一種應用於綜合管廊雨水分質調蓄裝置及其分質調蓄工藝的製作方法
2023-10-06 18:08:09 1
本發明涉及一種應用於綜合管廊雨水分質調蓄工藝，具體地，涉及一種用於城市綜合管廊雨水收集調蓄並進行雨水初期雨水和後期雨水分質收集、錯峰排放、供後續淨化或綜合利用的工藝。
背景技術：
《城市綜合管廊工程技術規範》（GB50838）明確雨水等城市工程管線可納入綜合管廊，海綿城市的推廣對城市防澇和雨水資源的綜合利用提出了要求，可以利用城市綜合管廊內部空間進行雨水調蓄，增強相應區域的防澇並促進雨水綜合利用。
對雨水進行綜合利用不僅可以緩解城市排水系統的壓力，而且是對水資源的有效補充，但初期雨水的處理是城市雨水利用的前提。城市降雨形成的初期徑流含有大量汙染物，如有機物、氮、磷、重金屬、細菌和某些病原菌等，有些汙染物的濃度與城市汙水廠的進水水質相近，遠遠超過排入水體的標準。可見，從水質上說，初期雨水和後期雨水存在著較大的差別。如何對初期雨水與後期較為清潔的雨水進行分質收集、處理是國內外研究探討的熱點問題。結合綜合管廊和海綿城市建設，如何實現在綜合管廊內對雨水進行分質收集，便於後續處理、利用，是一個十分新穎的課題。
因此，提出一種應用於綜合管廊雨水分質調蓄工藝，以實現城市雨水納入綜合管廊，並按水質不同進行分別收集、調蓄。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種應用於綜合管廊雨水分質調蓄裝置，可廣泛用於城市綜合管理的雨水分質調蓄，能夠減少雨水接入水頭跌落，並利用城市綜合管廊內部空間按照水質不同，分初期雨水和後期雨水分別進行收集調蓄，配合打造海綿城市，實現雨水調蓄和錯峰排放、徑流汙染控制、並將較為清潔的後期雨水供綜合利用。
為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：一種應用於綜合管廊雨水分質調蓄裝置，其特徵在於所述綜合管廊上部設高位雨水管，下部設初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道，分別用於收集初期雨水和後期雨水；高位雨水管通過收集調蓄進水系統連接至初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道，所述收集調蓄進水系統控制高位雨水管中的雨水先後進入初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道；初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道內分別設置提升排出系統，初期雨水收集渠道通過提升排出系統連接至市政汙水系統或外部的初期雨水淨化系統，後期雨水調蓄渠道通過提升排出系統連接到上層高位雨水管，或連接至外部雨水回用設施。
根據本發明的優選實施例，所述初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道分設在高位雨水管兩側，初期雨水收集渠道進水孔標高低於後期雨水調蓄渠道進水孔標高，通過進水孔標高不同實現初期雨水和後期雨水的分流。
根據本發明的優選實施例，所述初期雨水收集渠道進水孔和後期雨水調蓄渠道進水孔分別設置可遠程控制的閘門或閥門，在初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道內分別設置水位監控設施，通過控制閘門或閥門的開閉實現初期雨水和後期雨水的分流。
根據本發明的優選實施例，所述綜合管廊設置雨水檢查井，所述雨水檢查井與初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道進水口結合設置，用於檢查高位雨水管、以及收集匯入綜合管廊的雨水。
根據本發明的優選實施例，為保證下部初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道在進水和排水時的氣壓平衡，在初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道頂部設置排氣管。
本發明的目的是提供一種應用於綜合管廊雨水分質調蓄工藝，可廣泛用於城市綜合管理的雨水分質調蓄，能夠減少雨水接入水頭跌落，並利用城市綜合管廊內部空間按照水質不同，分初期雨水和後期雨水分別進行收集調蓄，配合打造海綿城市，實現雨水調蓄和錯峰排放、徑流汙染控制、並將較為清潔的後期雨水供綜合利用。
為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：一種應用於綜合管廊雨水收集調蓄工藝，綜合管廊上部設高位雨水管，下部設初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道，其特徵在於進入高位雨水管的雨水，首先經過初期雨水收集渠道進水孔進入初期雨水收集渠道，並由初期雨水收集渠道收集後通過提升排出系統排至市政汙水系統或排至外部的初期雨水淨化系統；待初期雨水收集渠道收集完成後，高位雨水管的雨水則經後期雨水調蓄渠道進水孔進入後期雨水調蓄渠道，由後期雨水調蓄渠道收集後通過提升排出系統排出到上層高位雨水管實現雨水的錯峰，或排至外部雨水回用設施進行雨水綜合利用。
根據本發明的優選實施例，所述初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道分設在高位雨水管兩側，初期雨水收集渠道進水孔標高低於後期雨水調蓄渠道進水孔標高，通過進水孔標高不同實現初期雨水和後期雨水的分流。
根據本發明的優選實施例，所述初期雨水收集渠道進水孔和後期雨水調蓄渠道進水孔分別設置可遠程控制的閘門或閥門，在初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道內分別設置水位監控設施，通過控制閘門或閥門的開閉實現初期雨水和後期雨水的分流。
根據本發明的優選實施例，所述的高位雨水管利用綜合管廊結構本體，或者採用管道形式或渠道形式。
根據本發明的優選實施例，為保證下部初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道在進水和排水時的氣壓平衡，在初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道頂部設置排氣管。
根據本發明的優選實施例，所述提升排出系統包括吸水管路、水泵和排水管路，設置於初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道的低點，所述的水泵為乾式安裝或溼式安裝，可設置集水坑供布置吸水管路或安裝潛水泵。
本發明可應用於雨水單艙，也可應用於與其他城市管線共艙。所述的高位雨水管設置於綜合管廊較高位置，避免了雨水匯入管廊後水頭跌落、難以與下遊未設入艙市政雨水系統進行銜接的情況，利於雨水入艙的城市綜合管廊的分步驟、分階段實施。可在綜合管廊內形成初期雨水棄流存儲容量，避免初期雨水直排汙染水體，錯峰排至汙水處理系統或淨化系統可降低汙水處理系統或淨化系統的衝擊負荷，成為海綿城市的有機組成部分。
本發明針對雨水入廊的城市綜合管廊，對雨水調蓄功能進行了創新，形成一套全新的應用於綜合管廊的雨水分質調蓄工藝，具體優點有：
1.高位雨水管減少雨水匯入的水頭跌落，利於與下遊管路、排出口銜接，利於雨水入艙的城市綜合管廊的分步驟、分階段實施。
2.高位雨水管減小與雨水淨化設施銜接的提升水頭、降低能耗；
3.充分利用管廊內空間，高位雨水管和下部調蓄渠道疊合設置，節省管廊斷面；
4.本工藝按照雨水水質的不同，將初期雨水和後期雨水分開收集，一方面避免了初期徑流直接排放汙染水體，另一方面使後期雨水單獨收集，提升了這部分雨水水質，降低了雨水綜合利用後續淨化的難度，提升了雨水的綜合利用價值；
5.下部調蓄渠道可在綜合管理內形成雨水調蓄容量，增強相應區域的防澇並促進雨水綜合利用，成為海綿城市的有機組成部分；
6.收集調蓄進水系統有進水水位控制和閘（閥）控制兩種方式，可根據城市雨水系統設置情況進行靈活選擇；
7.提升排出系統的初期雨水和後期雨水出水管路各有兩種排出模式，分別為：初期雨水一種為排至市政汙水系統，另一種為排至外部的初期雨水淨化系統（如生物淨化溼地等）；後期雨水一種為排出到上層高位雨水管（渠）實現雨水的錯峰，另一種為排至外部雨水回用設施進行雨水綜合利用。幾種排出方式可根據城市雨水系統設置靈活選擇和組合。
附圖說明
圖1為本發明的應用於綜合管廊雨水分質調蓄工藝的綜合管廊上層平面布置示意圖。
圖2為本發明的應用於綜合管廊雨水分質調蓄工藝的綜合管廊中層平面布置示意圖。
圖3為本發明的應用於綜合管廊雨水分質調蓄工藝的綜合管廊下層平面布置示意圖。
圖4為圖1~圖3的A-A剖面布置示意圖。
圖5為圖1~圖3的B-B剖面布置示意圖。
圖6為圖1~圖3的C-C剖面布置示意圖。
圖7為圖1~圖3的D-D剖面布置示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步地說明。
一種應用於綜合管廊雨水收集調蓄裝置包含高位雨水管（渠）1、初期雨水收集渠道2、後期雨水調蓄渠道3、收集調蓄進水系統4、檢查井5以及提升排出系統6。所述的高位雨水管（渠）1可利用綜合管廊結構本體，也可採用管道形式；所述的高位雨水管（渠）1設置於綜合管廊較高位置，避免了雨水匯入管廊後水頭跌落、難以與下遊未設入艙市政雨水系統進行銜接的情況，利於雨水入艙的城市綜合管廊的分步驟、分階段實施；所述的收集調蓄進水系統4可通過進水口（孔口或管道），根據進水水位或閘（閥）控制，使高位雨水管（渠）1中的雨水先後進入初期雨水收集渠道2和後期雨水調蓄渠道3。通過進水水位控制時，進入初期雨水收集渠道2的進口標高較低，進入後期雨水調蓄渠道3的進口標高較高，以實現初雨棄流、潔淨雨水蓄存的功能；採用閘（閥）控制時，在初期雨水收集渠道2和後期雨水調蓄渠道3進水口處設置可遠程控制的閘門或閥門7，以及在初期雨水收集渠道2和後期雨水調蓄渠道3內水位監控設施8，實現在降雨的不同時段實現雨水的分質調蓄。
所述的初期雨水收集渠道2、後期雨水調蓄渠道3位於高位雨水管（渠）1下方，利用綜合管廊本體進行構建，可以設置排氣管12；初期雨水收集渠道2、後期雨水調蓄渠道3根據城市綜合管廊設置情況及系統需求，設置1段或多段。
以下為本發明的一個具體實施例。
如圖6、圖7所示，本發明設置於綜合管廊的一個艙室內，上部設高位雨水管（渠）1，下部設初期雨水收集渠道2、後期雨水調蓄渠道3。
結合綜合管廊設置雨水檢查井5，所述雨水檢查井5與初期雨水收集渠道和後期雨水調蓄渠道進水口結合設置，用於檢查高位雨水管、以及收集匯入綜合管廊的雨水。雨水檢查井5的進出口17連通地面。
如圖4、圖5所示，雨水經管廊外雨水管路系統接入雨水檢查井5，進入高位雨水管（渠）1。通過收集調蓄進水系統4，雨水按時間先後，先進入初期雨水收集渠道2，待雨水較為潔淨後，停止向初期雨水收集渠道2進水，開始向後期雨水調蓄渠道3進水。
如圖5所示，收集調蓄進水系統4有兩種形式：進水水位控制和閘（閥）控制。若選擇進水水位控制，需在高位雨水管（渠）1側壁設置通向初期雨水收集渠道2和後期雨水調蓄渠道3的進水孔，其中，通向初期雨水收集渠道2的進水孔14標高要低於後期雨水調蓄渠道3的進水孔15標高，使初期雨水優先進入初期雨水收集渠道2，待初期雨水收集渠道2蓄滿完成初雨收集後，高位雨水管（渠）1內水位升高開始從後期雨水調蓄渠道3的進水孔進水，實現分質蓄水，圖中16為後期雨水過流孔。若選擇閘（閥）控制，需要在進水孔處設置閘門或閥門7，按照設定的時間或收集水量，控制初期雨水收集渠道2和後期雨水調蓄渠道3的進水孔的開閉，實現分質蓄水。兩種收集形式可進行選擇或組合。
如圖3和圖5所示，在初期雨水收集渠道2和後期雨水調蓄渠道3底部設置一斜面，使得初期雨水收集渠道2和後期雨水調蓄渠道3底部形成兩個不同高度的底平面，初期雨水收集渠道2和後期雨水調蓄渠道3底部靠近雨水檢查井的位置較低，所述提升排出系統設置於初期雨水收集渠道2和後期雨水調蓄渠道3的低點。提升排出系統6工作過程如下：當需要將雨水排出初期雨水收集渠道2和後期雨水調蓄渠道3時，開啟所對應的水泵10，通過吸水管路9吸水，並通過排水管路11將雨水排出，有不同排出方式可供選擇：初期雨水一種為排至市政汙水系統，另一種為排至外部的初期雨水淨化系統（如生物淨化溼地等）；後期雨水一種為排出到上層高位雨水管（渠）1實現雨水的錯峰，另一種為排至外部雨水回用設施進行雨水綜合利用。幾種排出方式可根據城市雨水系統設置靈活選擇和組合。
為保證下部初期雨水收集渠道2和後期雨水調蓄渠道3在進水和排水時的氣壓平衡，在初期雨水收集渠道2和後期雨水調蓄渠道3頂部設置排氣管12。
儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護範圍應由所附的權利要求來限定。