[发明专利]天然海绵设施积水的实时预警监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种天然海绵设施积水的实时预警监测系统及方法，其中系统中的实时预警监测平台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。本发明利用光纤传感技术对土壤中雨水下渗速率进行测量，从而间接反映当前城市中天然海绵设施中的积水状况，做出相应预警措施。

技术领域

本发明涉及海绵城市技术与光纤传感技术，具体涉及一种可以应用于城市天然海绵设施的实时预警监测系统及方法。

背景技术

在现如今海绵城市建设过程中，为了实现对雨水的吸、渗、净、蓄四大功能，提高城市内雨水回收利用率，降低洪涝灾害发生的概率。透水混凝土、陶瓷透水砖、综合管廊、下凹式绿地、植草沟等多种基础海绵设施在海绵城市建设过程中被大力推广，使得雨水径流削减率等得到了很大的提高。但是，在实际降雨过程中，下凹式绿地、植草沟等利用天然海绵体对雨水进行吸收利用的海绵设施不能有效发挥设施吸纳雨水的能力，往往导致积水现象时有发生，严重情况时会导致雨水外溢，使得发生道路塌方、滑坡、泥石流等灾害，给居民带来了不同程度的影响。

发明内容

为了实现对城市内天然海绵设施积水的实时监测预警，在天然海绵设施积水现象发生时进行及时响应，减少地表径流，缓解城市内涝，本发明提供了一种天然海绵设施积水的实时预警监测系统。

本发明所采用的技术方案是：

提供一种天然海绵设施积水的实时预警监测平台，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。

接上述技术方案，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。

接上述技术方案，间隙不少于75cm。

接上述技术方案，一个监测单元中相邻两个支路之间的间隔不小于1.5m。

接上述技术方案，每个支路中相邻光纤光栅传感器之间的距离不小于1m。

接上述技术方案，所述实时预警监测平台设置在赤红壤土层中。

接上述技术方案，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。

本发明还提供一种天然海绵设施积水的实时预警监测系统，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上述技术方案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。

本发明提供一种天然海绵设施积水的实时预警监测方法，该监测方法基于上述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；