一种海绵城市洪水调蓄回用系统及其施工方法与流程

本发明涉及一种海绵城市洪水调蓄回用系统及其施工方法。

背景技术：

洪水是暴雨、急剧融冰化雪、风暴潮等自然因素引起的江河虎皮水量迅速增加，或者水位迅猛上涨的一种自然现象。但是对于大多数城市来说，由于洪水的破坏力极强，不仅会产生城市内涝，而且严重影响人们的出行和人身安全，洪水退去也需要较长时间，因此会使整个城市处于瘫痪状态。

现有技术中并没有一种可以有效快速降低城市河道水位的方法，因此在发生洪水时，影响范围非常广，会污染城市河道的水质，影响市政管网的正常输水，同时容易造成水资源的浪费。

技术实现要素：

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种海绵城市洪水调蓄回用系统及其施工方法的技术方案，通过洪水调蓄池和洪水回用池的设计，不仅可以很好地起到防洪的作用，而且可以有效地将洪水回收后再利用，提高了水资源的利用率，降低了洪水对城市造成的影响，能在现有城区水沟的基础上直接进行施工，不影响周边的环境，可以有效地实现老城区水沟快速泄洪的功能，避免城市内涝的发生，同时回收后的洪水可以净化利用，节约水资源，降低了市政管网的输水压力。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种海绵城市洪水调蓄回用系统，其特征在于：包括洪水调蓄池、洪水回用池、分流器和净化装置，洪水调蓄池通过明沟连接城区水沟，明沟上设置有栏污过滤装置，洪水调蓄池的顶面上设置有第一人孔，洪水回用池位于城区水沟的另一侧，洪水调蓄池的顶端设置有第一溢流管，洪水调蓄池的底端通过第一排水管连接洪水回用池，第一排水管上设置有抽水泵，洪水回用池与城区水沟之间设置有沉降池，沉降池内设置有分流器，分流器的两侧分别通过进水管和出水管连接城区水沟和洪水回用池，分流器的底端通过市政排水管连接市政管网，洪水回用池的侧面上设置有第二溢流管和第二排水管，第二溢流管位于第二排水管的上方，洪水回用池的顶面上设置有第二人孔；通过洪水调蓄池和洪水回用池的设计，不仅可以很好地起到防洪的作用，而且可以有效地将洪水回收后再利用，提高了水资源的利用率，降低了洪水对城市造成的影响，栏污过滤装置可以有效提地将城区水沟流入的洪水中的杂质进行过滤，防止杂质进入洪水调蓄池而造成管道的堵塞，影响洪水的正常调蓄，同时提高了洪水的利用率，第一人孔和第二人孔的设计，方便对洪水调蓄池和洪水回用池进行清理和修补，延长洪水调蓄池和洪水回用池的使用寿命，当洪水调蓄池内的水位达到设定水位时，通过第一溢流管可以将洪水排放至外部河道中，减小城区水沟的排水压力，当洪水退去时，通过抽水泵的作用，可以将洪水调蓄池中的水通过第一排水管引入至洪水回用池中，分流器可以将城区水沟中的洪水引入洪水回用池中，减小城区水沟的排水压力，当洪水回用池中水位较高中，通过第二溢流管和第二排水管可以用于灌溉或排入河道中。

进一步，栏污过滤装置包括支撑台和导通管，导通管位于支撑台的下方，支撑台的顶面上转动连接有盖板，导通管的顶面上移动连接有定位板，定位板的下方均匀设置有过滤网，过滤网通过卡扣固定连接在定位板的底面上，过滤网位于导通管内，通过过滤网可以将导通管中的杂质进行过滤，卡扣便于过滤网的拆卸与安装，定位板可以将所有的过滤网统一提起清理，从盖板的位置拉出，盖板可以起到保护的作用。

进一步，定位板的顶面上对称设置有拉环，拉环的设计便于定位板的安装与抽取，提高过滤网更换的灵活性。

进一步，洪水调蓄池内设置有钢筋结构，钢筋结构包括下支撑架、上支撑架和弧形支杆，上支撑架通过弧形支杆固定连接在下支撑架的上方，通过钢筋结构的设计，有效提高了洪水调蓄池的整体蓄洪能力，防止洪水调蓄池由于压力过大而垮塌。

进一步，分流器包括箱体，箱体的侧面上设置有进水接口和第一出水接口，箱体的底面上设置有第二出水接口，箱体的顶面上螺纹连接有端盖，端盖上设置有吊耳，端盖的下方设置有过滤机构，箱体的内部设置有旋流腔和缓冲腔，旋流腔位于缓冲腔的上方，旋流腔与缓冲腔之间设置有托架，托架上扣接有过滤斗，通过第一出水接口和第二出水接口的设计，可以有效地将城区水沟的洪水进行分流，防止由于洪水回用池中的水位达到极限而造成无法泄洪，另一部分洪水则可以进入市政管网，用于生活用水，端盖方便对分流器内部进行清理，过滤斗则可以很好地将洪水中的杂质进行过滤，防止堵塞管道。

进一步，过滤机构包括液压缸、活塞杆和内层漏斗，液压缸位于端盖内，活塞杆的一端移动连接在液压缸内，活塞杆的另一端通过伸缩杆连接有悬挂杆，悬挂杆的底端连接内层漏斗，内层漏斗与过滤斗相匹配，通过液压缸和伸缩杆的设计，便于对内层漏斗中的垃圾进行清理，提高洪水的过滤效率。

进一步，洪水回用池的底部设置有潜水泵，潜水泵通过抽水管连接净化装置，洪水进入洪水回用池后，通过潜水泵可以直接将洪水输入净化装置，净化后用于生活用水，节约了水资源，同时减轻了市政管网的输水压力。

如上述的一种海绵城市洪水调蓄回用系统的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

1)测量放样

a、首先根据城区水沟的分布情况制定洪水调蓄回用系统的施工方案，通过测量城区水沟的长度和深度确定洪水调蓄池和洪水回用池的容量，并根据城区水沟的载水量确定洪水调蓄池和洪水回用池的施工位置，在指定的施工位置做上标记；

b、然后根据施工位置的土质确定施工机具，并将施工机具运送至施工现场，在施工前对设备进行全面检查，同时最好技术交底工作，确定施工标准；

2)洪水调蓄池施工

a、首先对城区水沟的一侧做有标记的施工位置进行清理，并以该施工位置为中心划设半径为45～55m的安全区域，安装围栏进行安全隔离，用白色石灰粉在施工位置上画一个直径与洪水调蓄池相匹配的圆；

b、然后用挖掘机以该圆为平面，垂直向下分层挖掘，从上往下第一层的开挖深度为2m，第二层的开挖深度为2m，依次往下，直至最后一层的开挖深度为1m，每一层挖掘时均由圆弧的边线向中心开挖，同时每开挖一层在侧壁的周围用木板进行支护，并用螺栓将木板固定在侧壁上，直至整个圆柱形槽筒挖掘完毕；

c、接着将加工好的下支撑架通过吊装机放入圆柱形槽筒中，直至下支撑架的底端与圆柱形槽筒的底面接触，此时稳定吊装机，通过人工回填粘土，将下支撑架与圆柱形槽筒之间的空隙装填密实，使底层的粘土与下支撑架的圆弧面贴合，同时用夯实机将粘土进行夯实处理，对凹陷的位置填补粘土，使粘土层的圆弧面与下支撑架的圆弧面相匹配；

d、再用吊装机取出下支撑架，对粘土层的圆弧面做一层厚度为10～20cm的防水层，然后将下支撑架下放至粘土层上，并用混凝土进行浇筑，使下支撑架与混凝土层齐平；

e、待下支撑架上的混凝土达到设定强度后，将弧形支杆下放至圆柱形槽筒内，用粘土将弧形支杆与圆柱形槽筒之间的空隙进行填充并压实，然后在弧形支杆上做一层厚度为10～20cm的防水层，再用混凝土沿着弧形支杆进行浇筑；

f待弧形支杆上的混凝土达到设定强度后，将上支撑架下放至圆柱形槽筒内，沿着上支撑架的圆弧面浇筑混凝土，在上支撑架的中心处留出人孔通道，待混凝土达到设定强度后在上表面做一层防水层，最后用粘土回填密实，直至与地面平行；

g、最后沿着人孔通道用混凝土进行浇筑，形成第一人孔，并在第一人孔上安装安全盖，待整个洪水调蓄池成型后，通过人工在洪水调蓄池的底部开设一个通孔，在洪水调蓄池的顶部侧面上安装第一溢流管，连通至外部河道，然后沿着第一人孔开设明沟，使明沟将洪水调蓄池与城区水沟连通，并在明沟内安装栏污过滤装置；

3)洪水回用池施工

a、首先对城区水沟的另一侧做有标记的施工位置进行清理，并以该施工位置为中心划设半径为45～55m的安全区域，安装围栏进行安全隔离，用白色石灰粉在施工位置上画一个直径与洪水回用池相匹配的圆；

b、然后用挖掘机以该圆为平面，垂直向下分层挖掘，从上往下第一层的开挖深度为2m，第二层的开挖深度为2m，依次往下，直至最后一层的开挖深度为1m，每一层挖掘时均由圆弧的边线向中心开挖，同时每开挖一层在侧壁的周围用木板进行支护，并用螺栓将木板固定在侧壁上，直至整个基坑挖掘完毕；

c、接着将制作成洪水回用池的钢筋笼通过吊装机下放至基坑内，直至钢筋笼的底端与基坑的底面接触，然后用粘土将钢筋笼与基坑之间的间隙回填密实，并在钢筋笼的内侧做一层厚度为10～20cm的防水层，接着在防水层的内侧面用混凝土进行浇筑，钢筋笼的顶面上安装第二人孔，并在第二人孔上安装安全盖，最后将第二人孔与圆柱形槽筒之间用粘土回填压实，直至与地面平行；

d，最后在洪水回用池的底部用钻孔设备钻取排水孔，在排水孔内安装第一排水管，使洪水调蓄池与洪水回用池连通，并在第一排水管上安装抽水泵，然后在洪水回用池的侧面安装第二排水管和第二溢流管，第二排水管与下水管道连通，第二溢流管与外部河道连通；

4)沉降池施工

在城区水沟与洪水回用池之间的中点位置设置沉降池，沉降池的深度与分流器相匹配，分流器安装至沉降池后，将分流器上的进水接口通过进水管与城区水沟连通，将分流器上的第一出水接口通过出水管与洪水回用池连通，将分流器底部的第二出水接口通过市政排水管与市政管网连通；

5)净化装置施工

根据图纸的设计要求将净化装置安装在设定位置后，将净化装置的进水端通过抽水管连接至洪水回用池内，抽水管的端部安装有潜水泵，潜水泵固定在洪水回用池的底部，净化装置的出水端与外部水管连接；

6)洪水调蓄回用系统试运行

在洪水季，城区水沟中的水位低于设定水位时，河水直接通过进水管经分流器进入洪水回用池，洪水回用池内的潜水泵将河水直接抽回至净化装置，用于生活供水或灌溉，当城区水沟中的水位高于设定水位时，河水经明沟进入洪水调蓄池，降低城区水沟的水位，当洪水退去时，洪水调蓄池内的水经抽水泵进入洪水回用池，回收再利用。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、通过洪水调蓄池和洪水回用池的设计，不仅可以很好地起到防洪的作用，而且可以有效地将洪水回收后再利用，提高了水资源的利用率，降低了洪水对城市造成的影响；

2、栏污过滤装置可以有效提地将城区水沟流入的洪水中的杂质进行过滤，防止杂质进入洪水调蓄池而造成管道的堵塞，影响洪水的正常调蓄，同时提高了洪水的利用率；

3、第一人孔和第二人孔的设计，方便对洪水调蓄池和洪水回用池进行清理和修补，延长洪水调蓄池和洪水回用池的使用寿命；

4、当洪水调蓄池内的水位达到设定水位时，通过第一溢流管可以将洪水排放至外部河道中，减小城区水沟的排水压力，当洪水退去时，通过抽水泵的作用，可以将洪水调蓄池中的水通过第一排水管引入至洪水回用池中，分流器可以将城区水沟中的洪水引入洪水回用池中，减小城区水沟的排水压力，当洪水回用池中水位较高中，通过第二溢流管和第二排水管可以用于灌溉或排入河道中；

5、本发明方法步骤简单，能在现有城区水沟的基础上直接进行施工，不影响周边的环境，可以有效地实现老城区水沟快速泄洪的功能，避免城市内涝的发生，同时回收后的洪水可以净化利用，节约水资源，降低了市政管网的输水压力。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种海绵城市洪水调蓄回用系统及其施工方法中洪水调蓄回用系统的效果图；

图2为本发明中栏污过滤装置的结构示意图；

图3为本发明中分流器的结构示意图。

图中：1-洪水调蓄池；2-洪水回用池；3-分流器；4-净化装置；5-栏污过滤装置；6-明沟；7-第一人孔；8-第一溢流管；9-第一排水管；10-抽水泵；11-下支撑架；12-弧形支杆；13-上支撑架；14-城区水沟；15-沉降池；16-进水管；17-市政排水管；18-出水管；19-潜水泵；20-抽水管；21-第二溢流管；22-第二排水管；23-第二人孔；24-支撑台；25-导通管；26-盖板；27-定位板；28-拉环；29-过滤网；30-卡扣；31-箱体；32-进水接口；33-第一出水接口；34-第二出水接口；35-旋流腔；36-缓冲腔；37-托架；38-过滤斗；39-端盖；40-吊耳；41-液压缸；42-活塞杆；43-伸缩杆；44-悬挂杆；45-内层漏斗。

具体实施方式

如图1至图3所示，为本发明一种海绵城市洪水调蓄回用系统，包括洪水调蓄池1、洪水回用池2、分流器3和净化装置4，洪水调蓄池1通过明沟6连接城区水沟14，明沟6上设置有栏污过滤装置5，栏污过滤装置5包括支撑台24和导通管25，导通管25位于支撑台24的下方，支撑台24的顶面上转动连接有盖板26，导通管25的顶面上移动连接有定位板27，定位板27的下方均匀设置有过滤网29，过滤网29通过卡扣30固定连接在定位板27的底面上，过滤网29位于导通管25内，通过过滤网29可以将导通管25中的杂质进行过滤，卡扣30便于过滤网29的拆卸与安装，定位板27可以将所有的过滤网29统一提起清理，从盖板26的位置拉出，盖板26可以起到保护的作用，定位板27的顶面上对称设置有拉环28，拉环28的设计便于定位板27的安装与抽取，提高过滤网29更换的灵活性。

洪水调蓄池1的顶面上设置有第一人孔7，洪水回用池2位于城区水沟14的另一侧，洪水调蓄池1的顶端设置有第一溢流管8，洪水调蓄池1的底端通过第一排水管9连接洪水回用池2，第一排水管9上设置有抽水泵10，洪水调蓄池1内设置有钢筋结构，钢筋结构包括下支撑架11、上支撑架13和弧形支杆12，上支撑架13通过弧形支杆12固定连接在下支撑架11的上方，通过钢筋结构的设计，有效提高了洪水调蓄池1的整体蓄洪能力，防止洪水调蓄池1由于压力过大而垮塌。

洪水回用池2与城区水沟14之间设置有沉降池15，沉降池15内设置有分流器3，分流器3包括箱体31，箱体31的侧面上设置有进水接口32和第一出水接口33，箱体31的底面上设置有第二出水接口34，箱体31的顶面上螺纹连接有端盖39，端盖39上设置有吊耳40，端盖39的下方设置有过滤机构，箱体31的内部设置有旋流腔35和缓冲腔36，旋流腔35位于缓冲腔36的上方，旋流腔35与缓冲腔36之间设置有托架37，托架37上扣接有过滤斗38，通过第一出水接口33和第二出水接口34的设计，可以有效地将城区水沟14的洪水进行分流，防止由于洪水回用池2中的水位达到极限而造成无法泄洪，另一部分洪水则可以进入市政管网，用于生活用水，端盖39方便对分流器3内部进行清理，过滤斗38则可以很好地将洪水中的杂质进行过滤，防止堵塞管道，过滤机构包括液压缸41、活塞杆42和内层漏斗45，液压缸41位于端盖39内，活塞杆42的一端移动连接在液压缸41内，活塞杆42的另一端通过伸缩杆43连接有悬挂杆44，悬挂杆44的底端连接内层漏斗45，内层漏斗45与过滤斗38相匹配，通过液压缸41和伸缩杆43的设计，便于对内层漏斗45中的垃圾进行清理，提高洪水的过滤效率，分流器3的两侧分别通过进水管16和出水管18连接城区水沟14和洪水回用池2，分流器3的底端通过市政排水管17连接市政管网。

洪水回用池2的侧面上设置有第二溢流管21和第二排水管22，第二溢流管21位于第二排水管22的上方，洪水回用池2的顶面上设置有第二人孔23，洪水回用池2的底部设置有潜水泵19，潜水泵19通过抽水管20连接净化装置4，洪水进入洪水回用池2后，通过潜水泵19可以直接将洪水输入净化装置4，净化后用于生活用水，节约了水资源，同时减轻了市政管网的输水压力；通过洪水调蓄池1和洪水回用池2的设计，不仅可以很好地起到防洪的作用，而且可以有效地将洪水回收后再利用，提高了水资源的利用率，降低了洪水对城市造成的影响，栏污过滤装置5可以有效提地将城区水沟14流入的洪水中的杂质进行过滤，防止杂质进入洪水调蓄池1而造成管道的堵塞，影响洪水的正常调蓄，同时提高了洪水的利用率，第一人孔7和第二人孔23的设计，方便对洪水调蓄池1和洪水回用池2进行清理和修补，延长洪水调蓄池1和洪水回用池2的使用寿命，当洪水调蓄池1内的水位达到设定水位时，通过第一溢流管8可以将洪水排放至外部河道中，减小城区水沟14的排水压力，当洪水退去时，通过抽水泵10的作用，可以将洪水调蓄池1中的水通过第一排水管9引入至洪水回用池2中，分流器3可以将城区水沟14中的洪水引入洪水回用池2中，减小城区水沟14的排水压力，当洪水回用池2中水位较高中，通过第二溢流管21和第二排水管22可以用于灌溉或排入河道中。

如上述的一种海绵城市洪水调蓄回用系统的施工方法，包括如下步骤：

1)测量放样

a、首先根据城区水沟14的分布情况制定洪水调蓄回用系统的施工方案，通过测量城区水沟14的长度和深度确定洪水调蓄池1和洪水回用池2的容量，并根据城区水沟14的载水量确定洪水调蓄池1和洪水回用池2的施工位置，在指定的施工位置做上标记；

b、然后根据施工位置的土质确定施工机具，并将施工机具运送至施工现场，在施工前对设备进行全面检查，同时最好技术交底工作，确定施工标准；

2)洪水调蓄池施工

a、首先对城区水沟14的一侧做有标记的施工位置进行清理，并以该施工位置为中心划设半径为45～55m的安全区域，安装围栏进行安全隔离，用白色石灰粉在施工位置上画一个直径与洪水调蓄池1相匹配的圆；

b、然后用挖掘机以该圆为平面，垂直向下分层挖掘，从上往下第一层的开挖深度为2m，第二层的开挖深度为2m，依次往下，直至最后一层的开挖深度为1m，每一层挖掘时均由圆弧的边线向中心开挖，同时每开挖一层在侧壁的周围用木板进行支护，并用螺栓将木板固定在侧壁上，直至整个圆柱形槽筒挖掘完毕；

c、接着将加工好的下支撑架11通过吊装机放入圆柱形槽筒中，直至下支撑架11的底端与圆柱形槽筒的底面接触，此时稳定吊装机，通过人工回填粘土，将下支撑架11与圆柱形槽筒之间的空隙装填密实，使底层的粘土与下支撑架11的圆弧面贴合，同时用夯实机将粘土进行夯实处理，对凹陷的位置填补粘土，使粘土层的圆弧面与下支撑架11的圆弧面相匹配；

d、再用吊装机取出下支撑架11，对粘土层的圆弧面做一层厚度为10～20cm的防水层，然后将下支撑架11下放至粘土层上，并用混凝土进行浇筑，使下支撑架11与混凝土层齐平；

e、待下支撑架11上的混凝土达到设定强度后，将弧形支杆12下放至圆柱形槽筒内，用粘土将弧形支杆12与圆柱形槽筒之间的空隙进行填充并压实，然后在弧形支杆12上做一层厚度为10～20cm的防水层，再用混凝土沿着弧形支杆12进行浇筑；

f待弧形支杆12上的混凝土达到设定强度后，将上支撑架13下放至圆柱形槽筒内，沿着上支撑架13的圆弧面浇筑混凝土，在上支撑架13的中心处留出人孔通道，待混凝土达到设定强度后在上表面做一层防水层，最后用粘土回填密实，直至与地面平行；

g、最后沿着人孔通道用混凝土进行浇筑，形成第一人孔7，并在第一人孔7上安装安全盖，待整个洪水调蓄池1成型后，通过人工在洪水调蓄池1的底部开设一个通孔，在洪水调蓄池1的顶部侧面上安装第一溢流管8，连通至外部河道，然后沿着第一人孔7开设明沟6，使明沟6将洪水调蓄池1与城区水沟14连通，并在明沟6内安装栏污过滤装置5；

3)洪水回用池施工

a、首先对城区水沟14的另一侧做有标记的施工位置进行清理，并以该施工位置为中心划设半径为45～55m的安全区域，安装围栏进行安全隔离，用白色石灰粉在施工位置上画一个直径与洪水回用池2相匹配的圆；

b、然后用挖掘机以该圆为平面，垂直向下分层挖掘，从上往下第一层的开挖深度为2m，第二层的开挖深度为2m，依次往下，直至最后一层的开挖深度为1m，每一层挖掘时均由圆弧的边线向中心开挖，同时每开挖一层在侧壁的周围用木板进行支护，并用螺栓将木板固定在侧壁上，直至整个基坑挖掘完毕；

c、接着将制作成洪水回用池2的钢筋笼通过吊装机下放至基坑内，直至钢筋笼的底端与基坑的底面接触，然后用粘土将钢筋笼与基坑之间的间隙回填密实，并在钢筋笼的内侧做一层厚度为10～20cm的防水层，接着在防水层的内侧面用混凝土进行浇筑，钢筋笼的顶面上安装第二人孔23，并在第二人孔23上安装安全盖，最后将第二人孔23与圆柱形槽筒之间用粘土回填压实，直至与地面平行；

d，最后在洪水回用池2的底部用钻孔设备钻取排水孔，在排水孔内安装第一排水管9，使洪水调蓄池1与洪水回用池2连通，并在第一排水管9上安装抽水泵10，然后在洪水回用池2的侧面安装第二排水管22和第二溢流管21，第二排水管22与下水管道连通，第二溢流管21与外部河道连通；

4)沉降池施工

在城区水沟14与洪水回用池2之间的中点位置设置沉降池15，沉降池15的深度与分流器3相匹配，分流器3安装至沉降池15后，将分流器3上的进水接口32通过进水管16与城区水沟14连通，将分流器3上的第一出水接口33通过出水管18与洪水回用池2连通，将分流器3底部的第二出水接口34通过市政排水管17与市政管网连通；

5)净化装置施工

根据图纸的设计要求将净化装置4安装在设定位置后，将净化装置4的进水端通过抽水管20连接至洪水回用池2内，抽水管20的端部安装有潜水泵19，潜水泵19固定在洪水回用池2的底部，净化装置4的出水端与外部水管连接；

6)洪水调蓄回用系统试运行

在洪水季，城区水沟14中的水位低于设定水位时，河水直接通过进水管16经分流器3进入洪水回用池2，洪水回用池2内的潜水泵19将河水直接抽回至净化装置4，用于生活供水或灌溉，当城区水沟14中的水位高于设定水位时，河水经明沟6进入洪水调蓄池1，降低城区水沟14的水位，当洪水退去时，洪水调蓄池1内的水经抽水泵10进入洪水回用池2，回收再利用。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。