CN106996135B - 一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统，包括地面雨水口，地面雨水口的左侧连接第一雨水管，第一雨水管连接雨水干管，所述地面雨水口的右端连接沉淀及双层过滤箱，沉淀及双层过滤箱的右端连接第二雨水管，第三雨水管连接污废水管，污废水管中部的内壁设有液位传感器，第三雨水管和污废水管之间设有第二电动阀，第五雨水管的左端连接雨水干管，第五雨水管的右端连接可压缩柔性塑料水容器；所述可压缩柔性塑料水容器的一侧分别连接隔层无动力加压系统和真空抽吸机和水泵组合箱。有益效果：解决了高峰期雨水的蓄积问题，并通过设置地下水回补系统，缓解地下水位下降的问题，还可使用蓄积的雨水进行景观补水和绿化浇灌。
Description
技术领域
本发明涉及城市雨水蓄排技术领域，特别是一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统及方法。
背景技术
综合管廊，就是地下城市管道综合走廊。即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通讯，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。它是实施统一规划、设计、施工和维护，建于城市地下用于铺设市政公用管线的市政公用设施。综合管廊中除了安装现有管线的空间，还需要留有充足的检修人员行走和搬运设备、更换管道的空间。这些空间只在人员巡视、检修时发挥作用，平时大多数时间空置。并且，随着视频和各种传感器监控系统的普及，人员行走巡视逐渐减少，这些空间在管线正常的情况下利用率较低。由于综合管廊的尺寸较大，比如截面宽4.5米、高4米，所以，这部分检修巡视空间的尺寸也较大，可达到宽2米，高4米左右。而综合管廊的长度较长，一般可达几公里甚至几十公里，所以这部分人行检修巡视空间的体积最高可达到20万m3左右，非常可观。
海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。
智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。
地下水是地表水通过地层渗透蓄积而成。深层地下水来源于较远距离的底层渗透,水位相对稳定，但近年来城市生活用水的过量取水，回补不及时，已经导致大量城市的深层地下水水位严重下降；浅层地下水一般来源于本地的地层渗透,水位变化较大，当由于城市地面硬化率较高，下渗回补不及时，大部分城市的浅层地下水水位也呈现逐渐下降趋势,易导致城市地层沉降现象。
综合管廊内的市政给水管一般均为加压给水管，管内自来水压力可达0.15～0.35MPa。
我国已颁布执行《城市综合管廊工程技术规范》GB50838-2015对各地的综合管廊的建设提出了系统的技术要求。同时，承担着增强城市防涝能力重任的海绵城市的试点城市中，有很多还在建设过程中，在近年的汛期中出现了内涝，海绵城市的雨水蓄排用系统还需要综合利用各种技术进行长时间探索和建设。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出了一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统，既能高峰期雨水的蓄积问题，又能缓解地下水位下降的问题。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统，包括地面雨水口，所述地面雨水口的左侧连接第一雨水管，所述第一雨水管连接雨水干管，所述地面雨水口的右端连接沉淀及双层过滤箱，所述沉淀及双层过滤箱的右端连接第二雨水管，所述沉淀及双层过滤箱和所述第二雨水管之间设有第一电动阀，所述第二雨水管分别连接第三雨水管和第四雨水管，所述第三雨水管连接污废水管，所述污废水管中部的内壁设有第一液位传感器，所述第三雨水管和污废水管之间设有第二电动阀，所述第四雨水管连接第五雨水管，所述第五雨水管的左端连接雨水干管，所述第五雨水管的右端连接可压缩柔性塑料水容器，所述雨水干管和所述可压缩柔性塑料水容器的底部均设有压感水深传感器，所述第五雨水管和可压缩柔性塑料水容器之间设有第三电动阀和水压传感器；所述可压缩柔性塑料水容器的一侧分别连接隔层无动力加压系统和真空抽吸机和水泵组合箱，所述可压缩柔性塑料水容器、隔层无动力加压系统和真空抽吸机和水泵组合箱均设置在综合管廊内，所述真空抽吸机和水泵组合箱左侧下部通过第七雨水管连接浅层地下水层；所述真空抽吸机和水泵组合箱左侧中部通过第六雨水管连接地表蓄水水体，所述地表蓄水水体上设有第二液位传感器，所述第六雨水管和真空抽吸机和水泵组合箱之间设有第三流量传感器；所述可压缩柔性塑料水容器的上部设有加压隔层单向排气阀、内层水容器单向排气阀、加强连接条、远传真空表和真空破坏器；地面上设有雨量传感器，所述水压传感器、雨量传感器、第一液位传感器、气体流量传感器、远传真空表、第一流量传感器、第二流量传感器、第三流量传感器和压感水深传感器分别连接系统控制器。
进一步的，所述可压缩柔性塑料水容器的中间位置设有加强连接绳。
进一步的，所述隔层无动力加压系统包括市政给水管、隔膜式气压罐、电控阀和远传压力表，所述市政给水管通过管道连接隔膜式气压罐和可压缩柔性塑料水容器，所述市政给水管和隔膜式气压罐之间设有电控阀和第一流量传感器，所述市政给水管和可压缩柔性塑料水容器之间设有远传压力表和第二电控阀。
进一步的，所述所述可压缩柔性塑料水容器的另一侧通过回灌花管连接深层地下水，可压缩柔性塑料水容器和回灌花管之间设有第四电动阀、第五电动阀、第二流量传感器、第六电动阀和第二倒流防止器。
进一步的，所述真空抽吸机和水泵组合箱左侧上部设有排气口，所述排气口上设有气体流量传感器。
进一步的，所述第七雨水管上设有第一倒流防止器。
一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排方法，包括以下步骤：
S1：地面的雨水一部分通过地面雨水口1经由雨水管4-1排至雨水干管5排除排出；S2：将雨水分流至污废水管，地面的雨水通过地面雨水口1经由沉淀及双层过滤箱2、第一电动阀3、雨水管4-2和雨水管4-3排至污废水管7排除；
S3：当雨水干管5处于充满状态时，地面的雨水通过地面雨水口1经由沉淀及双层过滤箱2、第一电动阀3、雨水管4-2和雨水管4-4排至可压缩柔性塑料水容器9中；
S4：当降雨强度减小，暴雨、积水警报解除，压感水深传感器18监测到雨水干管5的充满度下降到30％以下时，第三电动阀11开启，可压缩柔性塑料水容器9中蓄积的雨水逐渐通过雨水管4-5流入雨水干管5中排除；
S5：雨水干管5中的上游雨水会和来自地面雨水口1的雨水一起通过雨水管4-5和第三电动阀11流入可压缩柔性塑料水容器9中；
S6：当可压缩柔性塑料水容器9中充水至一定高度时，可以开启真空抽吸机和水泵组合箱31进行抽吸排水。
进一步的，所述步骤S6包括：将雨水通过雨水管4-6排至地势较高、蓄水能力强、远未达到最高水位的地表蓄水水体32，或将雨水通过雨水管4-7回灌补充浅层地下水层34。
本发明的有益效果：利用综合管廊长期空置的检修和人行空间基于可压缩柔性塑料水容器及其无动力加压侧壁系统，智能化解决了高峰期雨水的蓄积问题，是海绵城市和智慧城市的一个高效、创新型系统组件。并通过设置地下水回补系统，缓解地下水位下降的问题，还可使用蓄积的雨水进行景观补水和绿化浇灌。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统的阳角抹子结构示意图；
图2是根据本发明实施例所述的一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统的可压缩柔性塑料水容器处于收缩状态示意图；
图3是根据本发明实施例所述的一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统的可压缩柔性塑料水容器处于展开蓄水状态示意图；
1、地面雨水口；2、沉淀及双层过滤箱；3、第一电动阀；4-1、第一雨水管；4-2、第二雨水管；4-3、第三雨水管；4-4、第四雨水管；4-5、第五雨水管；4-6、第六雨水管；4-7、第七雨水管；6、综合管廊；7、污废水管；8、第一液位传感器；9、可压缩柔性塑料水容器；10、第二电动阀；11、第三电动阀；12、系统控制器；13、雨量传感器；14、可伸缩波纹管；15、第一电控阀；16、远传压力表；17、第二电控阀；18、压感水深传感器；19、第四电动阀；20、第五电动阀；211、第一流量传感器；212、第二流量传感器；213、第三流量传感器；22、第六电动阀；23、倒流防止器；24、回灌花管；25、市政给水管；26、隔膜式气压罐；27、加压隔层单向排气阀；28、内层水容器单向排气阀；29、加强连接条；30、加强连接绳；31、真空抽吸机和水泵组合箱；32、地表蓄水水体；33、第二液位传感器；34、浅层地下水层；35、深层地下水层；36、排气口；37、气体流量传感器；38、水压传感器；39、远传真空表；40、真空破坏器；41、隔层无动力加压系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，本发明实施例所述的一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统，包括地面雨水口1，所述地面雨水口1的左侧连接第一雨水管4-1，所述第一雨水管4-1连接雨水干管5，所述地面雨水口1的右端连接沉淀及双层过滤箱2，所述沉淀及双层过滤箱2的右端连接第二雨水管4-2，所述沉淀及双层过滤箱2和所述第二雨水管4-2之间设有第一电动阀3，所述第二雨水管4-2分别连接第三雨水管4-3和第四雨水管4-4，所述第三雨水管4-3连接污废水管7，所述污废水管7中部的内壁设有第一液位传感器8，所述第三雨水管4-3和污废水管7之间设有第二电动阀10，所述第四雨水管4-4连接第五雨水管4-5，所述
第五雨水管4-5的左端连接雨水干管5，所述第五雨水管4-5的右端连接可压缩柔性塑料水容器9，所述可压缩柔性塑料水容器9的中间位置设有加强连接绳30。
所述雨水干管5和所述可压缩柔性塑料水容器9的底部均设有压感水深传感器18，所述第五雨水管4-5和可压缩柔性塑料水容器9之间设有第三电动阀11和水压传感器38；所述可压缩柔性塑料水容器9的一侧分别连接隔层无动力加压系统41和真空抽吸机和水泵组合箱31，所述可压缩柔性塑料水容器9、隔层无动力加压系统41和真空抽吸机和水泵组合箱31均设置在综合管廊6内。
所述隔层无动力加压系统包括市政给水管25、隔膜式气压罐26、第一电控阀15和远传压力表16，所述市政给水管25通过管道连接隔膜式气压罐26和可压缩柔性塑料水容器9，所述市政给水管25和隔膜式气压罐26之间设有第一电控阀15和第一流量传感器211，所述市政给水管25和可压缩柔性塑料水容器9之间设有远传压力表16和第二电控阀17。
所述真空抽吸机和水泵组合箱31左侧下部通过第七雨水管4-7连接浅层地下水层34，所述第七雨水管4-7上设有第一倒流防止器231。
所述真空抽吸机和水泵组合箱31左侧中部通过第六雨水管4-6连接地表蓄水水体32，所述地表蓄水水体32上设有第二液位传感器33，所述第六雨水管4-6和真空抽吸机和水泵
组合箱31之间设有第三流量传感器213。所述真空抽吸机和水泵组合箱31左侧上部设有排气口36，所述排气口36上设有气体流量传感器37。
所述可压缩柔性塑料水容器9的另一侧通过回灌花管24连接深层地下水35，所述可压缩柔性塑料水容器9和回灌花管24之间设有第四电动阀19、第五电动阀20、第二流量传感器212、第六电动阀22和第二倒流防止器232。
所述可压缩柔性塑料水容器9的上部设有加压隔层单向排气阀27、内层水容器单向排气阀28、加强连接条29、远传真空表39和真空破坏器40；地面上设有雨量传感器13，所述水压传感器38、雨量传感器13、第一液位传感器8、气体流量传感器37、远传真空表39、第一流量传感器211、第二流量传感器212、第三流量传感器213和压感水深传感器18分别连接系统控制器12。
当城市发生较弱或中等强度降雨时，地面的雨水通过地面雨水口1、雨水管4-1排至雨水干管5。
当发生强降雨时，瞬间雨量较大，地面雨水无法完全通过5.雨水干管排除。本发明针对这种情况共有7种排水工况。
工况1：地面的雨水一部分通过地面雨水口1经由雨水管4-1排至雨水干管5排除排出。
工况2：地面的一部分雨水通过地面雨水口1经由沉淀及双层过滤箱2、第一电动阀3、雨水管4-2和雨水管4-3排至污废水管7排除。城市中排水系统一般需要雨污分流，主要是为了避免大流量的雨水影响污废水的顺利排放。但城市中污废水管的流量呈现间歇性波动状态，除了早、中、晚间家庭、单位和餐饮、洗浴服务业的用水高峰期以外，大部分低谷时间污废水管内的流量远远小于其设计流量。在低谷时间发生强降雨时，本发明将一部分雨水分流至污废水管，充分利用污废水管的闲置排水能力，并且水质较好的雨水也基本不会加重污水处理厂的处理负担。为了避免影响污废水的正常排除，根据污废水管的设计充满度，在污废水管7的相应位置设有第一液位传感器8，当液位报警器报警时第二电动阀10关闭，停止向污废水管7排水。并且，在本发明的系统控制器12设有时间模块和记忆学习模块，可根据预设的软件和参加结合液位报警器报警记录，根据现有的技术掌握污废水排水的高峰时间，对第二电动阀10的启闭进行合理控制。
工况3：地面的雨水通过地面雨水口1经由沉淀及双层过滤箱2、第一电动阀3、雨水管4-2和雨水管4-4排至可压缩柔性塑料水容器9中。此时雨水干管5处于充满状态(或接近充满状态)，第三电动阀11一直保持开启，在可压缩柔性塑料水容器9的压感水深传感器18发出容器满水信号后，第三电动阀11关闭。由于地面的雨水汇集到雨水干管5需要一定时间，本发明设有雨量传感器13，当雨量传感器13监测到雨水干管5所服务片区的降雨量较大时，可在雨水干管5充满前预先开启第一电动阀3和第三电动阀11，一部分雨水分流至可压缩柔性塑料水容器9中，另一部分直接流入雨水干管5中，减轻雨水干管5的压力。
工况4：地面的雨水通过地面雨水1经由沉淀及双层过滤箱2、第一电动阀3、雨水管4-2和雨水管4-4排至可压缩柔性塑料水容器9中，此时雨水干管5处于充满状态(或接近充满状态)，第三电动阀11在可压缩柔性塑料水容器9满水后关闭。雨水干管5底部也设有压感水深传感器18。当降雨强度减小，暴雨、积水警报解除，压感水深传感器18监测到雨水干管5的充满度下降到30％以下时，第三电动阀11开启，可压缩柔性塑料水容器9中蓄积的雨水逐渐通过雨水管4-5流入雨水干管5中排除，这个过程同时也是利用有一定静压力的雨水对第三电动阀11进行反冲洗、去除杂物的过程。
工况5：地面的雨水通过地面雨水口1经由沉淀及双层过滤箱2、第一电动阀3、雨水管4-2和雨水管4-4排至可压缩柔性塑料水容器9中，此时雨水干管5处于充满状态(或接近充满状态)，第三电动阀11一直保持开启。由于雨水干管5中的雨水可能来自地势高的上游，雨水干管5处于充满流态时，雨水静压较大，所以部分雨水干管5中的上游雨水会和来自地面雨水口1的雨水一起通过雨水管4-5和第三电动阀11流入可压缩柔性塑料水容器9中。在可压缩柔性塑料水容器9的压感水深传感器18发出容器满水信号后，第三电动阀11关闭。
工况6：结合以上工况3、4、5，当可压缩柔性塑料水容器9中充水至一定高度时，可以开启真空抽吸机和水泵组合箱31进行抽吸排水，这种工况下还有2种排水途径可以选择。途径1：根据第二液位传感器33的信号和系统控制器12接收的气象预报以及雨量传感器13
传来的雨量信号，可将雨水通过雨水管4-6排至地势较高、蓄水能力强、远未达到最高水位的地表蓄水水体32。
工况7：结合以上工况3、4、5，当可压缩柔性塑料水容器9中充水至一定高度时，可以开启真空抽吸机和水泵组合箱31进行抽吸排水，这种工况下还有2种排水途径可以选择。途径2：可将雨水通过雨水管4-7回灌补充浅层地下水层34。
可压缩柔性塑料水容器9是由双层高强度塑料薄膜组成的密闭容器。平时经抽真空压缩后，收纳在综合管廊管道支架下的空间内。暴雨时打开第三电动阀11，容器在大气压和水流冲击作用下展开，逐渐充水，临时占用综合管廊的人行空间蓄积大量雨水。为克服塑料容器无法承受较大的水侧压力，蓄水高度有限的缺点，本发明设有基于市政给水管路和隔膜气压罐的塑料容器侧壁无动力加压系统，并设有加强连接条和加强连接绳。压感水深传感器18监测到水流进入容器时，此时便启动侧壁隔层无动力加压系统。可压缩柔性塑料水容器9上还设有加压隔层单向排气阀27和内层水容器单向排气阀28，用以在隔层或内层注水时排除隔层和内层可能残留的空气，容器内还设有压感水深传感器18，可实时监测容器内的水压和水深。
本发明设有基于市政给水管路和隔膜气压罐的塑料容器侧壁隔层无动力加压系统为可压缩柔性塑料水容器9的侧壁加压隔层进行充水加压，一方面通过内外压力平衡可降低薄膜侧壁所承受的压力，另一方面加压隔层充水后，有助于可压缩柔性塑料水容器9从压缩状态迅速直立成蓄水准备状态。隔层无动力加压系统主要由市政给水管25、隔膜式气压罐26、第一电控阀15和远传压力表16组成。当压感水深传感器18感知到有水进入可压缩柔性塑料水容器9时，开始对侧壁加压隔层进行充水加压，第一电控阀15开启，带压的市政给水从市政给水管25中通过管路进入隔膜式气压罐26和可压缩柔性塑料水容器9侧壁隔层，当远传压力表16监测到充水的水压达到0.5H时(H为可压缩柔性塑料水容器9的设计最高水位)，关闭第一电控阀15停止充水，侧壁加压隔层的压力由隔膜式气压罐26保持。当监测到压力下降时，再开启第一电控阀15充水。在这种情况下，当可压缩柔性塑料水容器9达到最高水位时，其下方侧壁所承受的向外侧的最大压力被侧壁加压隔层的水压平衡掉一半，仅为H-0.5H＝0.5H。对侧壁塑料薄膜材料强度和连接加工强度的要求随之降低，可压缩柔性塑料水容器9破裂的风险也随之减少。此外，双层结构也起到双保险左右。当双层侧壁的任何一层破裂时，另一层也可在短时期内维持容器内大量雨水不会泄露到管沟中，此时启动真空抽吸机和水泵组合箱31进行抽吸排水，待雨水排除干净进行修补或局部更换容器即可。检查双层侧壁的任何一层是否破裂，可根据设在内外层进水管上的流量传感器211、水压传感器38、远传压力表16和远传真空表39等传感器或仪表根据现有技术检查。
为加强容器抵抗雨水流入容器中的冲击力，一方面在雨水开始进入可压缩柔性塑料水容器9时对侧壁加压隔层进行充水加压，另一方面在第三电动阀11采用平衡阀阀芯，可根据水压传感器38监测到的水流压力的信号在控制器的控制前自动调节开度，水压高时减小开度，水压低时增大开度，将进入容器的水压控制在根据现有技术确定的合理范围内。
本发明还设有回灌花管24，可在可压缩柔性塑料水容器9排空后，将侧壁加压隔层内的自来水通过重力作用排除到深层地下水层35中。具体的，当压感水深传感器18感知到可压缩柔性塑料水容器9排空后，开启第四电动阀19和第六电动阀22，第一电控阀15、第二电控阀17和第五电动阀20保持关闭，此时侧壁加压隔层内的自来水在重力作用下通过回灌花管24排入深层地下水层35中，对深层洁净的地下水进行补充。回灌花管24设有导流防止器232，防止极端情况地下水倒流。管路上还设有流量传感器212，当流量传感器212感知到流向深层地下水层35的流量基本为零时，表示水已排空或剩余的压力不足以对深层地下水层35进行回补，此时关闭第六电动阀22同时开启第五电动阀20，剩余的自来水经由第五电动阀20排入管廊内的排水沟中。容器隔层上设有真空破坏器40，当水流从隔层排出时可以吸入空气，避免出现真空。
当可压缩柔性塑料水容器9内层的雨水和侧壁隔层的自来水排除完毕后，可人工或根据预设的程序经由系统控制器12启动真空抽吸机和水泵组合箱31对可压缩柔性塑料水容器9进行抽真空，将空气从容器中抽出，在大气压力作用下容器收缩、压缩，逐渐缩小，当抽真空完毕后，由人工折叠后收纳到综合管廊管道支架下的角落空间，以备下次使用。真空抽吸机和水泵组合箱31内设有带自控的变频真空泵和变频水泵各一台，可使用电动阀和管路并联等现有技术在两个泵之间进行切换，在真空抽吸机和水泵组合箱31的出水口和出气口都设有流量传感器，默认工况是抽水工况。真空抽吸机和水泵组合箱31启动后，可将容器内蓄存的雨水抽出，流量传感器对出水口流量进行测量，当出水口流量降到水泵的安全流量以下时，将真空抽吸机和水泵组合箱31马上停机，并将组合箱系统状态切换到抽真空工况，并开启第三电动阀11，这样剩余的雨水通过重力排到雨水干管5。当压感水深传感器18感知到雨水完全排除干净后，再启动真空抽吸机和水泵组合箱31中的真空泵进行排气抽真空。真空抽吸机和水泵组合箱31上还设有排气口36，排气口36上也设有气体流量传感器37，当气体流量传感器测得的气体流量降低到零或远传真空表39显示达到真空状态时，抽真空作业完毕。此外，真空抽吸机和水泵组合箱31、排气口36及气体流量传感器37还具有监测可压缩柔性塑料水容器9是否有破损、泄露点的功能。当长时间未遇到强降雨，本系统长时间没有工作，非降雨时段平时进行维保检查作业时，可直接对收缩状态的可压缩柔性塑料水容器9进行抽真空作业时，如果气体流量传感器37仍然长时间测得气体流量或远传真空表39读数显示容器无法抽真空，则说明可压缩柔性塑料水容器9有渗漏点，可及时进行检修，避免蓄积雨水时产生漏水。
实际使用时，本发明的地面雨水口1、沉淀及双层过滤箱2、第三电动阀、雨水管、雨水干管5、综合管廊6、污废水管7、第一液位传感器8、市政给水管25可根据市政工程设计情况具体确定位置和数量。可压缩柔性塑料水容器9的尺寸、位置和数量以最大限度利用综合管廊的人行、检修空间为准进行确定。系统控制器12可根据需要采用一个或多个，可采集本发明所有各种传感器的参数，并可对本发明中所有水泵、真空泵等动力组件以及电动阀安装预设的程序进行控制。雨量传感器13根据现有气象学知识和管廊所在范围分街区、片区设置。压感水深传感器18可根据表面的液体压力使用内置芯片计算出水深并传递到系统控制器12。隔膜式气压罐26及其远传压力表16需要根据可压缩柔性塑料水容器9内容积确定，每1500m3容积设置一套，安装位置可利用未安装管道的支架或管廊中专用的小设备间。加压隔层单向排气阀27、内层水容器单向排气阀28和真空破坏器40每20m3容积设置一套。可压缩柔性塑料水容器9的加强连接条29；加强连接绳30根据现有技术需要设置。真空抽吸机和水泵组合箱31使用现有技术制造，可使用现有的真空泵和水泵安装在一个箱体中，增加变频控制后，共用进水(气)口，分设出水(气)口，箱体内管路通过电动阀在抽真空和抽水状态间进行切换。组合箱安装位置可利用未安装管道的支架或管廊中专用的小设备间。地表蓄水水体32可以是距离真空抽吸机和水泵组合箱31安装距离较近、地势较高、蓄水能力较强的任何地表水体，包括湖泊、水塘、水景、人工水池、水箱等。气体流量传感器37可采用现有技术的任何产品，量程的下限应尽量小。浅层地下水层34和深层地下水层35可根据当地地质勘查资料进行确定。其中深层地下水层应避开压力较高、存在自涌的水层。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，利用综合管廊长期空置的检修和人行空间基于可压缩柔性塑料水容器及其无动力加压侧壁系统，智能化解决了高峰期雨水的蓄积问题，是海绵城市和智慧城市的一个高效、创新型系统组件。并通过设置地下水回补系统，缓解地下水位下降的问题，还可使用蓄积的雨水进行景观补水和绿化浇灌。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统，包括地面雨水口（1），其特征在于，所述地面雨水口（1）的左侧连接第一雨水管（4-1），所述第一雨水管（4-1）连接雨水干管（5），所述地面雨水口（1）的右端连接沉淀及双层过滤箱（2），所述沉淀及双层过滤箱（2）的右端连接第二雨水管（4-2），所述沉淀及双层过滤箱（2）和所述第二雨水管（4-2）之间设有第一电动阀（3），所述第二雨水管（4-2）分别连接第三雨水管（4-3）和第四雨水管（4-4），所述第三雨水管（4-3）连接污废水管（7），所述污废水管（7）中部的内壁设有第一液位传感器（8），所述第三雨水管（4-3）和污废水管（7）之间设有第二电动阀（10），所述第四雨水管（4-4）连接第五雨水管（4-5），所述第五雨水管（4-5）的左端连接雨水干管（5），所述第五雨水管（4-5）的右端连接可压缩柔性塑料水容器（9），所述雨水干管（5）和所述可压缩柔性塑料水容器（9）的底部均设有压感水深传感器（18），所述第五雨水管（4-5）和可压缩柔性塑料水容器（9）之间设有第三电动阀（11）和水压传感器（38）；所述可压缩柔性塑料水容器（9）的一侧分别连接隔层无动力加压系统（41）和真空抽吸机和水泵组合箱（31），所述可压缩柔性塑料水容器（9）、隔层无动力加压系统（41）和真空抽吸机和水泵组合箱（31）均设置在综合管廊（6）内，所述真空抽吸机和水泵组合箱（31）左侧下部通过第七雨水管（4-7）连接浅层地下水层（34）；所述真空抽吸机和水泵组合箱（31）左侧中部通过第六雨水管（4-6）连接地表蓄水水体（32），所述地表蓄水水体（32）上设有第二液位传感器（33），所述第六雨水管（4-6）和真空抽吸机和水泵组合箱（31）之间设有第三流量传感器（213）；所述可压缩柔性塑料水容器（9）的上部设有加压隔层单向排气阀（27）、内层水容器单向排气阀（28）、加强连接条（29）、远传真空表（39）和真空破坏器（40）；地面上设有雨量传感器（13），所述水压传感器（38）、雨量传感器（13）、第一液位传感器（8）、气体流量传感器（37）、远传真空表（39）、第一流量传感器（211）、第二流量传感器（212）、第三流量传感器（213）和压感水深传感器（18）均连接系统控制器（12）；
所述隔层无动力加压系统包括市政给水管（25）、隔膜式气压罐（26）、第一电控阀（15）和远传压力表（16），所述市政给水管（25）通过管道连接隔膜式气压罐（26）和可压缩柔性塑料水容器（9），所述市政给水管（25）和隔膜式气压罐（26）之间设有第一电控阀（15）和第一流量传感器（211），所述市政给水管（25）和可压缩柔性塑料水容器（9）之间设有远传压力表（16）和第二电控阀（17）。
2.根据权利要求1所述的一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统，其特征在于，所述可压缩柔性塑料水容器（9）的中间位置设有加强连接绳（30）。
3.根据权利要求1所述的一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统，其特征在于，所述可压缩柔性塑料水容器（9）的另一侧通过回灌花管（24）连接深层地下水（35），所述可压缩柔性塑料水容器（9）和回灌花管（24）之间设有第四电动阀（19）、第五电动阀（20）、第二流量传感器（212）、第六电动阀（22）和第二倒流防止器（232）。
4.根据权利要求1所述的一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统，其特征在于，所述真空抽吸机和水泵组合箱（31）左侧上部设有排气口（36），所述排气口（36）上设有气体流量传感器（37）。
5.根据权利要求1所述的一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统，其特征在于，所述第七雨水管（4-7）上设有第一倒流防止器（231）。
6.根据权利要求1所述的一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统，其特征在于，可压缩柔性塑料水容器（9）是由双层高强度塑料薄膜组成的密闭容器，抽真空压缩后，收纳在综合管廊（6）管道支架下的空间内。
7.一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排方法，其特征在于，使用权利要求1-6任一所述的基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排系统，包括以下步骤：
S1：地面的雨水一部分通过地面雨水口（1）经由第一雨水管（4-1）排至雨水干管（5）排除排出；
S2：将雨水分流至污废水管，地面的雨水通过地面雨水口（1）经由沉淀及双层过滤箱（2）、第一电动阀（3）、第二雨水管（4-2）和第三雨水管（4-3）排至污废水管（7）排除；
S3：当雨水干管（5）处于充满状态时，地面的雨水通过地面雨水口（1）经由沉淀及双层过滤箱（2）、第一电动阀（3）、第二雨水管（4-2）和第四雨水管（4-4）排至可压缩柔性塑料水容器（9）中；
S4：当降雨强度减小，暴雨、积水警报解除，压感水深传感器（18）监测到雨水干管（5）的充满度下降到30%以下时，第三电动阀（11） 开启，可压缩柔性塑料水容器（9）中蓄积的雨水逐渐通过第五雨水管（4-5）流入雨水干管（5）中排除；
S5：雨水干管（5）中的上游雨水会和来自地面雨水口（1）的雨水一起通过第五雨水管（4-5）和第三电动阀（11）流入可压缩柔性塑料水容器（9）中；
S6：当可压缩柔性塑料水容器（9）中充水至一定高度时，开启真空抽吸机和水泵组合箱（31）进行抽吸排水。
8.根据权利要求7所述的一种基于城市综合管廊的智能化高峰雨水蓄排方法，其特征在于，所述步骤S6包括：将雨水通过第六雨水管（4-6）排至地势较高、蓄水能力强、远未达到最高水位的地表蓄水水体（32），或将雨水通过第七雨水管（4-7）回灌补充浅层地下水层（34）。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |