CN105804202A - 一种用于海绵城市的雨水处理可计量可调度的方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种应用于海绵城市的雨水处理可计量可调度的方法及系统，设置多个蓄水节点，所述蓄水节点根据所处的位置的不同分为不同的类别；所处的位置包含地面、或高于地面、或地下、或半地面；由中央处理控制服务器提供驱使蓄水节点向与之相同或不同类别的其他蓄水节点进行单向调度用水或双向调度用水的指令，和/或提供驱使蓄水节点向用水点供水的指令。本发明将海绵城市中的大量蓄水节点相互连接，确保其具有充裕的水源，并实现雨水在各个蓄水节点之间的调度，并保证各个用水点能够连续用水。另外，通过计量各蓄水节点的进出水量，使得雨水的经济价值可以被明确的计算。

Description

一种用于海绵城市的雨水处理可计量可调度的方法与系统

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别涉及一种用于海绵城市的雨水处理可计量可调度的方法与系统。

背景技术

当今中国正面临着城市雨洪、城市内涝、雾霾污染、水系污染、水资源短缺、地下水位下降、地下水枯竭、水生物栖息地丧失等一系列严重生态问题。由于屋面、道路、地面等设施建设导致的下垫面硬化，70%－80%的降雨形成径流，仅有20%－30%的雨水能够入渗地下，破坏了自然生态本底，破坏了自然“海绵体”，导致逢雨必涝、遇涝则瘫、城里看海和雨后即旱、旱涝急转、逢旱则干、热岛效应，带来了水生态恶化、水资源紧缺、水环境污染、水安全缺乏保障等一系列问题。北方城市几乎“有河皆枯”，南方城市几乎“有水皆污”。

海绵城市是希望建立的城市像“海绵”一样很有“弹性”，当城市里下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，当需要时把蓄存的水“释放”并加以再利用造福人类。

由于传统的城市开发斩断了雨水的自然循环路线，造成雨水资源流失、径流污染增加、城市内涝灾害频发等一系列问题，目前关于海绵城市建设技术探讨主要集中在削减雨水峰值流量，降低内涝风险，以泄洪为主，更改城市地下透水性为主，使雨水能够自然下渗到地下含水层。但并未真正做到雨水的资源化。

随着城市人口的不断涌入，城市的供水负荷将急剧增加，就会造成更多的地下水被过度开采，另外数据表明，每年的全国淡水资源在不断减少，水资源将面临匮乏。而雨水作为一种天然的淡水资源，可以是自来水的一个重要补充替代。传统的雨水回用，一般是局部性的建设，雨水具有间歇式，常常无法连续供给，给用水点带来困扰，也造成了建设投资大，但是实用性却不高的问题，使得雨水回用投资价值不大。

发明内容

本发明提出一种应用于海绵城市的雨水处理可计量可调度的方法及系统，能够解决雨水的调度、计量的问题。

在海绵城市中，雨水蓄水节点的建设较为密集，本发明将蓄水节点相互连接（或将其与大的湖泊、河流或与处理后的污水连通），确保各个蓄水节点具有充裕的水源，并实现对雨水在各个蓄水节点之间的调度，保证各个用水点能够连续用水。另外，可以计量各蓄水节点的水量输出及输入，使得雨水的经济价值可以被明确的计算。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种用于海绵城市的雨水处理可计量可调度系统，其中包含：

通过输水的管路相应连通的多个蓄水节点，所述蓄水节点根据所处的位置的不同分为不同的类别；所处的位置包含：地面、或高于地面、或地下、或半地面；所述的半地面，是指构成蓄水节点的设备一部分低于地面，另一部分露在地面上；

所述系统还通过设置中央处理控制服务器，来提供驱使一个或多个被指定的蓄水节点向与之相同或不同类别的至少另一个被指定的蓄水节点进行单向调度用水或双向调度用水的指令，和/或提供驱使从一个或多个被指定的蓄水节点向一个或多个被指定的用水点供水的指令。

优选地，所述的蓄水节点包含三类：建筑物楼上的蓄水池、建筑物地下室的地下室调节水池、建筑物外的区域调节水池；其中，每个所述建筑物楼上的蓄水池与至少一个所述地下室调节水池相连，且每个所述地下室调节水池与至少一个所述区域调节水池相连。

所述计量设备将检测数据发送至与之信号连接的中央处理控制服务器，由所述中央处理控制服务器对各个计量节点的进水量和/或出水量进行分析统计，或价值计算，或由中央处理控制服务器输出控制该计量节点后续进水量和/或出水量的指示。

优选地，每个所述蓄水节点设有检测该蓄水节点内水位的传感控制器，所述传感控制器将检测数据发送至与之信号连接的中央处理控制服务器进行分析，由所述中央处理控制服务器根据分析结果输出控制该蓄水节点进水或出水的指示。

优选地，所述蓄水节点之间的管路上和/或所述蓄水节点与用水点之间的管路上，各自设有受控装置与所述中央处理控制服务器信号连接；中央处理控制服务器向受控装置发出的指示，驱使收到指示的受控装置对其所在的管路进行水流的开关或调节动作。

优选地，第一位置点的地势或水位高于第二位置点的地势或水位，在第一位置点与第二位置点相连的管路处配备有提升水泵和旁通管，从第一位置点调度的水通过旁通管直接流到第二位置点，从第二位置点调度的水通过提升水泵动力抽水到达第一位置点；

其中，所述第一位置点是任意一个蓄水节点，或蓄水节点的补充水源，或用水点；所述第二位置点是与第一位置点不同的任意另一个蓄水节点，或蓄水节点的补充水源，或用水点。

优选地，多个联接节点之间连接形成环形式、或星形式、或串联式、或组合式，所述组合式结合了环形式、星形式、串联式中的一种或多种形式；

任意一个联接节点和与之相邻连接的另一个联接节点，是两个相同或不同类别的蓄水节点，或者分别是蓄水节点及其补充水源，或者分别是蓄水节点与用水点。

优选地，每个所述蓄水节点的补充水源，是以下的任意一种水源或其任意组合：

每个所述蓄水节点的补充水源，是以下的任意一种水源或其任意组合：

雨水收集系统从屋顶或绿化带或路面收集的雨水；

落入蓄水节点的雨水；

落到蓄水节点附近位置并由雨水收集系统收集的雨水；

相同或不同类别的至少一个其他蓄水节点的调度用水；

邻近蓄水节点的地表水、或泳池水、或景观水；

达到回用标准的未处理的污水，或者由蓄水节点自身设置的污水处理装置或由与蓄水节点相连的外部污水处理系统进行污水处理后达标的回用水；

自来水。

优选地，所述建筑物楼上的蓄水池设有雨水净化装置，雨水净化装置与屋面雨水收集系统相连获得收集的屋顶雨水进行净化处理及存储，与地下室调节水池相连实现调度补水，并通过中水回用管网系统与用水点相连进行供水；

或者，所述建筑物楼上的蓄水池没有设置雨水净化装置；屋面雨水收集系统与地下室调节水池相连来输送收集的屋顶雨水，所述地下室调节水池通过连接位于地下室的雨水净化装置对雨水进行净化处理后，通过中水回用管网系统与用水点相连进行供水。

本发明的另一个技术方案是提供一种用于海绵城市的雨水处理可计量可调度方法，使用上述任意一种系统实现。

优选地，中央处理控制服务器分别与以下的传感控制器信号连接，包含：

分别检测建筑物楼上的蓄水池内高、中、低液位的第一、第二、第三传感控制器；分别检测地下室调节水池内高、低液位的第四、第五传感控制器；分别检测区域调节水池内高、低液位的第六、第七传感控制器；

所述第一传感控制器向中央处理控制服务器发出高液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述建筑物楼上的蓄水池开始向地下室调节水池输水的指示，直到所述建筑物楼上的蓄水池内的水位不能维持在高位时停止输水；

所述第三传感控制器向中央处理控制服务器发出低液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述地下室调节水池开始向建筑物楼上的蓄水池输水的指示，直到第二传感控制器向中央处理控制服务器发出中液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述地下室调节水池停止向建筑物楼上的蓄水池输水的指示；

所述第四传感控制器向中央处理控制服务器发出高液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述地下室调节水池向区域调节水池或其他相邻地下室调节水池输水的指示；

所述第五传感控制器向中央处理控制服务器发出低液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述地下室调节水池从区域调节水池或其他相邻地下室调节水池获得输水的指示；

所述第六传感控制器向中央处理控制服务器发出高液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述区域调节水池向地下室调节水池或其他相邻区域调节水池输水的指示；

所述第七传感控制器向中央处理控制服务器发出低液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述区域调节水池从地下室调节水池或其他相邻区域调节水池获得输水的指示。

与现有技术相比，本发明中大量的雨水蓄水节点都相互连接起来，并通过中央处理控制服务器统一调度，实现雨水可资源化的基础，每个城市每年的雨水量可以作为这个城市供水的一个重要补充，部分替代自来水的功能，减少自来水的使用，并减少地下水的开采。每个雨水蓄水节点相当于一个小型自来水厂功能，为城市增加水源供给。

在雨水蓄水节点的设点方面，除了房屋屋顶雨水收集，还有建筑物地面等的雨水收集；在市政绿化带用水多的地方也可以就近设置多个雨水蓄水节点。小区景观水同样可以作为有效的水源补充，在循环净化后接入系统的蓄水节点进行利用。另外，附近河流、湖泊、水塘等地表水，城市杂用水，循环冷却水，泳池排放水、景观水等其中的一种或多种，都可以作为本发明系统中对雨水蓄水节点的水源补充。

同时，还可以考虑将城市生活污水处理后的中水也作为一部分的水源补给。生活污水每个小区、办公楼都有，只需要在小区设立一个生活污水处理回用点，就可以不断作为冲厕、绿化使用，可以共用雨水回用系统，可以减少城市自来水厂和城镇污水厂的双重负荷，同时减少城市市政管网的投资建设。

当然，也可以把城市生活污水处理前的污水，通过为本发明的系统同时串联和/或并联部署“污水处理装置的成套设备”，也作为接入蓄水节点的一种水源补给方式，就无需使用生活污水处理后的中水，而是使得本发明的系统可以直接处理城市生活污水。

由于本发明还可以在每个雨水蓄水节点的进出管道上装设计量设备，可以统计整个雨水回用系统的输出量，从而可能实现投资回报率的计算，为海绵城市PPP项目投资雨水处理可调度可计量系统，提供了新的商业模式和可行性，其收益可以类比投资水厂的收益。

附图说明

图1是本发明在屋顶设置雨水净化装置时的管路示意图；

图2是本发明中雨水净化装置的进出水管示意图；

图3是本发明中地下室调节水池的进出水管示意图；

图4是本发明中区域调节水池的进出水管示意图；

图5是本发明中雨水净化装置的一种结构示意图；

图6是本发明中雨水净化装置的另一种结构示意图；

图7是本发明的中央处理控制服务器的连接关系示意图；

图8是本发明中雨水处理可计量可调度系统的示意图；

图9是本发明在地下室设置雨水净化装置时的管路示意图；

图10是本发明中将其他可回用水作为水源补充时的管路示意图；

图11是本发明中地下室调节水池一对多连接方式的示意图；

图12是本发明中区域调节水池一对多连接方式的示意图；

图13是本发明中不同水位间雨水调度的示意图；

图14是本发明中区域调节水池的水源补充的示意图；

图15是本发明中多个区域调节水池环形连接的示意图；

图16是本发明中多个区域调节水池串联连接的示意图；

图17是本发明中多个区域调节水池星形连接的示意图；

图18是本发明中多个区域调节水池组合式连接的示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的一些具体实施方式。

实施例1

如图1所示，是本发明所述雨水处理可计量可调度系统的一个示例，其中包含：屋面雨水收集系统101，雨水净化装置102，中水回用管网系统103，至少一个地下室调节水池104，至少一个区域调节水池105，以及中央处理控制服务器。

所述屋面雨水收集系统101，可以是现有的屋顶雨水收集装置中的任意一种；它的主要作用是收集屋面雨水，并输送至一个蓄水池。该蓄水池可以设置于建筑物的顶层（也可以根据实际应用情况将其设置到建筑物内的其他任意楼层，通常在较高的楼层），因而，其中的蓄水无需再经过提升泵等装置就可以输送到较低位置的用水点或地下室调节水池104，有效降低输水时的能耗。

如图2所示，本例中的雨水净化装置102与该蓄水池为一体化设置，无需在屋顶另外配置其他储水装置，充分发挥了一体化雨水净化装置本身的储水功能，节约了占地和设备成本。所述雨水净化装置102设有通过屋顶雨水进水口201与屋面雨水收集系统101相连的管路，通过地下雨水补水口206与地下室调节水池104相连的管路，通过净化水出水口205与中水回用管网系统103相连的管路，以及通过排污放空口207与建筑物排水系统相连的管路。参见图1、图8所示，收集的屋顶雨水，经过所述雨水净水装置102处理以后，可以通过中水回用管网系统103直接送至每个用水点（包含但不限于建筑物内的冲厕、杂物清洗用水，建筑物周边的绿化、景观用水等）；根据不同的情况，雨水净化装置102所在的蓄水池与地下室调节水池104之间，可以被设置为单向连通或双向连通，实现单独由前者向后者补水，或者单独由后者向前者补水，或者根据需要选择由前者向后者补水或由后者向前者补水。

所述雨水净化装置102可以采用简易的过滤消毒，或者可以采用加药絮凝沉淀过滤消毒等类似自来水出水标准的水处理工艺。本例中使用的雨水净化装置102是一种集过滤、消毒为一体的净化装置，所采用的过滤介质首选是纤维滤布，具有质量轻，过滤阻力小，设备高度低等优点。该雨水净化装置102不需单独储备反冲洗水，可以实现连续过滤，进一步减少设备成本和占地面积。如图5、图6所示是雨水净化装置102使用纤维过滤设备的两个示例。

如图3所示，所述地下室调节水池104设有通过补水进水口301与区域调节水池105相连的管路，可以通过该补水进水口301（或另外设置的进水口）与建筑物周围绿化带、路面等处的雨水收集系统相连，通过出水口302与位于建筑高层的蓄水池（本例中即一体化的雨水净化装置102）相连的管路，通过放空口303与地下排水设施相连的管路。所述的地下室雨水调节池104是实现雨水可储存，可调度的重要一环，参见图1、图8所示，其不仅可以储存来自屋顶的雨水，储存由区域调节水池105、绿化带/地面等雨水收集系统、相邻的其他地下室调节水池等处调度过来的雨水；反之，在需要时也可以向建筑物楼上的蓄水池（一体化的雨水净化装置102）、区域调节水池105、相邻的其他地下室调节水池调度补水，或者还可以直接向各用水点供水。

如图4所示，所述区域调节水池105，其水源的来源可以是收集的地面雨水，或者附近的河流、湖泊、水沟等地表水，或者与之相邻的其他区域调节水池；每个区域调节水池105单独地或结合地使用上述这些水源中的一种或多种。所述区域调节水池105至少设有通过出水口403与所述地下室调节水池104相连的管路；此外，可以进一步设置通过至少一个补水进水口401与地表水和/或其他区域雨水调节水池相连用于进水的管路，通过区域调度出水口402与其他区域雨水调节水池相连用于出水的管路，以及通过放空口404与排水设施相连的管路，或另外通过其他的出水口与景观绿化等地面的用水点相连的管路，让区域内所收集的雨水充分发挥其利用价值。在实际需要时，还可以进一步为雨水净化装置102所在的蓄水池、地下室调节水池104、区域调节水池105各自设置自来水补水的进水口。

在相应连通建筑物楼上的蓄水池（一体化的雨水净化装置102）、地下室调节水池104、区域调节水池105及各用水点等设施的输水管路上，根据应用需要设置有受控装置，能够根据中央处理控制服务器发送的指令进行动作，对管路中水流实现开、关或调节等相应控制。所述的受控装置包含但不限于泵、阀等，可以基于本领域的知识来选择合适的器件。

作为示例，配合参见图2~图4所示，在所述地下室调节水池104向雨水净化装置102补水的管路上，装设有提升泵，并在该提升泵后配置有连通至地下室调节水池104的补水进水口301的旁通管，在该旁通管上安装有可远程控制的电动阀。而在所述地下室调节水池104分别与其他相邻地下室雨水调节水池、区域调节水池105、建筑物周围绿化带/路面的雨水收集系统、地下排水设施、各用水点相连的管路上，可以各自设置可远程控制的电动阀。

类似的，在所述区域调节水池105的区域调度出水口402设有提升泵，在该提升泵后设置有连通至该区域调节水池105的补水进水口401的旁通管，在该区域调节水池105通过补水进水口401与地表水或其他区域雨水调节水池相连的管路上装有可远程控制的电动阀。而在所述区域调节水池105分别与地下室调节水池104、排水设施相连的管路上，各自设有可远程控制的电动阀。

为了检测雨水净化装置102所在蓄水池、地下室调节水池104、区域调节水池105的各自水量，可以在池内分别设置液位的传感检测装置，将其各自采集的检测数据远程发送给中央处理控制服务器；如图7所示，所述中央处理控制服务器在对采集的检测数据进行分析处理后，向相应的受控装置（电动阀、提升泵等）发出控制指令使其动作，实现对雨水合理的调度支配作用。

一个具体的示例中，通过检测所述雨水净化装置102所在蓄水池、地下室调节水池104、区域调节水池105内的水位，来控制相应电动阀、提升泵等的开关调节。为此，在所述雨水净化装置102所在蓄水池内，装有分别检测高、中、低液位的传感控制器202、203、204；在所述地下室调节水池104内，装有高、低液位的传感控制器305和306；在所述区域调节水池105内，装有高、低液位的传感控制器405和406。通过这些传感控制器可以实时掌控各个池内的储水情况，独立地对各个水池相关的泵阀进行开关调节的控制；或者，进一步地，将这些传感控制器都与中央处理控制服务器分别信号连接，则可以通过中央处理控制服务器帮助制定更合理的、在水池之间进行调度的方案，从而应对更多的突发情况。

本发明提供的一种雨水处理的调度方法中，当降雨量不足时，建筑物内的每日用水量将大于雨水收集量，雨水净化装置102所在蓄水池内的水位会逐渐降低：当水位达到低位时，低位检测的传感控制器204向中央处理控制服务器发出提示，中央处理控制服务器启动安装在所述地下室调节水池104出水口302处的补水提升泵，将地下室调节水池104内的未经处理的雨水输入至雨水净化装置102，使其水位逐渐上升；当雨水输入至雨水净化装置102所在蓄水池并使其水位达到中位时，中位检测的传感控制器205发出提示，使中央处理控制服务器给出停止该补水提升泵的指令。

随着向雨水净化装置102补水，地下室调节水池104内的水位会逐渐下降；当地下室调节水池104多次向雨水净化装置102补水而又得不到其他水源补充时，地下室调节水池104内的水位会逐渐降低至到达低位时，其中低位检测的传感控制器306会给出提示，中央处理控制服务器给出启动地下室调节水池104补水进水口301处进水电动阀的指令。该进水电动阀开启后，由于地下室调节水池104位置低于区域调节水池105（由中央处理控制服务器根据附近的区域调节水池105内传感控制器所反馈的液位情况，与地下室调节水池104内的液位做比较，当区域调节水池105内水位绝对标高高于地下室调节水池104内水位绝对标高时），此时无需采取其他操作，区域调节水池105内的蓄水会自流进入地下室调节水池104内使其水位逐渐上升；当地下室调节水池104内的水位达到高位时，高位检测的传感控制器305会发出提示，中央处理控制服务器给出关闭该进水电动阀的指令，完成地下室调节水池104从区域调节水池105补充雨水的过程。

当遇到旱季，降雨量严重不足，导致得不到区域雨水及其他地下室的补水时，在地下室调节水池104的进水电动阀开启一定时间以后，该调节池内水位将依旧维持在低位，此时可以开启该地下室调节水池104的自来水补水电动阀。

当降雨量充足时，雨水收集量会短时间内大于建筑物内用水量，此时雨水净化装置102中的水位会逐渐上升，最终水位会超过雨水净化装置102的中位，达到高位，此时高位检测的传感控制器会发出提示，中央处理控制服务器开启安装在地下室调节水池104的补水提升泵旁通管上的电动阀，这样雨水净化装置102中所收集的雨水会从地下雨水补水口206流出，沿着补水管，通过旁通管的电动阀，流进地下室调节水池104内；当降雨停止后，雨水净化装置102内的水位将与其地下雨水补水口206持平，一旦该水位不能维持在高位，就控制该旁通管上的电动阀关闭。

当某一城区内出现局部降雨量过大时，区域调节水池105内的水位会逐渐升高，当达到设定的高位时，其中的蓄水可自流至地势较低处的其他区域雨水调节水池；如果该区域调节水池105本身就处于地势低洼处时，则可通过水泵等动力提升装置，将多余的可能产生洪涝灾害的雨水提升至其他降雨量小的区域雨水调节水池。

当遇到罕见大降雨量时，可在降雨来临前，由根据预测将要产生的降雨量进行控制，适当地将降雨覆盖区域的区域调节水池105的储水调度至该区域的地下室调节水池104以及非降雨区或降雨量较少的其他区域雨水调节水池，以提高城市区域雨水池的调蓄功能，避免或减少短时过量雨水产生的城市内涝，减少可能因降雨量过大而产生的经济损失和可能产生的安全因素。

优选地，是使地下室调节水池104的最高水位低于区域调节水池105设定的最低水位，这样方便区域调节水池105的雨水自流至地下室调节水池104，减少雨水多次提升，降低能耗，减少设备成本和运营成本。即使当区域调节水池105的地势（或水位）较地下室调节水池104的地势（或水位）低，以致区域调节水池105的雨水无法自流至地下室调节水池104时，也可以在区域调节水池105的出水管上安装水泵等动力提升装置，确保雨水的可调度，保证地下室调节水池104所需补充水源。

并且，图13所示在不同水位之间的调度方式，不局限于上述区域调节水池105与地下室调节水池104之间，实际可以应用在任意两个水池之间的调度，如相邻的区域调节水池105之间、相邻的地下室调节水池104之间，实现两个水池之间的单向调度或双向调度。或者，还应用在不同地势的水池之间，或任意一个水池与用水点之间，等等。

实施例2

除了通过上文提及的液位传感检测方式之外，中央处理控制服务器还可以设定其他的参数阈值，例如在规定的日期、季节等条件下，设计对各个水池的调度水量；又例如，通过判断水量补充时的输水时间是否达到设定时间，形成开启或关闭相应泵阀的指示。

此外，本例中还提供了另一种帮助中央处理控制服务器了解各个水池内水量，进行雨水调度的方式。本例中，可以为流入或流出雨水净化装置102所在蓄水池、地下室调节水池104、区域调节水池105、用水点等各个节点的管路（实际可能仅选择其中的一些管路），分别设置计量设备来检测相应节点的进/出水量的情况，并远程地向中央处理控制服务器发送检测的计量数据。

例如，在地下室调节水池104的补水进水口301和出水口302上分别装有计量水表；在所述区域雨水蓄水池105的补水进水口401、出水口402、403分别装有计量水表。在所述雨水净化装置102所在蓄水池，与屋面雨水收集系统101相连的管路，与中水回用管网系统103相连的管路，与地下室调节水池104相连的管路上，可以分别装设有计量水表；所述中水回用管网系统103也可以为每一个用水点的入户管路上，装有计量水表。

通过单独分析计量设备的数据，或结合分析传感检测设备的数据，中央处理控制服务器可以清楚地了解雨水作为城市水源补充的具体情况，获知各个水池的雨水储量情况、计量建筑物的缺水及补水情况、中水回用系统的可用雨水量、实际用水情况、雨水利用率情况，反映出所在地区的降雨情况，实现区域间雨水的调度统计和分析等等，从而控制相应的受控装置进行开关调节，来实现雨水的合理调度。更进一步地，中央处理控制服务器根据对某些节点向另一些节点输水量的计量分析，可以参照自来水计量收费的方式，对节点获得的雨水进行计费，从而使得雨水的经济价值可以被明确的计算，有利于PPP（公共私营合作制）模式的开展。

实施例3

本发明中可以对回用水有不同的接口方式，如图9所示，与图1的示例相比，本例中的雨水净化装置102与建筑物楼上的蓄水池107不是一体化设置，而是将雨水净化装置102安装在地下室。具体的，收集的屋顶雨水先流入地下室调节水池104再通过雨水净化装置102处理（或者先流入雨水净化装置处理再进入地下室调节水池，图中未示出），之后接到中水回用管网系统103的用水点（如建筑物周边的绿化、景观用水等）；同时，还通过水泵等提升装置将净化处理后的雨水输送至建筑楼内顶层（高层）的蓄水池107，输送到与蓄水池107通过中水回用管网系统103相连的用水点（建筑物内的冲厕、杂物清洗用水等）。对于受控装置、计量设备、传感检测设备等的设置，都可以参照前述实施例1、2中的记载。

本发明中对雨水净化装置的设置不做限制，如有必要，可以在每个蓄水节点（蓄水池、地下室调节水池、区域调节水池等）内部分别加装雨水净化装置，或者在蓄水节点之后和/或用水点之前加装雨水净化装置等等。

进一步地，类似于对雨水的利用，本发明的系统还可以实现对处理后的污水的利用。如图8、图10所示，小区生物污水处理后的回用水、小区建筑物杂排水、小区或城市污水处理厂的出水、相对洁净的工业排水等都可以接入到邻近的蓄水节点（区域调节水池105、地下室调节水池104、建筑物楼上的蓄水池107等），作为整个系统的水源补充。可以将雨水与接入的处理后污水分别存储在不同的蓄水节点，或存储在同一节点内被隔开的不同腔室，也可以将雨水与处理后污水混放在一起，共同使用本发明的系统向各个其他蓄水节点、各个用水点输送，实现对处理后污水的调度计量。

甚至是，假如某些用水点的生活污水较为清洁（如洗手池废水等），则可以不使用污水系统排放，而是在没有进行污水处理前就直接收集到邻近的蓄水节点中（优选是接入到与雨水、处理后污水隔开的不同腔室），经过蓄水节点设置的污水净化系统处理后进入本发明的系统，实现就地的循环处理利用。

实施例4

图1、图9等示出一个地下室调节水池104与一个建筑楼内蓄水池相连，一个地下室调节水池104与一个区域调节水池105相连的示例。本例中则提供本发明所述系统中连接蓄水节点的其他一些方式。

如图11所示，当一个或多个建筑自身不方便建设地下室调节水池时，可根据建筑的汇水面积，在适当的地方建设共用的地下室调节水池104，使这个共用的地下室调节水池104与多个建筑物楼上的蓄水池（蓄水池107或一体化雨水净化装置102）相连；或者，还可以使多个地下室调节水池104相连，且共同接入连通一个或多个建筑楼内蓄水池的管路。

类似的，如图12所示，一个区域调节水池105可以与一个或多个地下室调节水池104，或者一个或多个建筑物楼上的蓄水池相连；也可以是，一些区域调节水池105相连，且共同接入到连通一个或多个地下室调节水池104的管路，或共同接入到连通一个或多个建筑楼内蓄水池的管路。

如图14所示，多个区域调节水池105中的一个或多个，都可以和与之邻近的河流等地表水相连，再与其他的区域调节水池串联或并联；也可以所有的区域调节水池105都不与地表水相连。如果设置了合适的输水管路（必要时配备提升装置），还可以将地表水与地下调节水池104或者建筑楼内蓄水池相连。

如图15~图18所示，多个区域调节水池105可以使用环形（图15）、串联（图16）、星形（图17）等方式进行连接，或者使用结合了环形、串联、星形中一种或几种方式的组合方式（图18）进行连接。类似地，多个地下室调节水池104也可以使用环形、串联、星形、组合方式相互连接。如果在建筑物屋顶之间有合适的连接结构，也可以根据需要将多个建筑楼高层的蓄水池进行类似的连接。或者，在不同种类的水池之间，或水池与用水点之间的连接，也都可以做类似的布局。

实施例5

结合上述实施例1~4的原理及示例，可以针对某个具体的小区或者园区，甚至一个城市的范围，进行大量蓄水节点的连接，实现雨水/处理后污水的调度及计量。

以上海市（不限于区，街道，小区为单位）为例，总面积约7,037.50平方公里，整年的降雨量大约800亿吨，按照10%的回收利用率，是80亿吨，平均每天是2191万吨。假设每个蓄水节点的平均蓄水是1000吨，则需要21910个点。

本发明在实施例1~4中提及的任意一种建筑楼内蓄水池、地下室调节水池、区域调节水池，都可以作为所述的蓄水节点；本发明可以将这21910蓄水节点像毛细管一样相互连接形成一个整体。其中，每一个单元组合包含一个建筑楼内蓄水池与至少一个地下室调节水池相连，进而与至少一个区域调节水池的连接。然而，并不限制在不同的单元组合中对某些同一类别的蓄水节点进行共用或串并联。中央处理控制服务器可以是服务器集群，集中布置在一个地点，或者分散地布置在与某些蓄水点邻近的位置。

相同或不同类别的蓄水节点之间，都可以根据实际需要进行单向调度用水或双向调度用水；地势高的蓄水节点和地势低的蓄水节点连接时，在地势高的蓄水节点管道处配有水泵和旁通管，这样，如果是地势高的蓄水节点要调度用水到地势低的蓄水节点，就可以直接通过旁通管自然流过去；如果是地势低的蓄水节点要到地势高的蓄水节点，则可以通过水泵动力抽水。在水位高低不同的蓄水节点之间，可以通过类似的方式进行调水。

区域调节水池可沿城市道路布置，这样可以方便地收集道路雨水收集系统所收集的雨水，如果道路本身有一定的坡度，沿道路布置的区域调节水池也会呈一定的高度差，如果地势高一端的区域调节水池水位超过设定的溢流水位时，超过的雨水可自动溢流至地势低端处，这样可以逐级减少地势低端处汇集的雨水量，另外区域调节水池可与道路两侧建筑物地下室调节水池连接，这样截留下来的雨水可补充到这些地下室调节水池中，这样即可以减少雨水可能带来的洪涝灾害，大幅度减轻地面积水，同时还可以充分发挥雨水的可利用价值。

在地下室调节水池、屋顶雨水净化装置、屋顶雨水收集系统、中水回用管网系统等，可根据建筑高度，建筑形式采用恰当的连接方式，参考现有的建筑给水方式，比如，上行下给式，下行上给式，上行分级式，下行分级式等等，尽量做到节能优化。

在用水点上，针对办公楼、居民楼的雨水回用设计，可以直接给厕所冲水马桶配设管线，并给每户厕所配置一个雨水水龙头开关，用于拖地等杂物清洗；针对小区绿化，可以直接在地下雨水回用系统开设一个管路用于灌溉绿化。

当区域调节水池附近有天然或者人工河流、湖泊、水塘时，区域调节水池可考虑采用就近河流、湖泊、水塘中的地表水作为补充水源，这样可以更充分发挥河流、湖泊、水塘的调蓄功能。当区域调节水池附近有游泳池时，可以采用泳池的更换水作为补充水源的一种；当区域调节水池附近有景观水时，可以采用景观水作为补充水源的一种，同时，净化处理完的雨水也可以用作景观水，这样都可以提高水资源的重复利用率，同时也可以适当减少城市自来水用水量。

以工业园区为例（不限于工业园区、普通居民小区、高档小区等建筑群密集地方）。工业园区的景观水可以和雨水储存结合，将区域调节水池设立在景观河道边，景观池底使用特殊材料如砾石等，使池中的雨水自然下渗并汇入地下水实现过滤作用，通过相连的管路接入区域调节水池。

根据工业园区面积情况，可以围绕景观河流周边设置1-2个大型区域雨水蓄水节点。在暴雨或降水量丰厚的情况下，还可以把多余的雨水导入相连的其他蓄水节点，或供用户点使用。在楼盘较为密集区域之间设立地下室调节水池，每个建筑内分别设立蓄水池与地下室调节水池相连。园区所有绿化带均可以主要采用蓄水节点收集、存储的雨水来灌溉，必要时或采用雨水与补水水源，如雨水加小区景观水灌溉，或者雨水、景观水加自来水的方式。

本发明的系统及方法，在可以用到雨水的用水点上布置管线，使雨水局部替代自来水的功能，减少自来水的使用，及增加了多样化的城市水源自然补给。使每个蓄水节点之间可以调度，实现对雨水的充分利用，并使每个雨水的蓄水节点成为和自来水一样方便且水源充足，与景观水或者河流等敞开式大的地表水连接，为雨水的水源提供充裕的保障。

小区中的生活污水等经过一体化污水处理设备处理完达到回用标准时，可以和处理后的雨水一同储存在蓄水节点，用于冲厕和绿化，这样做的益处是，可以减少城镇污水厂的处理负荷，同时可以作为较为稳定的回用系统水的补充，减少自来水的使用，减少城市污水管网的投入建设，降低水环境负荷，实现水资源的可持续化。

本发明中在适当的位置装有液位检测的传感控制器、提升泵等受控装置，并可以在每个蓄水节点的进出水管道上都加装水量的计量设备。所有节点的计量设备及传感控制器的检测数据、受控装置的工作状态等数据，都能够以一定的方式传送至中央处理控制服务器，由中央处理控制服务器根据接受的信号做出分析并发出相应的指令至需要动作的装置。所有的蓄水节点的进出水量数据，都传输到后台的中央处理控制服务器进行统一分析，可以起到不同水池、水源之间的智能调度作用，并可以计量水量，使雨水可以和自来水一样，对其经济价值实现计量。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于海绵城市的雨水处理可计量可调度系统，其特征在于，包含：

通过输水的管路相应连通的多个蓄水节点，所述蓄水节点根据所处的位置的不同分为不同的类别；所处的位置包含：地面、或高于地面、或地下、或半地面；

所述系统还通过设置中央处理控制服务器，来提供驱使一个或多个被指定的蓄水节点向与之相同或不同类别的至少另一个被指定的蓄水节点进行单向调度用水或双向调度用水的指令，和/或提供驱使从一个或多个被指定的蓄水节点向一个或多个被指定的用水点供水的指令。

2.如权利要求1所述的雨水处理可计量可调度系统，其特征在于，

所述的蓄水节点包含三类：建筑物楼上的蓄水池、建筑物地下室的地下室调节水池、建筑物外的区域调节水池；其中，每个所述建筑物楼上的蓄水池与至少一个所述地下室调节水池相连，且每个所述地下室调节水池与至少一个所述区域调节水池相连。

3.如权利要求1所述的雨水处理可计量可调度系统，其特征在于，

在每个计量节点进水和/或出水的管路上，分别设有检测该计量节点进水量和/或出水量的计量设备；所述计量节点包含被指定的一个或多个蓄水节点，或被指定的一个或多个用水点；

所述计量设备将检测数据发送至与之信号连接的中央处理控制服务器，由所述中央处理控制服务器对各个计量节点的进水量和/或出水量进行分析统计，或价值计算，或由中央处理控制服务器输出控制该计量节点后续进水量和/或出水量的指示。

4.如权利要求1所述的雨水处理可计量可调度系统，其特征在于，

每个所述蓄水节点设有检测该蓄水节点内水位的传感控制器，所述传感控制器将检测数据发送至与之信号连接的中央处理控制服务器进行分析，由所述中央处理控制服务器根据分析结果输出控制该蓄水节点进水或出水的指示。

5.如权利要求1~4中任意一项所述的雨水处理可计量可调度系统，其特征在于，

所述蓄水节点之间的管路上和/或所述蓄水节点与用水点之间的管路上，各自设有受控装置与所述中央处理控制服务器信号连接；中央处理控制服务器向受控装置发出的指示，驱使收到指示的受控装置对其所在的管路进行水流的开关或调节动作。

6.如权利要求1或2所述的雨水处理可计量可调度系统，其特征在于，

第一位置点的地势或水位高于第二位置点的地势或水位，在第一位置点与第二位置点相连的管路处配备有提升水泵和旁通管，从第一位置点调度的水通过旁通管直接流到第二位置点，从第二位置点调度的水通过提升水泵动力抽水到达第一位置点；

其中，所述第一位置点是任意一个蓄水节点，或蓄水节点的补充水源，或用水点；所述第二位置点是与第一位置点不同的任意另一个蓄水节点，或蓄水节点的补充水源，或用水点。

7.如权利要求1或2所述的雨水处理可计量可调度系统，其特征在于，

多个联接节点之间连接形成环形式、或星形式、或串联式、或组合式，所述组合式结合了环形式、星形式、串联式中的一种或多种形式；

任意一个联接节点和与之相邻连接的另一个联接节点，是两个相同或不同类别的蓄水节点，或者分别是蓄水节点及其补充水源，或者分别是蓄水节点与用水点。

8.如权利要求6或7所述的雨水处理可计量可调度系统，其特征在于，

每个所述蓄水节点的补充水源，是以下的任意一种水源或其任意组合：

雨水收集系统从屋顶或绿化带或路面收集的雨水；

落入蓄水节点的雨水，或落到蓄水节点附近位置并由连接蓄水节点的雨水收集系统所收集的雨水；

相同或不同类别的至少一个其他蓄水节点的调度用水；

邻近蓄水节点的地表水、或泳池水、或景观水；

达到回用标准的未处理的污水，或者由蓄水节点自身设置的污水处理装置或由与蓄水节点相连的外部污水处理系统进行污水处理后达标的回用水；

自来水。

9.如权利要求2所述的雨水处理可计量可调度系统，其特征在于，

所述建筑物楼上的蓄水池设有雨水净化装置，雨水净化装置与屋面雨水收集系统相连获得收集的屋顶雨水进行净化处理及存储，与地下室调节水池相连实现调度补水，并通过中水回用管网系统与用水点相连进行供水；

或者，所述建筑物楼上的蓄水池没有设置雨水净化装置；屋面雨水收集系统与地下室调节水池相连来输送收集的屋顶雨水，所述地下室调节水池通过连接位于地下室的雨水净化装置对雨水进行净化处理后，通过中水回用管网系统与用水点相连进行供水。

10.一种用于海绵城市的雨水处理可计量可调度方法，使用权利要求2的系统，其特征在于，

中央处理控制服务器分别与以下的传感控制器信号连接，包含：

分别检测建筑物楼上的蓄水池内高、中、低液位的第一、第二、第三传感控制器；分别检测地下室调节水池内高、低液位的第四、第五传感控制器；分别检测区域调节水池内高、低液位的第六、第七传感控制器；

所述第一传感控制器向中央处理控制服务器发出高液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述建筑物楼上的蓄水池开始向地下室调节水池输水的指示，直到所述建筑物楼上的蓄水池内的水位不能维持在高位时停止输水；

所述第三传感控制器向中央处理控制服务器发出低液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述地下室调节水池开始向建筑物楼上的蓄水池输水的指示，直到第二传感控制器向中央处理控制服务器发出中液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述地下室调节水池停止向建筑物楼上的蓄水池输水的指示；

所述第四传感控制器向中央处理控制服务器发出高液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述地下室调节水池向区域调节水池或其他相邻地下室调节水池输水的指示；

所述第五传感控制器向中央处理控制服务器发出低液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述地下室调节水池从区域调节水池或其他相邻地下室调节水池获得输水的指示；

所述第六传感控制器向中央处理控制服务器发出高液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述区域调节水池向地下室调节水池或其他相邻区域调节水池输水的指示；

所述第七传感控制器向中央处理控制服务器发出低液位提示时，由中央处理控制服务器输出驱使所述区域调节水池从地下室调节水池或其他相邻区域调节水池获得输水的指示。