CN102587449A

CN102587449A - 一种雨水收集的方法及装置

Info

Publication number: CN102587449A
Application number: CN2012101026527A
Authority: CN
Inventors: 金康
Original assignee: YUNNAN TONGJIE ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING SYSTEM Co Ltd
Current assignee: YUNNAN TONGJIE ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING SYSTEM Co Ltd
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2012-04-10
Publication date: 2012-07-18

Abstract

一种雨水收集的方法：雨落管将屋面雨水引至散水沟，经收集管网，进入下凹绿地，硬化场地及路面的雨水引致下凹绿地；在下凹绿地及绿化地的下方设渗透层，渗透层中间设有渗透管网，渗透管网与蓄水池相连；雨水经土壤层和渗透层补充地下水；当下雨引起地下水位上升，雨水经渗透管网进入蓄水池，提供使用；蓄水池的水也可与城市中水管网连接。一种雨水收集的装置，在房屋设雨落管，雨落管连接至散水沟，散水沟连接至收集管网，收集管网连接至下凹绿地，硬化场地、绿化地及路面设下水通道，下水通道与下凹绿地连接，在下凹绿地及绿化地的土壤层下方设有渗透层，渗透层中间设有渗透管网，渗透管网与蓄水池相连。本发明设计合理、方法简单，目标多样，使用和维护成本低，使用寿命长。

Description

一种雨水收集的方法及装置

技术领域

本发明涉及城市雨水收集利用的方法及装置，具体是一种雨水收集的方法及装置。

背景技术

过去在城市建设中大多是单一考虑雨水引发洪涝的危害，主要采用沟渠将雨水及时排走，大量天赐之水被排到沟渠河流里。随着世界经济迅速发展，人口的飞快膨胀，缺水问题将对全球构成威协，水资源短缺是未来世界面临的巨大挑战。我国水资源虽位居第6位，但人均水资源仅为2400-2500m3，尚不足世界平均水平的1/4，耕地的平均水量也仅为世界平均水平的4/5，加上我国地域辽阔，水资源分布不均，我国很多城市处于缺水状态。但是大量的雨水资源却被白白流失浪费。城市面临洪涝灾害和水资源紧缺的双重挑战，针对雨水需要整体的、综合的、多目标的利用方式，既要防止洪涝的危害，又要尽量多的将雨水留住。雨水利用需要综合考虑城市防洪以及生态环境的改善等要求，目前主要建立包括屋面雨水集蓄系统，将雨水用作喷洒路面、灌溉绿地、蓄水冲厕等城市用水或铺设透水地面让雨水直接回渗地下，涵养地下水。这些措施目标单一，雨水集蓄系统的目的仅在于集蓄，而不考虑雨水回渗地下涵养地下水的问题，且收集的雨水较脏，不能直接使用，需要专门进行过滤处理，这将增大成本。采用透水地面的方法只能起到补充地下水有作用，当局部地下水饱和，将造成涝害，也不能回收利用。

发明内容

本发明的目的在于为将雨水资源化，针对现在有技术的不足之处而提供一种既能将雨水补充地下水，又能在雨水过多时自行将雨水过滤、收集的一种雨水收集利用的方法及装置。

本发明的技术方案：一种雨水收集的方法，其特征在于，具体步骤为：

a、用雨落管将屋面雨水引至散水沟，雨水经散水沟引向收集管网，进入下凹绿地，将硬化场地及路面的雨水引致下凹绿地；

b、在下凹绿地及绿化地的土壤层下方设有渗透层，渗透层中间设有由渗透管及管道组成的渗透管网，渗透管网与蓄水池相连；

c、雨水经土壤层和渗透层进入地下补充地下水；

d、当下雨引起地下水位上升至渗透层，水经渗透管网进入蓄水池，提供使用；

e、进入蓄水池的水与城市中水管网连接，集中提供使用。

步骤b所述的渗透管位于地下水位上方，所述的地下水位为当地年平均地下水的初见水位,所述的地下水位上方是指渗透层距地下水位的距离h1=30-100毫米。

步骤b所述的渗透管的表面积与土壤层面积的比例为0.5-0.8：1。

步骤b所述的渗透层为级配石、砂或鹅卵石中至少1种组成，渗透管网上方的渗透层的厚度h3 =150-300毫米，渗透管网下方的渗透层h2的厚度为h2 =150-300毫米。

步骤b所述的绿化地土壤层的厚度H≥100毫米。

步骤b所述的土壤层上种植绿化景观植物。

步骤d所述的提供使用是以蓄水池为中心就近提供使用，步骤e所述的集中提供使用是并入城市中水管网集中提供使用。

一种雨水收集的装置，在房屋设雨落管，雨落管连接至散水沟，散水沟连接至收集管网，收集管网连接至下凹绿地，硬化场地、绿化地及路面设下水通道，下水通道与下凹绿地连接，其特征在于，在下凹绿地及绿化地的土壤层下方设有渗透层，渗透层中间设有由渗透管和管道组成的渗透管网，渗透管网与蓄水池相连。

所述的渗透管网是由管道连接多根渗透管至蓄水池，渗透管网倾斜设置，倾斜角为α=3-5度，在渗透管网中至少有1根渗透管上设有通气管，通气管口高于土壤层表面。

所述的渗透管横截面为圆形、三角形或矩形，两端锥形，锥形口处由管道连接，渗透管由陶粒制成，其孔隙率40-80%。

现有雨水集蓄系统的目的在于集蓄，而不考虑雨水回渗地下涵养地下水的问题，且收集的雨水较脏，不能直接使用，需要专门进行过滤处理。采用透水地面的方法只能起到补充地下水有作用，当局部地下水饱和，将造成涝害。本发明的特点是当雨水较少时从屋面、硬化场地、路面及绿化地直接渗入地下，补充地下水；当雨水过多，使地下水位上升成为涝害时，过多的雨水将从通过渗透层和渗透管壁进入渗透管内，经渗透管网进入蓄水池，储存利用，蓄水池与市政雨水管网连接，当蓄水池中水过多时，可将雨水引向市政雨水管网，当需要时也可通过渗透管网补充地下水。进入渗透管内的雨水是经过渗透层和渗透管的过滤的清水。本发明是根据实际测量具体位置的正常的地下水位的初见水位设渗透层，渗透层的厚度与具体土壤层的透水性而设计。渗透管的孔隙率是根据当地年平均降雨量及最大降雨量设计，采用陶粒制备的渗透管孔隙率大，渗透率强，强度高，使用寿命长。渗透层是采用级配石层、砂或鹅卵石组成，渗透管位于渗透层中间，雨水经渗透层过滤后再进入渗透管可防止渗透管上的孔隙被阻塞，也使雨水再次过滤，封闭的渗透管网使进入的雨水全部是经土壤层和渗透层自然过滤，净化，可达到中水标准，不需使用任何用于净化的添加剂，降低了成本，避免了二次污染。本发明的土壤层厚度是根据种植的植物而确定，种植草地的土壤层可以较薄，种植植树木的土壤层则需要的较厚。本发明的渗透管网是由多根相互平行的渗透管连接至蓄水池，为使雨水能及时流向蓄水池，蓄水池进水口低于渗透管网，渗透管网倾斜设置，为使渗透管内雨水渗透和流动正常，本发明在渗透管网中的渗透管上设有通气管。本发明通过建立包括雨水收集和下渗等完整的雨水利用系统，保障地表水和地下水的健康循环和交换，间接地补充城市水资源；另一方面，通过净化之后的雨水，可以直接补充水资源用于非饮用水，使雨水资源化。当雨水过多时可及时排除，减少减缓洪涝灾害。雨水冲刷屋顶、路面等硬质铺装后，其污染比较严重，通过下凹绿地、土壤层、渗透层及渗透管等层层过滤，再利用或排到雨水管网或河流，起到拦截雨水径流和沉淀悬浮物的作用。本发明的土壤层可用于绿化，不占用土地。本发明设计合理、方法简单，目标多样，使用和维护成本低，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明结构示意图

图2是本发明渗透管及土壤层和渗透层的结构示意图

图中：（1）是雨落管、（2）是散水沟、（3）是下凹绿地、（4）是收集管网、（5）是渗透管网、（6）是绿化地、（7）是蓄水池、(8)是蓄水池出水口、（9）是通气管、（10）是渗透管、（11）是管道、（12）是渗透层、（13）是地下水位、（14）是土壤层。

具体实施方式

各实施方式的具体参数见表1，雨水收集的装置是在房屋设雨落管（1），雨落管连接至散水沟（2），散水沟连接至收集管网（4），收集管网连接至下凹绿地（3），硬化场地及路面设下水通道，下水通道与下凹绿地（3）连接，在下凹绿地（3）及绿化地（6）的土壤层（14）的厚度H≥100毫米, 下凹绿地表面低于收集管网50-200毫米，下凹绿地的土壤层厚度均为100-120毫米，下凹绿地种植草地或灌木，绿化地土壤层上种植绿化景观植物, 绿化地土壤层的厚度是根据绿化景观植物所需的土壤厚度而设计，种植草地，土壤层的厚度100毫米就可以了，种植乔木的土壤层需要300-500毫米，种植大树需要的土壤层为500-1000毫米。土壤层（14）下方设有渗透层（12），渗透层中间设有由多根渗透管（10）和管道（11）组成的渗透管网（5），渗透管网与蓄水池（7）相连, 蓄水池设有进水口和出水口（8），所述的渗透管(10)位于地下水位（13）上方，所述的地下水位为当地年平均地下水的初见水位,所述的地下水位上方是指渗透层距地下水位的距离h1=30-100毫米。所述的渗透层（12）为级配石、砂或鹅卵石中至少1种组成，渗透层的厚度是根据土壤层的透水性确定，渗透管网（5）上方的渗透层的厚度h3 =150-300毫米，渗透管网（5）下方的渗透层h2的厚度为h2 =150-300毫米。

所述的渗透管网（5）是由管道（11）连接多根渗透管（10）至蓄水池（7），所述的渗透管(10)的表面积与土壤层(14)面积的比例为0.5-0.8：1。蓄水池进水口低于渗透管网，渗透管网倾斜设置，倾斜角为α=3-5度，在渗透管网中的渗透管上设有通气管（9），根据渗透管孔隙率、渗透管网面积及最大降雨量等因素设计通气管的直径及数量，通气管口高于土壤层表面。渗透管（10）横截面为圆形、三角形或矩形，两端锥形，锥形口处由管道（11）连接，渗透管由陶粒制成，其孔隙率40-80%，渗透管（5）的孔隙率是根据当地年降雨量及最大降雨量等因素设计，根据渗透管的横截面形状及所述的渗透管的表面积与土壤层面积的比例值设计渗透管的具体尺寸和数量。

本发明的工作原理是用雨落管将屋面雨水引至散水沟，雨水经散水沟引向收集管网，再进入下凹绿地，硬化场地及路面的雨水引致下凹绿地，在下凹绿地及绿化地的土壤层下方设有级配石、砂或鹅卵石组成的渗透层，渗透层中间设有由渗透管及管道组成的渗透管网，渗透管网与蓄水池相连；雨水经土壤层和渗透层进入地下补充地下水，当雨水引起地下水位上升至渗透层，水渗透进入渗透管，通过渗透管网进入蓄水池，就近提供使用；也可将蓄水池的水并入与城市中水管网，集中提供使用。

表1

Claims

1.一种雨水收集的方法，其特征在于，具体步骤为：

用雨落管（1）将屋面雨水引至散水沟（2），雨水经散水沟引向收集管网（4），进入下凹绿地（3），将硬化场地及路面的雨水引致下凹绿地（3）；

在下凹绿地（3）及绿化地（6）的土壤层（14）下方设有渗透层（12），渗透层中间设有由渗透管（10）及管道（11）组成的渗透管网（5），渗透管网与蓄水池（7）相连；

雨水经土壤层和渗透层进入地下补充地下水；

当下雨引起地下水位上升至渗透层，水经渗透管网进入蓄水池（7），提供使用；

进入蓄水池的水与城市中水管网连接，集中提供使用。

2.根据权利要求1所述的一种雨水收集的方法，其特征在于，步骤b所述的渗透管(10)位于地下水位（13）上方，所述的地下水位为当地年平均地下水的初见水位,所述的地下水位上方是指渗透层距地下水位的距离h1=30-100毫米。

3.根据权利要求1所述的一种雨水收集的方法，其特征在于，步骤b所述的渗透管(10)的表面积与土壤层(14)面积的比例为0.5-0.8：1。

4.根据权利要求1所述的一种雨水收集的方法，其特征在于，步骤b所述的渗透层（12）为级配石、砂或鹅卵石中至少1种组成，渗透管网（5）上方的渗透层的厚度h3 =150-300毫米，渗透管网（5）下方的渗透层h2的厚度为h2 =150-300毫米。

5.根据权利要求1所述的一种雨水收集的方法，其特征在于，步骤b所述的绿化地土壤层（14）的厚度H≥100毫米。

6.根据权利要求1所述的一种雨水收集的方法，其特征在于，步骤b所述的土壤层（14）上种植绿化景观植物。

7.根据权利要求1所述的一种雨水收集的方法，其特征在于，步骤d所述的提供使用是以蓄水池为中心就近提供使用，步骤e所述的集中提供使用是并入城市中水管网集中提供使用。

8.根据权利要求1所述一种雨水收集的装置，在房屋设雨落管（1），雨落管连接至散水沟（2），散水沟连接至收集管网（4），收集管网连接至下凹绿地（3），硬化场地、绿化地（6）及路面设下水通道，下水通道与下凹绿地（3）连接，其特征在于，在下凹绿地（3）及绿化地（6）的土壤层（14）下方设有渗透层（12），渗透层中间设有由渗透管（10）和管道（11）组成的渗透管网（5），渗透管网与蓄水池（7）相连。

9.根据权利要求6所述的一种雨水收集的装置，其特征在于，所述的渗透管网（5）是由管道（11）连接多根渗透管（10）至蓄水池（7），渗透管网倾斜设置，倾斜角为α=3-5度，在渗透管网中至少有1根渗透管上设有通气管（9），通气管口高于土壤层表面。

10.根据权利要求5所述的一种雨水收集的装置，其特征在于，所述的渗透管（10）横截面为圆形、三角形或矩形，两端锥形，锥形口处由管道（11）连接，渗透管由陶粒制成，其孔隙率40-80%。