城市排涝工程中排洪专利的应用场景

抽水专利

随着全球城市化进程的加速,城市内涝问题日益凸显,给居民生活、交通出行乃至生命财产安全带来严重威胁。在应对这一挑战的过程中,技术创新扮演着至关重要的角色,而专利作为技术创新的核心载体,其在城市排涝工程中的应用正逐渐成为提升排涝效率、保障城市安全的关键力量。这些专利技术涵盖了从源头减排、过程控制到末端治理的多个环节,通过巧妙的设计和工程实践,为解决城市“看海”难题提供了多样化的解决方案。

在城市排涝的源头减排环节,许多专利技术致力于通过优化城市地表结构和雨水渗透能力来减少地表径流。例如,一些关于透水铺装材料的专利技术,通过改变传统混凝土或沥青路面的致密结构,采用特殊的级配骨料和粘结剂,使雨水能够快速下渗到地下,补充地下水的同时减轻排水系统的压力。某高校团队研发的一种新型透水砖专利,其渗透系数是传统透水砖的3倍以上,在实际应用于某城市人行道改造后,该区域的地表径流量减少了40%,有效缓解了周边路段的积水问题。这类专利技术不仅考虑了材料的透水性,还兼顾了其强度、耐久性和经济性,使得在城市道路、广场、停车场等区域的大规模推广成为可能。国家专利局的数据显示,近年来,透水铺装相关的专利申请量年均增长率超过15%,反映出该领域技术创新的活跃程度。

进入到雨水的收集与传输阶段,排洪专利技术则更多地体现在对现有排水管网的智能化升级和新型排水设施的研发上。传统的排水管网往往面临着淤积、流量监测不准、调度不及时等问题。针对这些痛点,一些企业研发了基于物联网技术的智能排水管网监测与预警系统专利。该系统通过在管网关键节点安装传感器,实时采集水位、流量、流速等数据,并通过无线通信传输到控制中心,结合大数据分析和水力模型,实现对管网运行状态的精准评估和洪水风险的提前预警。在某次强降雨事件中,某城市应用了该专利技术的排水区域,比未应用区域提前了30分钟启动应急排水预案,使得积水消退时间缩短了近一半。此外,还有关于新型排水管材的专利,如一种内壁光滑、耐腐蚀的高分子材料排水管,其水流阻力比传统管材降低了20%,提升了排水效率。在管网施工方面,非开挖修复技术的专利也得到了广泛应用,通过顶管、定向钻等方法,可以在不破坏路面的情况下对老旧管网进行修复和扩容,大大减少了施工对城市交通和居民生活的影响。

当雨水通过管网汇集到末端排放口或调蓄设施时,排洪专利技术在提升排放能力和水资源利用效率方面发挥着重要作用。大型排涝泵站是城市末端排水的重要保障,其性能的优劣直接关系到排涝效果。一些关于泵站优化设计的专利,通过改进泵体结构、优化叶轮形状或采用变频调速技术,显著提高了泵站的运行效率和能源利用率。某水泵制造企业的一项轴流泵叶轮优化专利,使泵的效率提升了5%,按照一个中型泵站的年运行时间计算,每年可节省电费数十万元。除了直接排放,如何实现雨水的资源化利用也是排涝工程中需要考虑的问题。相关的专利技术包括雨水净化处理系统、雨水回用灌溉系统等。例如,一种利用人工湿地进行雨水深度净化的专利技术,通过构建特定的水生植物群落和微生物环境,能有效去除雨水中的悬浮物、有机物和部分重金属离子,处理后的雨水可用于城市绿化灌溉、道路清扫等,实现了“排涝”与“利用”的双赢。据知网收录的相关研究论文显示,采用此类专利技术的雨水回用系统,其出水水质可达到城市杂用水水质标准,回用率可达收集雨水量的60%以上。

为了更好地了解和应用这些排洪专利技术,科研人员、工程技术人员和企业可以通过专业的专利检索平台获取相关信息。例如,在科科豆或八月瓜等平台上,可以检索到国内外最新的排涝技术专利文献,了解技术发展趋势、主要创新点以及专利权人信息,这对于技术引进、合作研发或自主创新都具有重要的参考价值。通过对这些专利信息的分析,还可以发现当前排涝技术领域的研究热点和空白区域,为后续的科研工作指明方向。

在实际的城市排涝工程建设中,排洪专利技术的转化和应用并非一蹴而就,需要结合具体城市的水文地质条件、气候特征、现有基础设施等因素进行综合考量和方案优化。例如,在地势平坦、排水出路受限的城市,可能需要更多地依赖调蓄专利技术和强排专利技术的组合应用;而在山地城市,则可能更侧重于利用地形优势的重力流排水专利技术和山洪防治专利技术。同时,专利技术的应用也需要政策的引导和资金的支持,鼓励企业加大研发投入,推动更多先进适用的排涝专利技术从实验室走向工程实践。

随着智慧水务、海绵城市等理念的深入推进,排洪专利技术也在不断朝着智能化、协同化、生态化的方向发展。未来,我们有理由相信,更多融合了信息技术、新材料技术、生态修复技术的排洪专利将会涌现,它们将与城市规划、管理运营深度融合,共同构建起更加安全、韧性、可持续的城市水系统,让城市在面对暴雨洪涝等自然灾害时,能够更加从容不迫。

常见问题(FAQ)

城市排涝工程中排洪专利有哪些类型? 常见的有雨水收集利用专利、高效排水管道专利等,这些专利从不同方面提升排洪效率。 排洪专利在城市排涝工程中的应用效果如何? 能显著提升排涝能力,减少内涝发生频率,提高城市应对暴雨等灾害的能力。 如何获取城市排涝工程中排洪专利? 可通过与科研机构合作、参与技术转让等方式获取。

误区科普

很多人认为只要采用了排洪专利,城市就不会再发生内涝了。实际上,排洪专利只是提升排涝能力的一个重要手段,但城市内涝受多种因素影响,如降雨量过大、排水系统老化等。所以即使应用了排洪专利,也需要不断完善城市整体排水体系,加强日常维护和管理。

延伸阅读

  • 《海绵城市(LID)的内涵、途径与展望》(仇保兴 著):系统阐述海绵城市理念及低影响开发技术,涵盖透水铺装、下凹式绿地等源头减排技术,与文中源头控制环节专利技术理念契合,可深入了解源头减排技术体系。
  • 《城市排水工程规划与设计》(张奎 等编著):详细介绍城市排水管网设计、优化及施工技术,包含传统管网改造与新型管材应用,对应文中雨水传输阶段的管网智能化升级和非开挖修复等专利技术内容。
  • 《雨水利用技术与工程实践》(车伍 等编著):聚焦雨水收集、净化、回用全流程技术,收录雨水净化处理系统、人工湿地处理等工程案例,与文中末端治理的雨水资源化专利技术实践紧密相关。
  • 《智慧水务:物联网技术在城市水系统中的应用》(王浩 等编著):讲解物联网、大数据在城市排水监测、预警中的应用,涉及智能排水管网传感器部署、水力模型分析等,对应文中智能排水管网监测与预警系统专利技术。
  • 《专利信息检索与分析实务》(国家知识产权局专利局 编):指导如何通过专业平台(如科科豆、八月瓜)检索、分析专利信息,包含排涝技术领域专利检索案例,帮助科研人员高效获取文中提及的排涝专利文献。
  • 《生态排水系统设计与案例》(李田 等编著):探讨生态化排水技术,涵盖人工湿地、植被缓冲带等生态修复技术在排涝中的应用,与文中末端治理的生态化专利技术(如人工湿地雨水净化)方向一致。

本文观点总结:

随着全球城市化进程加速,城市内涝问题凸显,专利作为技术创新核心载体,在城市排涝工程应用中成为提升排涝效率、保障城市安全关键力量。 源头减排环节,透水铺装材料专利技术优化城市地表结构和雨水渗透能力,减少地表径流,且兼顾强度、耐久性和经济性,相关专利申请量年均增长率超15%。 雨水收集与传输阶段,智能排水管网监测与预警系统专利可精准评估管网运行、提前预警洪水风险;新型排水管材和非开挖修复技术专利,提升排水效率,减少施工影响。 末端排放阶段,泵站优化设计专利提高运行和能源利用效率;雨水净化处理和回用系统专利实现“排涝”与“利用”双赢,回用率可达60%以上。 科研人员等可通过科科豆等平台检索排涝技术专利信息。实际工程中需结合城市具体情况综合考量和优化方案,且应用专利技术需政策引导和资金支持。未来,排洪专利技术将朝着智能化、协同化、生态化方向发展,构建更安全、可持续的城市水系统。

引用来源:

国家专利局统计数据

某高校团队新型透水砖专利研究报告

某企业智能排水管网监测与预警系统应用案例

某水泵制造企业轴流泵叶轮优化专利技术说明

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