CN1162593C - 分流式雨水自动弃流方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种分流式雨水自动弃流方法和装置，包括一段排水管渠，在排水管渠的侧面设置分流室，分流室的底面较排水管渠的底面更低，排水管渠的底面和相邻分流室的侧面有管孔与弃流管连通，分流室侧面的管孔处设置放空闸板，在排水管渠与分流室之间有隔断，并在隔断的局部连通，在隔断上设支座，支座上有自动切换机构；其自动切换机构包括支撑在支座上的杠杆，杠杆两端连接连杆后分别连接位于分流室内的浮筒和位于排水管渠底面管孔处的盖板。它不需人为操作，仅用常规雨水截流池或调蓄池体积的几分之一至数十分之一，即可实现控制径流污染负荷率达到80%以上，可有效地保护城市水系生态环境，安全、合理地利用城市雨水资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种市政排水设施和合理、安全利用雨水资源的方法。
背景技术
城市发展使大量的雨水资源流失，同时，雨水径流又冲刷大量的非点源污染物带入城市水系，导致城市水生态环境的恶化。对污染严重的初期雨水径流实施有效的控制是城市雨水径流污染控制和雨水资源利用的关键问题。由于降雨有随机性和非连续性，城市径流中的污染物主要是集中在初期的降雨量中，使人们对城市初期雨水的控制难以有效地控制。目前往往采用很大的雨水池来截流和处置初期雨水，但需要很高的土建费用或占地面积，在城区常常难以实施。
技术内容
本发明要解决城市初期雨水冲刷大量地面污染物经排水管渠带入城市水系、导致城市水生态环境恶化的难题；同时解决雨水资源安全与合理利用的难题。
本发明分流式雨水自动弃流装置的技术方案：该方案包括一段排水管渠，其特征在于：在排水管渠的侧面设置分流室，分流室的底面较排水管渠的底面更低，排水管渠的底面和相邻分流室的侧面有管孔与弃流管连通，分流室侧面的管孔处设置放空闸板，在排水管渠与分流室之间有隔断，并在隔断的局部连通，在隔断上设支座，支座上有自动切换机构；
其自动切换机构包括支撑在支座上的杠杆，杠杆两端连接连杆后分别连接位于分流室内的浮筒和位于排水管渠内能盖住管渠底面管孔的盖板。
上述支座上有双支点，双支点上支撑有排架状双杠杆，双杠杆经双连杆分别连接浮筒和盖板。
上述排水管渠与分流室之间由分流隔板、分流缝、分流小通道或分流孔连通。
上述分流隔板为角度可调式分流隔板。
上述杠杆是Λ字形或扁担形。
上述浮筒的替代物是浮球或浮块。
上述分流室的有效容积仅占总弃流量的几分之一至几十分之一。
这种分流式雨水自动弃流方法，其特征在于：
a、排水管渠附近设分流室，排水管渠与分流室之间局部连通，排水管渠与分流室分别与下部的弃流管连通，排水管渠至弃流管的盖板由分流室中的浮球及其盖板与浮球之间的自动切换机构控制，将初期污染雨量从排水管渠自动分流；
b、排水管渠允许初期污染雨水从弃流管流走的总弃流量W＝ψ·h10-3·A，分流室分流初期污染雨水的分弃流量W1＝n·ψ·h·10-3·A，其中ψ是汇水面的径流系数，A是汇水面有效面积，h是需要弃流的初期降雨量，n是分流系数，由分弃流量自动控制总弃流量。
有益效果：本发明基于5年的连续监测和大量数据统计分析，准确地掌握了我国城市初期雨水的污染规律和对不同的集水面合理的初期雨水控制量。在排水管渠的侧面设置分流室，以分流的方式，仅用数十分之一的初期雨量来实施对全部初期雨水量的控制；并通过简便有效的自动切换机构对随机降雨进行自动控制，解决了由于降雨随机性设备难以操作的难题。不需人为操作即可准确地实现对每一场雨的截流量自动控制。可以有效地控制城市各种集水面产生的初期雨水径流的污染，有效地保护城市水系生态环境，安全、合理地利用城市雨水资源。仅用常规雨水截流池或调蓄池体积的数十分之一，即可实现控制径流污染负荷率达到80％以上。土建费用或占地可减少到数十分之一。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的1-1剖面图，其中盖板为开启状态；
图3是图1的1-1剖面图，其中盖板为关闭状态；
图4是切换机构的结构示意图。
图中：1-浮筒、2-盖板、3-杠杆、4-连杆、5-支座、6-弃流管、7-排水管渠、8-分流室、9-分流缝、10-放空闸板。
具体实施方式
实施例如图1所示，包括一段排水管渠7，在排水管渠的侧面设置分流室8，分流室的底面较排水管渠的底面更低，排水管渠的底面和相邻分流室的侧面有管孔与弃流管6连通，分流室侧面的管孔处设置放空闸板10，在排水管渠与分流室之间有隔断，并在隔断的局部由分流缝9连通。在隔断上设支座5，支座上有自动切换机构；支座5是双支点或单支点，双支点上支撑有一字形、Λ字形或扁担形的排架状双杠杆3，双杠杆经 双连杆4、4′分别连接浮筒1和盖板2。浮筒1可以用浮球或浮块替代。浮筒和盖板的大小尺寸根据选材、重量、浮力和杠杆作用力等计算确定。各部件应满足强度和防腐要求。
本发明控制初期雨水自动弃流量的过程：首先准确地确定需要截流的初期雨量；合理的设计计算，达到较小的设备投资规模和简易的操作控制系统，并对被污染的雨水实施有效的控制。明确城市径流中的污染物主要是集中在初期的降雨量中，据汇水面性质和污染程度，再根据汇水有效面积的大小、汇水面的径流系数、需要弃流的初期降雨量和分流系数计算出需要截流的初期雨水总量(m3)。根据具体地区污染物的多少、地面条件和排水规模，确定分流室的有效容积仅占总弃流量的分流比例，在雨水管渠内设置可调角度的分流隔板进行分流。由分流出来的几分之一至数十分之一的雨水量通过自动切换机构带动的盖板，自动地实现对所有需截流的初期径流总量进行控制。
将支座固定在分流室和排水管渠间的隔断预埋件上，再用活动轴将杠杆、连杆、浮筒、盖板进行连接，并固定到支座上。对道路雨水，在排水管渠前最好设置格栅去除大的垃圾，分流缝也不宜过小，以防堵塞；分流缝前的排水管渠应有一段直线稳定段，以保持管渠内水流和分流的均匀性。
在降雨前，分流室内空置，排水管渠的盖板处于开启状态，如图2所示。降雨开始后，部分分流的初期雨水进入分流室，分流室内的水位逐渐上升，浮筒也随之上升，同时通过连接杆和杠杆带动排水管渠内的盖板下降。在盖板下降到渠底前，大部分污染的初期雨水通过弃流管排入小区或城市污水管系，进入污水处理系统。当进入分流室的初期雨水达到计算量时，盖板下降到位，自动将弃流管管口盖住，盖板处于关闭状态，如图3所示。后期较清洁的雨水或降雨间断时间不长的后续降雨则进入雨水收集利用系统或排入水体。当降雨确实停止后，开启放空闸板，装置完成一个运行周期，回到初始状态。
Claims (8)
1、一种分流式雨水自动弃流装置，包括一段排水管渠，其特征在于：在排水管渠的侧面设置分流室，分流室的底面较排水管渠的底面更低，排水管渠的底面和相邻分流室的侧面有管孔与弃流管连通，分流室侧面的管孔处设置放空闸板，在排水管渠与分流室之间有隔断，并在隔断的局部连通，在隔断上设支座，支座上有自动切换机构；
其自动切换机构包括支撑在支座上的杠杆，杠杆两端连接连杆后分别连接位于分流室内的浮筒和位于排水管渠内能盖住管渠底面管孔的盖板。
2、根据权利要求1所述的分流式雨水自动弃流装置，其特征在于：所述支座上有双支点，双支点上支撑有排架状双杠杆，双杠杆经双连杆分别连接浮筒和盖板。
3、根据权利要求1或2所述的分流式雨水自动弃流装置，其特征在于：所述排水管渠与分流室之间由分流隔板、分流缝、分流小通道或分流孔连通。
4、根据权利要求3所述的分流式雨水自动弃流装置，其特征在于：所述分流隔板为角度可调式分流隔板。
5、根据权利要求1或2所述的分流式雨水自动弃流装置，其特征在于：所述杠杆是Λ字形或扁担形。
6、根据权利要求1或2所述的分流式雨水自动弃流装置，其特征在于：所述浮筒的替代物是浮球或浮块。
7、根据权利要求1或2所述的分流式雨水自动弃流装置，其特征在于：所述分流室的有效容积仅占总弃流量的几分之一至几十分之一。
8、一种分流式雨水自动弃流方法，其特征在于：
a、排水管渠附近设分流室，排水管渠与分流室之间局部连通，排水管渠与分流室分别与下部的弃流管连通，排水管渠至弃流管的盖板由分流室中的浮球及其盖板与浮球之间的自动切换机构控制，将初期污染雨量从排水管渠自动分流；
b、排水管渠允许初期污染雨水从弃流管流走的总弃流量W＝ψ·h10-3·A，分流室分流初期污染雨水的分弃流量W1＝n·ψ·h·10-3·A，其中ψ是汇水面的径流系数，A是汇水面有效面积，h是需要弃流的初期降雨量，n是分流系数，由分弃流量自动控制总弃流量。
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