适于硬质铺装场地的原位雨水调蓄方法及原位雨水调蓄系统与流程

本发明涉及一种适于硬质铺装场地的原位雨水调蓄方法，还设有一种采用或者适用于上述方法的适于硬质铺装场地的原位雨水调蓄系统，属市政建设和环境保护技术领域。

背景技术：

现有城市雨水系统是通过下水道管口将地面雨水径流收集到地下输水管网中，通过地下输水管网送入市政综合水处理厂进行处理后排放或者回用，对于已经实现雨污分离的市政输水管网，雨水可以在进行简单处理或者不进行处理情形下送入河湖等水体，作为水体中的重要水来源之一。

随着我国快速的城市化进程，城市内涝和缺水问题日益显著，城市硬质铺装场地过大，径流系数升高，给城市排涝系统带来巨大的压力，生态城市建设、海绵城市等概念和技术方法应运而生，雨水调蓄和回用成为化解城市内涝和补充水资源的重要手段。

现有雨水集蓄回用的基本技术路线为：管网收集-部分弃流（容积法弃流、小管弃流等）-预处理（物理处理、生物处理等）-储蓄（混凝土蓄水池、塑料雨水模块等）-水质处理（物理处理、生物处理等）-回用（灌溉、洗车等用水相关设备、再次收集回用）。

其中雨水蓄积主要以下5种做法，各自的特点为：

1）地埋玻璃钢水池：优点为可直接埋地，施工安装简单方便，不占空间，缺点为埋深不能过大，对承压有一定的要求；

2）地埋pp模块水池：优点为可直接埋地，可回收，环境友好型材料，施工方便，缺点为埋深不能过大，对承压有一定的要求，抗侧压能力差

3）地埋混凝土水池：优点为施工工艺成熟，缺点为施工复杂，工序多；

4）机房混凝土水池：优点为设备操作方便，可操作性强，集中管理，缺点为占用地下建筑空间；

5）机房不锈钢水池：优点为水质无污染，保证水质清洁卫生，组装方便，缺点为占用地下建筑空间，维护成本高。

上述现有技术各有特色，且分别在一定场合下取得成功，但均存在占用一定的场地，在城市建设场地日益紧张的情形下，场地短缺已成为制约雨水蓄积的重要因素。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适于硬质铺装场地的原位雨水调蓄方法及一种采用这种方法的原位雨水调蓄系统，以节省因雨水调蓄所占用的额外场地，降低建设成本，方便建设和使用。

本发明的技术方案是：一种适于硬质铺装场地的原位雨水调蓄方法，其在硬质铺装场地的硬质地面铺装的下面设置调蓄池，以硬质地面铺装作为所述调蓄池的顶部盖板，雨水经过蓄前处理后送入所述调蓄池存储，根据需要将所述调蓄池内存储的水引出，经蓄后处理后送入用水输送管道。

一种适于硬质铺装场地的原位雨水调蓄系统，包括硬质铺装场地的硬质地面铺装，所述硬质地面铺装的下面设有调蓄池，所述调蓄池以所述硬质地面铺装为其顶部盖板。

本发明的有益效果是：由于将调蓄池设置在硬质铺装场地的硬质地面铺装的下面，无需占用额外场地，由此减少或避免了因缺乏场地而无法实现雨水调蓄的问题；由于将硬质铺装场地的地面铺装与调蓄池的建设融为一体，有利于节省施工时间，避免因雨水调蓄对已建成设施的破坏；由于实现了原地调蓄，明显减少了管道长度及管道施工量，节省了成本；由于采用万能支撑器进行硬质地面铺装板的支承，万能支撑器可以根据需要方便地调节其高度，由此方便了施工作业，有助于缩短施工工期。

附图说明

图1是本发明涉及的雨水调蓄系统的构造示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明公开了一种适于硬质铺装场地的原位雨水调蓄系统，该系统适用于或采用本发明公开的任一适于硬质铺装场地的原位雨水调蓄方法，该系统包括硬质铺装场地的硬质地面铺装，所述硬质地面铺装的下面设有调蓄池6，所述调蓄池以所述硬质地面铺装为其顶部盖板。

所述硬质地面铺装优选采用硬质地面铺装板4。

所述硬质地面铺装板通常可以呈正方形或长方形。

所述硬质地面铺装板通常可以采用石板。

可以在所述调蓄池的池底设有铺装板支架，所述硬质地面铺装板由所述铺装板支架支承。

所述铺装板支架为柱形的立式支架，例如，现有技术下的万能支撑器3，或者主体为管状的立柱，或者主体为工字钢的立柱，立柱的上下两端可以设有底座和用于承接所述硬质地面铺装板的盘状支座。

所述立式支架优选高度可调的立式支架。

所述硬质地面铺装板受所述立式支架支承的位置通常应至少包括其四角。

除位于硬质地面铺装角部的硬质地面铺装板的外凸角外，相互邻接的多个硬质地面铺装板的相应角汇集在一起，通常可以用同一个立式支架同时支承在汇聚在一起的各硬质地面铺装板的角部的下面。

所述调蓄池通常应建设在地下调蓄池基础21上。

施工时，可以先在相应的地面上挖掘出用于建设调蓄池的基坑，基坑可以在允许的范围内尽可能的大，以获得更大的蓄水能力。

在挖好后的基坑内浇筑地下调蓄池基础，然后在浇筑调蓄池的主体结构。

在调蓄池的池底上依据设定的位置支设万能支撑器，在万能支撑器上铺设硬质地面铺装板，形成硬质地面铺装，同时也用作调蓄池的顶部盖板。

所述调蓄池的主体结构优选为一体浇筑的钢筋混凝土结构。

所述调蓄池的主体结构包括池底20和池壁7。

所述调蓄池的主体结构的内侧面上设有隔水保护层23，以避免水向外渗出。

所述调蓄池优选设有溢流管17，所述溢流管通常可以设置在所述调蓄池出水侧的池壁上部。

所述调蓄池可以设有调蓄池排空管18，所述调蓄池排空管优选设置在所述调蓄池池底的中央。

所述调蓄池的进口侧方向上通常可以设有地下沉砂井1和地下过滤井27，所述地下沉砂井的进口通过管道29连接雨水井，以便引入雨水井的雨水，所述地下沉砂井的出口通过管道连接所述地下过滤井，以便将沉砂后的出水进入地下过滤井，所述地下过滤井的出口通过管道26连接所述调蓄池，将过滤后的水引入调蓄池。

所述地下沉砂井可以设有弃流管28。

所述弃流管优选设置于所述地下沉砂井的下部。

所述地下沉砂井的出口与进口相对，位于所述地下沉砂井的出水侧侧壁的下部。

所述地下沉砂井内优选设有立式沉砂折流板2，所述立式沉砂折流板优选位于所述地下沉砂井的进口和出口之间的近出口侧，与所述地下沉砂井的出口之间留有间距，由此切断地下沉砂井内从进口到出口的直通通道，通过折流方式实现一定的沉砂。

所述调蓄池的出口通过管道连接过滤装置8，所述过滤装置优选为地下过滤装置。

所述过滤装置优选采用旋流过滤器。

所述过滤装置的出口可以通过管道15连接用水水箱14，所述用水水箱优选为地下用水水箱。

所述用水水箱上设有补水管10，用于连接自来水供水管道，以便在需要时向用水水箱内补水。

所述用水水箱设有用水输出管，所述用水输出管上设有泵12，以便通过用水输出管将水送出。

本发明还公开了一种适于硬质铺装场地的原位雨水调蓄方法，该方法适用于或可采用本发明公开的任一适于硬质铺装场地的原位雨水调蓄系统，该方法在硬质铺装场地的硬质地面铺装的下面设置调蓄池，以硬质地面铺装作为所述调蓄池的顶部盖板，雨水经过蓄前处理后送入所述调蓄池存储，根据需要将所述调蓄池内存储的水引出，经蓄后处理后送入用水输送管道。

所述调蓄前处理可以为或者主要为沉砂和过滤。

所述沉砂可以采用位于地下的地下沉砂井进行。

所述过滤可以采用位于地下的地下过滤井进行，

所述地下过滤井的过滤装置可以采用任意适宜的现有技术，例如单层或多层滤网。

所述硬质地面铺装优选采用硬质地面铺装板，所述硬质地面铺装板支承在所述铺装板支架上。

所述铺装板支架优选采用万能支撑器，以便于施工，且万能支撑器允许在现场调节支承高度。

本发明的工作流程为：雨水经上游管网收集，经过弃流等初步处理后，流入设置于铺装下面的调蓄池，雨水经旋流过滤器处理后进入水箱以备灌溉、景观的使用。调蓄空间另设有溢流管、泄空管，以保证过量雨水外排和维护检修。溢流管过水能力不小于进水管；水箱内设置补水管，当回用水不足时由液位仪自动控制进行补水。补水管路为自来水时，应在补水管路上设置倒流防止器，以防污染自来水。调蓄空间（调蓄池）的设计：使用万能支撑器作为石材支架，其主要材质为高密度聚丙烯，主要特性包括强度高、耐老化、寿命长、高频绝缘性能、耐候性强、抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀及产品的性能不受冷热潮湿影响。在储水空间中仍能发挥其原有优良性能。常见的万能支撑器架空高度可在40-660mm间任意调节，放坡范围为1%-5%。储蓄空间可按照如下公式进行计算：蓄水空间表面积为s平方米，万能支撑器个数为n个，溢流管底标高与储水空间底部高差为h米，则储蓄水体积为[(s-10^-2*π*n)*h]立方米。以北京为例，年径流总量控制率85%对应的降雨厚度为33.6mm，粗略计算认为广场面积即蓄水空间表面积，设面积为0.1ha，石材尺寸为500mm*500mm*8mm，n值按4000计，h取常用值0.4m，广场径流系数取值为1，广场产生径流量v=10hφf=33.6m³，储蓄水体积为[(1000-4000*10^-2π)*0.4]=349.7m³。即架空高度在0.4m的情况下，该系统应对85%年径流总量控制率时具备场地自身径流总量10倍的调蓄空间，这足以调蓄一定面积外围场地的雨水。

本发明具有下列特点：

1）由万能支撑器架空石材形成的非传统调蓄池。使用万能支撑器架空硬质铺装场地，使之具备一定的调蓄容积，在硬质铺装下原位调蓄雨水，并能够对铺装不透水区域以及周边一定范围内的地表径流进行调蓄。硬质铺装下原位调蓄雨水，免于在场地外围开挖修建蓄水池的工程，大幅减少工程量。此前硬质场地由于其较高的径流系数，需为其扩大配套雨水调蓄设施的体量，而采取该解决方案时硬质场地则不会成为额外的负担。与此同时，使用万能支撑器架空石材的工艺相对于传统的铺装垫层或砖墩支撑等也具有更低的成本，工期仅约为砖墩支撑的四分之一。综合考虑，该解决方案相比修建传统储蓄水池在工期和造价方面优势明显。对提高场地设计重现期和雨水集蓄回用率有着重大应用潜力。

2）优化的流程。雨水收集-初期雨水弃流-雨水过滤-石材铺装下原位调蓄-雨水回用。

3）施工难度降低，减少工程量，工期大幅缩短。石材铺装下使用砖墩支撑，面层找平、铺装对缝、整体标高和平整度控制对施工的精度是一个挑战，工程量大、施工难度高且工期较长。而选用万能支撑器架空石材，面层找平可以选用不同规格的垫片，留缝依靠调节件控制，整体标高和找坡都可以通过支撑器自身灵活调整，即使在石材规格不整时依然保持精度非常高且施工难度不大，可以大幅缩短工期；对于免于在场地周边另外修建蓄水池，更是免去了深基坑和大量的土方工程、钢砼砌筑等复杂工艺，节约了空间和造价。

4）稳定性、安全性强，方便检修。集蓄回用系统的储水部分由万能支撑器架空设置在石材下，由于支撑器自身材料和工艺的成熟使得其安全、稳定性优秀，而揭开石材检修相对于传统蓄水池的检修也更为便捷。（同时也避免了如pp模块蓄水池抗压能力不足、钢混蓄水池施工开挖较深的安全隐患等）

5）节能环保、造价低。储蓄水部分在雨水集蓄回用系统体量最大，使用支撑器架空石材获得调蓄空间，避免了如混凝土、玻璃钢等不可回收材料的使用，整个雨水集蓄回用系统更为节能环保，且大幅降低成本。

本发明放弃了在场地周边修建蓄水池的常规做法，改为在硬质铺装场地的原位进行雨水调蓄，将调蓄池设置在硬质铺装的下面，节省工程量又节省空间，省去额外修筑蓄水池的费用，由此可以大幅度降低雨水集蓄回用系统的造价，节省空间，简化施工工序并缩短工期。

本发明公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。