CN212612909U - 一种用于山区森林灭火的雨水收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于森林消防技术领域的一种用于山区森林灭火的雨水收集装置，技术方案为：雨水收集管横向顺着山坡等高线埋设，位于同一等高线的所述雨水收集管为一横向雨水收集组，从上至下布置若干所述横向雨水收集组；沿所述山坡竖向设置传输管构成若干纵向雨水传输组，所述横向雨水收集组与所述纵向雨水传输组相交构成网状；所述横向雨水收集组与所述纵向雨水传输组的相交处设置检查井，坡中集水池设置在所述传输管上，坡底集水池设置在所述纵向雨水传输组的末端，所述坡底集水池的溢流管接入山下水道。其提供了山坡雨水收集和利用的新技术，既可作为消防灭火之用，又可减少山坡水土流失，化害为利。

Description

一种用于山区森林灭火的雨水收集装置

技术领域

本实用新型属于森林消防技术领域，尤其涉及山区森林灭火雨水收集装置。

背景技术

山区森林火灾年年都有发生，对生命、财产都带来了较大的影响和创伤。例如：1987年黑龙江大兴安岭特大森林火灾，造成直接经济损失达5亿多元，5万多人受灾，211人丧生。据统计，1962年至2017年，内蒙古大兴安岭林区共发生森林火灾3075起，其中重特大森林火灾359起。灭火水罐车无法上山，无法解决灭火用水。

2019年3月30日，四川省凉山州木里县境内发生森林火灾，地形复杂，山高坡陡，很多地方没有路，给灭火和搜救工作带来很大困难；山上取水非常困难，无法以水灭火，只能人工扑打，当地森林腐殖层较厚，火不易打熄；灭火中有27名森林消防队员和3名地方扑火人员牺牲。

2020年3月30日，西昌市经久乡马鞍村发生森林火灾，由于风势较大，山火迅速蔓延。无法以水灭火，同样是只能采用人工扑打灭火，在这场山火阻击战中，19名同志不幸遇难。

山区森林灭火屡屡造成大量人员伤亡，究其原因，山区森林大多数没有路，所以灭火非常困难。因无水源，无上山的道路，其中唯独用水灭火最有效的方法不能使用。目前最常用的是人工扑打，灭火队员编成3至4人一组，用鲜树枝或手持灭火工具不停地轮流打火头，轻举重压带拖，边打边扫，直到火势控制蔓延为止。以至于灭火艰难，时常会造成人员伤亡。

用水灭火，不但可以用水扑灭地下火、地表火、树冠火。而且灭火效果最好，灭火强度小，人员安全。用水灭火，水是最廉价的灭火剂，能够扑灭地下火、地表火、树冠火。特别是楞场火，未清理的采伐迹地和植物茂密、腐殖质层厚的原始林区，非用水灭火不可。以水灭火措施具备高效、环保、安全、灭火彻底、不易复燃等优势。但山区森林水从那里来？如何获得灭火用水？目前，山区森林一方面山坡雨水无法收集，因而无水灭火；另一方面过多的雨水，又造成山坡水土大量流失。

综合以上分析，可以看出，有水就能采用以水灭火，控制雨水漫流就能消除水土流失。因此，上述的难点、关键点都在于山坡雨水如何收集。山区缺少消防灭火用水，以至于以水灭火不能够实现，采用人工扑打灭火，往往造成人员伤亡。有水才能以水灭火，关键在于水如何获得；因缺少有效的雨水收集方法，目前山区大量雨水白白流失，且不断造成水土流失。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于山区森林灭火的雨水收集装置，其提供了山坡雨水收集和利用的新技术，既可作为消防灭火之用，又可减少山坡水土流失，化害为利。

本实用新型的技术方案为：一种用于山区森林灭火的雨水收集装置，雨水收集管横向顺着山坡等高线埋设，位于同一等高线的雨水收集管为一横向雨水收集组，从上至下布置若干横向雨水收集组；沿山坡竖向设置传输管构成若干纵向雨水传输组，横向雨水收集组与纵向雨水传输组相交构成网状；横向雨水收集组与纵向雨水传输组的相交处设置检查井，坡中集水池设置在传输管上，坡底集水池设置在纵向雨水传输组的末端。

基于上述技术特征：坡底集水池的溢流管接入山下水道。

基于上述技术特征：上下两个检查井之间的坡中集水池布置在靠近下方的检查井处的传输管上。

基于上述技术特征：横向雨水收集组的间距为50m至100m。

基于上述技术特征：纵向雨水传输组的间距为50m至100m。

基于上述技术特征：雨水收集管通过收集管支墩固定在坡面上，收集管支墩包括弧形截面的支托和固定桩组成，固定桩打入土体内，支托的底部固定在固定桩的顶部，支托托住并固定雨水收集管，雨水收集管的埋入部分与山坡土体之间回填碎石或密植灌木带。

基于上述技术特征：雨水收集管的部分管壁上设置渗流孔洞，渗流孔洞对着山坡雨水径流的下落方向，渗流孔洞布置区域内的孔洞总面积应不小于布置区域内的管壁面积的1/2。

基于上述技术特征：检查井内位于下段的传输管一侧设置拦污栅。

本实用新型的运行原理为：该装置完全利用山坡地势，通过拦截雨水的雨水收集管的合理布置，自动收集雨水，自动汇集于集水池；建成后，无需人工操作，无需任何动力，自动按照设定好的水位完成收集、汇流和溢流。

下雨时，当山坡土壤喝饱了雨水，就形成地表径流，顺着坡面向下流动，不断流入拦截的雨水收集管内，完成了雨水的收集。各雨水收集管内的水又流入检查井，经过过滤后流进传输管，随后流进集水池。

本实用新型的有益效果为：

1)多用途

利用雨水收集管，山坡上雨水基本都能收集、再利用，是一种节约型环保低碳的创新技术。本实用新型具有多用途、多功能，一举三得。将满山漫流的雨水，通过有组织的收集，既解决了山区森林灭火用水，且大大减少了山坡水土流失，又可以为山下的山塘、水库和河道补充水源。

2)适用性

本装置因管道布设方便，适应性强，不同的地形都可以使用，山坡或丘陵地均可应用。所有构件都是标准化，各种管道均采用埋设，施工方便。

3)标准化

集水池、设备房、检查井、雨水收集管、传输管、收集管支墩和固定桩，以及连接管道的二通、弯头等配套构件，都是标准构件，可在工厂制作，常规管道可购买，所有管道可长可短，能适应不同的地形使用；所有构件均可以运至现场，按设计要求现场安装，标准化还可以减小成本。

4)安全性

雨水收集装置网格化，各组收集管、各竖向单元，可以互为备用；即当任何一处出现故障 (如堵塞)时，其它管网能继续发挥作用，而不至于整个装置瘫痪、失效。

集水池也可形成上下联动、横向互动机制，不同位置，可以互相补充水源，一旦发生火情，确保在最短的时间、最小的范围内有效控制、迅速扑灭。

换句话说，坡中集水池和坡底集水池可以通过设置水泵相互补水。譬如，在灭火中，当一个集水池水接近用完时，可通过水泵将附近集水池的水抽入，以满足该地点灭火用水。收集管、集水池、设备房等设施，都具备相应的耐火等级，不会因大火而失效。

5)自动化

雨水收集、拦污、溢流，各集水池水源互补，都可以做到自动化，无需人工操作。完全做到平时有备无患，灭火随时用得上。

附图说明

图1为本装置的平面布置示意图。

图2为坡中处横向雨水收集组与纵向雨水传输组相交处的剖面示意图。

图3为坡底处横向雨水收集组与纵向雨水传输组相交处的剖面示意图。

图4为雨水收集管的埋设示意图。

图5为收集管支墩示意图。

图中标号示意为：

雨水收集管1；传输管2；检查井3；坡中集水池4；坡底集水池4’；溢流管5；支托6；固定桩7；拦污栅8；碎石9；山坡10；渗流孔洞11；放空管12；桩帽13；螺栓14；设备房 15；消防水泵16；进人孔17；放空管控制阀18；块石护砌19；入水口20；检修孔21；等高线A；雨水径流B；溢流水位C；停泵水位D。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本实用新型的体系构成为：一种用于山区森林灭火的雨水收集装置，雨水收集管1横向顺着山坡同一高程的等高线A布置，位于同一等高线A的雨水收集管1为一横向雨水收集组，从上至下布置若干横向雨水收集组；沿山坡竖向设置传输管2构成若干纵向雨水传输组，横向雨水收集组与纵向雨水传输组相交构成网状；横向雨水收集组与纵向雨水传输组的相交处设置检查井3，坡中集水池4设置在传输管2上，雨水经雨水收集管1在检查井3内汇集、过滤后传输至集水池，其中坡中集水池4收集山坡坡面的雨水，坡底的雨水汇入设置在纵向雨水传输组的末端的坡底集水池4’，坡底集水池4’的溢流管5接入山下水道。图1中所示的箭头方向雨水的流向示意。

上述技术方案中，由雨水收集、传输、存储三部分组成，构筑成一个雨水收集与运用的完整体系。横向的雨水收集管1拦截和收集雨水，竖向的传输管2传输雨水，坡中集水池4和坡底集水池4’存储雨水。横向雨水收集组和纵向雨水传输组交织环绕山坡，连成网状雨水收集和运用装置。横向雨水收集组的作用是收集，纵向雨水传输组的作用是传输，纵横相交处的检查井和集水池的作用是存储。各横向雨水收集组之间的间距和各纵向雨水传输组之间的间距可根据坡面高度和范围确定。

本实用新型中各构件组成和作用为:

1)雨水收集管

下雨时，山坡土壤水分吸收饱和后，地面就形成雨水径流B，顺着山坡流进收集管。雨水收集管1沿着山坡同一等高线A布置，可为PVC管道，管道采用二通管连接，按常规的方法接头。

如图4所示，雨水收集管1的部分管壁上设置渗流孔洞11，渗流孔洞对着山坡10雨水径流的流动方向，渗流孔洞11布置区域内的孔洞总面积应不小于布置区域内的管壁面积的1/2。图4中所示的雨水收集管1的横截面90度圆心角范围内的管壁，设置渗流孔洞11仅为一种举例示意。

如图1所示，为了有效地收集雨水，在山坡不同的高度上分层设置雨水收集管1，通常上、下两排收集管距离为50m至100m；雨水在坡面形成雨水径流B后，各层分别流入雨水收集管1。如图4所示，雨水收集管1的埋入部分与山坡土体之间回填碎石9，设置碎石9的目的在于拦阻污物，减少污物堵塞收集管渗流孔洞。也可采用密植灌木带以拦截污物。

横向布置的雨水收集管1与竖向布置的传输管2相交处，设置玻璃钢或塑料的检查井3，检查井3中便于进行清污，如图2和图3所示，检查井3内位于下段传输管一侧设置拦污栅 8，雨水收集管的雨水经过检查井3内拦污栅8，层层拦污后流入下部的集水池。

2)管托及固定桩

如图4和图5所示，雨水收集管1埋设与山坡10土体内，设有收集管支墩加强支撑。收集管支墩由近半圆形的支托6和固定桩7组成，支托6可为塑钢制造。支托6底部设置有桩帽13，桩帽13与支托6固结，桩帽13的中孔可以是圆形或方形，与固定桩12的截面形状相同，为桩头插入连接孔。桩帽壁预留螺栓孔，通过螺栓14将固定桩7与桩帽连接。固定桩7可以是木桩、预制混凝土桩，长度、桩径应根据地质条件和山坡坡度，以满足雨水收集管1 稳定为要求。

3)传输管

如图1所示，传输管2可为常规的PVC管道，其作用是将雨水收集管1收集的雨水汇集后输送至坡中集水池4，山坡底部的雨水汇入坡底集水池4’。可按照常规管道埋设。通常两个纵向雨水传输组相距为50m至100m，即两个传输管2的间距。

4)检查井

横向的雨水收集管1与竖向的传输管2交汇处，设置检查井3，作为雨水汇集和传输，并且在雨水进入集水池前，井内拦污栅8拦污，把水流中的泥沙等杂物进行沉淀，防止杂物进入传输管2，最终进入集水池。

检查井3可为玻璃钢制作的圆柱体，检查井3内于下段的传输管2一侧设置拦污栅8，即检查井的出水口前设置拦污栅8，拦污栅8为塑料制作；井底至出水口应有一定深度，以满足泥沙沉积。井顶设置一检修孔21，以满足人员清淤、检修和安装。检查井管道口以下具有一定的深度，以便于泥沙淤积，定期清淤。

5)拦污栅

利用滤网直接拦截水中的杂质，去除水体悬浮物、颗粒物，降低浊度，净化水质，减少装置污垢、菌藻、锈蚀等产生，以净化水质及保护装置其它设备，如消防水泵的正常工作。拦污栅宜为细过滤网。

6)集水池

如图1至图3所示，每列纵向雨水传输组中，通常间隔1至2排横向雨水收集组可设置一个坡中集水池4。坡中集水池4宜根据灭火范围分层分点设置，图2所示为坡中处横向雨水收集组与纵向雨水传输组相交处的剖面示意图，图3所示为坡底处横向雨水收集组与所述纵向雨水传输组相交处的剖面示意图，上、下两个检查井3之间的坡中集水池4宜布置在靠近下方的检查井3处的传输管2上，如图2所示，雨水顺传输管2，通过坡中集水池4与传输管2连接处的入水口20进入坡中集水池4，当坡中集水池4内雨水满至溢流水位C，则通过溢流管5溢流至下面的检查井3，然后再通过传输管2流入下部的坡中集水池4，以此类推，最后如图3所示，雨水汇入坡底集水池4’，坡底集水池4’的溢流管5接入山下水道，如附近山塘或河道。

坡中集水池4和坡底集水池4’可为玻璃钢制作，为一个圆柱形容器，与传输管2、溢流管5、放空管12连接。坡中集水池4和坡底集水池4’内根据需要设置1至2台消防水泵16，坡中集水池4或坡底集水池4’其停泵水位D以下容积应满足水泵启动时水量容积要求。坡中集水池4或坡底集水池4’井壁于进人孔17处设置爬梯。集水池顶面设置设备房15，房内布置蓄电池、消防水枪、检修工具等。

坡中集水池4和坡底集水池4’的进人孔17处设置爬梯，集水池内水放空后，可进入维修、清淤。放空管12上设有放空管控制阀18宜设置于不锈钢箱内，且加锁控制；管口前山坡面500×1000mm范围内，宜采用块石护砌19，以保护坡面。

各个坡中集水池4和坡底集水池4’形成上下联动、横向互动机制，互为备用。以各个集水池水位控制，全程自动化。一旦发生火情，确保在最短的时间、最小的范围内有效控制、迅速扑灭。

7)溢流管和放空管

溢流管5与坡中集水池4或坡底集水池4’顶部相连通。溢流管5为常规的PVC管道。当坡中集水池4满溢时，可通过溢流管5将多余的水排至下面的传输管2，当坡底集水池4’满溢时，可通过溢流管5将多余的水排至山下水道。溢流管可采用直管、弯头连接而成。

放空管12为常规的PVC管道，该管水平设置于山坡10土体内，与集水池底部连通，当集水池需要放空检修时，打开管道出口的闸阀，即可向坡面排水。

上述具体实施方式描述中，有关雨水收集管的埋设、雨水收集管的构造、检查井、集水池的配置和具体构造仅为一种举例，也可以根据现有成熟技术，采用其它现有产品及构造完成本实用新型。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于山区森林灭火的雨水收集装置，其特征在于：雨水收集管(1)横向顺着山坡等高线埋设，位于同一等高线的所述雨水收集管(1)为一横向雨水收集组，从上至下布置若干所述横向雨水收集组；沿所述山坡竖向设置传输管(2)构成若干纵向雨水传输组，所述横向雨水收集组与所述纵向雨水传输组相交构成网状；所述横向雨水收集组与所述纵向雨水传输组的相交处设置检查井(3)，坡中集水池(4)设置在所述传输管(2)上，坡底集水池(4’)设置在所述纵向雨水传输组的末端。

2.根据权利要求1所述的一种用于山区森林灭火的雨水收集装置，其特征在于：所述坡底集水池(4’)的溢流管(5)接入山下水道。

3.根据权利要求1所述的一种用于山区森林灭火的雨水收集装置，其特征在于：上下两个所述检查井(3)之间的所述坡中集水池(4)布置在靠近下方的所述检查井(3)的所述传输管(2)上。

4.根据权利要求1所述的一种用于山区森林灭火的雨水收集装置，其特征在于：所述横向雨水收集组的间距为50m至100m。

5.根据权利要求1所述的一种用于山区森林灭火的雨水收集装置，其特征在于：所述纵向雨水传输组的间距为50m至100m。

6.根据权利要求1所述的一种用于山区森林灭火的雨水收集装置，其特征在于：所述雨水收集管(1)通过收集管支墩固定在坡面上，所述收集管支墩包括弧形截面的支托(6)和固定桩(7)组成，所述固定桩(7)打入土体内，所述支托(6)的底部固定在所述固定桩(7)的顶部，所述支托(6)托住并固定所述雨水收集管(1)，所述雨水收集管(1)的埋入部分与山坡土体之间回填碎石(9)或密植灌木带。

7.根据权利要求1所述的一种用于山区森林灭火的雨水收集装置，其特征在于：所述雨水收集管(1)的部分管壁上设置渗流孔洞(11)，所述渗流孔洞对着山坡雨水径流的下落方向，所述渗流孔洞(11)布置区域内的孔洞总面积应不小于所述布置区域内的管壁面积的1/2。

8.根据权利要求1所述的一种用于山区森林灭火的雨水收集装置，其特征在于：所述检查井(3)内位于下段的所述传输管(2)一侧设置拦污栅(8)。

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