一種蓄水排洪系統(tǒng)及蓄排方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蓄水排洪系統(tǒng)及蓄排方法，所述蓄水排洪系統(tǒng)包括至少一個(gè)蓄水排洪單元，每個(gè)蓄水排洪單元包括雨水口、通過雨水支管與雨水口連通的檢查井、雨水管、設(shè)置在檢查井下方且與檢查井連通的調(diào)蓄池、放空管；所述檢查井上下游壁面分別與雨水管連通；所述調(diào)蓄池的上下游壁面的底板位置分別與放空管連通；單個(gè)蓄水排洪單元分別通過雨水管和放空管在下游側(cè)排空，且在下游側(cè)的放空管上裝有排空閥，或相鄰兩級蓄水排洪單元分別通過雨水管和放空管連通，且最末端一級蓄水排洪單元的下游側(cè)放空管設(shè)置有排空閥。本發(fā)明的蓄排系統(tǒng)增加了管網(wǎng)的排水能力，緩減了城市內(nèi)澇的壓力，調(diào)蓄池積存的雨水可用作綠化灌溉或再生利用。
【專利說明】
一種蓄水排洪系統(tǒng)及蓄排方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及城市排水防澇和雨水資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種蓄水排洪系統(tǒng)及蓄排方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國城市雨水主要依靠管渠、栗站等設(shè)施進(jìn)行有組織的排放，以“快速排除”和“末端集中”為主要規(guī)劃設(shè)計(jì)理念，大多數(shù)的雨水管道只有單一的排水功能，由降雨形成的地面徑流直接利用雨水口收集、經(jīng)雨水支管進(jìn)入檢查井，再通過雨水管道系統(tǒng)排入下游河渠，往往造成逢雨必澇、旱澇急轉(zhuǎn)的被動(dòng)局面。隨著我國城市化進(jìn)程的不斷加快，市政道路、公共建筑和住宅等城市建筑物日益增多，城市下墊面的硬化對城市水文特征產(chǎn)生了顯著的影響。雨水管道系統(tǒng)作為城市主要的排水設(shè)施已經(jīng)難以應(yīng)對逐漸增大的雨水徑流量，由暴雨而導(dǎo)致的城市內(nèi)澇越來越嚴(yán)重。
[0003]由于受城市土地資源的限制，利用地面上的低洼地、池塘、湖泊、水庫等蓄存雨水的方式越來越難以實(shí)現(xiàn)。為了化解內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，在現(xiàn)有城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加地下蓄水空間是解決內(nèi)澇問題的主要方法之一，具體措施是:對雨水管道上的檢查井進(jìn)行改造，將檢查井的容積擴(kuò)大，使之成為相互獨(dú)立的蓄水池，蓄水池對收集超量雨水、削減徑流量峰值、利用延時(shí)錯(cuò)峰減小排水管網(wǎng)的壓力具有一定的作用。如中國專利CN204098195U公開一種分散串聯(lián)型雨水調(diào)蓄池改造的舊雨水管道系統(tǒng)，其主要包括調(diào)蓄池、雨水管、檢查井。雨水管上每隔100?300米，兩個(gè)檢查井之間設(shè)置一個(gè)調(diào)蓄池，調(diào)蓄池分散布置在雨水管道系統(tǒng)上，雨水管將調(diào)蓄池串聯(lián)，每一個(gè)調(diào)蓄池與其上游100?300米的雨水管組分成一個(gè)調(diào)蓄單元。在降雨歷時(shí)內(nèi)暴雨最高峰時(shí)，下游管道的流量由于調(diào)蓄池的截留暫存而不疊加，同樣管徑的雨水管道可承受較大重現(xiàn)期的雨水流量，采用該法改造舊城區(qū)雨水管道系統(tǒng)，雨水管道的排水能力有較大地提高，從而減少內(nèi)澇現(xiàn)象的發(fā)生。然而該排水系統(tǒng)的不足之處是，蓄水池是各自獨(dú)立的，為了雨水的資源化利用，需要在每一個(gè)蓄水池內(nèi)設(shè)置水栗，導(dǎo)致日常的設(shè)備維護(hù)管理難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種蓄水排洪系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠收集超量雨水、削減徑流量峰值、增加排水管網(wǎng)的排洪能力，并且能夠使雨水資源得到充分利用。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種蓄水排洪系統(tǒng)，包括至少一個(gè)蓄水排洪單元，每個(gè)蓄水排洪單元包括雨水口、通過雨水支管與雨水口連通的檢查井、雨水管、設(shè)置在檢查井下方且與檢查井連通的調(diào)蓄池，其特征在于，還包括放空管;所述檢查井上下游壁面分別與雨水管連通;所述調(diào)蓄池的上下游壁面的底板位置分別與放空管連通;單個(gè)蓄水排洪單元分別通過雨水管和放空管在下游側(cè)排空，且在下游側(cè)的放空管上裝有排空閥，或相鄰兩級蓄水排洪單元分別通過雨水管和放空管連通，且最末端一級蓄水排洪單元的下游側(cè)放空管設(shè)置有排空閥。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還可以對本發(fā)明作進(jìn)一步的優(yōu)化，以下為優(yōu)化后形成的技術(shù)方案:
為了實(shí)時(shí)監(jiān)控蓄水排洪單元內(nèi)的水位情況，為排空閥的開啟或關(guān)閉提供依據(jù)，至少最末端一級蓄水排洪單元內(nèi)安裝有水位量測裝置。優(yōu)選地，所述水位量測裝置優(yōu)選為市售的水位傳感器。
[0007]為了提高智能化程度，自動(dòng)開啟或關(guān)閉排空閥，本發(fā)明還包括計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，所述排空閥為潛水電磁閥，該計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)分別與潛水電磁排空閥和水位量測裝置通信。計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)優(yōu)選為PLC控制系統(tǒng)，其電路連接方式采用常規(guī)技術(shù)。
[0008]為了方便將調(diào)蓄池的蓄水加以利用，至少最末端一級蓄水排洪單元內(nèi)安裝有潛水栗O
[0009]所述雨水管傾向下游布置，所述放空管水平或傾向下游布置。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述蓄水排洪單元為多級，多級蓄水排洪單元的調(diào)蓄池之間分別通過相應(yīng)的雨水管和放空管連通。
[0011]優(yōu)選地，多級蓄水排洪單元的調(diào)蓄池之間串聯(lián)連通、并聯(lián)連通、串并混聯(lián)連通、或形成網(wǎng)絡(luò)型連通。由此，多個(gè)蓄水排洪系統(tǒng)相互連通，分別構(gòu)成串聯(lián)型蓄水排洪系統(tǒng)、并聯(lián)型蓄水排洪系統(tǒng)、混聯(lián)型蓄水排洪系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)型蓄水排洪系統(tǒng)。
[0012]基于同一個(gè)發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種上述的蓄水排洪系統(tǒng)進(jìn)行蓄水排洪的方法，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，包括如下步驟:根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，對于某區(qū)域內(nèi)沒有內(nèi)澇的降雨，始終保持排空閥處于關(guān)閉狀態(tài);位于該排空閥上游的所有調(diào)蓄池將收集雨水，直到調(diào)蓄池被雨水充滿后，多余雨水將通過雨水管排放至下游。由此，收集的雨水可以用于灌溉或再生利用。
[0013]基于同一個(gè)發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種上述的蓄水排洪系統(tǒng)進(jìn)行蓄水排洪的方法，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，包括如下步驟:
51、根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，對于某區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)內(nèi)澇的降雨，提前開啟排空閥，利用放空管排出調(diào)蓄池內(nèi)的水體，騰空容積；
52、降雨發(fā)生時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及放空管和雨水管的排洪能力，完全開啟排空閥、半開啟排空閥或完全關(guān)閉排空閥；
S3、降雨后期或降雨結(jié)束后完全關(guān)閉排空閥、使調(diào)蓄池內(nèi)蓄滿水。
[0014]優(yōu)選地，至少最末端一級蓄水排洪單元內(nèi)安裝有水位量測裝置，預(yù)先分別設(shè)定每個(gè)排空閥開啟的最高水位和關(guān)閉的最低水位，結(jié)合天氣預(yù)報(bào)及水位量測裝置測得的水位值，利用計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)自動(dòng)控制排空閥的開啟與關(guān)閉。利用計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)動(dòng)態(tài)控制電磁排空閥的運(yùn)行，從而提高排水管網(wǎng)系統(tǒng)的響應(yīng)速度，在確保排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水的積存，化解內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。
[0015]優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)同時(shí)控制蓄水排洪系統(tǒng)內(nèi)所有的潛水電磁排空閥、潛水栗和水位量測裝置。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的多個(gè)調(diào)蓄池通過放空管依次相連，由調(diào)蓄池和放空管構(gòu)成一個(gè)新的獨(dú)立的排水管道，并且與上方的雨水管道共同組成既上下連通又相互獨(dú)立的雙層立體排水管道系統(tǒng)。通過多個(gè)蓄水排洪系統(tǒng)的相互連通，構(gòu)成大型的雙層立體排水管網(wǎng)系統(tǒng)，充分發(fā)揮單個(gè)系統(tǒng)的作用，使得排水管網(wǎng)系統(tǒng)綜合效能最大化，增加了管網(wǎng)的排水能力，有效提高了城市排水系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，緩減了城市內(nèi)澇的壓力，調(diào)蓄池積存的雨水可用作綠化灌溉或再生利用。
[0017]本發(fā)明的蓄水排洪系統(tǒng)分散式地設(shè)置地下調(diào)蓄池，可以充分開拓地下空間資源，增加地下蓄水容積，且在最末端一級調(diào)蓄池的下游側(cè)放空管設(shè)置電磁排空閥，通過控制電磁排空閥的啟閉，可以有效地將雨水積存在調(diào)蓄池內(nèi)，提高“蓄”、“用”效果。
[0018]利用安裝在最末端一級調(diào)蓄池內(nèi)的潛水栗提升上游所有調(diào)蓄池內(nèi)的雨水，促進(jìn)雨水資源化利用，最大限度地減少了設(shè)備數(shù)量，降低維護(hù)成本。
[0019]當(dāng)改造舊的排水管網(wǎng)時(shí)，調(diào)蓄池和放空管可置于檢查井的側(cè)下方，以免破壞原有管道系統(tǒng)；當(dāng)新建排水管網(wǎng)時(shí)，調(diào)蓄池和放空管可置于檢查井的正下方，節(jié)省工程施工費(fèi)用。
[0020]基于同一個(gè)發(fā)明構(gòu)思，發(fā)明利用上述蓄水排洪系統(tǒng)進(jìn)行蓄水排洪的方法，可分為人工操作和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制2種方法:
(I)根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，對于某區(qū)域內(nèi)沒有內(nèi)澇的降雨，潛水電磁排空閥始終處于關(guān)閉狀態(tài)，位于該排空閥上游的所有調(diào)蓄池將收集雨水，當(dāng)每個(gè)調(diào)蓄池被雨水充滿后，多余雨水將通過上方的雨水管排放至下游;對于某區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)內(nèi)澇的降雨，提前開啟排空閥，利用放空管排出所有調(diào)蓄池內(nèi)的雨水，騰出調(diào)蓄池容積。當(dāng)降雨發(fā)生時(shí)，所有的調(diào)蓄池首先收集雨水，同時(shí)通過放空管向下游排放；當(dāng)所有的調(diào)蓄池蓄滿雨水，且放空管排洪能力不足時(shí)，多余的雨水通過上方的雨水管向下游排放。在降雨過程的后期，關(guān)閉電磁排空閥，將調(diào)蓄池蓄滿雨水。調(diào)蓄池積存的雨水利用潛水栗提升可用作綠化灌溉或再生利用。
[0021](2)根據(jù)蓄水排洪系統(tǒng)的現(xiàn)場實(shí)際情況，在易發(fā)生內(nèi)澇的區(qū)段安設(shè)水位量測裝置，并預(yù)先設(shè)定每個(gè)排空閥開啟的最高水位和關(guān)閉的最低水位，結(jié)合天氣預(yù)報(bào)及水位量測裝置測得的水位值，利用計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)動(dòng)態(tài)控制電磁排空閥的運(yùn)行，從而提高排水管網(wǎng)系統(tǒng)的響應(yīng)速度，在確保排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水的積存，化解內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明蓄水排洪系統(tǒng)平面圖；
圖2是本發(fā)明蓄水排洪系統(tǒng)縱斷面剖視圖；
圖3是本發(fā)明蓄水排洪單元的平面圖；
圖4是本發(fā)明蓄水排洪單元縱斷面剖視圖；
圖5是本發(fā)明蓄水排洪單元橫斷面剖視圖；
圖6是本發(fā)明串聯(lián)型蓄水排洪系統(tǒng)平面圖；
圖7是本發(fā)明并聯(lián)型蓄水排洪系統(tǒng)平面圖；
圖8是本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)型蓄水排洪系統(tǒng)平面圖。
[0023]在圖中:
1-蓄水排洪單元；11-雨水口 ； 12-雨水支管；13-雨水管；14-檢查井；15-調(diào)蓄池；16-放空管;2-排空閥；3-潛水栗;4-水位量測裝置;5-計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。為敘述方便，下文中如出現(xiàn)“上”、“下”、“左”、“右”字樣，僅表示與附圖本身的上、下、左、右方向一致，并不對結(jié)構(gòu)起限定作用。
[0025]實(shí)施例1:
本實(shí)施例為單一的蓄水排洪系統(tǒng)，如圖1?5所示，其結(jié)構(gòu)包括:多個(gè)蓄水排洪單元I，所述蓄水排洪單元包括雨水口 11、雨水支管12、雨水管13、檢查井14、調(diào)蓄池15和放空管16;所述檢查井14通過雨水支管12與雨水口 11連通，檢查井14的上下游壁面分別與雨水管13連通，雨水管13傾向下游;所述調(diào)蓄池15位于檢查井14的下方，在上下游壁面的底板位置分別與放空管16連通，放空管16水平或傾向下游;相鄰兩級蓄水排洪單元I分別通過雨水管13和放空管16連通，且最末端一級蓄水排洪單元I的下游側(cè)放空管16設(shè)置有潛水電磁排空閥2。本實(shí)施例中，在最末端一級蓄水排洪單元安裝有潛水栗3、水位量測裝置4;計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)5同時(shí)控制潛水電磁排空閥2、潛水栗3和水位量測裝置5。
[0026]調(diào)蓄池15的容積和放空管16的管徑應(yīng)根據(jù)城市排水防澇標(biāo)準(zhǔn)、匯水面積、徑流系數(shù)及下墊面特征確定，調(diào)蓄池15的埋置深度應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)及下游河渠的銜接等條件確定。
[0027]本實(shí)施例的2種蓄水排洪方法:
(I)根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，對于某區(qū)域內(nèi)沒有內(nèi)澇的降雨，潛水電磁排空閥2始終處于關(guān)閉狀態(tài)，位于該排空閥上游的所有調(diào)蓄池15將收集雨水，當(dāng)每個(gè)調(diào)蓄池15被雨水充滿后，多余雨水將通過上方的雨水管13排放至下游;對于某區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)內(nèi)澇的降雨，提前開啟電磁排空閥2，利用放空管16排空所有調(diào)蓄池15內(nèi)的雨水，騰出調(diào)蓄池15容積。當(dāng)降雨發(fā)生時(shí)，所有的調(diào)蓄池15首先收集雨水，同時(shí)通過放空管16向下游排放;當(dāng)所有的調(diào)蓄池蓄滿雨水，且放空管排洪能力不足時(shí)，多余的雨水通過上方的雨水管13向下游排放。在降雨過程的后期，關(guān)閉電磁排空閥2，將調(diào)蓄池15蓄滿雨水，調(diào)蓄池15積存的雨水利用潛水栗3提升可用作綠化灌溉或再生利用。
[0028](2)根據(jù)蓄水排洪系統(tǒng)的現(xiàn)場實(shí)際情況，在易發(fā)生內(nèi)澇的區(qū)段安設(shè)水位量測裝置4，并預(yù)先設(shè)定每個(gè)電磁排空閥2開啟的最高水位和關(guān)閉的最低水位，結(jié)合天氣預(yù)報(bào)及水位量測裝置4測得的水位值，利用計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)5自動(dòng)控制電磁排空閥2的開啟與關(guān)閉，從而提高排水管網(wǎng)系統(tǒng)的響應(yīng)速度，在確保排水防澇安全的前提下，最大限度地實(shí)現(xiàn)雨水的積存，化解內(nèi)澇。
[0029]實(shí)施例2:
如圖6所示，本實(shí)施例為串聯(lián)型蓄水排洪系統(tǒng)。實(shí)施方法與實(shí)施例1類似，不再贅述。
[0030]實(shí)施例3:
如圖7所示，本實(shí)施例為并聯(lián)型蓄水排洪系統(tǒng)。實(shí)施方法與實(shí)施例1類似，不再贅述。
[0031]實(shí)施例4:
如圖8所示，本實(shí)施例為網(wǎng)絡(luò)型蓄水排洪系統(tǒng)。實(shí)施方法與實(shí)施例1類似，不再贅述。
[0032]上述實(shí)施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實(shí)施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蓄水排洪系統(tǒng)，包括至少一個(gè)蓄水排洪單元，每個(gè)蓄水排洪單元包括雨水口、通過雨水支管與雨水口連通的檢查井、雨水管、設(shè)置在檢查井下方且與檢查井連通的調(diào)蓄池，其特征在于，還包括放空管;所述檢查井上下游壁面分別與雨水管連通;所述調(diào)蓄池的上下游壁面的底板位置分別與放空管連通;單個(gè)蓄水排洪單元分別通過雨水管和放空管在下游側(cè)排空，且在下游側(cè)的放空管上裝有排空閥，或相鄰兩級蓄水排洪單元分別通過雨水管和放空管連通，且最末端一級蓄水排洪單元的下游側(cè)放空管設(shè)置有排空閥。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄水排洪系統(tǒng)，其特征在于，至少最末端一級蓄水排洪單元內(nèi)安裝有水位量測裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蓄水排洪系統(tǒng)，其特征在于，還包括計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，所述排空閥為潛水電磁閥，該計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)分別與潛水電磁排空閥和水位量測裝置通信。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄水排洪系統(tǒng)，其特征在于，至少最末端一級蓄水排洪單元內(nèi)安裝有潛水栗。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的蓄水排洪系統(tǒng)，其特征在于，所述雨水管傾向下游布置，所述放空管水平或傾向下游布置。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的蓄水排洪系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄水排洪單元為多級，多級蓄水排洪單元的調(diào)蓄池之間分別通過相應(yīng)的雨水管和放空管連通。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的蓄水排洪系統(tǒng)，其特征在于，多級蓄水排洪單元的調(diào)蓄池之間串聯(lián)連通、并聯(lián)連通、串并混聯(lián)連通、或形成網(wǎng)絡(luò)型連通。8.—種利用權(quán)利要求1-7之一所述的蓄水排洪系統(tǒng)進(jìn)行蓄水排洪的方法，其特征在于，包括如下步驟:根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，對于某區(qū)域內(nèi)沒有內(nèi)澇的降雨，始終保持排空閥處于關(guān)閉狀態(tài);位于該排空閥上游的所有調(diào)蓄池將收集雨水，直到調(diào)蓄池被雨水充滿后，多余雨水將通過雨水管排放至下游。9.一種利用權(quán)利要求1-7之一所述的蓄水排洪系統(tǒng)進(jìn)行蓄水排洪的方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，對于某區(qū)域內(nèi)可能出現(xiàn)內(nèi)澇的降雨，提前開啟排空閥，利用放空管排出調(diào)蓄池內(nèi)的水體，騰空容積； 52、降雨發(fā)生時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況及放空管和雨水管的排洪能力，完全開啟排空閥、半開啟排空閥或完全關(guān)閉排空閥； 53、降雨后期或降雨結(jié)束后完全關(guān)閉排空閥、使調(diào)蓄池內(nèi)蓄滿水。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用蓄水排洪系統(tǒng)進(jìn)行蓄水排洪的方法，其特征在于，至少最末端一級蓄水排洪單元內(nèi)安裝有水位量測裝置，預(yù)先分別設(shè)定每個(gè)排空閥開啟的最高水位和關(guān)閉的最低水位，結(jié)合天氣預(yù)報(bào)及水位量測裝置測得的水位值，利用計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)自動(dòng)控制排空閥的開啟與關(guān)閉。
【文檔編號】E03F1/00GK105951969SQ201610503639
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】戴曉兵
【申請人】中國電建集團(tuán)中南勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司