CN105951969A - 一种蓄水排洪系统及蓄排方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄水排洪系统及蓄排方法，所述蓄水排洪系统包括至少一个蓄水排洪单元，每个蓄水排洪单元包括雨水口、通过雨水支管与雨水口连通的检查井、雨水管、设置在检查井下方且与检查井连通的调蓄池、放空管；所述检查井上下游壁面分别与雨水管连通；所述调蓄池的上下游壁面的底板位置分别与放空管连通；单个蓄水排洪单元分别通过雨水管和放空管在下游侧排空，且在下游侧的放空管上装有排空阀，或相邻两级蓄水排洪单元分别通过雨水管和放空管连通，且最末端一级蓄水排洪单元的下游侧放空管设置有排空阀。本发明的蓄排系统增加了管网的排水能力，缓减了城市内涝的压力，调蓄池积存的雨水可用作绿化灌溉或再生利用。

Description

一种蓄水排洪系统及蓄排方法

技术领域

本发明涉及城市排水防涝和雨水资源化利用领域,具体涉及一种蓄水排洪系统及蓄排方法。

背景技术

我国城市雨水主要依靠管渠、泵站等设施进行有组织的排放，以“快速排除”和“末端集中”为主要规划设计理念，大多数的雨水管道只有单一的排水功能，由降雨形成的地面径流直接利用雨水口收集、经雨水支管进入检查井，再通过雨水管道系统排入下游河渠，往往造成逢雨必涝、旱涝急转的被动局面。随着我国城市化进程的不断加快，市政道路、公共建筑和住宅等城市建筑物日益增多，城市下垫面的硬化对城市水文特征产生了显著的影响。雨水管道系统作为城市主要的排水设施已经难以应对逐渐增大的雨水径流量，由暴雨而导致的城市内涝越来越严重。

由于受城市土地资源的限制，利用地面上的低洼地、池塘、湖泊、水库等蓄存雨水的方式越来越难以实现。为了化解内涝风险，在现有城市排水管网系统的基础上，增加地下蓄水空间是解决内涝问题的主要方法之一，具体措施是：对雨水管道上的检查井进行改造，将检查井的容积扩大，使之成为相互独立的蓄水池，蓄水池对收集超量雨水、削减径流量峰值、利用延时错峰减小排水管网的压力具有一定的作用。如中国专利CN204098195U公开一种分散串联型雨水调蓄池改造的旧雨水管道系统，其主要包括调蓄池、雨水管、检查井。雨水管上每隔100～300米，两个检查井之间设置一个调蓄池，调蓄池分散布置在雨水管道系统上，雨水管将调蓄池串联，每一个调蓄池与其上游100～300米的雨水管组分成一个调蓄单元。在降雨历时内暴雨最高峰时，下游管道的流量由于调蓄池的截留暂存而不叠加，同样管径的雨水管道可承受较大重现期的雨水流量，采用该法改造旧城区雨水管道系统，雨水管道的排水能力有较大地提高，从而减少内涝现象的发生。然而该排水系统的不足之处是，蓄水池是各自独立的，为了雨水的资源化利用，需要在每一个蓄水池内设置水泵，导致日常的设备维护管理难度较大。

发明内容

本发明旨在提供一种蓄水排洪系统，该系统能够收集超量雨水、削减径流量峰值、增加排水管网的排洪能力，并且能够使雨水资源得到充分利用。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种蓄水排洪系统，包括至少一个蓄水排洪单元，每个蓄水排洪单元包括雨水口、通过雨水支管与雨水口连通的检查井、雨水管、设置在检查井下方且与检查井连通的调蓄池，其特征在于，还包括放空管；所述检查井上下游壁面分别与雨水管连通；所述调蓄池的上下游壁面的底板位置分别与放空管连通；单个蓄水排洪单元分别通过雨水管和放空管在下游侧排空，且在下游侧的放空管上装有排空阀，或相邻两级蓄水排洪单元分别通过雨水管和放空管连通，且最末端一级蓄水排洪单元的下游侧放空管设置有排空阀。

根据本发明的实施例，还可以对本发明作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

为了实时监控蓄水排洪单元内的水位情况，为排空阀的开启或关闭提供依据，至少最末端一级蓄水排洪单元内安装有水位量测装置。优选地，所述水位量测装置优选为市售的水位传感器。

为了提高智能化程度，自动开启或关闭排空阀，本发明还包括计算机管理系统，所述排空阀为潜水电磁阀，该计算机管理系统分别与潜水电磁排空阀和水位量测装置通信。计算机管理系统优选为PLC控制系统，其电路连接方式采用常规技术。

为了方便将调蓄池的蓄水加以利用，至少最末端一级蓄水排洪单元内安装有潜水泵。

所述雨水管倾向下游布置，所述放空管水平或倾向下游布置。

根据本发明的实施例，所述蓄水排洪单元为多级，多级蓄水排洪单元的调蓄池之间分别通过相应的雨水管和放空管连通。

优选地，多级蓄水排洪单元的调蓄池之间串联连通、并联连通、串并混联连通、或形成网络型连通。由此，多个蓄水排洪系统相互连通，分别构成串联型蓄水排洪系统、并联型蓄水排洪系统、混联型蓄水排洪系统或网络型蓄水排洪系统。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种上述的蓄水排洪系统进行蓄水排洪的方法，其结构特点是，包括如下步骤：根据天气预报，对于某区域内没有内涝的降雨，始终保持排空阀处于关闭状态；位于该排空阀上游的所有调蓄池将收集雨水，直到调蓄池被雨水充满后，多余雨水将通过雨水管排放至下游。由此，收集的雨水可以用于灌溉或再生利用。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种上述的蓄水排洪系统进行蓄水排洪的方法，其结构特点是，包括如下步骤：

S1、根据天气预报，对于某区域内可能出现内涝的降雨，提前开启排空阀，利用放空管排出调蓄池内的水体，腾空容积；

S2、降雨发生时，根据现场实际情况及放空管和雨水管的排洪能力，完全开启排空阀、半开启排空阀或完全关闭排空阀；

S3、降雨后期或降雨结束后完全关闭排空阀、使调蓄池内蓄满水。

优选地，至少最末端一级蓄水排洪单元内安装有水位量测装置，预先分别设定每个排空阀开启的最高水位和关闭的最低水位，结合天气预报及水位量测装置测得的水位值，利用计算机管理系统自动控制排空阀的开启与关闭。利用计算机管理系统动态控制电磁排空阀的运行，从而提高排水管网系统的响应速度，在确保排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水的积存，化解内涝风险。

优选地，计算机管理系统同时控制蓄水排洪系统内所有的潜水电磁排空阀、潜水泵和水位量测装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的多个调蓄池通过放空管依次相连，由调蓄池和放空管构成一个新的独立的排水管道，并且与上方的雨水管道共同组成既上下连通又相互独立的双层立体排水管道系统。通过多个蓄水排洪系统的相互连通，构成大型的双层立体排水管网系统，充分发挥单个系统的作用，使得排水管网系统综合效能最大化，增加了管网的排水能力，有效提高了城市排水系统的标准，缓减了城市内涝的压力，调蓄池积存的雨水可用作绿化灌溉或再生利用。

本发明的蓄水排洪系统分散式地设置地下调蓄池，可以充分开拓地下空间资源，增加地下蓄水容积，且在最末端一级调蓄池的下游侧放空管设置电磁排空阀，通过控制电磁排空阀的启闭，可以有效地将雨水积存在调蓄池内，提高“蓄”、“用”效果。

利用安装在最末端一级调蓄池内的潜水泵提升上游所有调蓄池内的雨水，促进雨水资源化利用，最大限度地减少了设备数量，降低维护成本。

当改造旧的排水管网时，调蓄池和放空管可置于检查井的侧下方，以免破坏原有管道系统；当新建排水管网时，调蓄池和放空管可置于检查井的正下方，节省工程施工费用。

基于同一个发明构思，发明利用上述蓄水排洪系统进行蓄水排洪的方法，可分为人工操作和计算机自动控制2种方法：

（1）根据天气预报，对于某区域内没有内涝的降雨，潜水电磁排空阀始终处于关闭状态，位于该排空阀上游的所有调蓄池将收集雨水，当每个调蓄池被雨水充满后，多余雨水将通过上方的雨水管排放至下游；对于某区域内可能出现内涝的降雨，提前开启排空阀，利用放空管排出所有调蓄池内的雨水，腾出调蓄池容积。当降雨发生时，所有的调蓄池首先收集雨水，同时通过放空管向下游排放；当所有的调蓄池蓄满雨水，且放空管排洪能力不足时，多余的雨水通过上方的雨水管向下游排放。在降雨过程的后期，关闭电磁排空阀，将调蓄池蓄满雨水。调蓄池积存的雨水利用潜水泵提升可用作绿化灌溉或再生利用。

（2）根据蓄水排洪系统的现场实际情况，在易发生内涝的区段安设水位量测装置，并预先设定每个排空阀开启的最高水位和关闭的最低水位，结合天气预报及水位量测装置测得的水位值，利用计算机管理系统动态控制电磁排空阀的运行，从而提高排水管网系统的响应速度，在确保排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水的积存，化解内涝风险。

附图说明

图1是本发明蓄水排洪系统平面图；

图2是本发明蓄水排洪系统纵断面剖视图；

图3是本发明蓄水排洪单元的平面图；

图4是本发明蓄水排洪单元纵断面剖视图；

图5是本发明蓄水排洪单元横断面剖视图；

图6是本发明串联型蓄水排洪系统平面图；

图7是本发明并联型蓄水排洪系统平面图；

图8是本发明网络型蓄水排洪系统平面图。

在图中：

1-蓄水排洪单元；11-雨水口；12-雨水支管；13-雨水管；14-检查井；15-调蓄池；16-放空管；2-排空阀；3-潜水泵；4-水位量测装置；5-计算机管理系统。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

实施例1：

本实施例为单一的蓄水排洪系统，如图1～5所示，其结构包括：多个蓄水排洪单元1，所述蓄水排洪单元包括雨水口11、雨水支管12、雨水管13、检查井14、调蓄池15和放空管16；所述检查井14通过雨水支管12与雨水口11连通，检查井14的上下游壁面分别与雨水管13连通，雨水管13倾向下游；所述调蓄池15位于检查井14的下方，在上下游壁面的底板位置分别与放空管16连通，放空管16水平或倾向下游；相邻两级蓄水排洪单元1分别通过雨水管13和放空管16连通，且最末端一级蓄水排洪单元1的下游侧放空管16设置有潜水电磁排空阀2。本实施例中，在最末端一级蓄水排洪单元安装有潜水泵3、水位量测装置4；计算机管理系统5同时控制潜水电磁排空阀2、潜水泵3和水位量测装置5。

调蓄池15的容积和放空管16的管径应根据城市排水防涝标准、汇水面积、径流系数及下垫面特征确定，调蓄池15的埋置深度应结合地形、地质及下游河渠的衔接等条件确定。

本实施例的2种蓄水排洪方法：

（1）根据天气预报，对于某区域内没有内涝的降雨，潜水电磁排空阀2始终处于关闭状态，位于该排空阀上游的所有调蓄池15将收集雨水，当每个调蓄池15被雨水充满后，多余雨水将通过上方的雨水管13排放至下游；对于某区域内可能出现内涝的降雨，提前开启电磁排空阀2，利用放空管16排空所有调蓄池15内的雨水，腾出调蓄池15容积。当降雨发生时，所有的调蓄池15首先收集雨水，同时通过放空管16向下游排放；当所有的调蓄池蓄满雨水，且放空管排洪能力不足时，多余的雨水通过上方的雨水管13向下游排放。在降雨过程的后期，关闭电磁排空阀2，将调蓄池15蓄满雨水，调蓄池15积存的雨水利用潜水泵3提升可用作绿化灌溉或再生利用。

（2）根据蓄水排洪系统的现场实际情况，在易发生内涝的区段安设水位量测装置4，并预先设定每个电磁排空阀2开启的最高水位和关闭的最低水位，结合天气预报及水位量测装置4测得的水位值，利用计算机管理系统5自动控制电磁排空阀2的开启与关闭，从而提高排水管网系统的响应速度，在确保排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水的积存，化解内涝。

实施例2：

如图6所示，本实施例为串联型蓄水排洪系统。实施方法与实施例1类似，不再赘述。

实施例3：

如图7所示，本实施例为并联型蓄水排洪系统。实施方法与实施例1类似，不再赘述。

实施例4：

如图8所示，本实施例为网络型蓄水排洪系统。实施方法与实施例1类似，不再赘述。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1. 一种蓄水排洪系统，包括至少一个蓄水排洪单元，每个蓄水排洪单元包括雨水口、通过雨水支管与雨水口连通的检查井、雨水管、设置在检查井下方且与检查井连通的调蓄池，其特征在于，还包括放空管；所述检查井上下游壁面分别与雨水管连通；所述调蓄池的上下游壁面的底板位置分别与放空管连通；单个蓄水排洪单元分别通过雨水管和放空管在下游侧排空，且在下游侧的放空管上装有排空阀，或相邻两级蓄水排洪单元分别通过雨水管和放空管连通，且最末端一级蓄水排洪单元的下游侧放空管设置有排空阀。

2. 根据权利要求1所述的蓄水排洪系统，其特征在于，至少最末端一级蓄水排洪单元内安装有水位量测装置。

3. 根据权利要求2所述的蓄水排洪系统，其特征在于，还包括计算机管理系统，所述排空阀为潜水电磁阀，该计算机管理系统分别与潜水电磁排空阀和水位量测装置通信。

4. 根据权利要求1所述的蓄水排洪系统，其特征在于，至少最末端一级蓄水排洪单元内安装有潜水泵。

5. 根据权利要求1-4之一所述的蓄水排洪系统，其特征在于，所述雨水管倾向下游布置，所述放空管水平或倾向下游布置。

6. 根据权利要求1-4之一所述的蓄水排洪系统，其特征在于，所述蓄水排洪单元为多级，多级蓄水排洪单元的调蓄池之间分别通过相应的雨水管和放空管连通。

7. 根据权利要求6所述的蓄水排洪系统，其特征在于，多级蓄水排洪单元的调蓄池之间串联连通、并联连通、串并混联连通、或形成网络型连通。

8. 一种利用权利要求1-7之一所述的蓄水排洪系统进行蓄水排洪的方法，其特征在于，包括如下步骤：根据天气预报，对于某区域内没有内涝的降雨，始终保持排空阀处于关闭状态；位于该排空阀上游的所有调蓄池将收集雨水，直到调蓄池被雨水充满后，多余雨水将通过雨水管排放至下游。

9. 一种利用权利要求1-7之一所述的蓄水排洪系统进行蓄水排洪的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据天气预报，对于某区域内可能出现内涝的降雨，提前开启排空阀，利用放空管排出调蓄池内的水体，腾空容积；

S2、降雨发生时，根据现场实际情况及放空管和雨水管的排洪能力，完全开启排空阀、半开启排空阀或完全关闭排空阀；

S3、降雨后期或降雨结束后完全关闭排空阀、使调蓄池内蓄满水。

10. 根据权利要求9所述的利用蓄水排洪系统进行蓄水排洪的方法，其特征在于，至少最末端一级蓄水排洪单元内安装有水位量测装置，预先分别设定每个排空阀开启的最高水位和关闭的最低水位，结合天气预报及水位量测装置测得的水位值，利用计算机管理系统自动控制排空阀的开启与关闭。