CN109653333A - 海绵城市居民雨水生态系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海绵城市居民雨水生态系统，属于建筑技术领域。本发明由自动弃流型收集水管、扁平式保压收集水箱、建筑外墙组成，扁平式保压收集水箱的长和宽所在面与建筑外墙外表面相邻；自动弃流型收集水管的一端口为水平，与分流腔联通连接；另一端竖直，与进水口联通连接；本发明的有益效果是构造及其简单、加工十分简便，体积小，造价低；采用落水管作为储存雨水设备，不占地，不影响美观。初期雨水得到快速有效的排放，中后期雨水有效收集，在收集满后，雨水能自动溢流排出，充分利用雨水资源，又保证用水安全，通过系列设置，使固体物有效分离，且不堵塞整个管道。且前保压雨水用途多，提高使用效率和功效。

Description

海绵城市居民雨水生态系统

技术领域

本发明属于建筑技术领域，特别是涉及一种海绵城市居民雨水生态系统。

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、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。

初期降雨时，前2~5mm的雨水一般污染严重，流量也比较小。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，而且一般含有一定量的影响植物生长的毒素，这些毒素可能包括硫化物、盐分等，甚至不适当的pH值。降落地面后，又由于冲刷沥青油毡屋面等，使得前期雨水中含有大量的有机物、病原体、重金属、油脂、悬浮固体等污染物质，因此前期雨水的污染程度较高，通常超过了普通的城市污水的污染程度。如果将前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，也不能将雨水直接回收利用，所以必须对前期雨水进行弃流处理，可以设置雨污切换装置，将降雨初期雨水分流至污水管道，降雨后期污染程度较轻的雨水经过预处理截留水中的悬浮物、固体颗粒杂质、沉淀、过滤，就可以达到回收利用的标准。

目前，大部分弃流装置容积为所有初期雨水体积，容积过大；一些采用手动操作排放初期雨水的装置容易由于操作问题失效；而可以自动开关的容积虽然小，但构造复杂、成本高；另外，初期雨水停留时间过长，导致固体颗粒杂质沉淀，装置极易堵塞，不利于装置正常使用。另外，集水箱只有一个舱室，用途单一，一些需要压力较高的用水设备无法直接使用。

目前，弃流装置容积为所有初期雨水体积，容积过大；一些采用手动操作排放初期雨水的装置容易由于操作问题失效；而可以自动开关的容积虽然小，但构造复杂、成本高；另外，初期雨水停留时间过长，导致固体颗粒杂质沉淀，装置极易堵塞，不利于装置正常使用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种海绵城市居民雨水生态系统，有效地利用水资源，通过系列设置，使固体物有效分离，且不堵塞整个管道。前保压雨水用途多，提高使用效率和功效。

本发明采用的技术方案如下：

一种海绵城市居民雨水生态系统，由自动弃流型收集水管、扁平式保压收集水箱、建筑外墙组成，扁平式保压收集水箱为立方体水箱，长度和高度分别为宽度的20~50倍；扁平式保压收集水箱与建筑外墙并排，扁平式保压收集水箱的长和宽所在面与建筑外墙外表面相邻；

自动弃流型收集水管的顶部落水管作为建筑屋面的落水管；

自动弃流型收集水管的集水管的一端口为水平，与分流腔联通连接；集水管的另一端竖直，与扁平式保压收集水箱的进水口联通连接；

自动弃流型收集水管的箱满溢流管的两个端口均为水平，且两端口中间为竖直端，集水管较低的端口与排水管联通连接，较高的端口与扁平式保压收集水箱的溢流口联通连接；

进一步地，所述的自动弃流型收集水管包括顶部落水管、固体清除滤板、分流腔、弃流漏斗加强连接、弃流漏斗、排水管、集水滤网、集水管、箱满溢流管；

顶部落水管位于顶部，顶部落水管的正下方为固体清除滤板；固体清除滤板水平向下倾斜20~30°；固体清除滤板底部与分流腔连接；

分流腔的下部为排水管，分流腔和排水管之间为弃流漏斗，弃流漏斗采用弃流漏斗加强连接与分流腔连接；

在靠近分流腔的顶部的侧壁上开设孔，孔上设置集水滤网，孔的外部与集水管联通连接，集水管的另一个端口竖直向下；

排水管的侧壁上开设孔，该孔与箱满溢流管联通连接；箱满溢流管向上伸展，并直到集水管的下部且端口水平。

进一步地，所述扁平式保压收集水箱包括集水箱外壁、保压水平板、保压竖直板、溢流口、进水口、底部水舱、保压水舱、过渡水舱、保压过水口、过渡过水口；

集水箱外壁为长方体，在扁平式保压收集水箱的中间平面设置保压水平板，在保压水平板的上部设置竖直的保压竖直板，保压竖直板与扁平式保压收集水箱长度和宽度的所在平面垂直；

保压水平板底部为底部水舱，保压水平板上部保压竖直板将舱室分为保压水舱、过渡水舱，保压水舱体积为过渡水舱体积的2~10倍；

在保压竖直板的顶部设置联通保压水舱、过渡水舱的保压过水口；

底部水舱和过渡水舱之间的保压水平板联通底部水舱和过渡水舱的过渡过水口；

在保压水舱的顶部集水箱外壁开设进水口；

在保压水舱的侧面的集水箱外壁顶部开设进溢流口。

进一步地，一种海绵城市居民雨水生态系统的集水工艺为：

①雨水由屋面进入到顶部落水管；

②雨水经过固体清除滤板进行过滤，滤掉固体垃圾；

③初期雨水进入分流腔，由于水量较小且有毒物质较多，直接排走；

④雨水流量增加，弃流漏斗仅流走小部分雨水，大部分较为干净的后期雨水会由集水滤网二次过滤并由集水管、进水口进入扁平式保压收集水箱；

⑤雨水从进水口进入扁平式保压收集水箱首先充满保压水舱，当保压水舱的水满后再从保压过水口进入过渡水舱；

⑥进入到过渡水舱的水由过渡过水口进入底部水舱；

⑦当底部水舱水满后，再进来的雨水会充满过渡水舱，当过渡水舱的雨水满后，整个扁平式保压收集水箱的雨水水面会逐渐达到溢流口的高度；

⑧扁平式保压收集水箱的水满后，水会从溢流口流入箱满溢流管，再进入排水管；

⑨在使用水时，根据不同的水压需求从底部水舱、保压水舱内取水。

本发明的有益效果：

本发明的优点和有益效果是构造及其简单、加工十分简便，体积小，造价低；采用落水管作为储存雨水设备，不占地，不影响美观。初期雨水得到快速有效的排放，中后期雨水有效收集，在收集满后，雨水能自动溢流排出，充分利用雨水资源，又保证用水安全，通过系列设置，使固体物有效分离，且不堵塞整个管道。且前保压雨水用途多，提高使用效率和功效。

附图说明

图1为海绵城市居民雨水生态系统示意图。

图2为自动弃流型收集水管示意图。

图3为扁平式保压收集水箱内部分隔示意图。

图中，1为自动弃流型收集水管；2为扁平式保压收集水箱；3为建筑外墙；

1-1为顶部落水管；1-2为固体清除滤板；1-3为分流腔；1-4为弃流漏斗加强连接；1-5为弃流漏斗；1-6为排水管；1-7为集水滤网；1-8为集水管；1-9为箱满溢流管；

2-1为集水箱外壁；2-2为保压水平板；2-3为保压竖直板；2-4为溢流口；2-5为进水口；2-6为底部水舱；2-7为保压水舱；2-8为过渡水舱；2-9为保压过水口；2-10为过渡过水口。

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：如图1-图3所示，本发明一种海绵城市居民雨水生态系统，由自动弃流型收集水管1、扁平式保压收集水箱2、建筑外墙3组成，扁平式保压收集水箱2为立方体水箱，长度和高度分别为宽度的20~50倍；扁平式保压收集水箱2与建筑外墙3并排，扁平式保压收集水箱2的长和宽所在面与建筑外墙3外表面相邻；

自动弃流型收集水管1的顶部落水管1-1作为建筑屋面的落水管；

自动弃流型收集水管1的集水管1-8的一端口为水平，与分流腔1-3联通连接；集水管1-8的另一端竖直，与扁平式保压收集水箱2的进水口2-5联通连接；

自动弃流型收集水管1的箱满溢流管1-9的两个端口均为水平，且两端口中间为竖直端，集水管1-8较低的端口与排水管1-6联通连接，较高的端口与扁平式保压收集水箱2的溢流口2-4联通连接；

所述的自动弃流型收集水管1包括顶部落水管1-1、固体清除滤板1-2、分流腔1-3、弃流漏斗加强连接1-4、弃流漏斗1-5、排水管1-6、集水滤网1-7、集水管1-8、箱满溢流管1-9；

顶部落水管1-1位于顶部，顶部落水管1-1的正下方为固体清除滤板1-2；固体清除滤板1-2水平向下倾斜20~30°；固体清除滤板1-2底部与分流腔1-3连接；

分流腔1-3的下部为排水管1-6，分流腔1-3和排水管1-6之间为弃流漏斗1-5，弃流漏斗1-5采用弃流漏斗加强连接1-4与分流腔1-3连接；

在靠近分流腔1-3的顶部的侧壁上开设孔，孔上设置集水滤网1-7，孔的外部与集水管1-8联通连接，集水管1-8的另一个端口竖直向下；

排水管1-6的侧壁上开设孔，该孔与箱满溢流管1-9联通连接；箱满溢流管1-9向上伸展，并直到集水管1-8的下部且端口水平。

所述扁平式保压收集水箱2包括集水箱外壁2-1、保压水平板2-2、保压竖直板2-3、溢流口2-4、进水口2-5、底部水舱2-6、保压水舱2-7、过渡水舱2-8、保压过水口2-9、过渡过水口2-10；

集水箱外壁2-1为长方体，在扁平式保压收集水箱2的中间平面设置保压水平板2-2，在保压水平板2-2的上部设置竖直的保压竖直板2-3，保压竖直板2-3与扁平式保压收集水箱2长度和宽度的所在平面垂直；

保压水平板2-2底部为底部水舱2-6，保压水平板2-2上部保压竖直板2-3将舱室分为保压水舱2-7、过渡水舱2-8，保压水舱2-7体积为过渡水舱2-8体积的2~10倍；

在保压竖直板2-3的顶部设置联通保压水舱2-7、过渡水舱2-8的保压过水口2-9；

底部水舱2-6和过渡水舱2-8之间的保压水平板2-2联通底部水舱2-6和过渡水舱2-8的过渡过水口2-10；

在保压水舱2-7的顶部集水箱外壁2-1开设进水口2-5；

在保压水舱2-7的侧面的集水箱外壁2-1顶部开设进溢流口2-4。

一种海绵城市居民雨水生态系统的集水工艺为：

①雨水由屋面进入到顶部落水管1-1；

②雨水经过固体清除滤板1-2进行过滤，滤掉固体垃圾；

③初期雨水进入分流腔1-3，由于水量较小且有毒物质较多，直接排走；

④雨水流量增加，弃流漏斗1-5仅流走小部分雨水，大部分较为干净的后期雨水会由集水滤网1-7二次过滤并由集水管1-8、进水口2-5进入扁平式保压收集水箱2；

⑤雨水从进水口2-5进入扁平式保压收集水箱2首先充满保压水舱2-7，当保压水舱2-7的水满后再从保压过水口2-9进入过渡水舱2-8；

⑥进入到过渡水舱2-8的水由过渡过水口2-10进入底部水舱2-6；

⑦当底部水舱2-6水满后，再进来的雨水会充满过渡水舱2-8，当过渡水舱2-8的雨水满后，整个扁平式保压收集水箱2的雨水水面会逐渐达到溢流口2-4的高度；

⑧扁平式保压收集水箱2的水满后，水会从溢流口2-4流入箱满溢流管1-9，再进入排水管1-6；

⑨在使用水时，根据不同的水压需求从底部水舱2-6、保压水舱2-7内取水。

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 (4)

1.一种海绵城市居民雨水生态系统，由自动弃流型收集水管(1)、扁平式保压收集水箱(2)、建筑外墙(3)组成，其特征在于：

扁平式保压收集水箱(2)为立方体水箱，长度和高度分别为宽度的20~50倍；扁平式保压收集水箱(2)与建筑外墙(3)并排，扁平式保压收集水箱(2)的长和宽所在面与建筑外墙(3)外表面相邻；

自动弃流型收集水管(1)的顶部落水管(1-1)作为建筑屋面的落水管；

自动弃流型收集水管(1)的集水管(1-8)的一端口为水平，与分流腔(1-3)联通连接；集水管(1-8)的另一端竖直，与扁平式保压收集水箱(2)的进水口(2-5)联通连接；

自动弃流型收集水管(1)的箱满溢流管(1-9)的两个端口均为水平，且两端口中间为竖直端，集水管(1-8)较低的端口与排水管(1-6)联通连接，较高的端口与扁平式保压收集水箱(2)的溢流口(2-4)联通连接。

2.根据权利要求1所述的海绵城市居民雨水生态系统，其特征在于：所述的自动弃流型收集水管(1)包括顶部落水管(1-1)、固体清除滤板(1-2)、分流腔(1-3)、弃流漏斗加强连接(1-4)、弃流漏斗(1-5)、排水管(1-6)、集水滤网(1-7)、集水管(1-8)、箱满溢流管(1-9)；

顶部落水管(1-1)位于顶部，顶部落水管(1-1)的正下方为固体清除滤板(1-2)；固体清除滤板(1-2)水平向下倾斜20~30°；固体清除滤板(1-2)底部与分流腔(1-3)连接；

分流腔(1-3)的下部为排水管(1-6)，分流腔(1-3)和排水管(1-6)之间为弃流漏斗(1-5)，弃流漏斗(1-5)采用弃流漏斗加强连接(1-4)与分流腔(1-3)连接；

在靠近分流腔(1-3)的顶部的侧壁上开设孔，孔上设置集水滤网(1-7)，孔的外部与集水管(1-8)联通连接，集水管(1-8)的另一个端口竖直向下；

排水管(1-6)的侧壁上开设孔，该孔与箱满溢流管(1-9)联通连接；箱满溢流管(1-9)向上伸展，并直到集水管(1-8)的下部且端口水平。

3.根据权利要求1所述海绵城市居民雨水生态系统，其特征在于：所述扁平式保压收集水箱(2)包括集水箱外壁(2-1)、保压水平板(2-2)、保压竖直板(2-3)、溢流口(2-4)、进水口(2-5)、底部水舱(2-6)、保压水舱(2-7)、过渡水舱(2-8)、保压过水口(2-9)、过渡过水口(2-10)；

集水箱外壁(2-1)为长方体，在扁平式保压收集水箱(2)的中间平面设置保压水平板(2-2)，在保压水平板(2-2)的上部设置竖直的保压竖直板(2-3)，保压竖直板(2-3)与扁平式保压收集水箱(2)长度和宽度的所在平面垂直；

保压水平板(2-2)底部为底部水舱(2-6)，保压水平板(2-2)上部保压竖直板(2-3)将舱室分为保压水舱(2-7)、过渡水舱(2-8)，保压水舱(2-7)体积为过渡水舱(2-8)体积的2~10倍；

在保压竖直板(2-3)的顶部设置联通保压水舱(2-7)、过渡水舱(2-8)的保压过水口(2-9)；

底部水舱(2-6)和过渡水舱(2-8)之间的保压水平板(2-2)联通底部水舱(2-6)和过渡水舱(2-8)的过渡过水口(2-10)；

在保压水舱(2-7)的顶部集水箱外壁(2-1)开设进水口(2-5)；

在保压水舱(2-7)的侧面的集水箱外壁(2-1)顶部开设进溢流口(2-4)。

4.根据权利要求1所述海绵城市居民雨水生态系统，其特征在于：一种海绵城市居民雨水生态系统的集水工艺为：

①雨水由屋面进入到顶部落水管(1-1)；

②雨水经过固体清除滤板(1-2)进行过滤，滤掉固体垃圾；

③初期雨水进入分流腔(1-3)，由于水量较小且有毒物质较多，直接排走；

④雨水流量增加，弃流漏斗(1-5)仅流走小部分雨水，大部分较为干净的后期雨水会由集水滤网(1-7)二次过滤并由集水管(1-8)、进水口(2-5)进入扁平式保压收集水箱(2)；

⑤雨水从进水口(2-5)进入扁平式保压收集水箱(2)首先充满保压水舱(2-7)，当保压水舱(2-7)的水满后再从保压过水口(2-9)进入过渡水舱(2-8)；

⑥进入到过渡水舱(2-8)的水由过渡过水口(2-10)进入底部水舱(2-6)；

⑦当底部水舱(2-6)水满后，再进来的雨水会充满过渡水舱(2-8)，当过渡水舱(2-8)的雨水满后，整个扁平式保压收集水箱(2)的雨水水面会逐渐达到溢流口(2-4)的高度；

⑧扁平式保压收集水箱(2)的水满后，水会从溢流口(2-4)流入箱满溢流管(1-9)，再进入排水管(1-6)；

⑨在使用水时，根据不同的水压需求从底部水舱(2-6)、保压水舱(2-7)内取水。