CN114541555A

CN114541555A - 一种雨水自动调蓄系统

Info

Publication number: CN114541555A
Application number: CN202210186845.9A
Authority: CN
Inventors: 钟建松; 程小亮
Original assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd; Wisdri Urban Construction Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd; Wisdri Urban Construction Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2022-02-28
Filing date: 2022-02-28
Publication date: 2022-05-27

Abstract

本申请提供一种雨水自动调蓄系统，其旱溪结构与调蓄副塘相连接；调蓄副塘与调蓄主塘之间通过溢流土堰相连通；溢流土堰的底部内安装有第一放空管；溢流土堰的中部安装有连通管，连通管的两端分别连通于调蓄副塘的中部、调蓄主塘的中部；调蓄主塘的另一相对侧的底部连接有第二放空管、中部连接有调蓄管、上部连通有溢流管，且调蓄管的高度与调蓄主塘的常水位线相同，溢流管的高度与调蓄主塘的最高水位线相同，第二放空管用于将调蓄主塘中的水排出，调蓄管用于调节调蓄副塘和调蓄主塘中的常水位，溢流管用于调节调蓄主塘中的最高水位。该系统可以汇集调蓄公园内雨水，还可以调蓄公园外部地块雨水，降低市政排水管网的压力。

Description

一种雨水自动调蓄系统

技术领域

本申请涉及市政工程领域，尤其涉及一种雨水自动调蓄系统。

背景技术

随着我国城镇化的不断发展，城市的不透水铺装面积不断扩大，大部分降雨形成径流，收集后直接流入城市市政排水管网系统，给城市排水管网造成很大的运行压力，不仅增加城市内涝风险，同时还增加市政排水管网的投资。

其中，城市公园绿地是城市必不可少的公共设施，不仅为城市居民提供休闲娱乐的场所，还可以改善城市生态环境，而公园绿地具有天然独特的城市洪水吸收潜力，但是根据目前我国城市发展的现状，公园绿地并没有在吸收、储存雨水方面占据主导角色，而仅仅是起到了辅助作用。因此，我们需要在有限的公园资源中发挥最大的作用。

从海绵城市概念提出至今将近10年了，海绵城市的生态建设理念就是在城市水资源问题不大加剧的情况下诞生的，提出需要城市能够向海绵一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，不下雨时可以将蓄存的水释放或再利用。

目前全国各地在公园建设上基本都融入了海绵城市建设理念，但是，首先大多数公园只考虑了公园内的雨水问题，其次对海绵城市理念的“渗、蓄、净、用、排”中的“蓄”考虑较少，如果城市公园的海绵城市设计用可以同时考虑公园周边硬化地块的雨水，且在公园内提高雨季蓄纳雨水的能力，对缓解城市排水压力起着更加重要的作用，这也是解决城市内涝的重要措施之一。

发明内容

本申请的目的之一在于提供一种雨水自动调蓄系统，以解决现有的市政雨水管网排水压力大的问题。

本申请的技术方案是：

一种雨水自动调蓄系统，包括旱溪结构和雨水调蓄结构，所述雨水调蓄结构包括调蓄副塘和调蓄主塘；所述旱溪结构与所述调蓄副塘相连接，用于汇集公园内的地表雨水并排至所述调蓄副塘中；所述调蓄副塘与所述调蓄主塘之间通过溢流土堰相连通，且所述旱溪结构的顶部高度、所述溢流土堰的顶部高度、所述调蓄副塘的底部高度以及所述调蓄主塘的底部高度依次降低；所述溢流土堰的底部内安装有第一放空管，所述第一放空管两端分别连通于所述调蓄副塘的底部、所述调蓄主塘的一侧中部，用于将所述调蓄副塘中的雨水排出至所述调蓄主塘中；所述溢流土堰的中部安装有连通管，所述连通管的两端分别连通于所述调蓄副塘的中部、所述调蓄主塘的中部，且所述连通管的高度与所述调蓄副塘的常水位线、所述调蓄主塘的常水位线相同，用于将所述调蓄副塘中的雨水排至所述调蓄主塘中；所述调蓄主塘的另一相对侧的底部连接有第二放空管、中部连接有调蓄管、上部连通有溢流管，且所述调蓄管的高度与所述调蓄主塘的常水位线相同，所述溢流管的高度与所述调蓄主塘的最高水位线相同，所述第二放空管用于将所述调蓄主塘中的水排出，所述调蓄管用于调节所述调蓄副塘和所述调蓄主塘中的常水位，所述溢流管用于调节所述调蓄主塘中的最高水位。

作为本申请的一种技术方案，所述旱溪结构由下至上依次包括河床层、砂土层、卵石层以及耐水性植物层。

作为本申请的一种技术方案，所述调蓄主塘与所述第二放空管之间通过第一格栅和第一集水井相连通，所述调蓄主塘与所述调蓄管之间通过第二格栅和第二集水井相连通。

作为本申请的一种技术方案，所述调蓄副塘与所述调蓄主塘的常水位线相同，所述调蓄副塘与所述调蓄主塘的最高水位线相同。

作为本申请的一种技术方案，所述第二放空管的另一端连接于检查井的下部，所述调蓄管的另一端连接于所述检查井的中部，所述溢流管的另一端连接于所述检查井的上部。

作为本申请的一种技术方案，所述检查井连接于沉淀井，所述沉淀井用于沉淀由所述检查井中排出的泥渣。

本申请的有益效果：

本申请的雨水自动调蓄系统中，其对公园及周边地块的雨水进行收集、净化、储存，错峰流入市政排水管网，一则可以净化城市雨水减少雨水面源污染，二则可以调蓄城市雨水量，从而缓解雨水管网排水压力大的问题；该系统工艺简单，施工难度低，易于实现。同时，该系统可通过设计调蓄容积大小，不仅可以汇集调蓄公园内雨水，还可以调蓄公园外部地块雨水，通过延长雨水径流路径和水塘蓄纳雨水，可有效的延缓雨水进入市政排水管网的时间，大道错峰效果，降低市政排水管网的压力。并且，本系统设计的绿地地表径流、旱溪引流、副塘沉淀等措施，可以有效削减面源污染，减少污染物进入排水管网；其设计的溢流管、调蓄管的巧妙配合，可以实现调蓄水塘的自动调蓄功能，无需人工操作，运营管理方便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的雨水自动调蓄系统平面示意图；

图2为本申请实施例提供的雨水自动调蓄系统侧视图；

图3为本申请实施例提供的旱溪结构示意图。

图标：1-调蓄副塘；2-调蓄主塘；3-溢流土堰；4-第一放空管；5-连通管；6-第二放空管；7-调蓄管；8-溢流管；9-河床层；10-砂土层；11-卵石层；12-耐水性植物层；13-第一格栅；14-第二格栅；15-第一集水井；16-第二集水井；17-检查井；18-沉淀井。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和展示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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申请中的具体含义。

实施例：

请参照图1，配合参照图2和图3，本申请提供一种雨水自动调蓄系统，该系统设计参数主要有：公园内部面积S1，雨水设计流量为Q1；公园周边地块一定范围雨水可汇入公园，其面积为S2，雨水设计流量为Q2；调蓄副塘1的总体积是V1，调蓄主塘2的总体积是V2，设计调蓄水塘(包括调蓄副塘1和调蓄主塘2)的调蓄深度为h，调蓄体积为V3；连通管5和调蓄管7的排水能力为Q3，第一放空管4和第二放空管6的排水能力为Q4，溢流管8的排水能力为Q5。

进一步地，该系统主要包括旱溪结构和雨水调蓄结构，雨水调蓄结构包括调蓄副塘1和调蓄主塘2；其中，旱溪结构与调蓄副塘1相连接，用于汇集公园内的地表雨水并排至调蓄副塘1中；调蓄副塘1与调蓄主塘2之间通过溢流土堰3相连通，且旱溪结构的顶部高度、溢流土堰3的顶部高度、调蓄副塘1的底部高度以及调蓄主塘2的底部高度依次降低；溢流土堰3的底部内安装有第一放空管4，第一放空管4两端分别连通于调蓄副塘1的底部、调蓄主塘2的一侧中部，用于将调蓄副塘1中的雨水排出至调蓄主塘2中；溢流土堰3的中部安装有连通管5，连通管5的两端分别连通于调蓄副塘1的中部、调蓄主塘2的中部，且连通管5的高度与调蓄副塘1的常水位线、调蓄主塘2的常水位线相同，用于将调蓄副塘1中的雨水排至调蓄主塘2中；调蓄主塘2的另一相对侧的底部连接有第二放空管6、中部连接有调蓄管7、上部连通有溢流管8，且调蓄管7的高度与调蓄主塘2的常水位线相同，溢流管8的高度与调蓄主塘2的最高水位线相同，第二放空管6用于将调蓄主塘2中的水排出，调蓄管7用于调节调蓄副塘1和调蓄主塘2中的常水位，溢流管8用于调节调蓄主塘2中的最高水位。

需要说明的是，在本实施例中，旱溪结构由下至上依次包括河床层9、砂土层10、卵石层11以及耐水性植物层12等。旱溪结构主要用于在雨天时汇集公园内地表雨水，让雨水沿着河床有序的排至雨水调蓄结构。砂土层10、卵石层11以及耐水性植物层12起到净化雨水作用，晴天时河床干涸，卵石、耐水性植被还具备景观效果。

具体地，砂土层10的砂可采用中砂、细度模数为3.0～2.3、粒径大于0.25mm的颗粒质量超过全重的50％、平均粒径为0.5～0.25mm的砂石；卵石可采用粒径为3～8cm的鹅卵石；耐水性植物可采用上层如水杉、合欢，下层：大滨菊、大花金鸡菊、柳枝稷、美人蕉、小兔子狼尾草等。

同时，调蓄副塘1位于雨水调蓄结构的前端，直接承接旱溪来水，可以起到沉淀雨水中泥沙杂质的作用。调蓄副塘1的水经沉淀后流入调蓄主塘2，调蓄主塘2的总体积V2通常为调蓄副塘1总体积V1的3～5倍，设计调蓄水塘(包括调蓄副塘1和调蓄主塘2)的调蓄体积V3则是用于调蓄公园雨水。

t1＝V3/(Q1+Q2)；

式中：t1-调蓄水塘调蓄时间，h；V3-调蓄水塘的调蓄体积，m³；Q1-公园内部雨水设计流量，m³/h；Q2-公园周边地块一定范围的雨水设计流量为，m³/h。

调蓄主塘2位于调蓄副塘1之后，其容积是调蓄副塘1的几倍，主要起到调蓄公园雨水的作用。此外，调蓄主塘2与第二放空管6之间通过第一格栅13和第一集水井15相连通，调蓄主塘2与调蓄管7之间通过第二格栅14和第二集水井16相连通。第一集水井15和第二集水井16主要用于收水便于调蓄管7、第二放空管6排水，第一集水井15侧壁上设置第一格栅13可避免垃圾流入管道造成堵塞，第二集水井16侧壁上设置第二格栅14可避免垃圾流入管道造成堵塞。

需要说明的是，在本实施例中，调蓄副塘1与调蓄主塘2的常水位线相同，调蓄副塘1与调蓄主塘2的最高水位线相同。并且，连通管5可以起到连通调蓄副塘1和调蓄主塘2的作用，保证在晴天时，调蓄副塘1的水位和调蓄主塘2的一致，均控制在常水位线。

溢流土堰3位于调蓄副塘1和调蓄主塘2之间，起到给调蓄副塘1围水蓄水的作用。雨天时，旱溪汇集的雨水流入调蓄副塘1，调蓄副塘1的水通过连通管5流入调蓄主塘2，当旱溪雨水流量(Q1+Q2)超过连通管5的过流量Q3时，则调蓄副塘1的水位上升；当水位线达到溢流土堰3顶时，再通过堰顶流入调蓄主塘2。

溢流管8主要控制调蓄副塘1和调蓄主塘2的水位在最高水位线上。调蓄副塘1和调蓄主塘2的水位一开始在常水位线，下雨初期时(Q1+Q2)≤Q3，旱溪汇集的雨水流入调蓄副塘1，调蓄副塘1的水通过连通管5流入调蓄主塘2，调蓄主塘2的水通过调蓄管7排出；随着旱溪雨水流量的增大，当雨水流量(Q1+Q2)超过连通管5的过流量Q3时，调蓄副塘1水位开始上升，此时调蓄主塘2水位还保持在常水位线；当调蓄副塘1水位线达到溢流土堰3顶时，雨水通过堰顶流入调蓄主塘2，此时从调蓄副塘1流向调蓄主塘2的雨水流量(Q1+Q2)大于调蓄管7的过流量Q3，调蓄主塘2的水位线开始上升。随着调蓄主塘2水位线的上升，先到达土堰顶和调蓄副塘1水位齐平，然后再继续上升，当达到最高水位线时，超量的雨水通过溢流管8排出调蓄主塘2，使调蓄主塘2的水位控制在最高水位线上，此时溢流管8Q5＞(Q1+Q2-Q3)。

调蓄管7主要是控制调蓄副塘1和调蓄主塘2的水位在常水位。调蓄副塘1和调蓄主塘2的水位超过常水位线时，调蓄管7就保持向外排水的状态。降雨量降低或停止后，旱溪汇入调蓄副塘1和调蓄主塘2的雨水量也不断减少，当汇流流量(Q1+Q2)低于调蓄管7的排水能力Q3时，调蓄副塘1和调蓄主塘2的水位即从最高水位线开始下降，最后降回至常水位线，为下一次降雨提供调蓄容积V3。

t2＝V3/Q3

式中：t2-调蓄体积恢复时间，h；V3-调蓄水塘的调蓄体积，m³；Q3-调蓄管7的设计排水能力，m³/h。

此外，第二放空管6的另一端连接于检查井17的下部，调蓄管7的另一端连接于检查井17的中部，溢流管8的另一端连接于检查井17的上部。第一放空管4和第二放空管6主要是用于放空调蓄水塘(即调蓄副塘1和调蓄主塘2)的水，方便水塘的维护清理。检查井17主要用于维修管道并方便开启放空管阀门。

需要说明的是，在本实施例中，检查井17连接于沉淀井18，沉淀井18用于沉淀由检查井17中排出的泥渣，防止水塘泥渣排入市政排水管网系统中。

综上可知，本申请的雨水自动调蓄系统中，其对公园及周边地块的雨水进行收集、净化、储存，错峰流入市政排水管网，一则可以净化城市雨水减少雨水面源污染，二则可以调蓄城市雨水量，从而缓解雨水管网排水压力大的问题；该系统工艺简单，施工难度低，易于实现。同时，该系统可通过设计调蓄容积大小，不仅可以汇集调蓄公园内雨水，还可以调蓄公园外部地块雨水，通过延长雨水径流路径和水塘蓄纳雨水，可有效的延缓雨水进入市政排水管网的时间，大道错峰效果，降低市政排水管网的压力。并且，本系统设计的绿地地表径流、旱溪引流、副塘沉淀等措施，可以有效削减面源污染，减少污染物进入排水管网；其设计的溢流管8、调蓄管7的巧妙配合，可以实现调蓄水塘的自动调蓄功能，无需人工操作，运营管理方便。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种雨水自动调蓄系统，其特征在于，包括旱溪结构和雨水调蓄结构，所述雨水调蓄结构包括调蓄副塘和调蓄主塘；所述旱溪结构与所述调蓄副塘相连接，用于汇集公园内的地表雨水并排至所述调蓄副塘中；所述调蓄副塘与所述调蓄主塘之间通过溢流土堰相连通，且所述旱溪结构的顶部高度、所述溢流土堰的顶部高度、所述调蓄副塘的底部高度以及所述调蓄主塘的底部高度依次降低；所述溢流土堰的底部内安装有第一放空管，所述第一放空管两端分别连通于所述调蓄副塘的底部、所述调蓄主塘的一侧中部，用于将所述调蓄副塘中的雨水排出至所述调蓄主塘中；所述溢流土堰的中部安装有连通管，所述连通管的两端分别连通于所述调蓄副塘的中部、所述调蓄主塘的中部，且所述连通管的高度与所述调蓄副塘的常水位线、所述调蓄主塘的常水位线相同，用于将所述调蓄副塘中的雨水排至所述调蓄主塘中；所述调蓄主塘的另一相对侧的底部连接有第二放空管、中部连接有调蓄管、上部连通有溢流管，且所述调蓄管的高度与所述调蓄主塘的常水位线相同，所述溢流管的高度与所述调蓄主塘的最高水位线相同，所述第二放空管用于将所述调蓄主塘中的水排出，所述调蓄管用于调节所述调蓄副塘和所述调蓄主塘中的常水位，所述溢流管用于调节所述调蓄主塘中的最高水位。

2.根据权利要求1所述的雨水自动调蓄系统，其特征在于，所述旱溪结构由下至上依次包括河床层、砂土层、卵石层以及耐水性植物层。

3.根据权利要求1所述的雨水自动调蓄系统，其特征在于，所述调蓄主塘与所述第二放空管之间通过第一格栅和第一集水井相连通，所述调蓄主塘与所述调蓄管之间通过第二格栅和第二集水井相连通。

4.根据权利要求1所述的雨水自动调蓄系统，其特征在于，所述调蓄副塘与所述调蓄主塘的常水位线相同，所述调蓄副塘与所述调蓄主塘的最高水位线相同。

5.根据权利要求1所述的雨水自动调蓄系统，其特征在于，所述第二放空管的另一端连接于检查井的下部，所述调蓄管的另一端连接于所述检查井的中部，所述溢流管的另一端连接于所述检查井的上部。

6.根据权利要求5所述的雨水自动调蓄系统，其特征在于，所述检查井连接于沉淀井，所述沉淀井用于沉淀由所述检查井中排出的泥渣。