CN207739354U - 基于辐射井的雨水渗集利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于辐射井的雨水渗集利用系统，包括：辐射井，从地表向地下依次设置的与辐射井相连通的集水管、上层辐射管、下层辐射管，设于辐射井底部的水泵，以及与水泵连接的雨水回用管；集水管用于收集地表渗入雨水；上层辐射管上设有多个渗水孔，下层辐射管设有多个集水孔；水泵通过雨水回用管与地表连通。利用辐射井建立地下调蓄土体和雨水利用设施之间的水力联系，将地表蓄滞雨水径流渗入地下，经集水管蓄集至辐射井内，辐射井的蓄水通过上层辐射管的渗水孔存储在周围土体内，当辐射井内水位低于下层辐射管埋深高度时，周围土体内的蓄水经下层辐射管回补辐射井，实现对雨洪资源进行有效的雨水径流净化、调蓄、存储和利用等功能。
Description
技术领域
本实用新型属于城市水利和环境领域，涉及海绵城市建设技术，更具体地，涉及一种基于辐射井的雨水渗集利用系统。
背景技术
随着城市化进程的不断推进，天然流域下垫面发生了较大变化，打破了城市流域原有的自然水循环过程，引起了一系列的水资源、水安全和水环境问题。
为了综合解决上述问题，雨洪利用的理念得到了广泛的研究，并在此基础上提出了海绵城市的建设理念。海绵城市建设理念要求恢复自然水体的水力联系，从水循环系统的角度解决城市水问题。
现有的海绵城市建设实践中，大多利用典型源头低影响开发措施实现源头雨水径流的入渗与净化，通过修建地下调蓄设施，实现雨水的收集回用。上述技术思路主要存在两个问题，一是源头雨水入渗措施与地下调蓄设施没有进行有机整合；二是传统的地下调蓄设施的调蓄能力有限，且工程投入及占地面积要求较高。
因此，亟待一种能够一体化的实现入渗、调蓄、回用雨水功能的雨水渗集综合利用技术，进而充分发挥海绵城市建设效果。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对传统的地下调蓄设施的存在的问题，提出一种能够充分利用土壤对雨水调蓄和净化能力的渗集综合利用的系统。
为了实现上述目的，本实用新型提出一种基于辐射井的雨水渗集利用系统，包括：
辐射井，从地表向地下依次设置的与所述辐射井相连通的集水管、上层辐射管、下层辐射管，设于所述辐射井底部的水泵，以及与所述水泵连接的雨水回用管；
其中，所述集水管用于收集地表渗入雨水；
所述上层辐射管上设有多个渗水孔，所述下层辐射管设有多个集水孔，所述上层辐射管和下层辐射管之间的土体形成渗水调蓄空间；
所述水泵通过所述雨水回用管与地表连通。
优选地，还包括源头雨水入渗装置，所述源头雨水入渗装置用于使地表雨水径流向地下渗入。
优选地，所述源头雨水入渗装置包括设置于地表的透水层和设置于透水层下的导水层，所述导水层与所述集水管连接；所述透水层包括透水砖、排水板或绿地，所述导水层包括砂砾或碎石。
优选地，所述集水管、上层辐射管、下层辐射管均以所述辐射井为圆心沿着水平方向辐射状分布。
优选地，所述多个渗水孔设置于所述上层辐射管的管壁底部，所述多个集水孔设置于所述下层辐射管的管壁顶部。
优选地，所述上层辐射管与下层辐射管之间的垂直距离为2-5米。
优选地，所述雨水回用管上设有水质净化装置。
优选地，所述雨水回用管包括L型的主管和与所述主管连通的多个支管，所述支管垂直于地表设置且与地表连通。
优选地，所述集水管的埋深为2-4m。
优选地，所述上层辐射管的埋深为4-6m，所述下层辐射管的埋深为8-10m。
本实用新型有益效果在于：
1、以辐射井为中心，沿辐射井周围依次设置集水管、上层辐射管、下层辐射管，并与辐射井建立水力联系，降雨时，下渗进入土壤中的雨水径流经集水管汇入辐射井，可提高辐射井中的蓄水水位，降雨结束后，通过设置于辐射井下的水泵，将辐射井内的蓄水经雨水回用管抽到地表加以利用，实现雨水的径流净化、调蓄、存储和利用的综合目的，具有工程投入低，占地面积小，维护便捷等优点。
2、当辐射井内水位超过上层辐射管所埋深度时，辐射井蓄水通过上层辐射管回渗补给周围土体，利用周围土体的土壤孔隙作为渗水调蓄空间，形成辐射井的蓄水向周围土体的补给；当辐射井内水位低于下层辐射管所埋深度时，周围土体内的蓄水从下层辐射管的集水孔汇入辐射井内，形成周围土体向辐射井的回补，通过上层辐射管和下层辐射管建立辐射井与周围调蓄土体的水力联系，充分利用地下土体作为辐射井内蓄水的天然调蓄空间，保证调蓄水的充分利用。
3、在集水管上层的地表布置源头雨水入渗装置，便于地表雨水就地消纳和渗入，保证地表雨水的最大限度的汇入集水管，补给辐射井，实现雨水渗集综合利用。
本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本实用新型一个实施例的基于辐射井的雨水渗集利用系统的结构示意图。
附图标记说明：
1、集水管；2、上层辐射管；3、下层辐射管；4、水泵；5、雨水回用管；6、辐射井；7、源头雨水入渗装置；8、降雨后水位；9、降雨前水位。
具体实施方式
下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据本实用新型实施例的一种基于辐射井的雨水渗集利用系统，包括：辐射井，从地表向地下依次设置的与辐射井相连通的集水管、上层辐射管、下层辐射管，设于辐射井底部的水泵，以及与水泵连接的雨水回用管；集水管用于收集地表渗入雨水；上层辐射管上设有多个渗水孔，下层辐射管设有多个集水孔，上层辐射管和下层辐射管之间的土体形成渗水调蓄空间；水泵通过雨水回用管与地表连通。
降雨发生后，雨水渗入辐射井的周围地表下，入渗的雨水径流由集水管汇入辐射井，使辐射井内的蓄水水位提高。当辐射井内的蓄水水位高于上层辐射管埋深高度时，辐射井内的蓄水流至上层辐射管内，通过上层辐射管的渗水孔回渗补给上层辐射管与下层辐射管之间的周围土体，辐射井的蓄水利用辐射井周围土体的土壤空隙作为调蓄空间加以存储。当降雨结束后，利用雨水回用管通过水泵抽取辐射井内水抽到地表使用。
随着辐射井内水位的逐渐降低，当辐射井内水位低于下层辐射管埋深高度时，下层辐射管的集水孔将周围土体渗水调蓄空间的蓄水汇集到下层辐射管，并回补至辐射井内，实现周围土体向辐射井的反向回补，保证调蓄水的充分利用。该系统符合海绵城建理念，适用于建筑小区的雨水利用系统的建设方案，具有工程投入低、占地面积小、维护便捷等优点。
作为优选方案，还包括源头雨水入渗装置，源头雨水入渗装置用于使地表雨水径流向地下渗入。
通过在辐射井周围地表布置源头雨水入渗装置，使降雨过程中地表的蓄滞雨水径流能够最大限度的渗入地表下。
作为优选方案，源头雨水入渗装置包括设置于地表的透水层和设置于透水层下的导水层，导水层与集水管连接；透水层包括透水砖、排水板或绿地，导水层包括砂砾或碎石。
具体地，透水层包括地表采用透水地面、透水砖铺装或设置绿地等，易于将地表雨水径流向地下渗入。
具体地，在透水层下回填碎石或粗砂，增加雨水向地下的入渗效果，使雨水最大限度的汇集于集水管内。
作为优选方案，集水管、上层辐射管、下层辐射管均以辐射井为圆心沿着水平方向辐射状分布。
具体地，集水管、上层辐射管、下层辐射管为多组，水平均匀分布与以辐射井为圆心的周围土壤内，相邻两组集水管、上层辐射管和下层辐射管的水平角度为40°～90°分布。
作为优选方案，多个渗水孔设置于上层辐射管的管壁底部，多个集水孔设置于下层辐射管的管壁顶部。多个渗水孔将上层辐射管内的雨水回渗入周围的土体，并加以储蓄；下层辐射管的上侧壁设有多个集水孔，将上层辐射管回渗入周围土体的蓄水集蓄到下层辐射管内，并回补给辐射井。
作为优选方案，上层辐射管与下层辐射管之间的垂直距离为2-5米。上层辐射井管与下层辐射井管之间用于调蓄的土体的厚度为2-5米，利用周围土体的土壤孔隙作为渗水调蓄空间，形成辐射井向周围土体的正向补给，渗水调蓄空间通过上层辐射管和下层辐射管与辐射井建立水力联系，实现对区域雨水的调蓄和存储。
作为优选方案，雨水回用管上设有水质净化装置，使用辐射井内的蓄水前，对蓄水进行净化，通过雨水回用管输送到地表使用。
作为优选方案，雨水回用管包括L型的主管和与主管连通的多个支管，支管垂直于地表设置且与地表连通，可以直接将辐射井的蓄水供给自动喷灌、自助洗车等雨水利用设施使用。
作为优选方案，集水管的埋深为2-4m。
作为优选方案，上层辐射管的埋深为4-6m，下层辐射管的埋深为8-10m。
根据本实用新型实施例的一种基于辐射井的雨水渗集利用系统的工作过程如下：
源头雨水入渗装置的透水层将地表的雨水径流渗入地下，源头雨水入渗装置的导水层与集水管相连，将雨水汇集于集水管，并流入辐射井内。
当辐射井内的水位高于上层辐射管的埋深高度时，辐射井内的蓄水向上层辐射管内流入，通过上层辐射管下侧管壁的多个渗水孔将蓄水补给周围土体的渗水调蓄空间。
当辐射井中水位的低于下层辐射管的埋深高度时，下层辐射管的多个集水孔收集渗水调蓄空间内的蓄水反向补给辐射井。
水泵将辐射井内的蓄水通过雨水回用管输送到地表。
利用辐射井建立地下调蓄土体和蓄水利用设施之间的水力联系，在降雨过程将地表蓄滞蓄水径流渗入地下，入渗地下的雨水通过集水管蓄集至辐射井内，辐射井将高出上层辐射管埋深高度的蓄水，通过上层辐射管的渗水孔存储在周围土体内，当辐射井内水位低于下层辐射管埋深高度时，将周围土体内的蓄水汇集至下层辐射管，并回补给辐射井，实现对雨洪资源进行有效的蓄水径流净化、调蓄、存储和利用。
作为优选方案，水净化装置对雨水回用管内的蓄水滤净化处理，并通过水泵输送到地表，可以用于自助灌溉和自助洗车等。
实施例
图1示出了根据本实用新型一个实施例的基于辐射井的雨水渗集利用系统的结构示意图。
如图1所示，根据本实施例的一种基于辐射井的雨水渗集利用系统，包括：
辐射井6，从地表向地下依次设置的与辐射井6相连通的集水管1、上层辐射管2、下层辐射管3，设于辐射井6底部的水泵4，以及与水泵4连接的雨水回用管5；集水管1用于收集地表渗入雨水；上层辐射管2上设有多个渗水孔，多个渗水孔设置于上层辐射管2的管壁底部，下层辐射管3设有多个集水孔，多个渗水孔设置于上层辐射管2的管壁底部，上层辐射管2和下层辐射管3之间的土体形成渗水调蓄空间；水泵4通过雨水回用管5与地表连通，雨水回用管上设有水净化装置。
还包括源头雨水入渗装置7，源头雨水入渗装置7用于使地表雨水径流向地下渗入；源头雨水入渗装置7包括设置于地表的透水层和设置于透水层下的导水层，导水层与集水管1连接；透水层包括透水砖、排水板或绿地，导水层包括砂砾或碎石；雨水回用管5包括L型的主管和与主管连通的多个支管，支管垂直于地表设置且与地表连通。
集水管1、上层辐射管2、下层辐射管3均以辐射井6为圆心沿着水平方向辐射状分布。其中，辐射井6的直径3m，深度10m，四周为不透水井壁；集水管2直径200mm，埋深3m；水泵4的功率为1.2kw，扬程为20m；上层辐射管埋深5m，下层辐射管埋深9m，上层辐射管2和下层辐射管的直径为300mm，上层辐射管和下层辐射管的有效控制半径(即长度)为R＝15m，渗水调蓄空间的垂直距离为有效蓄水土体厚度，蓄水土体厚度H＝4m，土壤孔隙度为0.45。
根据本实施例的一种基于辐射井的雨水渗集利用系统的工作过程如下：
当降雨时，雨水渗入方向如图1中箭头所示，源头雨水入渗装置7的透水层将地表的雨水径流渗入地下，源头雨水入渗装置7的导水层与集水管1相连，将雨水汇集于集水管1，并流入辐射井6内。
当辐射井6内的水位高于上层辐射管2埋深高度时，即图1中降雨后水位9所示高度，辐射井6内的蓄水向上层辐射管2内流入，通过上层辐射管2下侧管壁的多个渗水孔将蓄水补给周围调蓄土体。
降雨结束后，随着辐射井6内的水位下降，当辐射井6中水位的低于下层辐射管3的埋深高度时，即图1中降雨后水位10所示高度，下层辐射管3的多个集水孔1收集调蓄土体内的蓄水反向补给辐射井6。
水泵4将辐射井6内的蓄水通过雨水回用管5的L型的主管输送到地表，通过设置于地表的支管直接供给自动灌溉、自助洗车等水力设施使用。
如辐射井实际的调蓄效率为0.6，最终该辐射井的可调蓄水量为：π*R2*H*0.45*0.6＝954m3。按照北京建筑小区每1000平方米应提供30m3调蓄空间的建筑标准，该辐射井可以满足面积为3.2公顷的小区雨洪资源调蓄需求。
上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种基于辐射井的雨水渗集利用系统，其特征在于，包括：辐射井，从地表向地下依次设置的与所述辐射井相连通的集水管、上层辐射管、下层辐射管，设于所述辐射井底部的水泵，以及与所述水泵连接的雨水回用管；
其中，所述集水管用于收集地表渗入雨水；
所述上层辐射管设有多个渗水孔，所述下层辐射管设有多个集水孔，所述上层辐射管和下层辐射管之间的土体形成渗水调蓄空间；
所述水泵通过所述雨水回用管与地表连通。
2.根据权利要求1所述的基于辐射井的雨水渗集利用系统，其特征在于，还包括源头雨水入渗装置，所述源头雨水入渗装置用于使地表雨水径流向地下渗入。
3.根据权利要求2所述的基于辐射井的雨水渗集利用系统，其特征在于，所述源头雨水入渗装置包括设置于地表的透水层和设置于透水层下的导水层，所述导水层与所述集水管连接；所述透水层包括透水砖、排水板或绿地，所述导水层包括砂砾或碎石。
4.根据权利要求1所述的基于辐射井的雨水渗集利用系统，其特征在于，所述集水管、上层辐射管、下层辐射管均以所述辐射井为圆心沿着水平方向辐射状分布。
5.根据权利要求4所述的基于辐射井的雨水渗集利用系统，其特征在于，所述多个渗水孔设置于所述上层辐射管的管壁底部，所述多个集水孔设置于所述下层辐射管的管壁顶部。
6.根据权利要求5所述的基于辐射井的雨水渗集利用系统，其特征在于，所述上层辐射管与下层辐射管之间的垂直距离为2-5米。
7.根据权利要求1所述的基于辐射井的雨水渗集利用系统，其特征在于，所述雨水回用管上设有水质净化装置。
8.根据权利要求1所述的基于辐射井的雨水渗集利用系统，其特征在于，所述雨水回用管包括L型的主管和与所述主管连通的多个支管，所述支管垂直于地表设置且与地表连通。
9.根据权利要求1所述的基于辐射井的雨水渗集利用系统，其特征在于，所述集水管的埋深为2-4m。
10.根据权利要求1所述的基于辐射井的雨水渗集利用系统，其特征在于，所述上层辐射管的埋深为4-6m，所述下层辐射管的埋深为8-10m。
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| CN201721793625.3U CN207739354U (zh) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 基于辐射井的雨水渗集利用系统 |
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| CN (1) | CN207739354U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107882150A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-04-06 | 北京市水科学技术研究院 | 基于辐射井的雨水渗集利用系统 |
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2017
- 2017-12-20 CN CN201721793625.3U patent/CN207739354U/zh active Active
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