CN107605009A - 生活区雨水自动调蓄系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生活区雨水自动调蓄系统，该系统从左至右依次包括建筑群(1)、自动调蓄井(3)、草坪(21)、调蓄储水池(22)，本发明有效解决生活区积水问题，起到雨水调蓄功能，改善生活区气候条件，缓解热岛效应，除污篮可定期更换，维护清理方便，自动调蓄井中设置的活塞、漂浮球、漂浮球连接杆、转轴和活塞滑道，可有效保证整个系统的清洁状态，在大雨到来之时可有效地克服现有城市排水管网系统不能解决暴雨径流造成的内涝等问题，实现了集雨、截污、储存、排放、削峰调蓄以及缓解内涝等自动控制，有助于改善地下水源和生态等环境，对实现涵养草坪与水生态修复目标具有重大意义，对“海绵城市”建设具有重要参考意义。

Description

生活区雨水自动调蓄系统

技术领域

本发明涉及一种雨水截污治理系统，属于集水排水、雨水截污技术控制领域，特别是涉及一种生活区雨水自动调蓄系统。

背景技术

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、滤水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。

渗透性路面作为“生态排水”的一个重要方法，已经成为道路排水设计的一个重要组成部分。透水路面适用于人行道、机动车道、轻量级车道和各种体育场道路，以往透水路面工程并无统一标准，且路面透水、透气性不高，其中透水砼表面粗糙，承载能力低；透水砖靠毛细孔透水，时间长久易堵塞，用水泥砂或细石砼铺设不透水，承载力也较差，造价高；还有一些透水水泥路面采用预埋管架的方法，即先将塑料管架模具放入垫层上，灌入混凝土，待混凝土干燥后，管架模具设置的多个通孔则成为排水孔，采用这样的方法成本造价较高，施工时间长，而且由于装饰面层为不透水铺装材料，如果与管架法透水混凝土路面相结合，则无法起到透水效果，环保与美观无法兼顾。

随着城市化进程的发展，不可渗透地面的面积高速增长，导致污染物堆积，使得路面雨水中持有大量的污染物，在一些路面径流的研究表明，初期30％雨水径流中的污染负荷占整场降雨污染的 70％，因此，初期雨水的截留与处理可有效控制径流带来的水体污染。目前，国内外对于雨水污染处理也有着不同的措施，国外大多是将雨水直接收集起来再利用，国内是将初期雨水直接引入污水处理厂，忽略了污水处理厂除污容量有限，多余污水未经处理直接排入自然水体。因此，有必要研制能够弥补这些方面不足的初期径流雨水截污处理装置，收集并净化城市路面的雨水，并用净化、过滤后的雨水涵养草坪，提高水资源的利用率。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种生活区雨水自动调蓄系统，能够有效解决目前生活区雨水净化积存调蓄、涵养草坪等问题，能够在大雨到来之时，有效地克服现有城市排水管网系统不能解决雨水径流造成的水系污染和暴雨径流造成的内涝等问题，实现了集雨、截污、过滤、净水以及削峰调蓄、涵养草坪的自动控制。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

生活区雨水自动调蓄系统，包括建筑群(1)、雨水篦子(2)、自动调蓄井(3)、活塞(4)、建筑群落水管(5)、漂浮球(6)、漂浮球连接杆(7)、转轴(8)、活塞滑道(9)、水质净化层(10)、无纺土工布层(11)、级配碎石层(12)、排污管(13)、雨水储存模块(14)、排水管(15)、除污篮提杆(16)、抽水管(17)、市政管网(18)、除污篮(19)、水泵(20)、草坪(21)和调蓄储水池(22)，该系统从左至右依次包括建筑群(1)、自动调蓄井(3)、草坪(21)、调蓄储水池(22)，所述建筑群(1)的一侧设置有建筑群落水管(5)，建筑群落水管(5)与自动调蓄井(3)连通，自动调蓄井(3)的顶部设置有雨水篦子(2)，自动调蓄井(3)的内部设置有除污篮(19)，除污篮(19)与除污篮提杆(16)的一端相连，除污篮提杆(16)的另一端伸出地面；自动调蓄井(3)的下部设置有活塞(4)、漂浮球(6)、漂浮球连接杆(7)、转轴(8)和活塞滑道(9)，漂浮球连接杆(7)通过转轴(8)固定在自动调蓄井(3)的侧壁上，漂浮球连接杆(7)的一端连接有漂浮球(6)，漂浮球连接杆(7)的另一端连接有活塞(4)，活塞(4)设置在活塞滑道(9)中，活塞滑道(9)的一端和排污管(13)相连，活塞滑道(9)的另一端和自动调蓄井(3)底部相连；自动调蓄井(3)的一侧上部与市政管网(18)连通，自动调蓄井(3)的一侧下部与排污管(13)连通，自动调蓄井(3)的另一侧中下部与级配碎石层(12)所在的槽相连，级配碎石层(12)所在的槽与水质净化层(10)和无纺土工布层(11)所在的槽相连，水质净化层(10)和无纺土工布层(11)所在的槽与雨水储存模块(14)相连，雨水储存模块(14)通过排水管(15)与调蓄储水池(22)连通，调蓄储水池(22)的底部设置有水泵(20)，水泵(20)通过抽水管(17)将调蓄储水池(22)内的雨水抽出，用于涵养草坪(21)。

其中，所述的雨水篦子(2)优先采用透水性较好的不锈钢网架制作而成。

其中，所述的自动调蓄井(3)和调蓄储水池(22)的底面处于同一高度；自动调蓄井(3)的材质采用花岗岩或硬度较大的混凝土制成。

其中，所述的漂浮球连接杆(7)设置为L型。

其中，所述的活塞滑道(9)的内径与排污管(13)的内径相同，活塞滑道(9)表面设有均匀分布的小孔。

其中，所述的建筑群落水管(5)、排污管(13)、排水管(15)、抽水管(17)和除污篮(19)均采用不锈钢材料制作而成；建筑群落水管(5)的横断面呈圆形，其直径设置在4cm-5cm之间；排污管(13)的横断面呈圆形，其直径设置在4-6cm之间；抽水管(17)的横断面呈圆形，其直径设置在4-5cm之间；除污篮(19)的底面设置有多个透水孔，优先采用等间距设置，透水孔的孔径为20-30mm，透水孔在除污篮(19)的底面优先均匀分布。

其中，所述的水质净化层(10)优先采用沸石填充而成，沸石粒径优先采用25-35mm，铺装厚度为10-20cm；无纺土工布层(11)优先采用合成纤维通过针刺或编织制作而成，铺装厚度为10-20cm；级配碎石层(12) 采用具有较强透水性的砂石结构层或卵石结构层铺设而成，铺装厚度为20-30cm。

其中，所述的雨水储存模块(14)优先采用不锈钢板拼接而成，且雨水储存模块(14)优先采用均匀分布，并且横、纵成排布置；雨水储存模块(14)的整体厚度设置在100-150cm之间，雨水储存模块(14)的外层铺设有防水布，并在防水布的外侧涂抹有防渗水泥层加以保护。

其中，所述的调蓄储水池(22)的四周和底壁均采用高强度的预制钢筋混凝土板拼接而成，其横断面为矩形，调蓄储水池(22)的内部采用混凝土层抹面，并加做防水涂层涂抹在混凝土层面上，调蓄储水池(22)的侧壁与雨水储存模块(14)相接处设置有均匀分布的若干排水管(15)，并且横、纵成排，等间距布置，排水管(15)连通调蓄储水池(22)与雨水储存模块(14)，排水管(15)与调蓄储水池(22)的侧壁呈垂直角度安装。

其中，所述的系统有坡度时，整个结构优先与坡度的方向垂直。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：构造简单、受力性能好、加工简便，承载力强，质量稳定，该道路结构能够回收、储存并且过滤、净化雨水，同时收集的雨水能够为草坪所吸收，辅助花草树木等植物的生长，能够有效解决生活区路面积水的问题，还可有效地起到雨水调蓄的功能，可以改善生活区的气候条件，并且可有效地缓解热岛效应，自动调蓄井中设置有活塞、漂浮球、漂浮球连接杆、转轴和活塞滑道，可有效保证整个系统的清洁状态，能够在大雨到来之时，有效地克服现有城市排水管网系统不能解决暴雨径流造成的内涝等问题，实现了集雨、截污、储存、排放、削峰调蓄以及缓解内涝等自动控制，有助于改善地下水源和生态、土壤等环境，对实现涵养草坪与水生态修复的目标具有重大意义，对“海绵城市”建设具有重要参考意义。

附图说明

图1为本发明生活区雨水自动调蓄系统的横断面示意图。

图2为带有坡度的生活区雨水自动调蓄系统的横断面示意图。

图中：1为建筑群；2为雨水篦子；3为自动调蓄井；4为活塞；5为建筑群落水管；6为漂浮球；7为漂浮球连接杆；8为转轴；9为活塞滑道；10为水质净化层；11为无纺土工布层；12为级配碎石层；13为排污管；14为雨水储存模块；15为排水管；16为除污篮提杆；17为抽水管；18为市政管网；19为除污篮；20为水泵；21为草坪；22为调蓄储水池。

具体实施方式

为了进一步说明本发明，下面结合附图及实施例对本发明进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

如图1所示，生活区雨水自动调蓄系统，包括建筑群1、雨水篦子2、自动调蓄井3、活塞4、建筑群落水管5、漂浮球6、漂浮球连接杆7、转轴8、活塞滑道9、水质净化层10、无纺土工布层11、级配碎石层12、排污管13、雨水储存模块14、排水管15、除污篮提杆16、抽水管17、市政管网18、除污篮19、水泵20、草坪21和调蓄储水池22，该道路结构从左至右依次包括建筑群1、自动调蓄井3、草坪21和调蓄储水池22，雨水可从雨水篦子2、建筑群落水管5进入自动调蓄井3，自动调蓄井3内设置有除污篮19，除污篮19可通过除污篮提杆16进行清理，自动调蓄井3中下方设置有活塞4、漂浮球6和漂浮球连接杆7等，自动调蓄井3和市政管网18联通，自动调蓄井3中雨水到达一定高度后进入级配碎石层12、水质净化层10、无纺土工布层11、雨水储存模块14，雨水储存模块14与调蓄储水池22联通，自动调蓄井3中的雨水经过层层渗透、过滤、净化后可流入雨水储存模块14，收集到雨水储存模块14中的雨水可快速排进调蓄储水池22，实现雨水的快速收集并储存，调蓄储水池22内过滤、净化后的雨水可通过设置的水泵20、抽水管17涵养草坪21。自动调蓄井3和调蓄储水池22的底面处于同一高度。

自动调蓄井3的材质采用花岗岩或硬度较大的混凝土制作而成，里面设置有除污篮19，可截留水中部分悬浮固体物及其它杂质，以对携带大量污染物的路面径流达到初级净化的效果，并且可通过雨水篦子2对自动调蓄井3进行维护清理。雨水篦子2优先采用透水性较好的不锈钢网架制作而成，其有较强的牢固性和结实性，并且雨水篦子2可定期更换，维护清理方便。

建筑群落水管5、排污管13、排水管15、抽水管17和除污篮19优先采用不锈钢材料制作而成，并且除污篮19可定期更换，维护清理方便。建筑群落水管5的横断面呈圆形，其直径设置在4cm-5cm之间，排污管13的横断面呈圆形，其直径设置在4cm-6cm之间，抽水管17的横断面呈圆形，其直径设置在4cm-5cm之间。除污篮19的底面设置有多个透水孔，优先采用等间距设置，有助于雨水从雨水篦子2、建筑群落水管5流进除污篮19后过滤去淤泥与细小的沙粒、碎石等颗粒杂质，以对携带大量污染物的径流达到初次净化效果，并且除污篮19可定期更换，维护清理方便，透水孔的孔径约为 20mm-30mm，透水孔在除污篮19的底面优先均匀分布。

设置有的水质净化层10优先采用沸石填充而成，沸石粒径优先采用25-35mm，铺装厚度为10-20cm。设置的无纺土工布层11可以将积水中较细小的杂质垃圾进行过滤，优先采用合成纤维通过针刺或编织制作而成，铺装厚度为10-20cm。设置的级配碎石层12，铺装厚度为20-30cm，级配碎石层12采用具有较强透水性的砂石结构层或卵石结构层铺设而成，用于滤去雨水中含有的沙粒、石子等颗粒状物质，可以对雨水中的部分杂质和泥土进行阻挡过滤，优选地，砂石结构层或卵石结构层采用粒径的直径为 3.5-4.5cm，通过这种具有一定孔隙率的砂石结构层或卵石结构层所形成的过滤介质表面或滤层截留水中悬浮固体物及其它杂质，以对携带大量污染物的径流达到再次过滤净化效果。

调蓄储水池22的四周和底壁采用高强度的预制钢筋混凝土板拼接而成，其横断面为矩形，调蓄储水池22的内部采用混凝土层抹面，并加做防水涂层涂抹在混凝土层面上，调蓄储水池22的侧壁与雨水储存模块14相接处设置有均匀分布的若干排水管15，并且横、纵成排，等间距布置，排水管15联通调蓄储水池22与雨水储存模块14，排水管15与调蓄储水池22的侧壁呈垂直角度安装，安装角度为 90°。

雨水储存模块14优先采用不锈钢板拼接而成，且雨水储存模块14优先采用均匀分布，并且横、纵成排布置。雨水储存模块14的整体厚度设置在100-150cm之间，雨水储存模块14的外层铺设有防水布，并在防水布的外侧涂抹有防渗水泥层加以保护，防水布采用高分子防水透气材料（PTFE膜）与布料混合制成，并作三层复合而成。

排污管13设置在自动调蓄井3侧壁下端，自动调蓄井3中设置有活塞4、漂浮球6、漂浮球连接杆7、转轴8和活塞滑道9，漂浮球连接杆7通过转轴8固定在自动调蓄井3侧壁上，漂浮球连接杆7的一端连接有漂浮球6，另一端连接有活塞4，活塞4固定在活塞滑道9中，活塞滑道9与自动调蓄井3侧壁接触处设置在与排污管13对应位置，活塞滑道9的内径与排污管13的内径相同；当活塞4在活塞滑道9的下方时，雨水就可以从活塞滑道9表面均匀分布的小孔进入活塞滑道9，进而从排污管13中流出去。

当自动调蓄井3中的雨水达到一定高度使漂浮球6上升时，漂浮球6可带动漂浮球连接杆7绕转轴8转动，此时活塞4在活塞滑道9中从下向上运动，当自动调蓄井3中的雨水达到一定高度使漂浮球6上升至一定高度时，活塞4完全封闭排污管13与自动调蓄井3侧壁接触处，当活塞4没有完全封闭排污管13与自动调蓄井3侧壁接触处时，此时活塞4完全打开且位于活塞滑道9的下方。漂浮球连接杆7设置为L型。

本发明的工作流程为：初期雨水通过雨水篦子2、建筑群落水管5进入自动调蓄井3，初期雨水通过排污管13排出，当自动调蓄井3中的雨水达到一定高度使漂浮球6上升至一定高度时，活塞4完全封闭排污管13与自动调蓄井3侧壁接触处，自动调蓄井3中的雨水逐渐升高，排入级配碎石层12，若降雨量再大，自动调蓄井3中的雨水积存过多，则自动调蓄井3中的雨水可排入市政管网18，当雨停时，自动调蓄井3中的雨水缓慢排出，漂浮球6不断下降，活塞4逐渐打开，剩余雨水由排污管13排出。

若降雨量稍小，自动调蓄井3中的雨水可通过排污管13排出，若降雨量稍大，自动调蓄井3中的雨水可排入雨水储存模块14，若降雨量再大，自动调蓄井3中的雨水积存过多，则自动调蓄井3中的雨水可排入市政管网18，这样能够在大雨到来之时，有效地克服现有城市排水管网系统不能解决暴雨径流造成的内涝等问题，实现了集雨、削峰调蓄以及缓解内涝等自动控制。

实施例2

如图2所示，当路面有坡度时，整个道路结构优先与坡度的方向垂直。其他结构同实施例1。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.生活区雨水自动调蓄系统，其特征在于：包括建筑群(1)、雨水篦子(2)、自动调蓄井(3)、活塞(4)、建筑群落水管(5)、漂浮球(6)、漂浮球连接杆(7)、转轴(8)、活塞滑道(9)、水质净化层(10)、无纺土工布层(11)、级配碎石层(12)、排污管(13)、雨水储存模块(14)、排水管(15)、除污篮提杆(16)、抽水管(17)、市政管网(18)、除污篮(19)、水泵(20)、草坪(21)和调蓄储水池(22)，该系统从左至右依次包括建筑群(1)、自动调蓄井(3)、草坪(21)、调蓄储水池(22)，所述建筑群(1)的一侧设置有建筑群落水管(5)，建筑群落水管(5)与自动调蓄井(3)连通，自动调蓄井(3)的顶部设置有雨水篦子(2)，自动调蓄井(3)的内部设置有除污篮(19)，除污篮(19)与除污篮提杆(16)的一端相连，除污篮提杆(16)的另一端伸出地面；自动调蓄井(3)的下部设置有活塞(4)、漂浮球(6)、漂浮球连接杆(7)、转轴(8)和活塞滑道(9)，漂浮球连接杆(7)通过转轴(8)固定在自动调蓄井(3)的侧壁上，漂浮球连接杆(7)的一端连接有漂浮球(6)，漂浮球连接杆(7)的另一端连接有活塞(4)，活塞(4)设置在活塞滑道(9)中，活塞滑道(9)的一端和排污管(13)相连，活塞滑道(9)的另一端和自动调蓄井(3)底部相连；自动调蓄井(3)的一侧上部与市政管网(18)连通，自动调蓄井(3)的一侧下部与排污管(13)连通，自动调蓄井(3)的另一侧中下部与级配碎石层(12)所在的槽相连，级配碎石层(12)所在的槽与水质净化层(10)和无纺土工布层(11)所在的槽相连，水质净化层(10)和无纺土工布层(11)所在的槽与雨水储存模块(14)相连，雨水储存模块(14)通过排水管(15)与调蓄储水池(22)连通，调蓄储水池(22)的底部设置有水泵(20)，水泵(20)通过抽水管(17)将调蓄储水池(22)内的雨水抽出，用于涵养草坪(21)。

2.根据权利要求1所述的生活区雨水自动调蓄系统，其特征在于：所述的雨水篦子(2)优先采用透水性较好的不锈钢网架制作而成。

3.根据权利要求1所述的生活区雨水自动调蓄系统，其特征在于：所述的自动调蓄井(3)和调蓄储水池(22)的底面处于同一高度；自动调蓄井(3)的材质采用花岗岩或硬度较大的混凝土制成。

4.根据权利要求1所述的生活区雨水自动调蓄系统，其特征在于：所述的漂浮球连接杆(7)设置为L型。

5.根据权利要求1所述的生活区雨水自动调蓄系统，其特征在于：所述的活塞滑道(9)的内径与排污管(13)的内径相同，活塞滑道(9)表面设有均匀分布的小孔。

6.根据权利要求1所述的生活区雨水自动调蓄系统，其特征在于：所述的建筑群落水管(5)、排污管(13)、排水管(15)、抽水管(17)和除污篮(19)均采用不锈钢材料制作而成；建筑群落水管(5)的横断面呈圆形，其直径设置在4cm-5cm之间；排污管(13)的横断面呈圆形，其直径设置在4-6cm之间；抽水管(17)的横断面呈圆形，其直径设置在4-5cm之间；除污篮(19)的底面设置有多个透水孔，优先采用等间距设置，透水孔的孔径为20-30mm，透水孔在除污篮(19)的底面优先均匀分布。

7.根据权利要求1所述的生活区雨水自动调蓄系统，其特征在于：所述的水质净化层(10)优先采用沸石填充而成，沸石粒径优先采用25-35mm，铺装厚度为10-20cm；无纺土工布层(11)优先采用合成纤维通过针刺或编织制作而成，铺装厚度为10-20cm；级配碎石层(12)采用具有较强透水性的砂石结构层或卵石结构层铺设而成，铺装厚度为20-30cm。

8.根据权利要求1所述的生活区雨水自动调蓄系统，其特征在于：所述的雨水储存模块(14)优先采用不锈钢板拼接而成，且雨水储存模块(14)优先采用均匀分布，并且横、纵成排布置；雨水储存模块(14)的整体厚度设置在100-150cm之间，雨水储存模块(14)的外层铺设有防水布，并在防水布的外侧涂抹有防渗水泥层加以保护。

9.根据权利要求1所述的生活区雨水自动调蓄系统，其特征在于：所述的调蓄储水池(22)的四周和底壁均采用高强度的预制钢筋混凝土板拼接而成，其横断面为矩形，调蓄储水池(22)的内部采用混凝土层抹面，并加做防水涂层涂抹在混凝土层面上，调蓄储水池(22)的侧壁与雨水储存模块(14)相接处设置有均匀分布的若干排水管(15)，并且横、纵成排，等间距布置，排水管(15)连通调蓄储水池(22)与雨水储存模块(14)，排水管(15)与调蓄储水池(22)的侧壁呈垂直角度安装。

10.根据权利要求1所述的生活区雨水自动调蓄系统，其特征在于：所述的系统有坡度时，整个结构优先与坡度的方向垂直。