基于物联网的雨水收集系统优化问题探析

引 言

目前，现有的雨水收集处理装置大多采用被动收集方式， 人们对雨水收集过程缺乏控制，因此如何有效的对现有传统雨水收集系统装置进行优化处理就显得尤为重要。

本文针对现有传统雨水收集系统装置的一些不足，提出了一种基于物联网的雨水收集系统优化解决方案。此优化方案利用自动化控制技术、传感器技术及网络通信技术等以实现远程监视、自动报警、诊断和维护等功能，进而实现“管理、控制、运行”一体化解决方案。

1 现有传统雨水收集系统缺陷分析

通过相关调研发现，现有传统雨水收集系统主要存在以下不足：

（1）需要组合使用。在资源利用过程中会造成大量人力、物力、财力的投入，但收效甚微。

（2）对雨水的处理过程较为粗略。以物理处理方式为主，以微少化学处理流程为辅，并且处理后水质监测装置较少，因此会造成水中总会有微量化学药剂的存在，会产生一定的副作用。

（3）对水资源缺乏细致的分类。一套流程处理不同的水质，就会造成处理过程严谨化缺失，水质净化的指标保证体系缺乏制度化的规定。

针对现有传统雨水收集系统装置存在的一些不足，本文提出了一种基于物联网的雨水收集系统优化解决方案。利用物联网技术，将多种传感采集模块与雨水收集系统装置相结合， 组建无线传感器网络，通过多种传感器技术（如污染物浓度传感器、水位监测传感器等）完成收集区域内雨水污染程度和降雨量的监测，并将监测数据通过无线传感器网络上传至数据监控中心进行后续信息处理 ；采用分级处理机制，根据雨水的污染程度和降雨量将其划分为四个等级 ：正常情况、轻度污染情况、重度污染情况以及暴雨情况，制定不同的雨水处理措施，实现对雨水资源的高效利用。

根据《城市雨水径流复合介质多级过滤技术研究》中关于雨水所含物质鉴定实验，水质以及其用途的划分标准如表 1 所列。

3.1 变被动收集为智能化收集 

基于物联网的雨水收集系统优化方案利用多种传感采集 模块与雨水收集系统装置相结合，组建无线传感器网络，通 过多种传感器技术（如污染物浓度传感器、水位监测传感器 等）完成收集区域内雨水污染程度和降雨量的监测，并将监测 数据通过无线传感器网络上传至数据监控中心进行后续信息 处理。与传统雨水收集系统相比较，优化方案在收集雨水的 同时实现了雨水相关参数的检测分析，并根据系统预设参量 实现了雨水的智能化分级处理机制，改变了过去被动式的集水、 排水模式。 

3.2 收集效率的提高 

基于物联网的雨水收集系统优化方案采用分级处理机制， 利用多传感器处理技术，根据雨水的污染程度和降雨量将其 划分为四个等级 ：正常情况、轻度污染情况、重度污染情况 以及暴雨情况，制定不同的雨水处理措施，从而提高雨水收 集处理效率和质量，提高雨水净化强度。

正常情况下无需开动阀门开关，过滤后将进入蓄水区 ； 当出现轻度污染情况时，过滤装置将开启二层过滤网阀门，两 次过滤后再进入储蓄区域 ；如果出现重度污染情况，就将雨 水直接排入废水管道 ；要是遇到暴雨情况，就需要进行紧急 处理，收集到的雨水会直接进入蓄水区 2，等水位下降时，再 进行上述步骤。 

3.3 增加数据维护功能 

由于传统雨水收集系统中未结合智能网络技术，众多有 关降雨量及雨水总杂质含量的数据未能通过技术手段保留下 来。系统优化方案可以利用物联网技术的特性，将得到的雨水 收集数据上传至系统数据库，后续还可以对数据进行进一步 的挖掘和研究，如预测未来雨水含量走势及通过分析雨水中所 含杂质的比例对环境治理提出合理建议。 

3.4 有利于可持续发展

与传统雨水收集系统相比，引入新技术设备之后，虽然 单个系统成本有所提高，但是从社会效益及长期成本控制的角 度来看，技术革新与设备改进是可持续发展的必要选择。如 果收集到的雨水水质较好，通过过滤即可完成雨水的处理， 其处理成本比较低，每立方米约为 1 元。这就与普通的生活 废水等污水的处理形成了鲜明的对比，后者每立方米的处理 成本为 3 ～ 5 元。所以，基于物联网的雨水收集系统优化方案 将大大减少重复性的人力、物力操作，节约了人力物力成本。 

3.5 提高雨水使用便利性 

基于物联网的雨水收集系统扩大了处理后雨水的使用范 围。通过传统的物理过滤方法及化学物质的分步反应，雨水 中的一些有害物质和杂质以沉淀的形式被分离出去，使得处理 后雨水的各项指标在可用水质的指标范围之内。雨水使用具体 可以分为室内用水和户外用水两大类。室内用水主要用于冲洗 厕所、浇花及清洁用具；户外用水主要用于室外绿化园地灌溉、 洗车及夏季街道洒水降温等。除此之外，将基于物联网优化 之后的雨水收集系统运用于城市雨水收集环节，结合其通用功 能（净化、渗透），促进路面雨水通过地下管道排入沿途大型 蓄水池或通过渗透作用补充地下水，以此来维持自然生态平衡 的活水循环，为实现生态小区和生态城市奠定了坚实的基础。 

4 结 语

本文作者针对现有传统雨水收集系统装置的一些不足， 提出了一种基于物联网的雨水收集系统解决方案，详细分析了 其优化结果，可对今后雨水收集利用项目的开展提供借鉴，具 有一定的积极意义。