绵设施内设有呈纵向铺设的多级监测单元，多级监测单元的纵向距离呈递减式；

每个监测单元包括多路并联的光纤光栅传感器组，单个支路中相邻光纤光栅传感器之间的间距相等，相邻支路之间的距离大于单个支路中相邻光纤光栅传感器之间的距离。

2.根据权利要求1所述的天然海绵设施积水的实时预警监测平台，其特征在于，每个监测单元中的最外围的光纤光栅传感器与海绵设施边缘之间有一定的间隙。

3.根据权利要求2所述的天然海绵设施积水的实时预警监测平台，其特征在于，间隙不少于75cm。

4.根据权利要求1所述的天然海绵设施积水的实时预警监测平台，其特征在于，一个监测单元中相邻两个支路之间的间隔不小于1.5m。

5.根据权利要求1所述的天然海绵设施积水的实时预警监测平台，其特征在于，每个支路中相邻光纤光栅传感器之间的距离不小于1m。

6.根据权利要求1所述的天然海绵设施积水的实时预警监测平台，其特征在于，所述实时预警监测平台设置在赤红壤土层中。

7.根据权利要求6所述的天然海绵设施积水的实时预警监测平台，其特征在于，具体设有纵向的三级监测单元，自上而下距离首层覆土分别为18cm、30cm、40cm。

8.一种天然海绵设施积水的实时预警监测系统，其特征在于，包括土壤渗水监测平台、电脑中控平台、综合显示平台和预警响应平台；

所述土壤渗水监测平台为权利要求1-7中任一项所述的实时预警监测平台；当城市内发生降雨时，通过多级监测单元测量出土壤中雨水下渗速率，然后输入电脑中控平台；

电脑中控平台与土壤渗水监测平台连接，并利用互联网获取一定区域当前降雨历时内的降雨强度信息，电脑中控平台经过分析处理得出当前积水信息；

综合显示平台与电脑中控平台连接，当判断积水超过一定阈值时，生成预警信息；

预警响应平台与综合显示平台连接，根据收到的预警信息进行预警。

9.一种天然海绵设施积水的实时预警监测方法，其特征在于，该监测方法基于权利要求8所述的天然海绵设施积水的实时预警监测系统，具体包括以下步骤：

多级监测单元测量出土壤中雨水下渗速率，然后输入电脑中控平台；

电脑中控平台根据当前天然海绵设施出现积水时的雨水下渗速率，作为一定降雨强度下积水出现前的雨水极限下渗速率V_I，以此V_I为阈值，与土壤渗水监测平台测得的当前雨水下渗速率V_渗进行比较，以此确定当前积水状况；当V_渗＞V_I时，此时雨水下渗速率高于暴雨强度，海绵设施正常工作，发挥径流控制效能；

当V_渗=V_I时，此时雨水的下渗速率等于暴雨强度，海绵设施正常发挥径流控制效能；

当V_渗＜V_I时，入渗速率低于暴雨强度，在该阶段降雨过程中，土壤中的下渗速度已无法满足当前的降雨强度，海绵设施开始产生表面积水；此时综合显示平台生成积水预警信息，并通过预警响应平台进行预警。