專利名稱：大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種水利工程技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體地說，是一種大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
我國水資源嚴(yán)重不足。我國水資源人均占有量不足2200立方米，不足世界平均水平的三分之一，北方地區(qū)只有990立方米，不到世界人均值的八分之一，水污染嚴(yán)重更加劇了水資源短缺。目前全國正常年份缺水量近400億立方米，其中灌區(qū)缺水約300億立方米，有效的雨水收集系統(tǒng)是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的需要。用于飲用、園藝和其他家用目的的雨水收集裝置現(xiàn)在已見于城市新建的小區(qū)。收集后的雨水與水景循環(huán)水一同進(jìn)入雨水處理系統(tǒng)，雨水處理系統(tǒng)采用較先進(jìn)的MBR，即膜法生物處理系統(tǒng)，就是將生物降解作用與膜的高效分離技術(shù)結(jié)合而成的一種新型高效污水處理與回用工藝。收集的雨水將用于小區(qū)的水景、沖洗汽車、綠化噴灌等。典型的裝置是設(shè)置一個(gè)通過落水管供水的容器，所述落水管從傾斜的屋頂將水引導(dǎo)到容器內(nèi)。所述容器設(shè)置有一個(gè)水龍頭以便允許儲(chǔ)存的水能夠排出。以這種方式收集的雨水的純度不可靠，并且易于被聚集在屋頂上的空氣傳播的污垢和灰塵、諸如葉子和花粉的植物物質(zhì)，蟲子，鳥和動(dòng)物排泄物，以及工業(yè)污染物污染。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利公開號(hào)1536178A，
公開日為2004年10月13日，專利申請(qǐng)?zhí)?3138439.0，專利名稱為雨水收集和灌裝系統(tǒng)，該專利是一種雨水收集裝置，包括具有位于其上方的集水錐形物的容器。在錐形物底部的出口與容器頂部的入口之間是包括環(huán)形腔室的沉淀物捕集器。在其上端附近具有開口的入口管延伸到所述腔室內(nèi)，從而當(dāng)腔室在使用中溢滿時(shí)，容器被填注。排放閥門允許沖刷沉淀物捕集器。所述雨水收集裝置可以構(gòu)成包括儲(chǔ)存，凈化和灌裝設(shè)備的系統(tǒng)的一部分。其不足之處是1)所述裝置立于地面，占據(jù)城市有限的土地可空間資源；2)所述裝置的雨水儲(chǔ)存容量有限，不適合大規(guī)模收集雨水；3)所述裝置缺乏泥沙或垃圾的合理處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置，使其設(shè)置在地下，不占土地和空間，裝置的雨水儲(chǔ)存容量較大，可以適合大規(guī)模雨水收集，并有泥沙或垃圾的合理處理設(shè)備。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括雨水收集管道、地下蓄水池、儲(chǔ)水室、閘門、沖沙廊道、接沙槽、沉沙池、抽沙泵和抽水泵，閘門設(shè)在儲(chǔ)水室的外墻上，雨水收集管道分別連接到若干儲(chǔ)水室和沉沙池，地下蓄水池的底板上設(shè)置道矮墻將蓄水池分隔成若干沖沙廊道，接沙槽設(shè)置在沖沙廊道的尾端，接沙槽連接所有沖沙廊道，并延伸到沉沙池，抽水泵連接沉沙池，抽沙泵連接沉沙池；或者抽沙泵設(shè)置在沉沙池底部，抽水泵設(shè)置在沉沙池內(nèi)離底部一定高度。
降雨所產(chǎn)生的地表徑流、屋頂?shù)呐潘艿篮偷孛嬗晁畠?nèi)的雨水通過所述的雨水收集管道流入所述的地下蓄水池和儲(chǔ)水室中，直到蓄滿為止，雨水收集管道的閥門關(guān)閉。
所述的儲(chǔ)水室設(shè)置在地下蓄水池的首部，蓄水的高度由所述的沖沙廊道的長度和淤泥特性決定。蓄水的高度確定了沖沙廊道內(nèi)的最大流速，該流速必須大于泥沙起沖流速。所述的儲(chǔ)水室的儲(chǔ)水體積決定于泥沙在沖沙廊道內(nèi)的淤積量，必須保證一次蓄水能夠?qū)_沙廊道內(nèi)的淤積量基本沖刷到所述的接沙槽內(nèi)，幾次蓄水能夠?qū)_沙廊道內(nèi)的淤積量完全沖刷到所述的接沙槽內(nèi)。
所述的閘門設(shè)置在儲(chǔ)水室上，每個(gè)儲(chǔ)水室上設(shè)置一個(gè)閘門。在蓄水過程中，地下蓄水池和儲(chǔ)水室同時(shí)被充水，儲(chǔ)水室的閘門關(guān)閉。
所述的沖沙廊道設(shè)置在地下蓄水池的底板上。由于儲(chǔ)存在蓄水池內(nèi)的雨水，不可避免地含有泥沙，隨時(shí)間的推移這些泥沙沉降淤積在蓄水池的池底，需要不斷的定期的清除。為了清除這些沉積的淤泥，在地下蓄水池的池底修建一道一道的矮墻將蓄水池隔離成若干沖沙廊道，沖沙廊道的數(shù)量等于儲(chǔ)水室的數(shù)量，每個(gè)閘門對(duì)應(yīng)一個(gè)基本與閘門等寬的沖沙廊道。沖沙廊道的寬度視工程規(guī)模而定，通常為1-3米。矮墻為鋼筋混凝土墻，厚度30cm左右，高度為0.2-1米，要保證從閘門出來的下泄激流不會(huì)躍入相鄰沖沙廊道過多。
所述的接沙槽設(shè)置在地下蓄水池沖沙廊道的另一端，接沙槽一直延伸到水泵房的沉沙池內(nèi)，接沙槽平面形狀為弧線，立面為梯形。接沙槽的高度必須低于沖沙廊道的底板高程，并沿程有一定底坡，在沉沙池端最低，如底坡1/1000-1/100，底坡的大小以淤泥不會(huì)在接沙槽內(nèi)淤積為原則，坡度不宜太小，否則會(huì)產(chǎn)生槽內(nèi)淤積；而坡度太大會(huì)直接增加工程投資。當(dāng)?shù)叵滦钏貎?nèi)的水被用完后，儲(chǔ)水室的閘門自動(dòng)打開，形成流速很大的射流，沖刷蓄水池池底的淤泥。蓄水池池底的淤泥被水流沖刷到該接沙槽內(nèi)，并沿接沙槽運(yùn)動(dòng)到沉沙池內(nèi)，沉積在沉沙池內(nèi)的泥沙最終被泥沙泵抽走清除。儲(chǔ)水室的閘門是逐一打開，完成一個(gè)沖沙廊道的淤泥清除，再打開另一個(gè)儲(chǔ)水室的閘門，直到所有沖沙廊道的淤泥被清除。
所述的沉沙池設(shè)置在接沙槽的尾端，以接納內(nèi)沖沙水流和被沖來的淤泥。淤泥在該池內(nèi)沉積，故稱沉沙池。沉沙池的底板必須低于接沙槽的槽底。沉沙池的深度以所述的水泵工作時(shí)沉沙池底部淤泥不會(huì)被抽走為原則。沉沙池低于接沙槽底部的體積必須大于一個(gè)儲(chǔ)水室的蓄水體積，通常為儲(chǔ)水室的最大蓄水體積的2倍，沉沙池低于接沙槽底部的深度等于儲(chǔ)水室蓄水的高度。沉積在沉沙池內(nèi)的泥沙最終被抽沙泵抽走清除。
所述的抽水泵將清水送到輸水管道網(wǎng)，以供工農(nóng)業(yè)使用。抽水泵設(shè)置在沉沙池上方，其進(jìn)水管設(shè)置在沉沙池內(nèi)，且進(jìn)水管高度與地下蓄水池的底板高度相等或稍低。沉沙池上層的水為清水，通過抽水泵輸送到輸水管道網(wǎng)。
本發(fā)明的有益效果是1)本發(fā)明的系統(tǒng)具有淤泥處理裝置，保證系統(tǒng)能夠永續(xù)利用；2)本發(fā)明的系統(tǒng)適合不同大小的雨水收集規(guī)模，可廣泛用于城市小區(qū)和小流域雨水收集；3)本發(fā)明的系統(tǒng)埋設(shè)在地下，上層用鋼筋混凝土板覆蓋后可以用作運(yùn)動(dòng)、休閑或公園綠地等場(chǎng)所。因此，不占據(jù)城市日趨有限地面和空間資源。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明包括雨水收集管道1、儲(chǔ)水室2、矮墻3、閘門4、沖沙廊道5、接沙槽6、沉沙池7、抽水泵8、抽沙泵9和地下蓄水池10，閘門4設(shè)在儲(chǔ)水室2的外墻上，雨水收集管道1分別連接到8個(gè)儲(chǔ)水室2和沉沙池7，地下蓄水池10的底板上設(shè)置7道矮墻將蓄水池分隔成8個(gè)沖沙廊道5，接沙槽6設(shè)置在沖沙廊道5的尾端，接沙槽6連接所有沖沙廊道，并延伸到沉沙池7，抽水泵8連接沉沙池7，抽沙泵9連接沉沙池7；或者抽沙泵9設(shè)置在沉沙池7底部，抽水泵8設(shè)置在沉沙池7內(nèi)離底部一定高度。
所述的地下蓄水池10有7道矮墻3、8個(gè)沖沙廊道5和一條接沙槽6。
所述的雨水收集管道1，連接水雨收集管網(wǎng)，并設(shè)置有閥門，以控制水流的進(jìn)入。降雨所產(chǎn)生的地表徑流、屋頂?shù)呐潘艿篮偷孛嬗晁畠?nèi)的雨水通過所述的雨水收集管道流入所述的沉沙池7(沉沙池7與地下蓄水池10相通)和儲(chǔ)水室2中，直到蓄滿為止，雨水收集管道的閥門關(guān)閉。
所述的儲(chǔ)水室2設(shè)置在地下蓄水池10的首部，蓄水的高度由所述的沖沙廊道5的長度和淤泥特性決定。蓄水的高度確定了沖沙廊道5內(nèi)的最大流速，該流速必須大于泥沙起沖流速。所述的儲(chǔ)水室2的儲(chǔ)水體積決定于泥沙在沖沙廊道5內(nèi)的淤積量，必須保證一次蓄水能夠?qū)_沙廊道5內(nèi)的淤積量基本沖刷到所述的接沙槽6內(nèi)，幾次蓄水能夠?qū)_沙廊道5內(nèi)的淤積量完全沖刷到所述的接沙槽6內(nèi)。
所述的閘門4設(shè)置在儲(chǔ)水室2上，每個(gè)儲(chǔ)水室2上設(shè)置一個(gè)閘門4。在蓄水過程中，地下蓄水池10和儲(chǔ)水室2同時(shí)被充水，儲(chǔ)水室2的閘門4關(guān)閉。
所述的沖沙廊道5設(shè)置在地下蓄水池10的底板上。由于儲(chǔ)存在蓄水池內(nèi)的雨水，不可避免地含有泥沙，隨時(shí)間的推移這些泥沙沉降淤積在蓄水池10的池底，需要不斷的定期的清除。為了清除這些沉積的淤泥，在地下蓄水池10的池底修建7道的矮墻3將蓄水池10隔離成8沖沙廊道，沖沙廊道5的數(shù)量和儲(chǔ)水室2的數(shù)量均為8，每個(gè)閘門4對(duì)應(yīng)一個(gè)基本與閘門等寬的沖沙廊道5。沖沙廊道5的寬度視工程規(guī)模而定，通常為1-3米。矮墻3為鋼筋混凝土薄墻，厚度30cm左右，高度為0.5米左右，要保證從閘門4出來的下泄激流不會(huì)過多地躍入相鄰沖沙廊道5。
所述的接沙槽6設(shè)置在地下蓄水池10的沖沙廊道5的另一端，平面形狀為弧線，立面為梯形。接沙槽6一直延伸到沉沙池7內(nèi)，接沙槽6的高度必須低于沖沙廊道5的底板高程，并沿程有一定底坡，與沉沙池7的接口處高程最低。接沙槽6底坡可為1/1000-1/100，底坡的大小以淤泥不會(huì)在接沙槽6內(nèi)淤積為原則。當(dāng)?shù)叵滦钏貎?nèi)10的水被用完后，儲(chǔ)水室2的閘門4自動(dòng)打開，形成流速很大的射流，沖刷蓄水池池底的淤泥。蓄水池池底的淤泥被水流沖刷到該接沙槽6內(nèi)，并沿接沙槽運(yùn)動(dòng)到沉沙池7內(nèi)，沉積在沉沙池7內(nèi)的泥沙最終被泥沙泵9抽走清除。儲(chǔ)水室2的閘門4是逐一打開，完成一個(gè)沖沙廊道5的淤泥清除，再打開另一個(gè)儲(chǔ)水室2的閘門4，直到所有沖沙廊道5的淤泥被清除。
所述的沉沙池7設(shè)置在接沙槽6的尾端，以接納內(nèi)沖沙水流和被沖來的淤泥。淤泥在該池內(nèi)沉積，故稱沉沙池。沉沙池7的底板必須低于接沙槽6的槽底。沉沙池的深度以所述的抽水泵8工作時(shí)沉沙池7底部淤泥不會(huì)被抽走為原則。沉沙池7低于接沙槽6底部的體積必須大于一個(gè)儲(chǔ)水室的蓄水體積，通常為儲(chǔ)水室的最大蓄水體積的2倍，沉沙池7低于接沙槽6底部的深度等于儲(chǔ)水室2蓄水的最大高度。沉積在沉沙池7內(nèi)的泥沙最終被抽沙泵9抽走清除。
所述的抽水泵8將清水送到輸水管道網(wǎng)，以供工農(nóng)業(yè)使用。抽水泵8設(shè)置在沉沙池7上方，其進(jìn)水管設(shè)置在沉沙池7內(nèi)，且進(jìn)水管高度與地下蓄水池10的底板高度相等或稍低。沉沙池7上層的水為清水，通過抽水泵8輸送到輸水管道網(wǎng)。
當(dāng)天下雨時(shí)，降雨所產(chǎn)生的地表徑流、屋頂?shù)呐潘艿篮偷孛嬗晁畠?nèi)的雨水通過所述的雨水收集管道1流入所述的地下蓄水池10和儲(chǔ)水室2中，直到蓄滿為止，雨水收集管道1的閥門關(guān)閉。儲(chǔ)存在地下蓄水池10的水通過抽水泵8將清水送到輸水管道網(wǎng)，以供工農(nóng)業(yè)使用。當(dāng)?shù)叵滦钏?0的水被利用完后，分別打開儲(chǔ)水室2的閘門4，用儲(chǔ)水室2內(nèi)的水沖洗矮墻3之間沖沙廊道5底板上沉積的淤泥和污物，水流將淤泥和污物推移到接沙槽6內(nèi)，最后輸送到沉沙池7內(nèi)，用抽沙泵9向外排出，達(dá)到清除地下蓄水池10內(nèi)淤泥和污物之目的。
上述示例表明，本發(fā)明系統(tǒng)能夠自動(dòng)清理淤泥和污物，保證系統(tǒng)能夠永續(xù)使用；在下雨時(shí)，能夠大量儲(chǔ)存雨水，不但能夠起分洪作用，而且能夠直接增加水資源；本發(fā)明系統(tǒng)適合大型雨水收集規(guī)模，可廣泛用于年降雨較多的城市小區(qū)和小流域的雨水收集；本發(fā)明系統(tǒng)位于地下，不占據(jù)地面和空間資源，上層用鋼筋混凝土板覆蓋后可以用作運(yùn)動(dòng)、休閑或公園綠地等場(chǎng)所。
權(quán)利要求
1.一種大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置，包括雨水收集管道(1)、儲(chǔ)水室(2)、閘門(4)，其特征在于，還包括矮墻(3)、沖沙廊道(5)、接沙槽(6)、沉沙池(7)、抽水泵(8)、抽沙泵(9)和地下蓄水池(10)，閘門(4)設(shè)在儲(chǔ)水室(2)的外墻上，雨水收集管道(1)分別連接到若干儲(chǔ)水室(2)和沉沙池(7)，地下蓄水池(10)的底板上設(shè)置(7)道矮墻將蓄水池分隔成若干沖沙廊道(5)，接沙槽(6)設(shè)置在沖沙廊道(5)的尾端，接沙槽(6)連接所有沖沙廊道(5)，并延伸到沉沙池(7)，抽水泵(8)連接沉沙池(7)，抽沙泵(9)連接沉沙池(7)；或者抽沙泵(9)設(shè)置在沉沙池(7)底部，抽水泵(8)設(shè)置在沉沙池(7)內(nèi)離底部一定高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置，其特征是，所述的每個(gè)儲(chǔ)水室(2)上設(shè)置一個(gè)閘門(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置，其特征是，所述的閘門(4)的寬度與沖沙廊道(5)的寬度相等，為1-3米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置，其特征是，所述的儲(chǔ)水室(2)，其儲(chǔ)水體積必須保證一次蓄水能夠?qū)_沙廊道(5)內(nèi)的淤積量基本沖刷到所述的接沙槽(6)內(nèi)，幾次蓄水能夠?qū)_沙廊道(5)內(nèi)的淤積量完全沖刷到所述的接沙槽(6)內(nèi)；并且蓄水的高度必須使沖沙廊道(5)內(nèi)的最大流速大于泥沙起沖流速。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置，其特征是，所述的矮墻(3)為鋼筋混凝土墻，高度為0.2-1米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置，其特征是，所述的接沙槽(6)平面形狀為弧線，立面為梯形，接沙槽(6)一直延伸到沉沙池(7)內(nèi)，接沙槽(6)的高度必須低于沖沙廊道(5)的底板高程，并沿程有一定底坡，與沉沙池(7)的接口處高程最低，接沙槽(6)底坡為1/1000-1/10。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置，其特征是，所述的沉沙池(7)的底板必須低于接沙槽(6)的槽底，深度以抽水泵(8)工作時(shí)沉沙池(7)底部淤泥不會(huì)被抽走為原則；沉沙池(7)低于接沙槽(6)底部的體積必須大于一個(gè)儲(chǔ)水室的蓄水體積。
8.根據(jù)權(quán)利要求7述的大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置，其特征是，沉沙池(7)低于接沙槽(6)底部的體積為儲(chǔ)水室(2)的最大蓄水體積的2倍，沉沙池(7)低于接沙槽(6)底部的深度等于儲(chǔ)水室(2)蓄水的最大高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或者7所述的大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置，其特征是，所述的抽水泵(8)設(shè)置在沉沙池(7)上方，其進(jìn)水管設(shè)置在沉沙池(7)內(nèi)，且進(jìn)水管高度與地下蓄水池(10)的底板高度相等或稍低，抽水泵(8)工作時(shí)沉沙池(7)底部淤泥不會(huì)被抽走，通過抽水泵(8)將上層的清水送到輸水管道網(wǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置，其特征是，所述雨水收集管道(1)直接連接到沉沙池(7)，沉沙池(7)與地下蓄水池(10)相通。
全文摘要
一種水利工程技術(shù)領(lǐng)域的大型雨水收集處理系統(tǒng)裝置，包括雨水收集管道、地下蓄水池、儲(chǔ)水室、閘門、沖沙廊道、接沙槽、沉沙池、抽沙泵和抽水泵，閘門設(shè)在儲(chǔ)水室的外墻上，雨水收集管道分別連接到若干儲(chǔ)水室和沉沙池，地下蓄水池的底板上設(shè)置道矮墻將蓄水池分隔成若干沖沙廊道，接沙槽設(shè)置在沖沙廊道的尾端，接沙槽連接所有沖沙廊道，并延伸到沉沙池，抽水泵連接沉沙池，抽沙泵連接沉沙池；或者抽沙泵設(shè)置在沉沙池底部，抽水泵設(shè)置在沉沙池內(nèi)離底部一定高度。本發(fā)明具有淤泥處理裝置，保證系統(tǒng)能夠永續(xù)利用；適合不同大小的雨水收集規(guī)模，可廣泛用于城市小區(qū)和小流域雨水收集；不占據(jù)城市日趨有限地面和空間資源。
文檔編號(hào)B01D45/00GK1746439SQ200510030449
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2005年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月13日
發(fā)明者喻國良, 吳守榮 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)