CN113562866A - 一种雨水下渗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种雨水下渗装置，其包括进水部分(1)、处理部分(2)和下渗部分(3)，进水部分(1)包括进水孔(6)和进水稳定槽(7)，处理部分(2)包括渠道(9)、进水格栅(11)、拦截过滤部、出水管(14)和穿孔管(21)，进水格栅(11)一侧与进水稳定槽(7)连通、另一侧与拦截过滤部的前端连接，出水管(14)一端与拦截过滤部的后端连通、另一端与下渗部分(3)连通，穿孔管(21)位于渠道(9)底部，下渗部分(3)包括井壁管(23)、过滤器(25)、沉淀管(26)、填砾层(27)和止水封闭层(28)。其能将雨水快速处理及下渗，且设施简单、建设工期短、造价低。

Description

一种雨水下渗装置

技术领域

本发明属于海绵城市建设技术领域，涉及一种雨水处理装置，具体涉及一种雨水快速下渗装置。

背景技术

混凝土及沥青等路面的雨水无法快速有效下渗，为了排出路面雨水，传统的方法是设置雨水口收集地面雨水，再通过连通管排入雨水管渠系统。由于城市建设的规模不断扩大，出现大量混凝土及沥青等不渗水的硬底化路面和广场。排出雨水的管渠系统由于造价的原因，一般按3年重现期的雨水量设计。一旦出现超过设计重现期的雨水，地面就会出现积水甚至内涝。

为了解决城市内涝的问题，我国自2013年开始推行海绵城市建设。海绵城市建设设施主要有透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗井、湿塘、雨水湿地、调节塘、调节池、植草沟、渗管/渠、植被缓冲带、初期雨水弃流设施、人工土壤渗滤等。其防涝的主要原理是雨水先不直接排入雨水管渠系统，而是先进入下沉式绿地、生物滞留设施等调蓄设施暂时滞留雨水，并在绿地中设溢流井，超标雨水通过溢流井溢流入城市雨水管渠系统，而滞留在绿地中的雨水则靠缓慢下渗的方式渗入地下。

以道路雨水排出为例，具体实施方式是取消雨水口，通过路侧石开口(孔)将路面雨水导入路边地势较低的绿地，利用低洼绿地储存一定量的雨水，同时还可使一部分雨水在绿地下渗。在低洼绿地中还要设溢流井，溢流井与城市雨水管渠连通。当低洼绿地水位上升，超过其调蓄容积时通过溢流井进入城市雨水管渠系统。

因此，海绵城市建设设施利用储存、调节、渗透等措施削减了径流峰值，减轻了城市雨水管渠的排水压力。

但是，由于绿地调蓄设施的面积有限，调蓄水深也一般不超过300mm，滞留雨水量有限。海绵设施虽然也可以实现雨水下渗，还有专门的渗井以及人工土壤渗滤设施，但由于无法对雨水进行有效处理，为了不影响地下水水质，只能将设施建于表层，依靠表层土壤自然过滤，补充表层地下水。受表层土壤渗透系数的影响，下渗缓慢，渗透的雨水量也很有限。一旦降雨历时较长，滞留雨水量达到饱和后，下渗雨水量有限，雨水将主要依赖雨水管渠系统排出。另外，绿地调蓄设施还要设置溢流设施与原有管道排水系统连接，造价高。

因此，鉴于现有技术的上述技术缺陷，迫切需要研制一种新型的雨水快速下渗装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种雨水下渗装置，其利用大粒径滤料实现快速过滤，通过长距离渠道增大过滤流程，提高了过滤水质；同时，将下渗井伸入渗透系数较大的深层含水层，提高渗透速率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种雨水下渗装置，其包括进水部分、处理部分和下渗部分，其特征在于，所述进水部分包括进水孔和进水稳定槽，所述进水稳定槽的两端分别与所述进水孔和所述处理部分连通，所述处理部分包括渠道、进水格栅、拦截过滤部、出水管和穿孔管，所述进水格栅和拦截过滤部位于所述渠道内，所述进水格栅一侧与所述进水稳定槽连通、另一侧与所述拦截过滤部的前端连接，所述出水管一端与所述拦截过滤部的后端连通、另一端与所述下渗部分连通，所述穿孔管位于所述渠道底部用于冲洗所述拦截过滤部，所述下渗部分包括井壁管、过滤器、沉淀管、填砾层和止水封闭层，所述井壁管位于下渗井中且其上部与所述出水管的另一端连通、下部与所述过滤器的上部连接，所述过滤器的下部与所述沉淀管的上部相连，所述沉淀管的底部密封，所述填砾层设置在所述过滤器的外侧和所述沉淀管的外侧与土体之间，所述止水封闭层设置在所述填砾层的上部。

优选地，其中，所述进水孔设于道路的侧石上且高于路面20-50mm，所述进水稳定槽的槽底标高低于所述渠道的渠底标高。

优选地，其中，所述拦截过滤部包括拦截段、过渡段、过滤段，其中，所述过滤段的前后两端分别连接有一个所述过渡段，位于所述过滤段的前端的所述过渡段的前端连接有一个所述拦截段，位于所述过滤段的后端的所述过渡段的后端也连接有一个所述拦截段。

优选地，其中，所述拦截段的长度为20～60cm，采用粒径为20～30mm的卵石或砾石构成；所述过渡段的长度为20～60cm，采用粒径为10～20mm的卵石或砾石构成；所述过滤段的长度为300～1000cm，采用粒径为4～10mm的卵石或砾石构成。

优选地，其中，所述渠道内还设有出水格栅，且所述出水格栅的一侧与所述拦截过滤部的后端连接。

优选地，其中，所述渠道内还设有出水槽，所述出水槽的前端与所述出水格栅的另一侧连接。

优选地，其中，所述出水管的一端与所述出水槽连通且所述出水管上设有出水阀。

优选地，其中，所述穿孔管上的穿孔的孔径小于构成所述过滤段的卵石或砾石的粒径且所述穿孔管上设有冲洗阀。

优选地，其中，所述过滤器为一段管身开孔的钢管且其孔隙率不小于25％，所述过滤器的管外缠铜丝且缠丝间距为0.5～1.0mm。

优选地，其中，所述填砾层的厚度不小于100mm且所述止水封闭层由黏土球充填形成。

与现有技术相比，本发明的雨水下渗装置具有如下有益技术效果：

1、其处理部分能够利用大粒径滤料实现快速过滤，并通过长距离渠道增大了过滤流程，提高了过滤水质。

2、其将下渗井伸入渗透系数较大的深层含水层，提高了渗透速率，能够实现雨水的快速下渗。

3、其无需与原有管道排水系统连接，施工简便，造价低，便于推广应用。

附图说明

图1是本发明的雨水下渗装置的主视图。

图2是本发明的雨水下渗装置的俯视图。

具体实施方式

为解决绿地调蓄设施滞留雨水量有限，下渗缓慢的问题，发明人经过长期的研究，发明了一种雨水快速下渗装置。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1示出了本发明的雨水下渗装置的主视图。图2示出了本发明的雨水下渗装置的俯视图。如图1和2所示，本发明的雨水下渗装置包括进水部分1、处理部分2和下渗部分3。

所述进水部分1用于收集路面4上的雨水，使得路面4上的雨水能够进入所述雨水下渗装置。

在本发明中，所述进水部分1包括进水孔6和进水稳定槽7。其中，所述进水稳定槽7的两端分别与所述进水孔6和所述处理部分2连通。由此，所述路面4上的积水可以通过所述进水口6进入所述进水稳定槽7中，并通过所述进水稳定槽7进入所述处理部分2中进行过滤等处理。

优选地，所述进水孔6设于道路的侧石5上且比路面4高20-50mm。这样，使得只有在路面4上具有一定高度的积水时该雨水下渗装置才进行启动，而不会使得只要路面4上具有积水就启动，从而使得下雨量较小时，路面4上的水可以流入道路排水系统等中，通过道路排水系统排出；并且，当对所述雨水下渗装置进行冲洗时，也便于冲洗水流出。

更优选地，所述进水稳定槽7的槽底标高低于所述处理部分2的渠底标高。这样，既能够实现对进入雨水的稳定作用，又可对进入雨水进行初步沉淀作用。

再优选地，所述进水稳定槽7上设有进水稳定槽盖板8。通过所述进水稳定槽盖板8，能够防止杂草或其它垃圾等能进入所述进水稳定槽7，从而能够防止堵塞或影响所述进水稳定槽7；并且，通过打开所述进水稳定槽盖板8，便于对所述进水稳定槽7的槽底进行清理。

所述处理部分2用于对通过所述进水部分1进入的雨水进行初步处理，其包括渠道9、进水格栅11、拦截过滤部、出水格栅12、出水槽13、出水管14和穿孔管21。其中，所述进水格栅11、拦截过滤部、出水格栅12、出水槽13和穿孔管21都位于所述渠道9内。

其中，所述渠道9上设有渠道盖板10。通过所述渠道盖板10一方面能够防止杂物和垃圾等进入所述渠道9，也能够防止人等掉入所述渠道9，从而能够保证安全。并且，打开所述渠道盖板10可以对所述进水格栅11、拦截过滤部、出水格栅12、出水槽13、穿孔管21等进行维修保养。

其中，所述进水格栅11一侧与所述进水稳定槽7连通、另一侧与所述拦截过滤部的前端连接。通过所述进水格栅11，能够对来自所述进水稳定槽7的雨水中的大的垃圾进行初步拦截，防止其进入所述拦截过滤部中。

所述拦截过滤部由填充在所述渠道9内的卵(砾)石构成，根据卵(砾)石粒径不同分为拦截段18、过渡段19和过滤段20。

其中，所述过滤段20的前后两端分别连接有一个所述过渡段19。位于所述过滤段20的前端的所述过渡段19的前端连接有一个所述拦截段18。位于所述过滤段20的后端的所述过渡段19的后端也连接有一个所述拦截段18。

所述拦截段18的长度为20～60cm，采用粒径较大，例如，粒径为20～30mm的卵石或砾石构成。并且，所述拦截段18的卵石或砾石的粒径要大于所述进水格栅11的孔隙，防止所述卵石或砾石通过所述进水格栅11的孔隙进入所述进水稳定槽7中。由此，位于前端的所述拦截段18能够对雨水中的杂质进行初步拦截。

所述过渡段19的长度为20～60cm，采用粒径中等，例如，粒径为10～20mm的卵石或砾石构成。并且，所述过渡段19的卵石或砾石的粒径要介于所述拦截段18的卵石或砾石的粒径和所述过滤段20的卵石或砾石的粒径之间。由此，位于前端的所述过渡段19能够对经过所述拦截段18拦截后的雨水进行更进一步的过滤。

所述过滤段20的长度为300～1000cm，采用粒径较小，例如，粒径为4～10mm的卵石或砾石构成。4～10mm粒径相对于传统的过滤设施1.0～1.5mm粒径来说，已经是大粒径了，能够大大提高过滤水流速度。由此，所述过滤段20可以对雨水进行更快的过滤。传统的过滤设施自上而下过滤，受高度的限制一般过滤层厚度70～100cm，只能通过降低粒径来保证水质。在本发明中所述过滤段20水平设置，长度较自由，可设置为300～1000cm，通过长距离流程来保证大粒径过滤水质不至于降低。

同时，位于所述过滤段20后端的所述过渡段19和拦截段18能够对所述过滤段20的粒径较小的卵石或砾石进行拦截和阻截，防止其进入后述的下渗部分3中。

本发明的雨水下渗装置的处理部分2能够利用大粒径滤料实现雨水的快速过滤，并且通过长距离渠道增大了过滤流程，提高了过滤水质。

所述出水格栅12的一侧与所述拦截过滤部的后端连接。并且，所述拦截段18的卵石或砾石的粒径要大于所述出水格栅12的孔隙。由此，能够使得所述拦截过滤部的卵石或砾石被限定在所述进水格栅11和出水格栅12之间，防止卵石或砾石的丢失和冲走。

所述出水槽13的前端与所述出水格栅12的另一侧连接。经过所述拦截过滤部拦截过滤后的雨水通过所述出水格栅12进入到所述出水槽13中。

所述出水槽13的后端设有阀门井16。所述阀门井16上设有阀门井盖板17。

所述出水管14一端穿过所述阀门井16与所述拦截过滤部的后端连通，也就是，与所述出水槽13连通；另一端与所述下渗部分3连通。所述出水管14上设有出水阀15。通过打开或关闭所述出水阀15，能够控制雨水是否通过所述出水管14进入到所述下渗部分3中。

所述穿孔管21位于所述渠道9底部，用于冲洗所述拦截过滤部。其中，所述穿孔管21的一端与自来水相连，且所述穿孔管21上设有穿孔。并且，所述穿孔管21上的穿孔的孔径小于构成所述过滤段20的卵石或砾石的粒径且所述穿孔管21上设有冲洗阀22。由此，打开所述冲洗阀22，来自自来水管的水可以通过所述穿孔流出，从而实现对所述拦截过滤部中的卵石或砾石的冲洗。

在本发明中，所述出水阀15和冲洗阀22都设置在所述阀门井16中。由此，一方面便于对所述出水阀15和冲洗阀22进行操作，另一方面也能够保护所述出水阀15和冲洗阀22。

所述下渗部分3用于将处理后的雨水下渗到地下，其包括井壁管23、过滤器25、沉淀管26、填砾层27和止水封闭层28。所述井壁管23上设有活动盖板24。所述活动盖板24用于封闭住所述井壁管23。

其中，所述井壁管23设置于下渗井内，且其上部与所述出水管14的另一端连通，使得经过所述处理部2处理后的雨水可以通过所述出水管14进入所述井壁管23中。

所述井壁管23的下部与所述过滤器25的上部连接。所述过滤器25用于对雨水进行进一步的过滤。

在本发明中，优选地，所述过滤器25为一段管身开孔的钢管且其孔隙率不得小于25％。更优选地，所述过滤器25的管外缠铜丝且缠丝间距为0.5～1.0mm。这样，其能够起到很好的过滤作用。

所述过滤器25的下部与所述沉淀管26的上部相连。所述沉淀管26的底部密封。优选地，所述沉淀管26的底部通过钢板进行密封。

在本发明中，所述过滤器25位于地下较深位置的土壤的含水层中。使得雨水可以通过所述过滤器25快速下渗到土壤中。

其中，所述填砾层27设置在所述过滤器25的外侧和所述沉淀管26的外侧与土体之间。

优选地，所述填砾层27的填砾的中位粒径应为含水层中位粒径的8～12倍。并且，更优选地，所述填砾层厚度应均匀，厚度不小于100mm。由此，通过设置所述填砾层27，能够保护土壤的含水层，防止其坍塌等，并且，便于雨水穿过其下渗到含水层中。

所述止水封闭层28设置在所述填砾层27的上部。并且，优选地，所述止水封闭层28由黏土球充填形成。由此，一方面使得雨水不能通过所述止水封闭层28进入土壤，另一方面能够保护所述井壁管23。

由此，由于所述下渗部分3能够将下渗部分伸入渗透系数较大的深层含水层，因此，提高了渗透速率，能够实现雨水的快速下渗。

本发明的雨水下渗装置的工作过程包含进水过程、过滤过程、下渗过程、冲洗过程和维护过程。其中，

进水过程为：当路面4具有一定量的积水时，路面4上的雨水从所述侧石5上的所述进水孔6进入所述进水稳定槽7。

过滤过程为：打开所述出水阀15，所述进水稳定槽7内的雨水经所述进水格栅11后进入所述拦截段18、过渡段19、过滤段20进行过滤处理。处理后的清水经所述出水格栅12流入所述出水槽13，再经所述出水管14和出水阀15进入所述井壁管23。

下渗过程为：所述井壁管23内的雨水向下至所述过滤器25，经所述过滤器25上的小孔流出，进入所述填砾层27，最后进入含水土层。

冲洗过程为：以自来水进行冲洗，关闭所述出水阀15，打开所述冲洗阀22，自来水经所述穿孔管21上小孔进入所述渠道9，对所述渠道9内拦截段18、过渡段19、过滤段20进行冲洗。冲洗废水经所述渠道9流至所述进水稳定槽7，再经所述进水孔6流至路面，最后经道路排水系统排出。

维护过程为：打开所述进水稳定槽盖板8可以清理所述进水稳定槽7的槽底泥砂；打开所述渠道盖板10可以对所述进水格栅11、出水格栅12、出水槽13、拦截段18、过渡段19、过滤段20、穿孔管21等进行维修保养；打开所述阀门井盖板17可以对所述出水阀15和冲洗阀22进行维修保养；打开所述活动盖板24可以对井内水位、水质进行监测，也可对所述过滤器25进行清洗。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种雨水下渗装置，其包括进水部分(1)、处理部分(2)和下渗部分(3)，其特征在于，所述进水部分(1)包括进水孔(6)和进水稳定槽(7)，所述进水稳定槽(7)的两端分别与所述进水孔(6)和所述处理部分(2)连通，所述处理部分(2)包括渠道(9)、进水格栅(11)、拦截过滤部、出水管(14)和穿孔管(21)，所述进水格栅(11)和拦截过滤部位于所述渠道(9)内，所述进水格栅(11)一侧与所述进水稳定槽(7)连通、另一侧与所述拦截过滤部的前端连接，所述出水管(14)一端与所述拦截过滤部的后端连通、另一端与所述下渗部分(3)连通，所述穿孔管(21)位于所述渠道(9)底部用于冲洗所述拦截过滤部，所述下渗部分(3)包括井壁管(23)、过滤器(25)、沉淀管(26)、填砾层(27)和止水封闭层(28)，所述井壁管(23)位于下渗井中且其上部与所述出水管(14)的另一端连通、下部与所述过滤器(25)的上部连接，所述过滤器(25)的下部与所述沉淀管(26)的上部相连，所述沉淀管(26)的底部密封，所述填砾层(27)设置在所述过滤器(25)的外侧和所述沉淀管(26)的外侧与土体之间，所述止水封闭层(28)设置在所述填砾层(27)的上部。

2.根据权利要求1所述的雨水下渗装置，其特征在于，所述进水孔(6)设于道路的侧石(5)上且高于路面(4)20-50mm，所述进水稳定槽(7)的槽底标高低于所述渠道(9)的渠底标高。

3.根据权利要求1所述的雨水下渗装置，其特征在于，所述拦截过滤部包括拦截段(18)、过渡段(19)和过滤段(20)，其中，所述过滤段(20)的前后两端分别连接有一个所述过渡段(19)，位于所述过滤段(20)的前端的所述过渡段(19)的前端连接有一个所述拦截段(18)，位于所述过滤段(20)的后端的所述过渡段(19)的后端也连接有一个所述拦截段(18)。

4.根据权利要求3所述的雨水下渗装置，其特征在于，所述拦截段(18)的长度为20～60cm，采用粒径为20～30mm的卵石或砾石构成；所述过渡段(19)的长度为20～60cm，采用粒径为10～20mm的卵石或砾石构成；所述过滤段(20)的长度为300～1000cm，采用粒径为4～10mm的卵石或砾石构成。

5.根据权利要求4所述的雨水下渗装置，其特征在于，所述渠道(9)内还设有出水格栅(12)，且所述出水格栅(12)的一侧与所述拦截过滤部的后端连接。

6.根据权利要求5所述的雨水下渗装置，其特征在于，所述渠道(9)内还设有出水槽(13)，所述出水槽(13)的前端与所述出水格栅(12)的另一侧连接。

7.根据权利要求6所述的雨水下渗装置，其特征在于，所述出水管(14)的一端与所述出水槽(13)连通且所述出水管(14)上设有出水阀(15)。

8.根据权利要求7所述的雨水下渗装置，其特征在于，所述穿孔管(21)上的穿孔的孔径小于构成所述过滤段(20)的卵石或砾石的粒径且所述穿孔管(21)上设有冲洗阀(22)。

9.根据权利要求1所述的雨水下渗装置，其特征在于，所述过滤器(25)为一段管身开孔的钢管且其孔隙率不小于25％，并且，所述过滤器(25)的管外缠铜丝且缠丝间距为0.5～1.0mm。

10.根据权利要求9所述的雨水下渗装置，其特征在于，所述填砾层(27)的厚度不小于100mm且所述止水封闭层(28)由黏土球充填形成。

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