一种海绵城市地下暗管灌溉系统及其施工方法与流程

本发明涉及一种海绵城市地下暗管灌溉系统及其施工方法。

背景技术：

地下灌溉是指将灌溉水引入田面以下一定深度，通过土壤毛细管作用，湿润根区土壤，以供作物生长需要。

现有技术中的地下灌溉一般直接引用地下水或将河道中的水直接引入农田进行灌溉，这两种灌溉方式容易受水源污染的影响，不利于农田的灌溉，而且灌溉后的水直接排入河道，对河道造成二次污染。

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地下暗管灌溉系统及其施工方法的技术方案，可以有效地将雨水存储后用于灌溉，本发明方法步骤简单，可以有效地实现将雨水回收后用于地下灌溉，不仅有效减少了积水，而且减少了水资源的浪费，便于雨水的回收利用，该施工方法能满足不同城市地形的灌溉需要。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种海绵城市地下暗管灌溉系统，其特征在于：包括渗管、调蓄箱、分流箱和增压箱，渗管均匀分布在导流管上，导流管通过汇流管连接调蓄箱，导流管与汇流管之间通过三通阀连接，调蓄箱通过输水管连接分流箱，输水管上设置有抽水泵，分流箱通过分流管连接增压箱，增压箱连接暗管；通过渗管的设计，可以直接将雨水进行回收，不仅有效防止路面积水，而且可以有效提高水资源的利用率，同时渗管可以将雨水进行过滤，防止颗粒杂质进入调蓄箱而影响其正常的工作，调蓄箱则可以将回收的雨水进行调配，当雨水较为充沛时，调蓄箱内过多的雨水可以通过排水接口将雨水输入市政管网，用于生活用水，当雨水较为匮乏时，通过将调蓄箱内存储的雨水通过暗管用于灌溉，满足农作物生长的需要，减小了市政管网供水的压力，三通阀可以根据雨水的渗透情况进行调节，实现循环回收利用。

进一步，导流管上靠近三通阀的一端设置有第一电磁阀，第一电磁阀可以有效控制导流管内雨水的流量，防止由于汇流管中雨水输送压力过大而造成溢出，或者使渗管无法正常吸附雨水。

进一步，三通阀内设置有环形腔，环形腔内转动连接有阀芯，阀芯内设置有衔接通道，环形腔的周围设置有进水槽和出水槽，进水槽与导流管连通，出水槽与汇流管连通，当调蓄箱内的雨水容量达到设定值时，通过转动阀芯，即可将衔接通道与进水槽、出水槽错开，防止雨水继续流入而造成调蓄箱的压力过大影响正常的输水灌溉。

进一步，渗管包括管体、套筒和螺纹接头，套筒和螺纹接头分别固定连接在管体的两端，管体上均匀设置有防护条，相邻两个防护条之间均匀设置有渗水孔，管体的内部设置有通水通道，通水通道与渗水孔之间设置有渗水膜，通水通道内设置有定位杆，定位杆上转动连接有单向导流板，管体上根据需要开圆孔或椭圆形孔，每个地区地质地下水系不同，需要不同的渗水孔截面积，同时可以裹上土工布来阻挡细小的沙石，防护条可以起到提高管体强度的作用，保护渗管，延长渗管的使用寿命，渗水膜可以有效地将雨水中的颗粒杂质进行过滤，防止过滤的颗粒杂质进入而影响灌溉系统的正常工作，单向导流板可以根据实际的需要调节渗管内的雨水流速。

进一步，调蓄箱内由两个平行排列的过滤网分成左侧腔室、中间腔室和右侧腔室，左侧腔室的顶面上设置有水位传感器，水位传感器的下方设置有浮球，浮球通过牵引绳连接左侧腔室的底部，中间腔室的顶面上设置有盘形输水接口，盘形输水接口与汇流管连通，中间腔室的两侧对称设置有导槽，盘形输水接口的下方设置有遮水板，遮水板的两端通过滑块移动连接在导槽内，输水管连通至右侧腔室的底部，中间腔室内的遮水板可以在水位较高时阻隔盘形输水接口内的雨水继续进入调蓄箱，当水位降低时，遮水板在重力的作用下，通过滑块沿着导槽向下滑动，可以灵活控制调蓄箱内的水位高低，左侧腔室内的浮球则可以将电信号传递给排水接口上的第二电磁阀，便于控制水位，输水管则便于将调蓄箱内的雨水输送至分流箱内。

进一步，调蓄箱的左侧底部设置有排水接口，排水接口上设置有第二电磁阀，当调蓄箱内的雨水达到设定容积时，第二电磁阀打开，通过排水接口将雨水输入市政管网，减小调蓄箱内的雨水存储压力。

进一步，分流箱内设置有分流腔，分流腔内设置有分流板，分流板上均匀设置有出水孔，出水孔的端部均设置有螺纹柱，分流箱的侧面上设置有进水接口，进水接口与输水管相匹配，分流板的设计便于将雨水通过不同的分流管输入相应的增压箱，螺纹柱有效提高了分流管的连接强度，防止造成溢漏。

进一步，分流箱的内侧面上设置有保温层，保温层的设计可以有效防止雨水因温度过低而冻结，起到保护管道的作用。

如上述的一种海绵城市地下暗管灌溉系统的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

1)暗管布设

a、首先根据图纸的设计要求选定暗管的布设位置，再根据灌溉的要求设定安装的深度，做好施工前的技术交底工作，然后将施工区域通过人工进行清理，并用白色石灰粉根据图纸的暗管布设路线在施工区域撒上，直至施工区域上形成完整的暗管路线；

b、接着通过手持式挖掘设备或挖土机沿着白色石灰粉的路经依次进行挖掘，挖掘的深度与设定安装的深度相等，直至整个暗管布设路线的凹槽挖掘完毕，再将支撑架沿着暗管布设路线依次安装在凹槽内，保证每个支撑架的安装高度一致；

c、然后将暗管切割成与凹槽相匹配的长度，依次将切割好的暗管埋入凹槽内，使暗管的底面限位在支撑架上，并用管接件将暗管的连接处进行连接固定，直至整个暗管布设路线安装完毕；

d、最后将粘土沿着暗管布设路线回填至凹槽内，同时在每个暗管的进水端用挖掘机挖掘一个深井，深井的深度大于暗管布设的深度，挖掘后对深井进行清理，并用混凝土将深井的侧壁和底面进行浇筑，待混凝土达到设定强度后，将增压箱通过吊装机放入深井中进行固定，并将暗管的进水端与增压箱进行连接，用防水胶布做好密封处理，在增压箱的顶面上安装防护板；

2)分流箱施工

a、首先根据增压箱的分布位置确定分流箱的安装位置，使安装位置距离各个增压箱之间的距离最短，将相应区域做上标记，并对该区域进行清理；

b、然后按图纸的设计要求在施工区域用挖掘机挖掘第一基坑，第一基坑的深度、宽度和长度均与分流箱的大小相匹配，挖掘后用夯实机将侧面和底面进行夯实，在用混凝土将第一基坑的侧面和底面进行浇筑，浇筑的厚度为20～30cm，待混凝土达到设定强度后，用钻孔机在底面上钻取至少6个锚固孔，并在侧面靠近增压箱的一侧钻取与增压箱数量相匹配的通孔；

c、接着用吊装机将分流箱吊装至第一基坑内，使分流箱与第一基坑的侧壁之间保持20cm的间距，然后在增压箱与分流箱之间开设导槽，使导槽与通孔相连通，再将加工好的分流管安装在导槽内，使分流管的两端分别与增压箱和分流箱进行连接，用螺栓将分流箱的底部与锚固孔进行固定连接；

3)调蓄箱施工

a、待分流箱施工结束后，按图纸的设计要求在距离分流箱25～30m的位置进行调蓄箱的安装，首先在设定区域划设施工范围，并在施工范围内检查土质和地下管道的分布情况，选取与调蓄箱大小匹配的区块进行施工；

b、然后用挖掘机在相应区块内挖掘深度、宽度和长度与调蓄箱匹配的第二基坑，并用夯实机对第二基坑的侧面和底面进行夯实处理，接着将第二基坑的侧面和底面上浇筑厚度为20～30cm的混凝土，待混凝土达到设定强度后，通过吊装机将调蓄箱吊运至第二基坑内，在调蓄箱的右侧腔室内安装输水管，使输水管的进水口靠近右侧腔室的底面，输水管的出水口连接至分流箱，并在输水管上安装抽水泵；

c、接着将调蓄箱的排水接口与市政管网连接，同时在排水接口上安装第二电磁阀；

d、最后将粘土回填至第二基坑内，直至将调蓄箱的顶面裸露在外部，并用海绵将调蓄箱上的盘形输水接口进行密封；

4)渗管施工

首先根据图纸的设计要求在需要埋设渗管的位置开设渗水槽，并将加工好的渗管安装在渗水槽中，然后将相邻两个渗管之间通过导流管进行密封连接，在导流管的端部弯成V形连接三通阀，导流管上安装有第一电磁阀，并将三通阀通过汇流管连接盘形输水接口，同时将盘形输水接口中的海绵取出，将连接处进行密封处理，最后分别将第二基坑和渗水槽用粘土进行回填；

5)灌溉系统试运行

待所有管道布设安装完毕后，在渗水区域撒上水，水通过渗管进入导流管，导流管中的水经三通阀进入汇流管，并沿着汇流管的内壁进入调蓄箱中，调蓄箱中的水位逐渐上升，当调蓄箱左侧腔室内的浮球上升顶住水位传感器时，位于中间腔体的遮水板将盘形输水接口堵住，此时排水接口上的第二电磁阀打开，水直接进入市政管网，当调蓄箱内的水位降低时，浮球离开水位传感器，同时遮水板与盘形输水接口之间产生间隙，启动抽水泵，将水直接输入分流箱内，分流箱将水通过分流管输送至增压箱内，经增压箱加压后将水输入暗管，对灌溉区域进行灌溉。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、通过渗管的设计，可以直接将雨水进行回收，不仅有效防止路面积水，而且可以有效提高水资源的利用率，同时渗管可以将雨水进行过滤，防止颗粒杂质进入调蓄箱而影响其正常的工作；

2、调蓄箱则可以将回收的雨水进行调配，当雨水较为充沛时，调蓄箱内过多的雨水可以通过排水接口将雨水输入市政管网，用于生活用水，当雨水较为匮乏时，通过将调蓄箱内存储的雨水通过暗管用于灌溉，满足农作物生长的需要，减小了市政管网供水的压力；

3、渗管的管体上根据需要开圆孔或椭圆形孔，每个地区地质地下水系不同，需要不同的渗水孔截面积，同时可以裹上土工布来阻挡细小的沙石，防护条可以起到提高管体强度的作用，保护渗管，延长渗管的使用寿命，渗水膜可以有效地将雨水中的颗粒杂质进行过滤，防止过滤的颗粒杂质进入而影响灌溉系统的正常工作，单向导流板可以根据实际的需要调节渗管内的雨水流速；

4、调蓄箱中间腔室内的遮水板可以在水位较高时阻隔盘形输水接口内的雨水继续进入调蓄箱，当水位降低时，遮水板在重力的作用下，通过滑块沿着导槽向下滑动，可以灵活控制调蓄箱内的水位高低，左侧腔室内的浮球则可以将电信号传递给排水接口上的第二电磁阀，便于控制水位，输水管则便于将调蓄箱内的雨水输送至分流箱内；

5、本发明方法步骤简单，可以有效地实现将雨水回收后用于地下灌溉，不仅有效减少了积水，而且减少了水资源的浪费，便于雨水的回收利用，该施工方法能满足不同城市地形的灌溉需要。

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地下暗管灌溉系统及其施工方法中地下暗管灌溉系统的效果图；

图2为本发明中渗管的效果图；

图3为本发明中渗管的内部结构示意图；

图4为本发明中调蓄箱的结构示意图；

图5为本发明中三通阀的结构示意图；

图6为本发明中分流箱的结构示意图。

图中：1-调蓄箱；2-分流箱；3-增压箱；4-渗管；5-导流管；6-第一电磁阀；7-三通阀；8-汇流管；9-输水管；10-抽水泵；11-分流管；12-暗管；13-套筒；14-螺纹接头；15-防护条；16-渗水孔；17-管体；18-渗水膜；19-通水通道；20-定位杆；21-单向导流板；22-盘形输水接口；23-导槽；24-遮水板；25-滑块；26-过滤网；27-水位传感器；28-浮球；29-牵引绳；30-排水接口；31-第二电磁阀；32-环形腔；33-阀芯；34-衔接通道；35-进水槽；36-出水槽；37-分流腔；38-保温层；39-分流板；40-出水孔；41-螺纹柱；42-进水接口。

具体实施方式

如图1至图6所示，为本发明一种海绵城市地下暗管灌溉系统，包括渗管4、调蓄箱1、分流箱2和增压箱3，渗管4均匀分布在导流管5上，渗管4包括管体17、套筒13和螺纹接头14，套筒13和螺纹接头14分别固定连接在管体17的两端，管体17上均匀设置有防护条15，相邻两个防护条15之间均匀设置有渗水孔16，管体17的内部设置有通水通道19，通水通道19与渗水孔16之间设置有渗水膜18，通水通道19内设置有定位杆20，定位杆20上转动连接有单向导流板21，管体17上根据需要开圆孔或椭圆形孔，每个地区地质地下水系不同，需要不同的渗水孔16截面积，同时可以裹上土工布来阻挡细小的沙石，防护条15可以起到提高管体17强度的作用，保护渗管4，延长渗管4的使用寿命，渗水膜18可以有效地将雨水中的颗粒杂质进行过滤，防止过滤的颗粒杂质进入而影响灌溉系统的正常工作，单向导流板21可以根据实际的需要调节渗管4内的雨水流速。

导流管5通过汇流管8连接调蓄箱1，导流管5与汇流管8之间通过三通阀7连接，导流管5上靠近三通阀7的一端设置有第一电磁阀6，第一电磁阀6可以有效控制导流管5内雨水的流量，防止由于汇流管8中雨水输送压力过大而造成溢出，或者使渗管4无法正常吸附雨水，三通阀7内设置有环形腔32，环形腔32内转动连接有阀芯33，阀芯33内设置有衔接通道34，环形腔32的周围设置有进水槽35和出水槽36，进水槽35与导流管5连通，出水槽36与汇流管8连通，当调蓄箱1内的雨水容量达到设定值时，通过转动阀芯33，即可将衔接通道34与进水槽35、出水槽36错开，防止雨水继续流入而造成调蓄箱1的压力过大影响正常的输水灌溉。

调蓄箱1通过输水管9连接分流箱2，输水管9上设置有抽水泵10，调蓄箱1内由两个平行排列的过滤网26分成左侧腔室、中间腔室和右侧腔室，左侧腔室的顶面上设置有水位传感器27，水位传感器27的下方设置有浮球28，浮球28通过牵引绳29连接左侧腔室的底部，中间腔室的顶面上设置有盘形输水接口22，盘形输水接口22与汇流管8连通，中间腔室的两侧对称设置有导槽23，盘形输水接口22的下方设置有遮水板24，遮水板24的两端通过滑块25移动连接在导槽23内，输水管9连通至右侧腔室的底部，中间腔室内的遮水板24可以在水位较高时阻隔盘形输水接口22内的雨水继续进入调蓄箱1，当水位降低时，遮水板24在重力的作用下，通过滑块25沿着导槽23向下滑动，可以灵活控制调蓄箱1内的水位高低，左侧腔室内的浮球28则可以将电信号传递给排水接口30上的第二电磁阀31，便于控制水位，输水管9则便于将调蓄箱1内的雨水输送至分流箱2内，调蓄箱1的左侧底部设置有排水接口30，排水接口30上设置有第二电磁阀31，当调蓄箱1内的雨水达到设定容积时，第二电磁阀31打开，通过排水接口30将雨水输入市政管网，减小调蓄箱1内的雨水存储压力。

分流箱2通过分流管11连接增压箱3，增压箱3连接暗管12，分流箱2内设置有分流腔37，分流腔37内设置有分流板39，分流板39上均匀设置有出水孔40，出水孔40的端部均设置有螺纹柱41，分流箱2的侧面上设置有进水接口42，进水接口42与输水管9相匹配，分流板39的设计便于将雨水通过不同的分流管11输入相应的增压箱3，螺纹柱41有效提高了分流管11的连接强度，防止造成溢漏，分流箱2的内侧面上设置有保温层38，保温层38的设计可以有效防止雨水因温度过低而冻结，起到保护管道的作用；通过渗管4的设计，可以直接将雨水进行回收，不仅有效防止路面积水，而且可以有效提高水资源的利用率，同时渗管4可以将雨水进行过滤，防止颗粒杂质进入调蓄箱1而影响其正常的工作，调蓄箱1则可以将回收的雨水进行调配，当雨水较为充沛时，调蓄箱1内过多的雨水可以通过排水接口30将雨水输入市政管网，用于生活用水，当雨水较为匮乏时，通过将调蓄箱1内存储的雨水通过暗管12用于灌溉，满足农作物生长的需要，减小了市政管网供水的压力，三通阀7可以根据雨水的渗透情况进行调节，实现循环回收利用。

如上述的一种海绵城市地下暗管12灌溉系统的施工方法，包括如下步骤：

1)暗管布设

a、首先根据图纸的设计要求选定暗管12的布设位置，再根据灌溉的要求设定安装的深度，做好施工前的技术交底工作，然后将施工区域通过人工进行清理，并用白色石灰粉根据图纸的暗管12布设路线在施工区域撒上，直至施工区域上形成完整的暗管12路线；

b、接着通过手持式挖掘设备或挖土机沿着白色石灰粉的路经依次进行挖掘，挖掘的深度与设定安装的深度相等，直至整个暗管12布设路线的凹槽挖掘完毕，再将支撑架沿着暗管12布设路线依次安装在凹槽内，保证每个支撑架的安装高度一致；

c、然后将暗管12切割成与凹槽相匹配的长度，依次将切割好的暗管12埋入凹槽内，使暗管12的底面限位在支撑架上，并用管接件将暗管12的连接处进行连接固定，直至整个暗管12布设路线安装完毕；

d、最后将粘土沿着暗管12布设路线回填至凹槽内，同时在每个暗管12的进水端用挖掘机挖掘一个深井，深井的深度大于暗管12布设的深度，挖掘后对深井进行清理，并用混凝土将深井的侧壁和底面进行浇筑，待混凝土达到设定强度后，将增压箱3通过吊装机放入深井中进行固定，并将暗管12的进水端与增压箱3进行连接，用防水胶布做好密封处理，在增压箱3的顶面上安装防护板；

2)分流箱施工

a、首先根据增压箱3的分布位置确定分流箱2的安装位置，使安装位置距离各个增压箱3之间的距离最短，将相应区域做上标记，并对该区域进行清理；

b、然后按图纸的设计要求在施工区域用挖掘机挖掘第一基坑，第一基坑的深度、宽度和长度均与分流箱2的大小相匹配，挖掘后用夯实机将侧面和底面进行夯实，在用混凝土将第一基坑的侧面和底面进行浇筑，浇筑的厚度为20～30cm，待混凝土达到设定强度后，用钻孔机在底面上钻取至少6个锚固孔，并在侧面靠近增压箱3的一侧钻取与增压箱3数量相匹配的通孔；

c、接着用吊装机将分流箱2吊装至第一基坑内，使分流箱2与第一基坑的侧壁之间保持20cm的间距，然后在增压箱3与分流箱2之间开设导槽23，使导槽23与通孔相连通，再将加工好的分流管11安装在导槽23内，使分流管11的两端分别与增压箱3和分流箱2进行连接，用螺栓将分流箱2的底部与锚固孔进行固定连接；

3)调蓄箱施工

a、待分流箱2施工结束后，按图纸的设计要求在距离分流箱225～30m的位置进行调蓄箱1的安装，首先在设定区域划设施工范围，并在施工范围内检查土质和地下管道的分布情况，选取与调蓄箱1大小匹配的区块进行施工；

b、然后用挖掘机在相应区块内挖掘深度、宽度和长度与调蓄箱1匹配的第二基坑，并用夯实机对第二基坑的侧面和底面进行夯实处理，接着将第二基坑的侧面和底面上浇筑厚度为20～30cm的混凝土，待混凝土达到设定强度后，通过吊装机将调蓄箱1吊运至第二基坑内，在调蓄箱1的右侧腔室内安装输水管9，使输水管9的进水口靠近右侧腔室的底面，输水管9的出水口连接至分流箱2，并在输水管9上安装抽水泵10；

c、接着将调蓄箱1的排水接口30与市政管网连接，同时在排水接口30上安装第二电磁阀31；

d、最后将粘土回填至第二基坑内，直至将调蓄箱1的顶面裸露在外部，并用海绵将调蓄箱1上的盘形输水接口22进行密封；

4)渗管施工

首先根据图纸的设计要求在需要埋设渗管4的位置开设渗水槽，并将加工好的渗管4安装在渗水槽中，然后将相邻两个渗管4之间通过导流管5进行密封连接，在导流管5的端部弯成V形连接三通阀7，导流管5上安装有第一电磁阀6，并将三通阀7通过汇流管8连接盘形输水接口22，同时将盘形输水接口22中的海绵取出，将连接处进行密封处理，最后分别将第二基坑和渗水槽用粘土进行回填；

5)灌溉系统试运行

待所有管道布设安装完毕后，在渗水区域撒上水，水通过渗管4进入导流管5，导流管5中的水经三通阀7进入汇流管8，并沿着汇流管8的内壁进入调蓄箱1中，调蓄箱1中的水位逐渐上升，当调蓄箱1左侧腔室内的浮球28上升顶住水位传感器27时，位于中间腔体的遮水板24将盘形输水接口22堵住，此时排水接口30上的第二电磁阀31打开，水直接进入市政管网，当调蓄箱1内的水位降低时，浮球28离开水位传感器27，同时遮水板24与盘形输水接口22之间产生间隙，启动抽水泵10，将水直接输入分流箱2内，分流箱2将水通过分流管11输送至增压箱3内，经增压箱3加压后将水输入暗管12，对灌溉区域进行灌溉。

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。