一种新型模块蓄排水性能测试装置论文和设计-杨晚生

全文摘要

本实用新型公开了一种新型模块蓄排水性能测试装置，包括测试组件和模拟降雨组件；测试组件包括测试模块，测试模块包括从上至下依次排布的土壤层、第一土工布、陶粒层、第二土工布、蓄排水板；测试组件还包括围设形成一测试槽的四个模块侧板和一模块底板，测试模块位于测试槽的槽内；环绕测试槽的外侧壁设置有至少一个与模块底板平行的排水槽，各排水槽均连通测试槽，各排水槽的底面分别设置有一连通排水槽的排水管，各排水管分别连接有一带刻度容器；模拟降雨组件包括水箱、水泵、喷头、喷水阀门、流量计等。该装置通过测试组件和模拟降雨组件的设计，可简单地模拟测试屋面的蓄排水性能，测试准确可靠，且结构简单。

主设计要求

1.一种新型模块蓄排水性能测试装置，其特征在于，包括测试组件和模拟降雨组件；所述测试组件包括测试模块，所述测试模块包括从上至下依次排布的土壤层、第一土工布、陶粒层、第二土工布、蓄排水板；所述测试组件还包括围设形成一测试槽的四个模块侧板和一模块底板，所述测试模块位于所述测试槽的槽内；环绕所述测试槽的外侧壁设置有至少一个与所述模块底板平行的排水槽，各所述排水槽均连通所述测试槽，各所述排水槽的底面分别设置有一连通排水槽的排水管，各所述排水管分别连接有一带刻度容器；所述模拟降雨组件包括水箱，所述水箱内设有一水泵；所述水泵通过一喷水管连接有若干喷头，若干所述喷头设置于所述测试模块的上方；所述喷水管上设有喷水阀门和流量计；所述测试组件还包括围设形成一雨水喷淋腔的四个雨水挡板，各所述雨水挡板分别对应连接一模块侧板；若干所述喷头位于所述雨水喷淋腔内。

设计方案

1.一种新型模块蓄排水性能测试装置，其特征在于，包括测试组件和模拟降雨组件；所述测试组件包括测试模块，所述测试模块包括从上至下依次排布的土壤层、第一土工布、陶粒层、第二土工布、蓄排水板；所述测试组件还包括围设形成一测试槽的四个模块侧板和一模块底板，所述测试模块位于所述测试槽的槽内；

环绕所述测试槽的外侧壁设置有至少一个与所述模块底板平行的排水槽，各所述排水槽均连通所述测试槽，各所述排水槽的底面分别设置有一连通排水槽的排水管，各所述排水管分别连接有一带刻度容器；

所述模拟降雨组件包括水箱，所述水箱内设有一水泵；所述水泵通过一喷水管连接有若干喷头，若干所述喷头设置于所述测试模块的上方；所述喷水管上设有喷水阀门和流量计；

所述测试组件还包括围设形成一雨水喷淋腔的四个雨水挡板，各所述雨水挡板分别对应连接一模块侧板；若干所述喷头位于所述雨水喷淋腔内。

2.根据权利要求1所述的新型模块蓄排水性能测试装置，其特征在于，所述模拟降雨组件还包括小车，所述水箱放置于所述小车上；

所述测试组件还包括工作台，所述工作台上放置有电子台秤，所述测试模块放置于所述工作台上。

3.根据权利要求1所述的新型模块蓄排水性能测试装置，其特征在于，所述测试组件包括三个所述排水槽，三个所述排水槽的高度分别为与所述模块底板平齐、与所述土壤层的上表面平齐和高于所述土壤层的上表面。

4.根据权利要求1所述的新型模块蓄排水性能测试装置，其特征在于，所述测试组件包括三个所述排水槽，三个所述排水槽的高度分别为与所述模块底板平齐、高于所述模块底板200mm和高于所述模块底板300mm；

所述土壤层的厚度为100mm，陶粒层的厚度为50mm，蓄排水板的厚度50mm；

各所述模块侧板上分别开设有两排与模块底板平行的侧板排水口，两排侧板排水口的高度分别为与所述模块底板平齐和高于所述模块底板200mm；所述侧板排水口的孔径为3cm，形状为半圆形。

5.根据权利要求1所述的新型模块蓄排水性能测试装置，其特征在于，所述排水槽为由四个矩形槽围设成的环形槽，所述矩形槽的槽底开设有多个排水槽排水口，多个所述排水槽排水口按照矩形阵列排布；

所述排水管包括由多个排水支管围成的一与所述环形槽对应的排水环形管，各所述排水槽排水口均连通所述排水环形管；所述排水管还包括一与所述排水环形管连通的排水引流管，所述排水引流管远离所述排水环形管的一端伸入所述带刻度容器内。

6.根据权利要求5所述的新型模块蓄排水性能测试装置，其特征在于，所述排水支管为外径25mm且内径20mm的PCV管；所述排水槽排水口的孔径为25mm；

所述模块侧板的厚度为10mm，模块底板的厚度为15mm，测试模块的长宽高依次为1000mm、1000mm和300mm。

7.根据权利要求5所述的新型模块蓄排水性能测试装置，其特征在于，所述模拟降雨组件包括9个所述喷头，9个所述喷头按照3*3的矩形阵列排布；

所述喷水管包括通过多个喷水纵向支管互相连通的3个喷水横向支管；各喷水横向支管上分别设置3个与其连通的所述喷头；所述喷水管还包括一喷水引流管，所述喷水引流管连通中间的喷水横向支管和水泵。

8.根据权利要求7所述的新型模块蓄排水性能测试装置，其特征在于，所述喷水横向支管和喷水纵向支管为外径20mm的PVC管。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及测试领域，尤其涉及一种新型模块蓄排水性能测试装置。

背景技术

随着城市的建设和发展，高楼、道路等各项基础设施的建设导致城市不可渗透下垫面的面积逐渐减少。近年来，国内多地频发干旱和洪涝灾害，特别是南方城市在雨季来临的时候，“城市看海”已不是一道偶然的风景，这给人们的工作和生活带来严重的困扰，阻碍城市的正常运作。

面临着城市在雨水管理方面的压力，2013年习近平总书记在中央城镇化工作会议上提出：建设自然积存、自然渗透、自然净化的海绵城市。海绵城市的提出和建设是解决如“逢雨必涝”、“城市看海”、“热岛效应”等各类城市病的重要手段，是建筑与小区、城市道路、城市绿地与广场、市政场站等不同区域采取的低影响开发技术措施。调查表明，城市建筑密度在不断增加，屋面面积已占据城市面积20％～25％，成为城市的“第五立面”。在商业繁华地区，屋面面积更甚至占据着40％～50％城市不可渗透下垫面面积。提高和优化屋面蓄排水能力是建筑与小区在海绵城市建设的一个重要举措，在生态修复、增加城市可渗透下垫面面积、削减雨水径流等方面发挥着重要作用。为此，亟需一种新型模块蓄排水性能测试装置，来对于屋面的蓄排水性能进行模拟测试。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型模块蓄排水性能测试装置，来对屋面的蓄排水性能进行模拟测试。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种新型模块蓄排水性能测试装置，包括测试组件和模拟降雨组件；所述测试组件包括测试模块，所述测试模块包括从上至下依次排布的土壤层、第一土工布、陶粒层、第二土工布、蓄排水板；所述测试组件还包括围设形成一测试槽的四个模块侧板和一模块底板，所述测试模块位于所述测试槽的槽内；

所述测试组件还包括围设形成一雨水喷淋腔的四个雨水挡板，各所述雨水挡板分别对应连接一模块侧板；若干所述喷头位于所述雨水喷淋腔内。

可选的，所述模拟降雨组件还包括小车，所述水箱放置于所述小车上；

所述测试组件还包括工作台，所述工作台上放置有电子台秤，所述测试模块放置于所述工作台上。

可选的，所述测试组件包括三个所述排水槽，三个所述排水槽的高度分别为与所述模块底板平齐、与所述土壤层的上表面平齐和高于所述土壤层的上表面。

可选的，所述测试组件包括三个所述排水槽，三个所述排水槽的高度分别为与所述模块底板平齐、高于所述模块底板200mm和高于所述模块底板300mm；

所述土壤层的厚度为100mm，陶粒层的厚度为50mm，蓄排水板的厚度50mm；

可选的，所述排水槽为由四个矩形槽围设成的环形槽，所述矩形槽的槽底开设有多个排水槽排水口，多个所述排水槽排水口按照矩形阵列排布；

可选的，所述排水支管为外径25mm且内径20mm的PCV管；所述排水槽排水口的孔径为25mm；

所述模块侧板的厚度为10mm，模块底板的厚度为15mm，测试模块的长宽高依次为1000mm、1000mm和300mm。

可选的，所述模拟降雨组件包括9个所述喷头，9个所述喷头按照3*3的矩形阵列排布；

可选的，所述喷水横向支管和喷水纵向支管为外径20mm的PVC管。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实施例提供的新型模块蓄排水性能测试装置，通过测试组件和模拟降雨组件的设计，可简单地模拟测试屋面的蓄排水性能，测试准确可靠，且结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的新型模块蓄排水性能测试装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的测试组件的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的新型模块蓄排水性能测试装置的部分结构示意图。

图示说明：11、测试模块；111、土壤层；112、第一土工布；113、陶粒层；114、第二土工布；115、蓄排水板；121、模块侧板；122、模块底板；13、排水槽；131、排水槽排水口；14、排水管；141、排水引流管；142、排水环形管；15、带刻度容器；16、雨水挡板；17、工作台；18、电子台秤；21、水箱；22、水泵；23、喷水管；231、喷水引流管；232、喷水横向支管；233、喷水纵向支管；24、喷头；25、喷水阀门；26、流量计；27、小车。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本发明提供了一种新型模块蓄排水性能测试装置，包括测试组件和模拟降雨组件。请参考图1至图2，测试组件包括测试模块11，测试模块11包括从上至下依次排布的土壤层111、第一土工布112、陶粒层113、第二土工布114、蓄排水板115。测试组件还包括围设形成一测试槽的四个模块侧板121和一模块底板122，测试模块11位于测试槽的槽内。

环绕测试槽的外侧壁设置有至少一个与模块底板122平行的排水槽13，各排水槽13均连通测试槽，各排水槽13的底面分别设置有一连通排水槽13的排水管14，各排水管14分别连接有一带刻度容器15。

模拟降雨组件包括水箱21，水箱21内设有一水泵22。水泵22通过一喷水管23连接有若干喷头24，若干喷头24设置于测试模块11的上方。喷水管23上设有喷水阀门25和流量计26。

测试组件还包括围设形成一雨水喷淋腔的四个雨水挡板16，各雨水挡板16分别对应连接一模块侧板121。若干喷头24位于雨水喷淋腔内。

在本实施例中，模拟降雨组件还包括小车27，水箱21放置于小车27上。

测试组件还包括工作台17，工作台17上放置有电子台秤18，测试模块11放置于工作台17上。

测试组件包括三个排水槽13，三个排水槽13的高度分别为与模块底板122平齐、与土壤层111的上表面平齐和高于土壤层111的上表面。具体的，三个排水槽13的高度分别为与模块底板122平齐、高于模块底板122 200mm和高于模块底板122 300mm。土壤层111的厚度为100mm，陶粒层113的厚度为50mm，蓄排水板115的厚度为50mm。

各模块侧板121上分别开设有两排与模块底板122平行的侧板排水口，每排侧板排水口分别连通一排水槽13。两排侧板排水口的高度分别为与模块底板122平齐和高于模块底板122 200mm。侧板排水口的孔径为3cm。每排侧板排水口包括7个等间距排布的侧板排水口，侧板排水口为半圆形。

排水槽13为由四个矩形槽围设成的环形槽，矩形槽的槽底开设有多个排水槽排水口131，多个排水槽排水口131按照矩形阵列排布。具体的，每个矩形槽的槽底设有等间距排成一排的三个排水槽排水口131。

排水管14包括由多个排水支管围成的一与环形槽对应的排水环形管142，各排水槽排水口131均连通排水环形管142。排水管14还包括一与排水环形管142连通的排水引流管141，排水引流管141远离排水环形管142的一端伸入带刻度容器15内。

排水支管为外径25mm且内径20mm的PCV管。排水槽排水口131的孔径为25mm。模块侧板121的厚度为10mm，模块底板122的厚度为15mm，测试模块11的长宽高依次为1000mm、1000mm和300mm。

模拟降雨组件包括9个喷头24，9个喷头24按照3*3的矩形阵列排布。喷水管23包括通过多个喷水纵向支管233互相连通的3个喷水横向支管232。各喷水横向支管232上分别设置3个与其连通的喷头24。喷水管23还包括一喷水引流管231，喷水引流管231连通中间的喷水横向支管232和水泵22。

通过互相连通的喷水横向支管232，可以保证9个喷头24水压平衡，供水量一致。9个喷头24均匀布置在测试模块11上方1m处，调节每个喷头24相同的开度，保证雨水均匀散落于测试模块11表面。喷水横向支管232和喷水纵向支管233为外径20mm的PVC管。

本实施例通过水箱21盛装模拟降雨用水量，通过水泵22把水加压提升到2m高度，在测试模块11上方均匀布置9个喷头24向测试模块11喷洒水，模拟降雨状况。9个喷头24以测试模块11的面积均匀布置，并以外径为20mm的PVC管环接，可确保每个喷头24有相同的压力和水量，保证模拟降雨的均匀性。通过喷水阀门25和流量计26的读数调节不同的降雨量和降雨强度。

在本实施例中，水箱21为90L塑料水箱。水泵22为水陆两用潜水泵，扬程为6m。小车27为铁架支撑小车。喷水阀门25为闸阀。流量计26为浮子流量计，量程为0～100L\/h。喷头24为4分螺牙铜质喷头，工作压力为1Kg，量程为流量5L\/h～150L\/h，喷洒范围是1.5m半径可调。雨水挡板16为2mm厚度的亚克力板。电子台秤18的量程为300Kg。

测试模块11通过黏性胶连接封装。土壤层111为厚度100mm的轻质营养种植土，干密度为334Kg\/m^{3<\/sup>。第一土工布112和第二土工布114均为毛毡土工布，密度为500g\/㎡。陶粒层113的厚度为50mm，陶粒的平均粒径20mm。蓄排水板115为凹凸蓄排水板，蓄水量为2.9L\/㎡。}

排水管14在接口处缠绕一层防水胶布并做好固定连接的措施。测试组件搭建成功后，需要对排水槽13、与排水槽13连通的的排水管14均进行24小时透水密封测试，达到不渗不漏的要求。喷水管23的接口处也缠绕防水胶布，做好固定措施，并进行透水密封测试，达到不渗不漏的要求。雨水挡板16接缝处做好密封措施，防止雨水外溅。实验时，先把喷水阀门25处于半闭合状态，然后启动水泵22，再调节喷水阀门25并配合流量计26获取不同的降雨强度。

本实施例提供的一种新型模块蓄排水性能测试装置的工作原理如下：

实验开始时，水箱21储存足够的水量，雨水从水箱21输出，通过水泵22把水提升到测试模块11的上方，在水泵22的压力下，从喷头24喷洒而出，形成降雨状的液滴。根据国内的降雨强度标准和设定的降雨历时换算到流量计26相应的刻度值，通过流量计26和喷水阀门25的开度调节来获取不同降雨强度，模拟测试模块11在不同降雨强度下的测试。

通过雨水挡板16可把喷头24降下的雨水集中在测试模块11内，防止雨水外溅。雨水降到测试模块11表面产生表面雨水径流通过侧板排水口流入高度最高的排水槽13，雨水在排水槽13内通过排水槽排水口131流入排水环形管142，并统一输往一带刻度容器15，以计算模块表面产生的径流量。另一部分雨水则进入土壤，部分被土壤吸收，部分雨水向下渗透经过第一土工布112、陶粒层113、第二土工布114、蓄排水板115。最后，过量的雨水进入测试模块11底部，经过侧板排水口侧孔进入高度最低的排水槽13，再通过另一排水管14输往另一带刻度容器15，以计算测试模块11的雨水渗透径流量。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

设计图

一种新型模块蓄排水性能测试装置论文和设计

一种新型模块蓄排水性能测试装置论文和设计-杨晚生

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主设计要求

设计方案

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