一種蓄水排洪系統及蓄排方法
【專利摘要】本發明公開了一種蓄水排洪系統及蓄排方法，所述蓄水排洪系統包括至少一個蓄水排洪單元，每個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、設置在檢查井下方且與檢查井連通的調蓄池、放空管；所述檢查井上下游壁面分別與雨水管連通；所述調蓄池的上下游壁面的底板位置分別與放空管連通；單個蓄水排洪單元分別通過雨水管和放空管在下游側排空，且在下游側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放空管設置有排空閥。本發明的蓄排系統增加了管網的排水能力，緩減了城市內澇的壓力，調蓄池積存的雨水可用作綠化灌溉或再生利用。
【專利說明】
一種蓄水排洪系統及蓄排方法
技術領域
[0001]本發明涉及城市排水防澇和雨水資源化利用領域，具體涉及一種蓄水排洪系統及蓄排方法。
【背景技術】
[0002]我國城市雨水主要依靠管渠、栗站等設施進行有組織的排放，以“快速排除”和“末端集中”為主要規劃設計理念，大多數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、經雨水支管進入檢查井，再通過雨水管道系統排入下游河渠，往往造成逢雨必澇、旱澇急轉的被動局面。隨著我國城市化進程的不斷加快，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生了顯著的影響。雨水管道系統作為城市主要的排水設施已經難以應對逐漸增大的雨水徑流量，由暴雨而導致的城市內澇越來越嚴重。
[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現。為了化解內澇風險，在現有城市排水管網系統的基礎上，增加地下蓄水空間是解決內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行改造，將檢查井的容積擴大，使之成為相互獨立的蓄水池，蓄水池對收集超量雨水、削減徑流量峰值、利用延時錯峰減小排水管網的壓力具有一定的作用。如中國專利CN204098195U公開一種分散串聯型雨水調蓄池改造的舊雨水管道系統，其主要包括調蓄池、雨水管、檢查井。雨水管上每隔100?300米，兩個檢查井之間設置一個調蓄池，調蓄池分散布置在雨水管道系統上，雨水管將調蓄池串聯，每一個調蓄池與其上游100?300米的雨水管組分成一個調蓄單元。在降雨歷時內暴雨最高峰時，下游管道的流量由于調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期的雨水流量，采用該法改造舊城區雨水管道系統，雨水管道的排水能力有較大地提高，從而減少內澇現象的發生。然而該排水系統的不足之處是，蓄水池是各自獨立的，為了雨水的資源化利用，需要在每一個蓄水池內設置水栗，導致日常的設備維護管理難度較大。
【發明內容】
[0004]本發明旨在提供一種蓄水排洪系統，該系統能夠收集超量雨水、削減徑流量峰值、增加排水管網的排洪能力，并且能夠使雨水資源得到充分利用。
[0005]為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:
一種蓄水排洪系統，包括至少一個蓄水排洪單元，每個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、設置在檢查井下方且與檢查井連通的調蓄池，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;所述調蓄池的上下游壁面的底板位置分別與放空管連通;單個蓄水排洪單元分別通過雨水管和放空管在下游側排空，且在下游側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放空管設置有排空閥。
[0006]根據本發明的實施例，還可以對本發明作進一步的優化，以下為優化后形成的技術方案:
為了實時監控蓄水排洪單元內的水位情況，為排空閥的開啟或關閉提供依據，至少最末端一級蓄水排洪單元內安裝有水位量測裝置。優選地，所述水位量測裝置優選為市售的水位傳感器。
[0007]為了提高智能化程度，自動開啟或關閉排空閥，本發明還包括計算機管理系統，所述排空閥為潛水電磁閥，該計算機管理系統分別與潛水電磁排空閥和水位量測裝置通信。計算機管理系統優選為PLC控制系統，其電路連接方式采用常規技術。
[0008]為了方便將調蓄池的蓄水加以利用，至少最末端一級蓄水排洪單元內安裝有潛水栗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]根據本發明的實施例，所述蓄水排洪單元為多級，多級蓄水排洪單元的調蓄池之間分別通過相應的雨水管和放空管連通。
[0011]優選地，多級蓄水排洪單元的調蓄池之間串聯連通、并聯連通、串并混聯連通、或形成網絡型連通。由此，多個蓄水排洪系統相互連通，分別構成串聯型蓄水排洪系統、并聯型蓄水排洪系統、混聯型蓄水排洪系統或網絡型蓄水排洪系統。
[0012]基于同一個發明構思，本發明還提供了一種上述的蓄水排洪系統進行蓄水排洪的方法，其結構特點是，包括如下步驟:根據天氣預報，對于某區域內沒有內澇的降雨，始終保持排空閥處于關閉狀態;位于該排空閥上游的所有調蓄池將收集雨水，直到調蓄池被雨水充滿后，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]基于同一個發明構思，本發明還提供了一種上述的蓄水排洪系統進行蓄水排洪的方法，其結構特點是，包括如下步驟:
51、根據天氣預報，對于某區域內可能出現內澇的降雨，提前開啟排空閥，利用放空管排出調蓄池內的水體，騰空容積；
52、降雨發生時，根據現場實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閉排空閥；
S3、降雨后期或降雨結束后完全關閉排空閥、使調蓄池內蓄滿水。
[0014]優選地，至少最末端一級蓄水排洪單元內安裝有水位量測裝置，預先分別設定每個排空閥開啟的最高水位和關閉的最低水位，結合天氣預報及水位量測裝置測得的水位值，利用計算機管理系統自動控制排空閥的開啟與關閉。利用計算機管理系統動態控制電磁排空閥的運行，從而提高排水管網系統的響應速度，在確保排水防澇安全的前提下，最大限度地實現雨水的積存，化解內澇風險。
[0015]優選地，計算機管理系統同時控制蓄水排洪系統內所有的潛水電磁排空閥、潛水栗和水位量測裝置。
[0016]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明的多個調蓄池通過放空管依次相連，由調蓄池和放空管構成一個新的獨立的排水管道，并且與上方的雨水管道共同組成既上下連通又相互獨立的雙層立體排水管道系統。通過多個蓄水排洪系統的相互連通，構成大型的雙層立體排水管網系統，充分發揮單個系統的作用，使得排水管網系統綜合效能最大化，增加了管網的排水能力，有效提高了城市排水系統的標準，緩減了城市內澇的壓力，調蓄池積存的雨水可用作綠化灌溉或再生利用。
[0017]本發明的蓄水排洪系統分散式地設置地下調蓄池，可以充分開拓地下空間資源，增加地下蓄水容積，且在最末端一級調蓄池的下游側放空管設置電磁排空閥，通過控制電磁排空閥的啟閉，可以有效地將雨水積存在調蓄池內，提高“蓄”、“用”效果。
[0018]利用安裝在最末端一級調蓄池內的潛水栗提升上游所有調蓄池內的雨水，促進雨水資源化利用，最大限度地減少了設備數量，降低維護成本。
[0019]當改造舊的排水管網時，調蓄池和放空管可置于檢查井的側下方，以免破壞原有管道系統；當新建排水管網時，調蓄池和放空管可置于檢查井的正下方，節省工程施工費用。
[0020]基于同一個發明構思，發明利用上述蓄水排洪系統進行蓄水排洪的方法，可分為人工操作和計算機自動控制2種方法:
(I)根據天氣預報，對于某區域內沒有內澇的降雨，潛水電磁排空閥始終處于關閉狀態，位于該排空閥上游的所有調蓄池將收集雨水，當每個調蓄池被雨水充滿后，多余雨水將通過上方的雨水管排放至下游;對于某區域內可能出現內澇的降雨，提前開啟排空閥，利用放空管排出所有調蓄池內的雨水，騰出調蓄池容積。當降雨發生時，所有的調蓄池首先收集雨水，同時通過放空管向下游排放；當所有的調蓄池蓄滿雨水，且放空管排洪能力不足時，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，關閉電磁排空閥，將調蓄池蓄滿雨水。調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)根據蓄水排洪系統的現場實際情況，在易發生內澇的區段安設水位量測裝置，并預先設定每個排空閥開啟的最高水位和關閉的最低水位，結合天氣預報及水位量測裝置測得的水位值，利用計算機管理系統動態控制電磁排空閥的運行，從而提高排水管網系統的響應速度，在確保排水防澇安全的前提下，最大限度地實現雨水的積存，化解內澇風險。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明蓄水排洪系統平面圖；
圖2是本發明蓄水排洪系統縱斷面剖視圖；
圖3是本發明蓄水排洪單元的平面圖；
圖4是本發明蓄水排洪單元縱斷面剖視圖；
圖5是本發明蓄水排洪單元橫斷面剖視圖；
圖6是本發明串聯型蓄水排洪系統平面圖；
圖7是本發明并聯型蓄水排洪系統平面圖；
圖8是本發明網絡型蓄水排洪系統平面圖。
[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-調蓄池；16-放空管;2-排空閥；3-潛水栗;4-水位量測裝置;5-計算機管理系統。
【具體實施方式】
[0024]以下將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。為敘述方便，下文中如出現“上”、“下”、“左”、“右”字樣，僅表示與附圖本身的上、下、左、右方向一致，并不對結構起限定作用。
[0025]實施例1:
本實施例為單一的蓄水排洪系統，如圖1?5所示，其結構包括:多個蓄水排洪單元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的下游側放空管16設置有潛水電磁排空閥2。本實施例中，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;計算機管理系統5同時控制潛水電磁排空閥2、潛水栗3和水位量測裝置5。
[0026]調蓄池15的容積和放空管16的管徑應根據城市排水防澇標準、匯水面積、徑流系數及下墊面特征確定，調蓄池15的埋置深度應結合地形、地質及下游河渠的銜接等條件確定。
[0027]本實施例的2種蓄水排洪方法:
(I)根據天氣預報，對于某區域內沒有內澇的降雨，潛水電磁排空閥2始終處于關閉狀態，位于該排空閥上游的所有調蓄池15將收集雨水，當每個調蓄池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;對于某區域內可能出現內澇的降雨，提前開啟電磁排空閥2，利用放空管16排空所有調蓄池15內的雨水，騰出調蓄池15容積。當降雨發生時，所有的調蓄池15首先收集雨水，同時通過放空管16向下游排放;當所有的調蓄池蓄滿雨水，且放空管排洪能力不足時，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，關閉電磁排空閥2，將調蓄池15蓄滿雨水，調蓄池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)根據蓄水排洪系統的現場實際情況，在易發生內澇的區段安設水位量測裝置4，并預先設定每個電磁排空閥2開啟的最高水位和關閉的最低水位，結合天氣預報及水位量測裝置4測得的水位值，利用計算機管理系統5自動控制電磁排空閥2的開啟與關閉，從而提高排水管網系統的響應速度，在確保排水防澇安全的前提下，最大限度地實現雨水的積存，化解內澇。
[0029]實施例2:
如圖6所示，本實施例為串聯型蓄水排洪系統。實施方法與實施例1類似，不再贅述。
[0030]實施例3:
如圖7所示，本實施例為并聯型蓄水排洪系統。實施方法與實施例1類似，不再贅述。
[0031]實施例4:
如圖8所示，本實施例為網絡型蓄水排洪系統。實施方法與實施例1類似，不再贅述。
[0032]上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本發明，而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
【主權項】
1.一種蓄水排洪系統，包括至少一個蓄水排洪單元，每個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、設置在檢查井下方且與檢查井連通的調蓄池，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;所述調蓄池的上下游壁面的底板位置分別與放空管連通;單個蓄水排洪單元分別通過雨水管和放空管在下游側排空，且在下游側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放空管設置有排空閥。2.根據權利要求1所述的蓄水排洪系統，其特征在于，至少最末端一級蓄水排洪單元內安裝有水位量測裝置。3.根據權利要求2所述的蓄水排洪系統，其特征在于，還包括計算機管理系統，所述排空閥為潛水電磁閥，該計算機管理系統分別與潛水電磁排空閥和水位量測裝置通信。4.根據權利要求1所述的蓄水排洪系統，其特征在于，至少最末端一級蓄水排洪單元內安裝有潛水栗。5.根據權利要求1-4之一所述的蓄水排洪系統，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.根據權利要求1-4之一所述的蓄水排洪系統，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蓄池之間分別通過相應的雨水管和放空管連通。7.根據權利要求6所述的蓄水排洪系統，其特征在于，多級蓄水排洪單元的調蓄池之間串聯連通、并聯連通、串并混聯連通、或形成網絡型連通。8.—種利用權利要求1-7之一所述的蓄水排洪系統進行蓄水排洪的方法，其特征在于，包括如下步驟:根據天氣預報，對于某區域內沒有內澇的降雨，始終保持排空閥處于關閉狀態;位于該排空閥上游的所有調蓄池將收集雨水，直到調蓄池被雨水充滿后，多余雨水將通過雨水管排放至下游。9.一種利用權利要求1-7之一所述的蓄水排洪系統進行蓄水排洪的方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、根據天氣預報，對于某區域內可能出現內澇的降雨，提前開啟排空閥，利用放空管排出調蓄池內的水體，騰空容積； 52、降雨發生時，根據現場實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閉排空閥； 53、降雨后期或降雨結束后完全關閉排空閥、使調蓄池內蓄滿水。10.根據權利要求9所述的利用蓄水排洪系統進行蓄水排洪的方法，其特征在于，至少最末端一級蓄水排洪單元內安裝有水位量測裝置，預先分別設定每個排空閥開啟的最高水位和關閉的最低水位，結合天氣預報及水位量測裝置測得的水位值，利用計算機管理系統自動控制排空閥的開啟與關閉。
【文檔編號】E03F1/00GK105951969SQ201610503639
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】戴曉兵
【申請人】中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司