CN108951826B - 雨水调蓄再利用水广场景观 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种雨水调蓄再利用广场景观，依托于位于地下的雨水井、污水管道和雨水管道而设计，包括与雨水井、污水管道分别连通的雨污分流装置，与雨水管道连通的地下暂时蓄水池以及位于地上的下沉式广场；雨污分流装置用于分隔初期雨水和后期雨水，初期雨水排入污水管道，后期雨水通过雨水管道存蓄在地下暂时蓄水池内，并通过地下暂时蓄水池的开口流向下沉式广场；后期雨水通过下沉式广场的泉眼流出以形成叠水景观。本发明平时作为休闲娱乐的场所，在遭遇暴雨时通过雨污分流装置、地下暂时蓄水池内的雨水流放而成为一个暂时储水的雨水广场。

Description

雨水调蓄再利用水广场景观
技术领域
本发明涉及城市景观生态学技术领域，尤其涉及一种雨水调蓄再利用水广场景观。
背景技术
随着城市的发展，道路、广场等硬质铺装的面积逐渐增多，使得雨水只有部分能渗入地下补充地下水，大量的水资源被浪费。尤其当夏季雨量丰沛，因大量雨水无法渗入地下而极易造成洪涝，同时也给城市排水系统造成了极大的压力。
降雨初期时的雨水，溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体，降落地面后，又冲刷屋面、沥青混凝土道路等，使得初期雨水中含有大量的污染物质，前期雨水的污染程度较高，甚至超出了普通城市污水的污染程度。初期雨水经雨水管直排入河道，也会给水环境造成一定程度的污染。如果将初期雨水直接排入自然承受水体，将会对水体造成非常严重的污染，必须对前期雨水进行弃流处理。
目前对于下沉式水上广场利用的理论体系尚不完善，同时也没有将景观设计的实际策略和具体建议融入其中，所以建立一个下沉式水上广场对城市景观风貌和城市排水系统具有重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种雨水调蓄再利用水广场景观，平时作为休闲娱乐的场所，在遭遇暴雨时通过雨污分流装置、地下暂时蓄水池内雨水流放而成为一个暂时储水的雨水广场。
为实现上述目的，本发明采用了一种技术方案：一种雨水调蓄再利用水广场景观，所述雨水调蓄再利用水广场景观依托于位于地下的雨水井、污水管道和雨水管道而设计，雨水通过所述雨水井上端流入其中，所述雨水井下端连通所述污水管道，所述雨水管道位于所述雨水井的上部且与其连通，所述雨水调蓄再利用水广场景观包括与所述雨水井、污水管道分别连通的雨污分流装置，与所述雨水管道连通的地下暂时蓄水池以及位于地上的下沉式广场；
所述雨污分流装置包括位于所述雨污分流装置内的进水管道、位于所述进水管道出口处下方的积水容器、位于所述积水容器内的虹吸管、位于所述虹吸管出水口处下方的大齿轮、与所述大齿轮啮合连接的小齿轮、缠绕于与所述小齿轮的绳索、位于所述大齿轮下方的滑道、沿着所述滑道浮动的浮球、设于所述浮球顶部的卡片、以及位于所述雨水井中且连接于所述绳索末端的隔离板；所述雨水井中的雨水通过所述进水管道进入所述积水容器内，再通过所述虹吸管流出以带动所述大齿轮转动，所述大齿轮带动所述小齿轮转动以收缩所述绳索，以将所述隔离板水平拉直，所述雨污分流装置内的雨水使得所述浮球沿着所述滑道上浮，直至上浮到所述滑道的顶端时由所述卡片卡住所述大齿轮，此时所述隔离板将所述雨水井分隔；所述雨污分流装置用于分隔初期雨水和后期雨水，初期雨水流入所述污水管道；
所述雨水井分隔后的后期雨水通过所述雨水管道存蓄在所述地下暂时蓄水池内，所述地下暂时蓄水池位于所述下沉式广场和雨水管道之间，且其下端与所述雨水管道连通，在所述地下暂时蓄水池的一侧壁上设有开口，存蓄其中的雨水通过所述开口流向所述下沉式广场；
所述下沉式广场包括下沉广场地表、与所述下沉广场地表连接的若干层台阶、设置在所述台阶竖直面上的泉眼，雨水通过所述泉眼流出以形成叠水景观。
进一步地，所述雨污分流装置还包括设于其底部的电动阀门，所述雨污分流装置通过所述电动阀门与所述污水管道连通。
进一步地，所述雨污分流装置还包括固定杆，所述固定杆的一端固定在所述雨水井的内壁上、另一端连接所述隔离板，所述隔离板可通过所述固定杆进行旋转。
进一步地，所述雨污分流装置还包括连接于所述隔离板下端的浮力球，使得所述隔离板在所述雨水井中的水位低时保持竖直的状态。
进一步地，所述雨污分流装置还包括与所述绳索连接的滑轮组，通过所述滑轮组收放所述绳索以控制所述隔离板。
进一步地，所述滑轮组、小齿轮、大齿轮分别通过固定轴固定在所述雨污分流装置的内壁上。
进一步地，在所述进水管道进口处安装有第一过滤网，用于过滤初期雨水。
进一步地，在所述地下暂时蓄水池下方的雨水管道入口处安装有第二过滤网，用于进一步过滤后期雨水。
进一步地，在所述地下暂时蓄水池下方的雨水管道出口处安装有挡板，用于防止水回流。
进一步地，在所述地下暂时蓄水池下方的雨水管道出口处安装有挡板挡片，用于抵住所述挡板。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：(1)本发明使下沉广场不仅仅只是常规的干燥公共空间，又可成为雨后人们玩耍戏水的水上空间；(2)本发明在雨污分流装置进水管道入口处和地下暂时蓄水池入口处分别安装了过滤网，可以有效地阻止大的颗粒和垃圾进入，造成不必要的污染；(3)本发明运用水动力使齿轮转动，利用滑轮的作用使绳索收放以控制隔离板；(4)本发明通过虹吸管流速大小控制时间，使浮球在一定时间内达到规定位置，浮球上方的挡片卡在齿轮内，齿轮停止转动拉紧绳索使隔离板水平放置以达到分隔效果；(5)本发明中广场台阶式排水流放水景观充分发挥出其景观造景功能，具有较强的艺术价值和美观效果。
附图说明
图1是本发明的一种雨水调蓄再利用水广场景观的示意图；
图2是本发明的一种雨水调蓄再利用水广场景观的雨污分流装置的示意图一；
图3是本发明的一种雨水调蓄再利用水广场景观的雨污分流装置的示意图二；
图4是本发明的一种雨水调蓄再利用水广场景观的雨污分流装置的示意图三；
图5是本发明的一种雨水调蓄再利用水广场景观的浮球的示意图；
图6是本发明的一种雨水调蓄再利用水广场景观的广场台阶式流放水流景观示意图。
图中：1-下沉广场地表，2-雨水井，3-雨水管道，4-污水管道，5-隔离板，6-上挡片，7-固定杆，8-浮力球，9-进水管道，10-积水容器，11-虹吸管，12-滑轮组，13-绳索，14-小齿轮，15-大齿轮，16-卡片，17-浮球，18-滑道，19-电动阀门，20-第二过滤网，21-挡板挡片，22-挡板，23-地下暂时蓄水池，24-污水处理厂，25-开口，26-固定轴，27-雨污分流装置，28-下沉式广场，29-台阶，30-泉眼，31-积水空间，32-第一过滤网，33-卷轴，34-滑孔，35-下挡片，36-滑杆。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种雨水调蓄再利用水广场景观，所述雨水调蓄再利用水广场景观依托于位于地下的雨水井2、污水管道4和雨水管道3而设计，所述雨水井2用于接收并容纳雨水，雨水通过所述雨水井2上端流入其中，所述雨水井2的下端连通污水管道4，与所述雨水井2连通的所述雨水管道3位于所述雨水井2的上部。地上的雨水经所述雨水井2上端流入地下，小雨时可直接流入所述污水管道4排走，大雨时可积累至所述雨水管道3中。所述污水管道4可与污水处理厂24连接，雨水通过所述污水管道4流入所述污水处理厂24以进行相应处理，上述描述的所述雨水井2、雨水管道3、污水管道4与污水处理厂24，为常见的由市政建造的地下排水系统。所述雨水调蓄再利用水广场景观包括与所述雨水井2、污水管道4分别连通的雨污分流装置27，与所述雨水管道3连通的地下暂时蓄水池23，以及位于地上的下沉式广场28，所述下沉式广场28设置于所述雨水井2、污水管道4和雨水管道3之上，也即位于所述雨污分流装置27和地下暂时蓄水池23之上。
如图1-4所示，所述雨污分流装置27为带有积水空间31的结构，优选的，所述雨污分流装置27为立方体结构。所述雨污分流装置27包括位于所述积水空间31内的进水管道9、位于所述进水管道9出口处下方的积水容器10、位于所述积水容器10内的虹吸管11、位于所述虹吸管11出水口处下方的大齿轮15、与所述大齿轮15啮合连接的小齿轮14、缠绕于与所述小齿轮14卷轴33的绳索13、通过所述绳索13连接的滑轮组12、连接于所述绳索13末端的隔离板5、用于固定所述隔离板5的固定杆7、连接于所述隔离板5下端的浮力球8、位于所述大齿轮15下方的滑道18、沿着所述滑道18浮动的浮球17、设于所述浮球17顶部的卡片16、设于所述浮球上的滑杆36、以及电动阀门19。所述进水管道9、积水容器10、虹吸管11、滑轮组12、小齿轮14、大齿轮15、带有卡片16的浮球17、滑道18均位于所述雨污分流装置27的积水空间31内，所述隔离板5、固定杆7、浮力球8均位于所述雨水井2内，所述电动阀门19位于所述雨污分流装置27的底部。所述雨污分流装置27设置在所述雨水井2一侧壁外、所述污水管道4上，通过所述进水管道9与雨水井2连通，通过所述电动阀门19与污水管道4连通。优选的，所述浮力球8为空心浮力球。
如图2所示，在所述雨水井2中的水位低时，所述浮力球8使所述隔离板5保持上下竖直的状态，在所述雨水井2的内壁上相对设有上挡片6和下挡片35，且所述上挡片6的高度略高于所述固定杆7的高度，所述下挡片35的高度略低于所述固定杆7的高度。所述固定杆7的一端固定在所述雨水井2的内壁上、另一端连接所述隔离板5，所述固定杆7可连接在所述隔离板5的正中间，使得所述隔离板5可通过所述固定杆7旋转。
如图3所示，在所述雨水井2中的水位高时，连接于所述隔离板5上端的绳索13将所述隔离板5拉动，使其通过所述固定杆7旋转，所述隔离板5下端向上抬起、上端向下降落，所述隔离板5下端止于所述上挡片6处，所述隔离板5上端止于所述下挡片35处，通过所述上挡片6和下挡片35防止所述隔离板5上下不停翻转。
如图3和5所示，所述滑道18带有滑孔34，所述浮球17通过其滑杆36沿着所述滑孔34上下浮动，所述滑杆36可以是“T”字型，其中“T”字型的横杆在所述滑孔34内、“T”字型的竖杆连接所述浮球17。当所述浮球17上浮至所述滑道18的顶端时，由所述卡片16卡住所述大齿轮15。所述卡片16为一长挡片，在达到所述滑道18的顶端时，可卡在所述大齿轮15的两个齿之间的凹陷处。所述滑轮组12、小齿轮14、大齿轮15分别通过固定轴26固定在所述雨污分流装置27的内壁上，所述固定轴26的一端固定在所述雨污分流装置27的内壁上、另一端连接所述滑轮组12/小齿轮14/大齿轮15(参见图4)。
在城市遭遇暴雨时，当所述雨水井2中的雨水水位达到所述进水管道9的位置时，雨水通过所述进水管道9进入所述雨污分流装置27内，可在所述进水管道9进口处安装第一过滤网32，防止初期雨水伴有的大颗粒或垃圾等进入所述进水管道9内造成堵塞，雨水通过所述进水管道9出口进入所述积水容器10内，当所述积水容器10内的雨水达到所述虹吸管11的制高点时，基于虹吸现象，所述积水容器10内的雨水通过所述虹吸管11流出，所述大齿轮15一侧在所述虹吸管11出水口下方，通过水动力带动所述大齿轮15转动，所述大齿轮15同时带动带有卷轴33的小齿轮14转动，使所述绳索13收缩在所述卷轴33内，所述隔离板5通过所述绳索13和滑轮组12的作用力被水平拉直，止于所述上挡片6和下挡片35处；同时，当雨水通过所述进水管道9进入积水空间31内时，所述浮球17沿着所述滑道18向上浮动，在一定时间内(例如，3分钟)达到所述滑道18的顶端时，所述卡片16卡在所述大齿轮15内，以固定所述大齿轮15使其停止转动，同时固定了所述隔离板5水平放置，由此达到初期雨水与后期雨水分流的目的。
所述雨污分流装置27用于分隔初期雨水和后期雨水，初期雨水流入所述污水管道4，所述雨水井2被所述隔离板5分隔后，流入其中的后期雨水通过所述雨水管道3存蓄在所述地下暂时蓄水池23内。所述地下暂时蓄水池23位于所述下沉式广场28和雨水管道3之间，其下端与所述雨水管道3连通，所述地下暂时蓄水池23在朝向所述下沉式广场28的一侧壁上设有开口25，当所述地下暂时蓄水池23内的水不断上升时可通过所述开口25流出，流向所述下沉式广场28。
如图1和6所示，所述下沉式广场28包括下沉广场地表1、与所述下沉广场地表1连接的若干层台阶29、设置在所述台阶29竖直面上的多个泉眼30。所述开口25的高度不高于最低层台阶29的高度，当所述地下暂时蓄水池23内的水不断增加到达所述开口25时，水流向所述台阶29处并通过所述泉眼30流向所述下沉广场地表1，所述台阶29的泉眼30随着所述地下暂时蓄水池23内水位的升高而一层层向上，形成一种独特的叠水景观，所述泉眼30流出的水通过所述台阶29流下最后汇合在所述下沉广场地表1，使之成为暂时性的戏水水上空间，后期雨水与初期雨水相比较为干净，可使大众在此水上空间内玩耍。
在暴雨结束后，广场的雨水可持续数天(例如1-2天)，此后可由人工打开所述雨污分流装置27内的电动阀门19的控制开关(可通过电路将电动阀门19的开关设于地上)，使所述雨污分流装置27的积水空间31内的雨水流出至所述污水管道4，所述电动阀门19可以通过调节流速大小使之在一定时间(例如，两分钟)内流放完其中的雨水，同时所述浮球17下沉回到原位，由于所述大齿轮15和小齿轮14可以重新转动所述绳索13再加之所述浮力球8的重力，所述隔离板5成为竖直状态，之后再关闭所述电动阀门19以便下次正常使用。
当初期雨水在规定的时间里弃流后，后期雨水就较为干净，可通过所述雨水管道3排流，后期雨水在所述雨水管道3流经所述地下暂时蓄水池23，在所述地下暂时蓄水池23的雨水管道3入口处安装了第二过滤网20以避免造成不必要的污染，当城市雨水排放系统无压力时，后期雨水直接排入河流。在所述地下暂时蓄水池下方的雨水管道出口处安装挡板22，所述挡板22的大小与所述雨水管道3的内壁贴合，当城市排水系统排入河流，由于河流水位高造成反流时，所述挡板22用于防止水回流，所述挡板22的上端安装在所述雨水管道的内壁上侧，且可随其上端摆动；在所述地下暂时蓄水池下方的雨水管道出口处下端安装挡板挡片21，由于水的作用，所述挡板22随其上端进行摆动，所述挡板挡片21用于抵住所述挡板21的下端使其停止摆动，此时所述挡板22封闭所述雨水管道3来防止水回流，同时其余的雨水在所述地下暂时蓄水池23内暂时储存起来，缓解城市排水压力。
本发明的雨水调蓄再利用水广场景观，在平常时间段内成为大众休闲娱乐的场所，在平常的雨季里，广场仍大面积保持干燥，雨水将通过土壤或被泵排入城市雨污管道。在遭遇暴雨时，广场下方的雨污分流装置27可使初期雨水与后期雨水进行分流，初期雨水在相应时间段内排入污水管道4，后期雨水进入地下暂时蓄水池23内后通过开口25排入下沉广场地表1，形成暂时的水上空间，缓解城市排水压力。
为了使本发明中的雨水调蓄再利用水广场景观可操作性更强，给出了其中涉及的主要参数建议值，需要指出的是，在进行实际操作时，上述参数可进行更改，且均应包含在本发明的保护范围内。
所述进水管道9的横截面积为所述虹吸管11的横截面积的1.2倍；
所述虹吸管9的流量Q＝uA，u为平均流速，A为过水断面(过水断面指的是管内充满水，相当于所述虹吸管9的横截面积)。
所述积水空间31的体积E为5分钟内所述虹吸管11的总流量，即E＝5Q＝5uA。
所述滑道18的长度F2≥2(r/2)2，r为所述隔离板5的长度。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：(1)本发明使下沉广场不仅仅只是常规的干燥公共空间，又可成为雨后人们玩耍戏水的水上空间；(2)本发明在雨污分流装置进水管道入口处和地下暂时蓄水池入口处分别安装了过滤网，可以有效地阻止大的颗粒和垃圾进入，造成不必要的污染；(3)本发明运用水动力使齿轮转动，利用滑轮的作用使绳索收放以控制隔离板；(4)本发明通过虹吸管流速大小控制时间，使浮球在一定时间内达到规定位置，浮球上方的挡片卡在齿轮内，齿轮停止转动拉紧绳索使隔离板水平放置以达到分隔效果；(5)本发明中广场台阶式排水流放水景观充分发挥出其景观造景功能，具有较强的艺术价值和美观效果。
值得说明的是：在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (10)

1.一种雨水调蓄再利用水广场景观，所述雨水调蓄再利用水广场景观依托于位于地下的雨水井、污水管道和雨水管道而设计，雨水通过所述雨水井上端流入其中，所述雨水井下端连通所述污水管道，所述雨水管道位于所述雨水井的上部且与其连通，其特征在于：所述雨水调蓄再利用水广场景观包括与所述雨水井、污水管道分别连通的雨污分流装置，与所述雨水管道连通的地下暂时蓄水池以及位于地上的下沉式广场；
所述雨污分流装置包括位于所述雨污分流装置内的进水管道、位于所述进水管道出口处下方的积水容器、位于所述积水容器内的虹吸管、位于所述虹吸管出水口处下方的大齿轮、与所述大齿轮啮合连接的小齿轮、缠绕于与所述小齿轮的绳索、位于所述大齿轮下方的滑道、沿着所述滑道浮动的浮球、设于所述浮球顶部的卡片、以及位于所述雨水井中且连接于所述绳索末端的隔离板；所述雨水井中的雨水通过所述进水管道进入所述积水容器内，再通过所述虹吸管流出以带动所述大齿轮转动，所述大齿轮带动所述小齿轮转动以收缩所述绳索，以将所述隔离板水平拉直，所述雨污分流装置内的雨水使得所述浮球沿着所述滑道上浮，直至上浮到所述滑道的顶端时由所述卡片卡住所述大齿轮，此时所述隔离板将所述雨水井分隔；所述雨污分流装置用于分隔初期雨水和后期雨水，初期雨水流入所述污水管道；
所述雨水井分隔后的后期雨水通过所述雨水管道存蓄在所述地下暂时蓄水池内，所述地下暂时蓄水池位于所述下沉式广场和雨水管道之间，且其下端与所述雨水管道连通，在所述地下暂时蓄水池的一侧壁上设有开口，存蓄其中的雨水通过所述开口流向所述下沉式广场；
所述下沉式广场包括下沉广场地表、与所述下沉广场地表连接的若干层台阶、设置在所述台阶竖直面上的泉眼，雨水通过所述泉眼流出以形成叠水景观。
2.根据权利要求1所述的雨水调蓄再利用水广场景观，其特征在于：所述雨污分流装置还包括设于其底部的电动阀门，所述雨污分流装置通过所述电动阀门与所述污水管道连通。
3.根据权利要求1所述的雨水调蓄再利用水广场景观，其特征在于：所述雨污分流装置还包括固定杆，所述固定杆的一端固定在所述雨水井的内壁上、另一端连接所述隔离板，所述隔离板可通过所述固定杆进行旋转。
4.根据权利要求1所述的雨水调蓄再利用水广场景观，其特征在于：所述雨污分流装置还包括连接于所述隔离板下端的浮力球，使得所述隔离板在所述雨水井中的水位低时保持竖直的状态。
5.根据权利要求1所述的雨水调蓄再利用水广场景观，其特征在于：所述雨污分流装置还包括与所述绳索连接的滑轮组，通过所述滑轮组收放所述绳索以控制所述隔离板。
6.根据权利要求5所述的雨水调蓄再利用水广场景观，其特征在于：所述滑轮组、小齿轮、大齿轮分别通过固定轴固定在所述雨污分流装置的内壁上。
7.根据权利要求1所述的雨水调蓄再利用水广场景观，其特征在于：在所述进水管道进口处安装有第一过滤网，用于过滤初期雨水。
8.根据权利要求1所述的雨水调蓄再利用水广场景观，其特征在于：在所述地下暂时蓄水池下方的雨水管道入口处安装有第二过滤网，用于进一步过滤后期雨水。
9.根据权利要求1所述的雨水调蓄再利用水广场景观，其特征在于：在所述地下暂时蓄水池下方的雨水管道出口处安装有挡板，用于防止水回流。
10.根据权利要求9所述的雨水调蓄再利用水广场景观，其特征在于：在所述地下暂时蓄水池下方的雨水管道出口处安装有挡板挡片，用于抵住所述挡板。
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