CN107882162A - 一种海绵城市排水结构及海绵城市水循环方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活动式窄条纸带压接机构及控制系统、控制方法，属于排水结构技术领域。包括集水井、排水井和道路层结构。集水井包括集水井本体，集水井本体包括侧壁和与侧壁连接的底壁，侧壁和底壁围成集水腔。侧壁设置有第一开口和用于连通所述道路层结构第二开口，第一开口和第二开口间隔设置且第一开口和第二开口均贯穿侧壁，排水井具有排水腔，排水井的井壁设置有第三开口，第一开口和第三开口之间通过虹吸管连通集水腔和排水腔。此排水结构设置虹吸管将集水腔和排水腔连通，使集水腔中的水能够顺利进入排水腔，有利于集水腔中的水的排出。

Description

一种海绵城市排水结构及海绵城市水循环方法

技术领域

本发明属于城市排水技术领域，具体涉及一种海绵城市排水结构及海绵城市水循环方法。

背景技术

海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的"弹性"，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。海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。

现有技术的海绵城市的排水结构不能很好的将集水井和排水井进行连通，使集水井中的水顺利排至排水井中，不利于城市的排水系统的运行。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种海绵城市排水结构及海绵城市水循环方法。

技术方案：本发明所述的一种海绵城市排水结构，包括集水井、排水井和道路层结构，所述集水井包括集水井本体，所述集水井本体包括侧壁和与所述侧壁连接的底壁，所述侧壁和所述底壁围成集水腔，所述侧壁设置有第一开口和用于连通所述道路层结构第二开口，所述第一开口和第二开口间隔设置且所述第一开口和所述第二开口均贯穿所述侧壁，所述排水井具有排水腔，所述排水井的井壁设置有第三开口，所述第一开口和所述第三开口之间通过虹吸管连通所述集水腔和所述排水腔；

所述底壁设置有第四开口，所述第四开口处设置有单向阀；所述第四开口包括上开口和与所述上开口连通的下开口，所述上开口的横截面积小于所述下开口的横截面积，所述单向阀包括用于封闭所述上开口的阀芯、弹簧和阀板，所述阀芯设置于所述上开口和所述下开口的连接处，所述弹簧的两端分别连接所述阀芯和所述阀板，所述阀板的远离所述弹簧的一侧设置于所述底壁。

进一步的，所述上开口的横截面和所述下开口的横截面均为圆形，所述阀芯为球形阀芯，所述球形阀芯卡设于所述上开口和所述下开口的连接处。

进一步的，所述上开口的横截面和所述下开口的横截面均为矩形，所述阀芯为矩形阀芯，所述矩形阀芯设置于所述上开口和所述下开口的连接处。

进一步的，所述上开口的横截面和所述下开口的横截面均为矩形，所述阀芯为矩形阀芯，所述单向阀还包括密封垫，所述密封垫设置于所述下开口的远离所述集水腔的一侧，所述矩形阀芯设置于所述密封垫的远离所述上开口的一侧。

进一步的，所述道路层结构由上至下依次包括渗透部和土壤层，所述集水井嵌设于所述渗透部，所述渗透部由上至下依次包括彩色透水性混凝土层、高透性混凝土层和碎石级配层，所述集水腔通过所述第一开口与所述高透性混凝土层连通，所述底壁的所述第一开口通过所述单向阀与所述土壤层连通，所述渗透部和所述土壤层均嵌设所述排水井。

本发明还公开了上述一种海绵城市排水结构的水循环方法，包括如下步骤：

S1、利用排水结构和地面径流雨水收集系统将雨水收集到地埋式沉淀池中， 沉淀不少于24小时，形成一级储水；

S2、用水泵将上述沉淀池中的上层50％-60％的一级储水引至一级蓄水池，进行再次沉淀，沉淀时间不少于12小时，形成二级储水；

S3、用水泵将上述一级蓄水池的上层50％-60％的二级储水引至二级蓄水池，进行再次沉淀，沉淀时间不少于6小时，形成三级储水；

其中，在一级蓄水池和二级蓄水池之间设置有高速砂滤结构，水泵先将二级储水引至高速砂滤结构，后到二级蓄水池；

S4、用水泵将上述二级蓄水池上层的80％-90％的三级储水引至三级蓄水池，进行储存，形成四级储水；

其中，在二级蓄水池和三级蓄水池之间设置有膜过滤装置，水泵先将三级储水引至膜过滤装置，后倒三级蓄水池。

进一步的，所述地面径流雨水 收集系统包括慢渗沟系统、渗透性路面、透水生态停车场和下凹雨水花园。

有益效果：本发明提供的一种海绵城市排水结构及海绵城市水循环方法，具备雨水的“拦截”、“吸收”、“保持”、“净化”、“释放”等功能，使新型城市化市政设施在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”。节能环保。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的适于海绵城市的排水结构的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的适于海绵城市的排水结构中集水井的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的适于海绵城市的排水结构中单向阀的结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的适于海绵城市的排水结构中集水井和排水井的连接结构示意图；

图5为本发明实施例2提供的适于海绵城市的排水结构中单向阀的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1

图1为本实施例提供的适于海绵城市的排水结构100的结构示意图。请参阅图1，本实施例中，排水结构100包括道路层结构110、集水井120和排水井130。

请继续参阅图1，本实施例中，道路层结构110由上至下依次包括渗透部115和土壤层114，渗透部115由上至下依次包括彩色透水性混凝土层111、高透性混凝土层112和碎石级配层113。彩色透水性混凝土层111既能满足人们对色彩和文化气息的渴求，具有漂亮的外表，具有欣赏性；同时，利于地表水的渗入，提高地表的透气、透水性，具有调节城市地表温度和湿度、减轻市政排水设施负担等优点。高透性混凝土层112，相对于彩色透水性混凝土层111能够更加利于地表水的渗入，同时，可以降低成本。碎石级配层113由各种大小不同粒级集料组成的混合料，可以用做道路的基层和底基层，也可用做路基改善层，使道路的结构更加稳定，能够有更大的承压能力。

请继续参阅图1，本实施例中，在下雨的时候，雨水落至彩色透水性混凝土层111，通过高透性混凝土层112和碎石级配层113，流至土壤层114，被土壤吸收。如果下雨的量过大，则雨水会从道路层结构110处流至集水井120。

图2为本实施例提供的适于海绵城市的排水结构100中集水井120的结构示意图。请一并参阅图1和图2，本实施例中，集水井120嵌设于渗透部115，集水井120包括集水井本体121和集水井盖122。集水井本体121包括侧壁123和底壁124，侧壁123与底壁124围合形成集水腔129，侧壁123设置有第二开口128，第二开口128用于连通道路层结构110。本实施例中，第二开口128用于连通集水腔129和高透性混凝土层112，在雨水过大的时候，道路层结构110不能很快的将雨水完全渗透进入土壤层114，则可以从高透性混凝土层112通过第二开口128进入集水井120的集水腔129中，防止道路表面集水，造成人们的生活不便。

请继续一并参阅图1和图2，本实施例中，第二开口128具有多个贯穿侧壁123的通孔125，高透性混凝土层112中的水通过多个通孔125进入集水腔129中。通孔125周围设置有通孔壁，会对高透性混凝土层112形成阻挡，高透性混凝土层112中的混凝土不能从第二开口128处流入集水腔129中，使集水腔129中不会进入混凝土，只有高透性混凝土层112中的水流入集水腔129中。

通孔125的内径为1mm-1cm。如果内径太大，则高透性混凝土层112中的混凝土可能会进入集水腔129中，长时间使用该集水井120以后，集水腔129中的水容量会减小。如果内径太小，则高透性混凝土层112中的水不能及时的排入集水腔129中，会导致路面集水，对人们的生活造成不便。

请继续参阅图2，本实施例中，集水井120的底壁124与侧壁123连接，底壁124上设置有第四开口127，第四开口127处设置有单向阀160a。在集水井120中的集水腔129汇集了一定的雨水以后，由于液体具有一定的高度以后，会对底壁124形成压强，使单向阀160a由于压强的作用而打开阀门，集水井120中的一部分雨水会通过单向阀160a而从第四开口127处流出。底壁124的第四开口127通过单向阀160a连通土壤层114，则从第四开口127处的单向阀160a流出的雨水直接流至土壤层114中，增加土壤层114的含水量，利于土壤中的植被的生长。使海绵城市在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。

图3为本实施例提供的适于海绵城市的排水结构100中单向阀160a的结构示意图。请一并参阅图2和图3，本实施例中，第四开口127包括上开口153和与上开口153连通的下开口154，上开口153的横截面积小于下开口154的横截面积，单向阀160a包括用于封闭上开口153的阀芯161、弹簧162和阀板163，阀芯161设置于上开口153和下开口154的连接处，弹簧162的两端分别连接阀芯161和阀板163，阀板163的远离弹簧162的一侧设置于底壁124。

在集水腔129中没有水或者水含量比较少的时候，阀芯161位于下开口154与上开口153的连接处，阀芯161将第四开口127封闭，防止土壤层114中的地下水进入集水腔129中，造成土壤层114中的水资源的浪费。当集水腔129中的水含量过多的时候，水会给予阀芯161一定的压力，使弹簧162由于弹性的作用发生收缩，从而使阀芯161向下运动，从而将上开口153与下开口154连通，使集水腔129中的水可以通过第四开口127处进入土壤层114，方便统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节。

请继续参阅图3，本实施例中，上开口153的横截面与下开口154的横截面均为圆形，阀芯161为球形阀芯，球形阀芯卡设于上开口153和下开口154的连接处。球形阀芯的直径比上开口153的内径大，比下开口154的内径小，当弹簧162处于扩张状态的时候，球形阀芯上部分进入上开口153，下部分依然留置下开口154，同时球形阀芯可以在下开口154自由移动，从而实现集水腔129中的水单向流通的效果。

请继续参阅图3，本实施例中，球形阀芯为橡胶球，橡胶球具有一定的弹性，在集水腔129中没有水或者水含量比较少的时候，橡胶球可以稳定的卡设于上开口153和下开口154的连接处，防止土壤层114中的地下水从第四开口127处流入集水腔129中，造成土壤层114中的水资源浪费。

优选设置：阀板163的横截面积小于下开口154的横截面积，当阀板163设置于下开口154内的时候，也不会将下开口154堵住，利于集水腔129中的水顺利从第四开口127处流出至土壤层114。

请继续参阅图2，本实施例中，平时，集水井盖122盖装于集水井本体121的上端，防止有人不小心从集水井120口掉入集水腔129中，造成安全事故，在需要检查集水腔129中的水质或进行集水井120的检修的时候，将集水井120盖打开，进行相应的处理，更加方便工作人员的操作。

图4为本实施例提供的适于海绵城市的排水结构100中集水井120和排水井130的连接结构示意图。请一并参阅图1和图4，本实施例中，侧壁123设置有第一开口126，第一开口126与第二开口128间隔设置，第一开口126用于连通排水井130。排水井130具有排水腔131，排水井130的井壁设置有第三开口132，第一开口126和第三开口132之间通过虹吸管150连通集水腔129和排水腔131。当集水井120中的水量过多，从单向阀160a处不能顺利的排出的时候，集水井120中会有一部分多余的水量，需要通过虹吸管150排进排水井130中，方便海绵城市道路上的雨水进行集中排放。

请继续参阅图4，本实施例中，虹吸管150包括第一管口151和第二管口152，第一管口151位于集水腔129内，第二管口152位于排水腔131内，第一管口151的水平位置高于第二管口152的水平位置，保证集水腔129中的水能够顺利的通过虹吸管150排至排水腔131中。为了方便虹吸管150的设置，渗透部115和土壤层114均嵌设排水井130，所以虹吸管150的第一管口151位于土壤层114的上表面的上方。排水井130的下部分位于土壤层114内，则虹吸管150的第二管口152设置于土壤层114的上表面的下方，这样，使第一管口151的位置很容易位于第二管口152的上方，实现集水腔129中的水与排水腔131中的水进行虹吸流动。

优选设置，第一开口126的开口边缘和第三开口132的开口边缘均设置有加固件，虹吸管150位于第一开口126处和第三开口132处的部分与加固件连接，防止第一开口126的开口边缘和第三开口132的开口边缘的井壁对虹吸管150形成挤压，增加虹吸管150的使用寿命。

请继续参阅图4，本实施例中，平时，排水井盖133盖装于排水井130的上端的端部，防止有人不小心从排水井130口掉入排水腔131中，造成安全事故，在排水井130中的水达到一定的量以后，将排水井盖133打开，使用水泵将排水井130中的水抽出，可以进行回收利用，最大限度的利用水资源。

实施例2

本实施例提供了一种适于海绵城市的排水结构100，本实施例是在实施例1的技术方案的基础上进行的改进，实施例1描述的技术方案同样适用于本实施例，实施例1已经公开的技术方案不再重复描述，本实施例与实施例1的区别在于本实施例中单向阀160b的结构不同。

图5为本实施例提供的适于海绵城市的排水结构100中单向阀160b的结构示意图。请继续参阅图5，本实施例中，上开口153的横截面与下开口154的横截面均为矩形，阀芯161为矩形阀芯261，矩形阀芯261设置于上开口153和下开口154的连接处。上开口153的横截面积小于矩形阀芯261的横截面积，矩形阀芯261的横截面积小于下开口154的横截面积，矩形阀芯261只能在下开口154中运动，不能进入上开口153。当在集水腔129中没有水或者水含量比较少的时候，矩形阀芯261设置于下开口154与上开口153的连接处且位于下开口154内，矩形阀芯261将第四开口127封闭，防止土壤层114中的地下水进入集水腔129中，造成土壤层114中的水资源的浪费。当集水腔129中的水含量过多的时候，水会给予矩形阀芯261一定的压力，使弹簧162由于弹性的作用发生收缩，从而使矩形阀芯261向下运动，从而将上开口153与下开口154连通，使集水腔129中的水可以通过第四开口127处进入土壤层114。

请继续参阅图5，类似的实施方式还可以是：上开口153的横截面和下开口154的横截面均为矩形，单向阀160b包括用于封闭上开口153的阀芯161、弹簧162、密封垫264和阀板163，阀芯161为矩形阀芯261，密封垫264设置于上开口153和下开口154的连接处，矩形阀芯261设置于密封垫264的远离上开口153的一侧。弹簧162的两端分别连接矩形阀芯261和阀板163，阀板163的远离弹簧162的一侧设置于底壁124。在矩形阀芯261与上开口153和下开口154的连接处设置密封垫264，可以防止土壤层114中的地下水进入集水腔129中，造成土壤层114中水资源的浪费。

上述一种海绵城市排水结构的水循环方法，包括如下步骤：

S1、利用排水结构和地面径流雨水收集系统将雨水收集到地埋式沉淀池中， 沉淀不少于24小时，形成一级储水；

S2、用水泵将上述沉淀池中的上层50％-60％的一级储水引至一级蓄水池，进行再次沉淀，沉淀时间不少于12小时，形成二级储水；

S3、用水泵将上述一级蓄水池的上层50％-60％的二级储水引至二级蓄水池，进行再次沉淀，沉淀时间不少于6小时，形成三级储水；

其中，在一级蓄水池和二级蓄水池之间设置有高速砂滤结构，水泵先将二级储水引至高速砂滤结构，后到二级蓄水池；

S4、用水泵将上述二级蓄水池上层的80％-90％的三级储水引至三级蓄水池，进行储存，形成四级储水；

其中，在二级蓄水池和三级蓄水池之间设置有膜过滤装置，水泵先将三级储水引至膜过滤装置，后倒三级蓄水池。

进一步的，所述地面径流雨水 收集系统包括慢渗沟系统、渗透性路面、透水生态停车场和下凹雨水花园。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种海绵城市排水结构，其特征在于：包括集水井、排水井和道路层结构，所述集水井包括集水井本体，所述集水井本体包括侧壁和与所述侧壁连接的底壁，所述侧壁和所述底壁围成集水腔，所述侧壁设置有第一开口和用于连通所述道路层结构第二开口，所述第一开口和第二开口间隔设置且所述第一开口和所述第二开口均贯穿所述侧壁，所述排水井具有排水腔，所述排水井的井壁设置有第三开口，所述第一开口和所述第三开口之间通过虹吸管连通所述集水腔和所述排水腔；

所述底壁设置有第四开口，所述第四开口处设置有单向阀；所述第四开口包括上开口和与所述上开口连通的下开口，所述上开口的横截面积小于所述下开口的横截面积，所述单向阀包括用于封闭所述上开口的阀芯、弹簧和阀板，所述阀芯设置于所述上开口和所述下开口的连接处，所述弹簧的两端分别连接所述阀芯和所述阀板，所述阀板的远离所述弹簧的一侧设置于所述底壁。

2.根据权利要求1所述的一种海绵城市排水结构，其特征在于：所述上开口的横截面和所述下开口的横截面均为圆形，所述阀芯为球形阀芯，所述球形阀芯卡设于所述上开口和所述下开口的连接处。

3.根据权利要求1所述的一种海绵城市排水结构，其特征在于：所述上开口的横截面和所述下开口的横截面均为矩形，所述阀芯为矩形阀芯，所述矩形阀芯设置于所述上开口和所述下开口的连接处。

4.根据权利要求1所述的一种海绵城市排水结构，其特征在于：所述上开口的横截面和所述下开口的横截面均为矩形，所述阀芯为矩形阀芯，所述单向阀还包括密封垫，所述密封垫设置于所述下开口的远离所述集水腔的一侧，所述矩形阀芯设置于所述密封垫的远离所述上开口的一侧。

5.根据权利要求1所述的一种海绵城市排水结构，其特征在于：所述道路层结构由上至下依次包括渗透部和土壤层，所述集水井嵌设于所述渗透部，所述渗透部由上至下依次包括彩色透水性混凝土层、高透性混凝土层和碎石级配层，所述集水腔通过所述第一开口与所述高透性混凝土层连通，所述底壁的所述第一开口通过所述单向阀与所述土壤层连通，所述渗透部和所述土壤层均嵌设所述排水井。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种海绵城市排水结构的水循环方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、利用排水结构和地面径流雨水收集系统将雨水收集到地埋式沉淀池中， 沉淀不少于24小时，形成一级储水；

S2、用水泵将上述沉淀池中的上层50％-60％的一级储水引至一级蓄水池，进行再次沉淀，沉淀时间不少于12小时，形成二级储水；

S3、用水泵将上述一级蓄水池的上层50％-60％的二级储水引至二级蓄水池，进行再次沉淀，沉淀时间不少于6小时，形成三级储水；

其中，在一级蓄水池和二级蓄水池之间设置有高速砂滤结构，水泵先将二级储水引至高速砂滤结构，后到二级蓄水池；

S4、用水泵将上述二级蓄水池上层的80％-90％的三级储水引至三级蓄水池，进行储存，形成四级储水；

其中，在二级蓄水池和三级蓄水池之间设置有膜过滤装置，水泵先将三级储水引至膜过滤装置，后倒三级蓄水池。

7.根据权利要求6所述的一种海绵城市排水结构的水循环方法，其特征在于：所述地面径流雨水 收集系统包括慢渗沟系统、渗透性路面、透水生态停车场和下凹雨水花园。