CN109518786B - 一种地表径流初雨控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地表径流初雨控制系统，包括雨排水沟、调节池，以及在雨排水沟下游间隔设置的若干初雨收集槽，每个初雨收集槽均整体位于雨排水沟之下，并设有与雨排水沟底部连通的进水口；每个初雨收集槽均设置有与调节池连通的连接通道。通过初雨收集槽和调节池的协同作用，可有效控制初期雨水对地面水体的污染，还具有对雨水径流中含有的悬浮物等污染物进行预处理的功能。采用透水铺装和活动式浮板的综合作用，稳定了系统所收集的初期雨水，避免了与后续雨水的交换，也避免了系统所沉淀的污染物被再次翻起，随后续雨水进入地面水体，进一步降低了初期雨水对水体的二次污染影响。

Description

一种地表径流初雨控制系统

技术领域

本发明属于雨水地表径流控制技术领域，特别涉及一种新型的针对初期地表雨水径流的地表初雨径流控制系统。

背景技术

目前，针对地表初期雨水调蓄的方式多设计为敞口式水泥沉淀池或者景观式“雨水花园”，敞口式水泥沉沙池沉砂效果明显，但是受流动水体的搅动大，所流出的水体悬浮物多，且该装置内的蓄水只能通过蒸发缓慢释放难以应对我国夏季频繁的暴雨期，“雨水花园”式初期雨水调蓄池对地表径流的调控功能明显，但是后期泥沙堵塞后清理非常费力费时且清理成本昂贵，并且在特大暴雨中也无法达到排水与沉砂两全。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提供了一种地表径流初雨控制系统，同时具备初雨收集和初雨入渗的功能，并可有效防止进入初雨收集槽和调节池内的雨水与外部水流进行二次交换，进一步降低了初雨面源污染。

本发明的技术方案是这样实现的：一种地表径流初雨控制系统，包括雨排水沟、调节池，以及在雨排水沟下游间隔设置的若干初雨收集槽，每个初雨收集槽均整体位于雨排水沟之下，并设有与雨排水沟底部连通的进水口；每个初雨收集槽均设置有与调节池连通的连接通道。

本发明所述的地表径流初雨控制系统，所述初雨收集槽在进水口处设置有隔水装置，其在初雨收集槽满水状态下可自动关闭，并在关闭状态下具有连续的小流量补水通道。

本发明所述的地表径流初雨控制系统，所述隔水装置为设置在进水口处可上下旋转的浮板，浮板轮廓与进水口的轮廓一致，并设置有转轴，浮板在初雨收集槽无水时保持自然下垂，随着初雨收集槽水位的上升被顶托向上连续旋转，并在雨排水沟的水位不低于浮板水平时的下表面时一直保持水平状态；水平的浮板覆盖进水口，并使得雨排水沟的后续雨水从浮板顶部流向下游。

本发明所述的地表径流初雨控制系统，所述浮板的转轴设置在其横向中线的下游半段，进水口设置有供转轴安装的第一转轴卡槽；所述雨排水沟的两侧设置有与第一转轴卡槽垂直连通的第二转轴卡槽。

本发明所述的地表径流初雨控制系统，所述进水口下还设置有浮板支柱，使得浮板在自然下垂时具有朝向上游的倾斜度。

本发明所述的地表径流初雨控制系统，所述浮板底部还设置有辅助浮力体，可辅助顶托浮板。

本发明所述的地表径流初雨控制系统，所述初雨控制结构还包括制动装置，可控制浮板向上转动的极限位置即为水平位置。

本发明所述的地表径流初雨控制系统，所述初雨收集槽的底部与连接通道的底部齐平连接，且连接通道具有坡向调节池的斜度；所述调节池的底部低于连接通道出水口的底部。

本发明所述的地表径流初雨控制系统，所述调节池的池壁和池底，以及初雨收集槽的槽壁和槽底均为透水铺装结构，且从外向内依次铺设碎石层、粗砂层和透水砖。

本发明所述的地表径流初雨控制系统，所述调节池设置有排水泵，所述排水泵的吸水最低水位为连接通道出水口底部水平位置，排水泵的出水管接往雨排水沟位于所有初雨收集槽的下游处。

本发明的有益效果为：本发明的地表径流初雨控制系统，通过初雨收集槽和调节池的协同作用，可有效控制初期雨水对地面水体的污染，还具有对雨水径流中含有的悬浮物等污染物进行预处理的功能。采用透水铺装和活动式浮板的综合作用，稳定了系统所收集的初期雨水，避免了与后续雨水的交换，也避免了系统所沉淀的污染物被再次翻起，随后续雨水进入地面水体，进一步降低了初期雨水对水体的二次污染影响。

该结构建设完成后不额外占用土地，不破坏原有景观和外在视觉效果，同时由于初雨收集槽和调节池采用硬质的透水材料，有利于沉淀物质的后期清理。

初雨收集槽砌体采用透水砖，渗水快捷，可以补充地下水，起到渗、滞、储、排相应功能，而传统类似功能的沉沙池采用水泥砌筑无法透水。

初雨收集槽采用可拆卸活动浮板，在初雨收集满之后可以自动关闭浮板，避免径流对初雨泥沙的搅动，径流悬浮物控制效果好于传统无盖板收集池；

透水砖砌筑在地面以下，受气候等影响较小，同时受行人、车辆等破坏小，材料使用周期比使用在地面上长；

预设翻板支撑桩，防止翻板垂直翻起后与浮力垂直向上力重合后无法翻起。

附图说明

图1本发明地表径流初雨控制结构的立体示意图；

图2为本发明地表径流初雨控制结构的纵向剖视图；

图3为本发明地表径流初雨控制系统的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1－2所示，地表径流初雨控制结构，可用于收集初期雨水，包括初雨收集槽1和隔水装置，初雨收集槽包括进水口11和渗透铺装结构，雨水通过进水口进入初雨收集槽1，并能通过渗透铺装结构向地下入渗；初雨收集槽在进水口设置有隔水装置，其在初雨收集槽满水状态下可自动关闭，并在关闭状态下具有连续的小流量补水通道，补水通道的补水流量和初雨收集槽的入渗水量能保持动态平衡。

具体的，所述初雨收集槽1的进水口11设在雨排水沟2的下游，并与雨排水沟2连通，并进一步的设置在雨排水沟2的底部，所述隔水装置为设置在进水口处可上下旋转的浮板3。所述浮板3设置有转轴31，浮板31的轮廓与进水口11的轮廓一致，浮板3在初雨收集槽1无水时保持自然下垂，随着初雨收集槽1水位的上升被顶托向上连续旋转，并在雨排水沟2的水位不低于浮板3水平时的下表面时一直保持水平状态；水平的浮板3全面覆盖进水口11，并使得雨排水沟2的后续雨水从浮板3顶部流向下游。这样浮板3在水平位置时，起到了很好的隔绝雨排水沟2和初雨收集槽1的作用，有效的避免了初雨收集槽1内已经收集满的污染最严重的初雨再与雨排水沟2内的后续低污染度的雨水进行交换，也就避免了对附近水体形成二次污染，同时还具有对初雨收集槽1内的雨水形成稳流的作用，避免了雨排水沟2内的雨水对初雨收集槽1内的雨水形成剧烈的搅动，进而避免了初雨收集槽1内已经沉淀的污染物被再次翻起，影响沉淀效果。

所述浮板3的转轴31设置在其横向中线的下游半段，进水口11设置有供转轴31安装的第一转轴卡槽21；进一步的，所述雨排水沟2的两侧沟壁设置有与第一转轴卡槽21垂直连通的第二转轴卡槽22。

所述进水口11下还设置有浮板支柱4，使得浮板3在自然下垂时具有朝向上游的倾斜度。避免了浮板一直保持完全的垂直状态而被卡死，或者随着水位的上涨造成反向转动而被卡死，进而不能顺利的向上转动直至水平覆盖进水口11。

所述浮板3底部还设置有辅助浮力体6，可辅助顶托浮板3。优选的，浮板3的材质密度小于水的密度为好。

所述初雨控制结构还包括制动装置，可控制浮板向上转动的极限位置即为水平位置。具体的，所述进水口11下游的口沿处设置有下凹部11a，转轴31后端的浮板3在水平状态时搭在所述下凹部11a上，这样浮板3转动到水平位置时，即可被反向锁死，以保持水平。

所述雨排水沟2位于初雨收集槽的上游设置有格栅7，可有效的阻挡较大的漂浮物或悬浮物进入初雨收集槽1或水体内。

所述补水通道即为浮板3水平时与进水口11四壁之间的缝隙，可在浮板3保持水平状态时小流量接纳雨排水沟2内的雨水，使得在下雨期间，能始终保持初雨收集槽1内的水位得到有效的补充，维持补充水量和入渗水量的动态的平衡。

进水口11的宽度与雨排水沟2的宽度相同，所述雨排水沟2的沟壁与进水口11的连接处设置有挡轴5，使得浮板3顶面水平时刚好与挡轴5接触，以阻挡浮板3继续旋转超出水平位置的趋势。

本实施例的初雨收集槽1的形成方式为，直接在雨排水沟2的底部进行开挖形成，即初雨收集槽1的水平尺寸与进水口11的水平尺寸相同，初雨收集槽1整体位于雨排水沟2之下，而其深度尺寸可根据实际设定。初雨收集槽1在空置时，除通过进水口11与空气连通外，其余均为密闭的地下式结构。在其它一些实施例中，初雨收集槽1还可以向雨排水沟2的外侧延展，延展出的部分整体位于地表以下，也可为敞口式结构。

本发明在市政道路两侧排水沟以及其它水土流失严重地区有明显集水沟、冲沟区域适用。在沟槽下游区域设置本结构，初雨收集槽1的开挖深度及开口大小根据设置地点所需收集的初雨量及降雨量而确定，开口宽度根据现场排水沟渠宽度而定，初雨收集槽1砌体采用渗水材料砌筑或者浇筑，浮板3采用PVC板材制作，浮板3的转轴31为金属材质，转轴31从第二卡槽22进入到第一卡槽21中，以完成安装，卡槽为先期预制在水泥沟槽壁上。

本发明对初期雨水形成的地表径流有良好的控制效果，系统因采用渗水材料，比传统水泥调节池增加了在线向地下入渗的功能，初雨收集槽1的槽壁和槽底从邻近泥土侧向槽内侧依次铺设碎石层1c、粗砂层1b和透水砖1a，可达到的良好的透水入渗效果，并且具有不易堵塞的特点。且由于本结构的进水口11顶部有浮板3，在初雨收集槽1收集了足够的高污染的初雨后可以自动关闭浮板3，后期低污染度的雨水可以顺着浮板3顺流而下，从而可有效减少下游水体特别是泥沙悬浮物造成的污染，起到防止水土流失的作用，避免了二次污染。

实施例2：

如图3所示，提供了一种地表初雨控制系统，所述控制系统包括雨排水沟2、调节池8，以及在雨排水沟2的下游间隔设置的若干初雨收集槽1，每个初雨收集槽1均整体位于雨排水沟2之下，并设有与雨排水沟2底部连通的进水口11；每个初雨收集槽1均设置有与调节池8连通的连接通道81。单个初雨收集槽1的结构设置于实施例1中结构一致。

另外，所述调节池的池壁和池底和初雨收集槽的槽壁和槽底一样，均为透水铺装结构，且从外向内依次铺设碎石层1c、粗砂层1b和透水砖1a。初雨收集槽1的底部与连接通道8的底部齐平连接，且连接通道81具有坡向调节池8的斜度；所述调节池8的底部低于连接通道出水口的底部。使得初雨收集槽1收集的初雨可顺畅的流入调节池8内，使得大部分的沉淀物都能在调节池8内下沉，增强了初雨调节量和初雨的预处理效果。

所述调节池8设置有排水泵82，所述排水泵82的吸水最低水位为连接通道81出水口底部水平位置，排水泵82的出水管83接往雨排水沟2位于所有初雨收集槽1的下游处。这样设置的目的在于，使得调节池8位于连接通道81出水口底部以下的容量为污泥存泥区，污泥存泥区以上的部分为储水区，当下雨过后，调节池的水质得到有效澄清后，可通过排水泵82将澄清水抽送到雨排水沟2的下游，并排往水体，也可用于就近灌溉。污泥存泥区内的污泥可以在储存在一定量后，待自然干化后进行人工或者机械清陶。

调节池8为露天设置，调节池的池沿高于雨排水沟2的沟沿。同时设置多个初雨收集槽1的目的在于，当初雨收集槽1内的水位超过进水口11上沿以后，浮板3将一直处于水平状态，这样多个浮板3与进水口11的四壁之间的缝隙将会有更大进水量，并可持续的向调节池8内进入雨水，可在加大后续整体进入调节池8内水流量的同时，减少对初雨收集槽1已收得初雨水的扰动，也保持了相应的稳流效果。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地表径流初雨控制系统，其特征在于：包括雨排水沟、调节池，以及在雨排水沟下游间隔设置的若干初雨收集槽，每个初雨收集槽均整体位于雨排水沟之下，并设有与雨排水沟底部连通的进水口；每个初雨收集槽均设置有与调节池连通的连接通道；

所述初雨收集槽在进水口处设置有隔水装置，其在初雨收集槽满水状态下可自动关闭，并在关闭状态下具有连续的小流量补水通道；

所述初雨收集槽的底部与连接通道的底部齐平连接，且连接通道具有坡向调节池的斜度；所述调节池的底部低于连接通道出水口的底部。

2.根据权利要求1所述的地表径流初雨控制系统，其特征在于：所述隔水装置为设置在进水口处可上下旋转的浮板，浮板轮廓与进水口的轮廓一致，并设置有转轴，浮板在初雨收集槽无水时保持自然下垂，随着初雨收集槽水位的上升被顶托向上连续旋转，并在雨排水沟的水位不低于浮板水平时的下表面时一直保持水平状态；水平的浮板覆盖进水口，并使得雨排水沟的后续雨水从浮板顶部流向下游。

3.根据权利要求2所述的地表径流初雨控制系统，其特征在于：所述浮板的转轴设置在其横向中线的下游半段，进水口设置有供转轴安装的第一转轴卡槽；所述雨排水沟的两侧设置有与第一转轴卡槽垂直连通的第二转轴卡槽。

4.根据权利要求3所述的地表径流初雨控制系统，其特征在于：所述进水口下还设置有浮板支柱，使得浮板在自然下垂时具有朝向上游的倾斜度。

5.根据权利要求3所述的地表径流初雨控制系统，其特征在于：所述浮板底部还设置有辅助浮力体，可辅助顶托浮板。

6.根据权利要求3所述的地表径流初雨控制系统，其特征在于：所述地表径流初雨控制系统还包括制动装置，可控制浮板向上转动的极限位置即为水平位置。

7.根据权利要求1所述的地表径流初雨控制系统，其特征在于：所述调节池的池壁和池底，以及初雨收集槽的槽壁和槽底均为透水铺装结构，且从外向内依次铺设碎石层、粗砂层和透水砖。

8.根据权利要求1所述的地表径流初雨控制系统，其特征在于：所述调节池设置有排水泵，所述排水泵的吸水最低水位为连接通道出水口底部水平位置，排水泵的出水管接往雨排水沟位于所有初雨收集槽的下游处。