一种路面雨水径流就近消纳处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及排水处理领域，尤其涉及一种路面雨水径流就近消纳处理系统。


背景技术：

2.多年来，我国城市化进程不断加快，人口城市化率由1981年的20.16％上升到2018年底的60％。快速城市化改变了区域水文循环的下垫面条件，致使降雨径流过程发生显著变化，暴雨在城区产生径流的水文过程出现峰高、量大的特点，同时，硬化路面导致不透水下垫面比重占比过大，增加了城市排水系统的流量负荷，进而引发城市洪涝灾害，造成巨大的生命财产损失。
3.此外，初期道路雨水径流中含有大量污染物，未经处理的雨水径流直接流入水体，使得雨水径流污染成为工业废水、生活污水之后第三种城市水体主要污染源。水环境污染和水生态恶化等一系列生态环境问题日益凸显，严重影响了人类社会与经济的正常发展。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.本实用新型提供一种路面雨水径流就近消纳处理系统，旨在解决现有城市道路雨水设施未能对雨水径流污染物进行处理以及排放能力不足的问题。
6.(二)技术方案
7.为了达到上述目的，本实用新型的路面雨水径流就近消纳处理系统包括：
8.雨水汇集通道，所述雨水汇集通道的入口能够接收路面雨水径流，所述雨水汇集通道的侧壁上开设有第一出口和第二出口，所述第一出口的位置低于第二出口；
9.启闭装置，所述启闭装置能够基于所述雨水汇集通道内的水位控制所述第一出口和所述第二出口的启闭；
10.过滤装置，所述过滤装置能够对所述雨水汇集通道内的水进行过滤；
11.雨水储蓄池，所述雨水储蓄池通过第一管道与所述第一出口连通；
12.雨水渠，所述雨水渠通过第二管道与所述第二出口连通；以及
13.多根吸水条，所述吸水条能够从所述雨水储蓄池内延伸至绿化带内。
14.可选地，所述启闭装置包括支点、杠杆、第一连接杆、第二连接杆、空心金属箱、滑槽、闸门；
15.所述滑槽对应所述第一出口和所述第二出口设置，所述闸门能够在所述滑槽内滑动并封闭所述第一出口或所述第二出口；
16.所述杠杆的中部铰接于所述支点上，所述第一连接杆的上端铰接于所述杠杆的第一端且所述第一连接杆的下端铰接所述闸门；
17.所述第二连接杆的上端铰接于所述杠杆的第二端且所述第二连接杆的下端连接所述空心金属箱，所述空心金属箱能够漂浮于所述雨水汇集通道内的水面上；
18.所述雨水汇集通道内的水位处于低位时，所述闸门封闭所述第二出口且打开所述
第一出口；所述雨水汇集通道内的水位处于高位时，所述闸门封闭所述第一出口且打开所述第二出口。
19.可选地，所述启闭装置包括水位传感器、设置于所述第一出口的第一电磁闸阀和设置于所述第二出口的第二电磁闸阀，所述第一电磁闸阀和所述第二电磁闸阀分别与所述水位传感器连接，以根据所述水位传感器检测到的水位信号来控制所述第一电磁闸阀和所述第二电磁闸阀的启闭。
20.可选地，所述过滤装置包括斗体和依次套接的多层斗颈，所述斗体的上端对接所述雨水汇集通道的入口，最上层的所述斗颈的上端连接所述斗体的下端，最下层的所述斗颈的下端形成有底板，所述斗体和所述斗颈上均形成多个过滤孔。
21.可选地，所述斗颈均为正方体形状的筒状结构，且上层的所述斗颈的边长大于下层的所述斗颈的边长；所述斗颈的上端形成有向外延伸的挂边，所述斗颈的下端形成有向内延伸的挡边，下层的所述斗颈的挂边能够悬挂于上层的所述斗颈的挡边上，并且，下层的所述斗颈能够收缩到上层的所述斗颈内。
22.可选地，所述挂边的自由端向下翻折形成有连接条，所述连接条的自由端向所述斗颈的外表面延伸形成支撑条，所述挂边、所述连接条和所述支撑条共同形成挂钩；
23.所述挡边的上表面设置有遇水膨胀橡胶条，所述遇水膨胀橡胶条遇水膨胀后能够填充所述挂钩；
24.所述底板的上表面设置有把手。
25.可选地，所述斗体和所述斗颈的外表面覆盖有重金属吸附网。
26.可选地，所述雨水汇集通道内设置有水质监测装置。
27.可选地，所述吸水条的下端延伸至所述雨水储蓄池的底部，所述吸水条的上端延伸至绿化带内，所述吸水条的上端设置有分布在绿化带内的多根吸水支条。
28.(三)有益效果
29.本实用新型的有益效果是：采用上述技术方案，过滤装置能有效拦截雨水径流中的固态污染物，防止固态污染物在雨水储蓄池底部淤积而导致的雨水储蓄池容积减小。吸水条可以为棉条、海绵条或吸水藤条等吸水耐腐材料，其具有吸水性强出水量大的特点，可以从雨水储蓄池内吸水来对绿化带内的土壤进行供水。
30.当雨水较少时，雨水汇集通道的位于下方的第一出口开启，水经第一出口、第一管道进入雨水储蓄池，雨水储蓄池对初期道路雨水径流进行储存，储存的初期雨水通过吸水条为道路的绿化带提供水源，这样既能达到错峰排放的目的，又能充分发挥植物对污染物的富集作用，将雨水径流中的污染物固定在植物体内。当雨水较多时，位于上方的第二出口开启，水经第二出口、第二管道进入雨水渠，并通过市政雨水管网排出。
31.将初期道路雨水径流弃流后进行储存，储存的初期雨水为道路绿化带提供水源，这样既能达到错峰排放的目的，又能充分发挥植物对污染物的富集作用，将雨水径流中的污染物固定在植物体内，对控制城市非点源污染和减少城市内涝灾害具有重要意义。
附图说明
32.图1为本实用新型的路面雨水径流就近消纳处理系统的结构示意图；
33.图2为图1中部分结构的a向侧视图；
34.图3为本实用新型的启闭装置的放大结构示意图；
35.图4为本实用新型的过滤装置的放大结构示意图；
36.图5为图4的过滤装置在收缩状态的结构示意图；
37.图6为本实用新型的过滤装置的部分结构的剖视示意图；
38.图7为图6中b处的放大图。
39.【附图标记说明】
40.10：雨水汇集通道；11：第一出口；12：第二出口；13：雨水篦子；
41.14：启闭装置；141：支点；142：杠杆；143：第一连接杆；144：第二连接杆；145：空心金属箱；146：滑槽；147：闸门；
42.15：过滤装置；151：斗体；152：斗颈；1521：挂边；1522：连接条；1523：支撑条；1524：挡边；1525：遇水膨胀橡胶条；153：把手；
43.20：雨水储蓄池；21：第一管道；30：雨水渠；31：第二管道；40：吸水条；41：吸水支条；50：绿化带；51：植物。
具体实施方式
44.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”等方位名词以图1的定向为参照。
45.本实用新型提供一种路面雨水径流就近消纳处理系统，如图1和图2所示，其包括雨水汇集通道10、启闭装置14、过滤装置15、雨水储蓄池20、雨水渠30以及多根吸水条40。雨水汇集通道10的入口能够接收路面雨水径流，雨水汇集通道10的侧壁上开设有第一出口11和第二出口12，第一出口11的位置低于第二出口12；启闭装置14能够基于雨水汇集通道10内的水位控制第一出口11和第二出口12的启闭；过滤装置15能够对雨水汇集通道10内的水进行过滤；雨水储蓄池20通过第一管道21与第一出口11连通；雨水渠30通过第二管道31与第二出口12连通；吸水条40能够从雨水储蓄池20内延伸至绿化带50内。
46.其中，雨水储蓄池20的池底高程与雨水汇集通道10的井底高程相同，雨水储蓄池20的池顶高程小于雨水汇集通道10的入口高程，雨水渠30的渠底高程大于雨水汇集通道10的井底高程，有利于对接市政雨水管网(一般市政雨水管网的管底高程高于雨水汇集通道10的井底高程)。为了方便就地就近消纳雨水，雨水汇集通道10一般可以设置于道路边上，但还属于道路内部；而雨水渠30一般可以设置于道路侧的绿化带50的下方。以道路为参考，按照距离道路的远近进行排序从近到远依次为：雨水汇集通道10、雨水渠30和雨水储蓄池20，而第一出口11和第二出口12可以设置在雨水储蓄池20的靠近雨水渠30一侧的侧壁上，以减小整个系统的施工难度。当然，在其他实施方式中，雨水汇集通道10、雨水渠30和雨水储蓄池20等还可以根据实际道路情况进行布局，只要能够实现雨水的就近消纳即可，都属于本实用新型的保护范围。
47.在上述技术方案中，过滤装置15能有效拦截雨水径流中的固态污染物，防止固态污染物在雨水储蓄池底部淤积而导致的雨水储蓄池容积减小。吸水条40可以为棉条、海绵条或吸水藤条等吸水耐腐材料，其具有吸水性强出水量大的特点，可以从雨水储蓄池20内吸水来对绿化带50内的土壤进行供水。并且，为了提高吸水效果，吸水条40的下端延伸至雨水储蓄池20的底部，吸水条40的上端延伸至绿化带50内，吸水条40的上端设置有分布在绿
化带50内的多根吸水支条41，以扩大供水范围。绿化带50中的植物51以雨水储蓄池20中的雨水作为水源，可以通过富集作用将雨水中的污染物固定在植物体中，既解决了植物51生长所需的水分问题，又有效处理了雨水中的污染物，有利于保护城市水环境。绿化带50中所种植的植物51为超积累植物，可以有效富集初期雨水径流中的污染物。
48.当雨水较少时，雨水汇集通道10的位于下方的第一出口11开启，水经第一出口11、第一管道21进入雨水储蓄池20，雨水储蓄池20对初期道路雨水径流进行储存，储存的初期雨水通过吸水条40为道路的绿化带50提供水源，这样既能达到错峰排放的目的，又能充分发挥植物对污染物的富集作用，将雨水径流中的污染物固定在植物体内。当雨水较多时，位于上方的第二出口12开启，水经第二出口12、第二管道31进入雨水渠30，并通过市政雨水管网排出。采用上述方案，能够削减雨水管网污染负荷，提高排水效率，保护城市水生态环境，对控制城市非点源污染和减少城市内涝灾害具有重要意义。
49.在优选的实施方式中，如图3所示，启闭装置14包括支点141、杠杆142、第一连接杆143、第二连接杆144、空心金属箱145、滑槽146、闸门147。其中，滑槽146对应第一出口11和第二出口12设置，闸门147能够在滑槽146内滑动并封闭第一出口11或第二出口12；杠杆142的中部铰接于支点141上，第一连接杆143的上端铰接于杠杆142的第一端且第一连接杆143的下端铰接闸门147；第二连接杆144的上端铰接于杠杆142的第二端且第二连接杆144的下端连接空心金属箱145，空心金属箱145能够漂浮于雨水汇集通道10内的水面上；雨水汇集通道10内的水位处于低位时，闸门147封闭第二出口12且打开第一出口11；雨水汇集通道10内的水位处于高位时，闸门147封闭第一出口11且打开第二出口12，“低位”的水位低于“高位”的水位。
50.其中，闸门147运动的行程可以设置为等于第一出口11的中心和第二出口12的中心间的距离。空心金属箱145的形状可以为长方体，空心金属箱的质量比闸门147大。闸门147和滑槽146之间设有润滑物质，可以减少闸门147升降时的摩擦阻力。空心金属箱145基于自身的重力能够通过杠杆142拉动闸门147，并且由于其内部为空心状态，而能够漂浮于水面，因此，当空心金属箱145随着水位上下移动时，能够带动闸门147在滑槽146内反向移动。由于巧妙地设置能够基于支点141偏转的杠杆142，从而能够实现在高水位时关闭低处的第一出口11，且在低水位时关闭高处的第二出口12，在不需要任何外界动力不需要任何电力机构的情况下，便能够实现基于水位的反向关闸。
51.本实用新型中通过控制闸门147的升降来实现初期雨水的弃流和储存以及中后期雨水的排放。降雨开始后，初期道路雨水径流经过滤装置15过滤后通过第一管道21进入雨水储蓄池20，当继续下雨而使雨水汇集通道10中的水位上升到第二出口12的下沿时，闸门147的顶端恰好位于第二出口12的下沿，即闸门147封闭第一出口11，此时，雨水径流通过第二出口12进入雨水渠30；降雨结束后，取出并清理过滤装置15，实现了初期道路雨水径流和中后期雨水径流的错峰排放，有利于削减管道流量负荷，而且，雨水的处理过程不消耗电力等能源，非常符合可持续发展理念。
52.在另一种实施方式中，启闭装置14可以包括水位传感器、设置于第一出口11的第一电磁闸阀和设置于第二出口12的第二电磁闸阀，第一电磁闸阀和第二电磁闸阀分别与水位传感器连接，以根据水位传感器检测到的水位信号来控制第一电磁闸阀和第二电磁闸阀的启闭，其中，水位传感器、第一电磁闸阀和第二电磁闸阀分别与控制器连接。具体地，当水
位传感器检测到雨水汇集通道10内的水位低于预设水位(处于“低位”)时，将低水位信号传递至控制器，并由控制器来控制第一电磁闸阀打开第一出口11，且控制第二电磁闸阀关闭第二出口12；当水位传感器检测到雨水汇集通道10内的水位高于预设水位(处于“高位”)时，将高水位信号传递至控制器，并由控制器来控制第一电磁闸阀关闭第一出口11，且控制第二电磁闸阀打开第二出口12。
53.在优选的实施方式中，如图4至图7所示，过滤装置15为方形漏斗状，具体包括斗体151和依次套接的多层斗颈152，斗体151的上端对接雨水汇集通道10的入口，具体可以是在斗体151的上端设置多个挂钩，而将斗体151挂在雨水汇集通道10的入口处，而启闭装置14可以设置于斗颈152与第一出口11之间。最上层的斗颈152的上端连接斗体151的下端，最下层的斗颈152的下端形成有底板，斗体151和斗颈152上均形成多个过滤孔(图1中用虚线表示过滤孔)，以对进入雨水汇集通道10内的雨水进行过滤。过滤装置15可以从雨水汇集通道10的入口提出并进行清理，可以防止截留的污染物堵塞网眼而降低排水效率。
54.其中，再次参见图4，斗颈152均为正方体形状的筒状结构，且上层的斗颈152的边长大于下层的斗颈152的边长；斗颈152的上端形成有向外延伸的挂边1521，斗颈152的下端形成有向内延伸的挡边1524，下层的斗颈152的挂边1521能够悬挂于上层的斗颈152的挡边1524上，并且，下层的斗颈152能够收缩到上层的斗颈152内(参见图5)，当需要使用时，可以将各个斗颈152伸展开放到雨水汇集通道10内，而在不需要使用时，又能够使各个斗颈152收缩叠套在一起而减小空间占用，从而方便运输和收纳。
55.为了方便各个斗颈152的伸缩，如图6和图7所示，挂边1521的自由端向下翻折形成有连接条1522，连接条1522的自由端向斗颈152的外表面延伸形成支撑条1523，挂边1521、连接条1522和支撑条1523共同形成挂钩；挡边1524的上表面设置有遇水膨胀橡胶条1525，遇水膨胀橡胶条1525遇水膨胀后能够填充挂钩；底板的上表面设置有把手153。其中，遇水膨胀橡胶条1525在现有的实际应用中也可以称为遇水膨胀止水条，是以水溶性聚氨酯预聚体、丙烯酸钠高分子吸水性树脂等吸水性材料与天然橡胶、氯丁橡胶等合成橡胶制得的遇水膨胀性防水橡胶，该种橡胶在遇水后产生2-3倍的膨胀变形，并充满接缝的所有不规则表面、空穴及间隙，同时产生巨大的接触压力，彻底防止渗漏，而在脱水后又会缓慢地收缩，直至复原，并且能够反复地遇水膨胀而不影响使用寿命。
56.再次参见图7，遇水膨胀橡胶条1525设置在挡边1524的上表面的远离斗颈152内表面的一端，在下层的斗颈152的挂钩放置在挡边1524上时，挂钩的开口正好对准遇水膨胀橡胶条1525。而当过滤装置15放到雨水汇集通道10内，遇水膨胀橡胶条1525与水接触时，遇水膨胀橡胶条1525膨胀并填充于挂钩内，从而使上下相邻的斗颈152保持相对固定，从而可以避免因下层斗颈152在水中漂浮而使支撑条1523与挡边1524脱离进而导致的上下相邻的斗颈152之间存在过大的间隙，进而能够防止固体污染物从支撑条1523与挡边1524之间的间隙进入雨水汇集通道10内。当需要回收过滤装置15并进行清理、更换或搬运时，遇水膨胀橡胶条1525能够脱水收缩而从挂钩内脱出，支撑条1523与挡边1524脱离，并能够使上下相邻的斗颈152相互叠套在一起，以减小空间占用。
57.并且，由于最下层斗颈152的底板的上表面设置有把手153，工作人员可以通过带吊钩的长杆勾住把手153，从雨水汇集通道10的入口对斗颈152进行回收，此外在将过滤装置15放置到雨水汇集通道10内时，长杆也能够对各个斗颈152的位置进行调整。或者，考虑
到部分斗颈152会位于水面以上，遇水膨胀橡胶条1525处于脱水收缩状态，还可以在挂边1521的上表面设置吊环(未图示)，以方便对全部的斗颈152进行回收，即，勾住底板的把手153可以对水下的所有斗颈152进行回收，而勾住对应的吊环可以对水上的斗颈152进行回收。其中，遇水膨胀橡胶条1525既能够对上下两层斗颈152之间的间隙进行封堵，又能够使上下两层斗颈152保持相对固定而方便对水下的斗颈152进行整体回收，省时省力，还能够在回收后脱水收缩而与挂钩分离，以使上下两层斗颈152能够相互叠套。
58.此外，斗体151和斗颈152的外表面覆盖有重金属吸附网，以用于对重金属物质进行吸附，重金属吸附网可以由纤维类吸附材料、树脂类吸附材料等制备而成。和/或，雨水汇集通道10内设置有水质监测装置，以对过滤装置15的工作状态进行把控，若监测到水质低于标准值，则可及时地对过滤装置15进行清理或更换。
59.再次参见图1，雨水汇集通道10的入口设置有雨水篦子13，以用于阻挡体积较大的固体污染物，图1中用虚线表示格栅间隙。过滤装置15安装在雨水篦子13的下方，过滤装置15的每一个网眼的面积远小于雨水篦子13的格栅间的面积，过滤装置15的网眼的总面积等于雨水篦子13的格栅间的总面积，从而在有效拦截固体污染物的同时不削弱雨水汇集通道10的排水能力。
60.进一步地，本实用新型还提供一种路面雨水径流就近消纳处理方法，其基于上述的路面雨水径流就近消纳处理系统实施，该方法包括：
61.当雨水储蓄池20内水位位于低位时，闸门147封闭第二出口12，水经第一出口11、第一管道21进入雨水储蓄池20内储蓄；
62.当雨水储蓄池20内水位上升至高位时，闸门147封闭第一出口11，水经第二出口12、第二管道31进入雨水渠30，并通过市政雨水管网排出。
63.具体的实施过程如下：
64.①
无降雨时，设施处于初始状态，此时，空心金属箱145位于最低点，闸门147上升至最高点；
65.②
发生降雨事件时，初期雨水径流通过雨水篦子13进入雨水汇集通道10，然后通过过滤装置15，随后再经过第一管道21进入雨水储蓄池20中；
66.③
随着降雨的持续，雨水汇集通道10中水位与雨水储蓄池20中水位一起上升，同时，在浮力的作用下，空心金属箱145向上运动并带动第二连接杆144向上运动，根据杠杆原理，第一连接杆143向下运动，在第一连接杆143的作用下，闸门147向下移动；
67.④
当雨水汇集通道10中水位上升到第二出口12的下沿时，闸门147顶端恰好位于第二出口12的下沿，此时，雨水径流通过第二出口12进入雨水渠30，通过市政雨水管网排出；
68.⑤
降雨结束后，工作人员将过滤装置15提出雨水汇集通道10进行清理，绿化带50中土壤湿度逐渐减小，由于植物51根部的吸水作用，雨水储蓄池20中的雨水通过吸水条40和吸水支条41进入土壤，并最终到达植物体中；
69.⑥
随着雨水储蓄池20中水位不断下降，闸门147逐渐上升，空心金属箱145逐渐下降，等植物51把雨水储蓄池20中雨水吸干后，空心金属箱145回到最低点，闸门147回到最高点，设施回到初始状态。按照上述相应步骤，即可实现路面雨水径流就近消纳处理。
70.本实用新型具有初期道路雨水就近储存处理和利用的功能，有利于控制雨水径流
产生的非点源污染，削减市政雨水管网流量负荷，应用前景广阔，对提高管网排水效率，保护城市水环境和提升道路景观效果具有重要意义。
71.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
72.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
73.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
74.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
75.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。