一种城市路面径流收集系统的制作方法

本发明涉及环境工程技术领域，尤其涉及一种城市路面径流收集系统。

背景技术：

近年来，随着经济的快速发展，市政交通设施日趋完善，城市道路四通八达，在给人们日常生活带来便利的同时，也会给环境带来一系列的负面影响，这其中研究较多的是交通噪声及机动车尾气的影响，而路面径流作为潜在的水污染源也开始逐步吸引研究者的目光。城市路面由于机动车轮胎磨损，会释放大量的重金属、碳氢化合物、橡胶及燃油等对环境危害极大的污染物，在降雨或市政淋洗过程中随地表径流迁移，此外，机动车排放尾气中的大部分污染物最终也都会在自然沉降或雨水冲刷的作用下汇入地表径流，因而通过收集城市路面径流进行污染物的赋存状态调查，对于客观评价地表水环境污染具有重要的现实及理论意义，特别对于运输危险化学品车辆沿途路段，其路面径流收集及调查也是环境风险评价的重要依据。

然而，目前并没有专门设计针对城市路面径流的收集装置，现有的收集方法多为在市政排水井处人工采样，通过打开排水井，利用简易的容器悬挂绳索投入，收集汇入排水井内的径流。在实际操作中，存在以下问题：

(1)打开排水井需要耗费人力，严重影响市政道路通行，存在较大的安全隐患。

(2)路面径流汇入排水井内再进行收集，所收集的样品受排水井内通道环境影响明显，特别是对于接触井底残留的污泥后，会使收集样品中污染物的种类及浓度发生变化，客观真实性受到影响。

(3)简易容器投入与收回耗时较长，样品收集过程的连续性较差。

(4)收集过程无法测定径流的易变水质参数，如温度、ph和溶解氧，这些参数在返回实验室测定时由于环境因素改变，通常会存在较大的误差。

(5)缺乏对径流源项的收集，未对降雨或市政淋洗水单独进行收集，不利于后期分析污染物的最终来源。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种结构简单的城市路面径流收集系统，使得使用方便，自动化程度高，节约了劳动力。

为了解决背景技术中所存在的问题，本发明的技术方案为：

一种城市路面径流收集系统，包括径流收集装置、降雨收集装置和水质参数测定装置；

径流收集装置包括安装于井盖下方的收集皿，收集皿上连接有抽水泵以及第一采样瓶；

降雨收集装置包括降雨收集皿，降雨收集皿上设置有支架，降雨收集皿的底部中心开设有排液口，排液口出安装有第二采样瓶；

水质参数测定装置包括微型计算机，微型计算机上连接有安装于收集皿上的第一检测探头以及安装于降雨收集皿底部的第二检测探头。

进一步优选地，本发明提供的一种城市路面径流收集系统，其中：

所述收集皿通过梯形固定台固定于井盖下方；所述梯形固定台的底部中心轴线上开有管线槽，底部中央开有固定盲孔，盲孔内含螺纹；

所述的收集皿为充气式收集皿，收集皿充满气后呈半球壳形状，收集皿的中央为圆柱结构，圆柱结构上套设有保护套管，圆柱结构的顶部设置有具盖气门芯，所述具盖气门芯的外侧设置有与固定盲孔螺纹相配合的外螺纹；

所述的保护套管的底部外侧设有吸液口以及第一检测探头，吸液口上连接有导液管；

所述的抽水泵的一端通过塑料导管与所述导液管相连，另一端通过第一转接口与第一采样瓶相连接。

进一步优选地，本发明提供的一种城市路面径流收集系统，其中所述第一检测探头包括第一ph探头、第一温度探头、以及第一溶解氧探头。

进一步优选地，本发明提供的一种城市路面径流收集系统，其中所述第一转接口内含螺纹，所述含螺纹与第一采样瓶顶部外侧的螺纹配合使用。

进一步优选地，本发明提供的一种城市路面径流收集系统，其中所述第一采样瓶设有第一刻度标尺，第一采样瓶的顶部设有第一配套瓶盖。

进一步优选地，本发明提供的一种城市路面径流收集系统，其中所述盖气门芯上配有进行充放气操作的打气筒和气针。

进一步优选地，本发明提供的一种城市路面径流收集系统，其中所述梯形固定台为硬质橡胶材质制成，所述充气式收集皿为聚对苯二甲酸乙二醇酯pet塑料材质制成。

进一步优选地，本发明提供的一种城市路面径流收集系统，其中所述降雨收集皿为半球壳形状，降雨收集皿通过第二转接口与第二采样瓶相连接，第二转接口外侧设有开关阀门，第二转接口的顶部通过螺纹与排液口相连接，第二转接口底部通过螺纹与第二采样瓶相连。

进一步优选地，本发明提供的一种城市路面径流收集系统，其中所述第二采样瓶外设置有第二刻度标尺，第二采样瓶的顶部设有第二配套瓶盖。

进一步优选地，本发明提供的一种城市路面径流收集系统，其中所述第二检测探头位于所述降雨收集皿的底部内壁，第二检测探头包括第二ph探头、第二温度探头以及的第二溶解氧探头。

与现有技术相比较，本发明的有益效果为：通过在井盖下方设置收集皿以及路面的雨水收集装置，并通过抽水泵能够随时进行抽取采样，通过检测探头随时进行水质监测，避免了对路面径流水质检测时打开排水井的过程，节约人力，不影响市政道路通行，安全可靠，收集的样品不受排水井内通道环境的影响，客观真实性强，收集过程连续性强，自动化程度较高，收集过程可同时测定记录易变水质参数ph、温度和溶解氧。并且同时对径流源项的降雨进行收集，便于后期分析污染物的最终来源。

附图说明

图1是本发明城市路面径流收集系统结构示意图；

图2是本发明城市路面径流收集系统中径流收集装置拆解图；

图3是本发明径流收集装置中打气筒结构示意图；

图4是本发明城市路面径流收集系统中降雨收集装置拆解图。

其中：

1—梯形固定台；1-1—管线槽；1-2—固定盲孔；

2—保护套管；2-1—第一ph探头；2-2—第一温度探头；

2-3—第一溶解氧探头；2-4—吸液口；2-5—导液管；

3—收集皿；3-1—具盖气门芯；4—抽水泵；

5—第一转接口；6—第一采样瓶；6-1—第一刻度标尺；

6-2—第一配套瓶盖；7—降雨收集皿；7-1—排液口；

7-2—第二ph探头；7-3—第二温度探头；7-4—第二溶解氧探头；

8—第二转接口；8-1—开关阀门；9—第二采样瓶；

9-1—第二刻度标尺；9-2—第二配套瓶盖；10—支架；

11—微型计算机；12—打气筒；12-1—气针。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种城市路面径流收集系统，包括径流收集装置、降雨收集装置和水质参数测定装置；

径流收集装置包括安装于井盖下方的收集皿3，收集皿3上连接有抽水泵4以及第一采样瓶6；

降雨收集装置包括降雨收集皿7，降雨收集皿7上设置有支架10，降雨收集皿7的底部中心开设有排液口7-1，排液口7-1出安装有第二采样瓶9；

水质参数测定装置包括微型计算机11，微型计算机11上连接有安装于收集皿3上的第一检测探头以及安装于降雨收集皿7底部的第二检测探头。

具体地，如图2所示，所述收集皿3通过梯形固定台1固定于井盖下方；所述梯形固定台1的底部中心轴线上开有管线槽1-1，底部中央开有固定盲孔1-2，固定盲孔1-2内含螺纹；

所述收集皿3为充气式收集皿，收集皿3充满气后呈半球壳形状，收集皿3的中央为圆柱结构，圆柱结构上套设有保护套管2，圆柱结构的顶部设置有具盖气门芯3-1，所述具盖气门芯3-1的外侧设置有与固定盲孔1-2螺纹相配合的外螺纹；达到旋转上紧固定的目的，如图3所示，所述盖气门芯3-1上配有进行充放气操作的打气筒12和气针12-1。

所述保护套管2的底部外侧设有吸液口2-4以及第一检测探头，吸液口2-4上连接有导液管2-5；

所述抽水泵4的一端通过塑料导管与所述导液管2-5相连，另一端通过第一转接口5与第一采样瓶6相连接。所述第一转接口5内含螺纹，所述含螺纹与第一采样瓶6顶部外侧的螺纹配合使用，达到旋转上紧固定的目的，所述第一采样瓶6设有第一刻度标尺6-1，第一采样瓶6的顶部设有第一配套瓶盖6-2。

优选地，所述第一检测探头包括第一ph探头2-1、第一温度探头2-2、以及第一溶解氧探头2-3，可同时测定记录易变水质参数的ph、温度和溶解氧。

如图4所示，所述降雨收集皿7为半球壳形状，所述降雨收集皿7的底部外侧设有所述支架10，用于整个装置的固定放置，降雨收集皿7通过第二转接口8与第二采样瓶9相连接，第二转接口8外侧设有开关阀门8-1，可控制所述第二转接口8的开关，第二转接口8的顶部通过螺纹与排液口7-1相连接，第二转接口8底部通过螺纹与第二采样瓶9相连。所述第二采样瓶9外设置有第二刻度标尺9-1，便于容积的查看，第二采样瓶9的顶部设有第二配套瓶盖9-2。所述第二检测探头位于所述降雨收集皿7的底部内壁，第二检测探头包括第二ph探头7-2、第二温度探头7-3以及的第二溶解氧探头7-4。

所述第一ph探头2-1、第一温度探头2-2、第一溶解氧探头2-3、第二ph探头7-2、第二温度探头7-3和第二溶解氧探头7-4通过数据线与所述微型计算机11相连。

需要说明的是，本实施例中，所述梯形固定台1为硬质橡胶材质；所述保护套管2、第一转接口5、吸液口2-4、导液管2-5、降雨收集皿7、第二转接口8、开关阀门8-1、支架10和气针12-1为不锈钢材质；所述充气式收集皿3、第一采样瓶6、第一配套瓶盖6-2、第二采样瓶9和第二配套瓶盖9-2均为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)塑料材质；所述具盖气门芯3-1、第一刻度标尺6-1和第二刻度标尺9-1均为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)塑料材质。

本发明的工作原理为：

在降雨前于目标路段处的排水井位置架设装置，首先，将充气式收集皿塞入排水井盖缝隙内，利用专用的打气筒12和气针12-1给具盖气门芯3-1执行充气操作，充满气后充气式收集皿完全展开，维持半球壳构型；再将保护套管2套入充气式收集皿的中央圆柱上，保证连有吸液口2-4的一端朝下；之后，将具盖气门芯3-1和固定盲孔1-2通过螺纹上紧固定，整理与导液管2-5相连的塑料导管，以及与第一ph探头2-1、第一温度探头2-2和第一溶解氧探头2-3相连的数据线，使其一端布设在管线槽1-1内，将梯形固定台1沿斜边方向水平放置在排水井盖上，不影响车辆的正常通行；

再将塑料导管的另一端与小型抽水泵4的入口相连，将第一采样瓶6与小型抽水泵4通过第一转接口5相连，将数据线的另一端与微型计算机11相连，并将小型抽水泵4、第一采样瓶6和微型计算机11置于人行横道上的安全位置；

最后，将第二采样瓶9与排液口7-1通过第二转接口8相连，将开关阀门8-1关闭，通过数据线连接第二ph探头7-2、第二温度探头7-3和第二溶解氧探头7-4与微型计算机11，将降雨收集装置整体通过支架10放置于人行横道上的安全位置，通过计算机调整查看各探头的连接后完成整个装置的调试。

降雨时，路面径流由排水井盖缝隙汇入，进入充气式收集皿内暂时储存，打开小型抽水泵4的开关使其工作进行抽吸，暂时储存的径流通过吸液口2-4进入导液管2-5并最终随着塑料导管进入第一采样瓶6，注意观察第一刻度标尺6-1，液面到达指定采样体积后关闭小型抽水泵4的开关，卸下第一采样瓶6，盖紧第一配套瓶盖6-2后即完成径流样品的收集，若要连续进行收集，更换新的第一采样瓶6重复上述步骤即可；经由第一ph探头2-1、第一温度探头2-2和第一溶解氧探头2-3测定的暂时储存于充气式收集皿内的径流水质数据，通过数据线传输至微型计算机11内记录；径流收集过程的同时进行雨水的收集，雨水进入降雨收集皿7内暂时储存，淹没第二ph探头7-2、第二温度探头7-3和第二溶解氧探头7-4后，测定的雨水水质数据通过数据线传输至微型计算机11内记录，打开开关阀门8-1调整至合适的流量，暂时储存的雨水进入第二采样瓶9，注意观察第二刻度标尺9-1，液面到达指定采样体积后关闭开关阀门8-1，卸下第二采样瓶9，第二配套盖紧瓶盖9-2后即完成雨水样品的收集，若要连续进行收集，更换新的第二采样瓶9重复上述步骤即可；整个收集过程结束后，按前述步骤拆卸相关仪器即可，其中，充气式收集皿可通过插入气针12-1进行放气操作，之后由排水井盖缝隙取出。

对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体实施例只是本发明的优选方案，因此本领域的技术人员对本发明中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本发明的原理，实现的仍是本发明的目的，均属于本发明所保护的范围。