专利名称：大型雨水收集处理系统装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种水利工程技术领域的装置，具体地说，是一种大型雨水收集处理系统装置。
背景技术：
我国水资源严重不足。我国水资源人均占有量不足2200立方米，不足世界平均水平的三分之一，北方地区只有990立方米，不到世界人均值的八分之一，水污染严重更加剧了水资源短缺。目前全国正常年份缺水量近400亿立方米，其中灌区缺水约300亿立方米，有效的雨水收集系统是国家经济建设可持续发展的需要。用于饮用、园艺和其他家用目的的雨水收集装置现在已见于城市新建的小区。收集后的雨水与水景循环水一同进入雨水处理系统，雨水处理系统采用较先进的MBR，即膜法生物处理系统，就是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效污水处理与回用工艺。收集的雨水将用于小区的水景、冲洗汽车、绿化喷灌等。典型的装置是设置一个通过落水管供水的容器，所述落水管从倾斜的屋顶将水引导到容器内。所述容器设置有一个水龙头以便允许储存的水能够排出。以这种方式收集的雨水的纯度不可靠，并且易于被聚集在屋顶上的空气传播的污垢和灰尘、诸如叶子和花粉的植物物质，虫子，鸟和动物排泄物，以及工业污染物污染。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利公开号1536178A，
公开日为2004年10月13日，专利申请号03138439.0，专利名称为雨水收集和灌装系统，该专利是一种雨水收集装置，包括具有位于其上方的集水锥形物的容器。在锥形物底部的出口与容器顶部的入口之间是包括环形腔室的沉淀物捕集器。在其上端附近具有开口的入口管延伸到所述腔室内，从而当腔室在使用中溢满时，容器被填注。排放阀门允许冲刷沉淀物捕集器。所述雨水收集装置可以构成包括储存，净化和灌装设备的系统的一部分。其不足之处是1)所述装置立于地面，占据城市有限的土地可空间资源；2)所述装置的雨水储存容量有限，不适合大规模收集雨水；3)所述装置缺乏泥沙或垃圾的合理处理方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大型雨水收集处理系统装置，使其设置在地下，不占土地和空间，装置的雨水储存容量较大，可以适合大规模雨水收集，并有泥沙或垃圾的合理处理设备。
本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括雨水收集管道、地下蓄水池、储水室、闸门、冲沙廊道、接沙槽、沉沙池、抽沙泵和抽水泵，闸门设在储水室的外墙上，雨水收集管道分别连接到若干储水室和沉沙池，地下蓄水池的底板上设置道矮墙将蓄水池分隔成若干冲沙廊道，接沙槽设置在冲沙廊道的尾端，接沙槽连接所有冲沙廊道，并延伸到沉沙池，抽水泵连接沉沙池，抽沙泵连接沉沙池；或者抽沙泵设置在沉沙池底部，抽水泵设置在沉沙池内离底部一定高度。
降雨所产生的地表径流、屋顶的排水管道和地面雨水井内的雨水通过所述的雨水收集管道流入所述的地下蓄水池和储水室中，直到蓄满为止，雨水收集管道的阀门关闭。
所述的储水室设置在地下蓄水池的首部，蓄水的高度由所述的冲沙廊道的长度和淤泥特性决定。蓄水的高度确定了冲沙廊道内的最大流速，该流速必须大于泥沙起冲流速。所述的储水室的储水体积决定于泥沙在冲沙廊道内的淤积量，必须保证一次蓄水能够将冲沙廊道内的淤积量基本冲刷到所述的接沙槽内，几次蓄水能够将冲沙廊道内的淤积量完全冲刷到所述的接沙槽内。
所述的闸门设置在储水室上，每个储水室上设置一个闸门。在蓄水过程中，地下蓄水池和储水室同时被充水，储水室的闸门关闭。
所述的冲沙廊道设置在地下蓄水池的底板上。由于储存在蓄水池内的雨水，不可避免地含有泥沙，随时间的推移这些泥沙沉降淤积在蓄水池的池底，需要不断的定期的清除。为了清除这些沉积的淤泥，在地下蓄水池的池底修建一道一道的矮墙将蓄水池隔离成若干冲沙廊道，冲沙廊道的数量等于储水室的数量，每个闸门对应一个基本与闸门等宽的冲沙廊道。冲沙廊道的宽度视工程规模而定，通常为1-3米。矮墙为钢筋混凝土墙，厚度30cm左右，高度为0.2-1米，要保证从闸门出来的下泄激流不会跃入相邻冲沙廊道过多。
所述的接沙槽设置在地下蓄水池冲沙廊道的另一端，接沙槽一直延伸到水泵房的沉沙池内，接沙槽平面形状为弧线，立面为梯形。接沙槽的高度必须低于冲沙廊道的底板高程，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会在接沙槽内淤积为原则，坡度不宜太小，否则会产生槽内淤积；而坡度太大会直接增加工程投资。当地下蓄水池内的水被用完后，储水室的闸门自动打开，形成流速很大的射流，冲刷蓄水池池底的淤泥。蓄水池池底的淤泥被水流冲刷到该接沙槽内，并沿接沙槽运动到沉沙池内，沉积在沉沙池内的泥沙最终被泥沙泵抽走清除。储水室的闸门是逐一打开，完成一个冲沙廊道的淤泥清除，再打开另一个储水室的闸门，直到所有冲沙廊道的淤泥被清除。
所述的沉沙池设置在接沙槽的尾端，以接纳内冲沙水流和被冲来的淤泥。淤泥在该池内沉积，故称沉沙池。沉沙池的底板必须低于接沙槽的槽底。沉沙池的深度以所述的水泵工作时沉沙池底部淤泥不会被抽走为原则。沉沙池低于接沙槽底部的体积必须大于一个储水室的蓄水体积，通常为储水室的最大蓄水体积的2倍，沉沙池低于接沙槽底部的深度等于储水室蓄水的高度。沉积在沉沙池内的泥沙最终被抽沙泵抽走清除。
所述的抽水泵将清水送到输水管道网，以供工农业使用。抽水泵设置在沉沙池上方，其进水管设置在沉沙池内，且进水管高度与地下蓄水池的底板高度相等或稍低。沉沙池上层的水为清水，通过抽水泵输送到输水管道网。
本发明的有益效果是1)本发明的系统具有淤泥处理装置，保证系统能够永续利用；2)本发明的系统适合不同大小的雨水收集规模，可广泛用于城市小区和小流域雨水收集；3)本发明的系统埋设在地下，上层用钢筋混凝土板覆盖后可以用作运动、休闲或公园绿地等场所。因此，不占据城市日趋有限地面和空间资源。
图1为本发明结构示意图具体实施方式
如图1所示，本发明包括雨水收集管道1、储水室2、矮墙3、闸门4、冲沙廊道5、接沙槽6、沉沙池7、抽水泵8、抽沙泵9和地下蓄水池10，闸门4设在储水室2的外墙上，雨水收集管道1分别连接到8个储水室2和沉沙池7，地下蓄水池10的底板上设置7道矮墙将蓄水池分隔成8个冲沙廊道5，接沙槽6设置在冲沙廊道5的尾端，接沙槽6连接所有冲沙廊道，并延伸到沉沙池7，抽水泵8连接沉沙池7，抽沙泵9连接沉沙池7；或者抽沙泵9设置在沉沙池7底部，抽水泵8设置在沉沙池7内离底部一定高度。
所述的地下蓄水池10有7道矮墙3、8个冲沙廊道5和一条接沙槽6。
所述的雨水收集管道1，连接水雨收集管网，并设置有阀门，以控制水流的进入。降雨所产生的地表径流、屋顶的排水管道和地面雨水井内的雨水通过所述的雨水收集管道流入所述的沉沙池7(沉沙池7与地下蓄水池10相通)和储水室2中，直到蓄满为止，雨水收集管道的阀门关闭。
所述的储水室2设置在地下蓄水池10的首部，蓄水的高度由所述的冲沙廊道5的长度和淤泥特性决定。蓄水的高度确定了冲沙廊道5内的最大流速，该流速必须大于泥沙起冲流速。所述的储水室2的储水体积决定于泥沙在冲沙廊道5内的淤积量，必须保证一次蓄水能够将冲沙廊道5内的淤积量基本冲刷到所述的接沙槽6内，几次蓄水能够将冲沙廊道5内的淤积量完全冲刷到所述的接沙槽6内。
所述的闸门4设置在储水室2上，每个储水室2上设置一个闸门4。在蓄水过程中，地下蓄水池10和储水室2同时被充水，储水室2的闸门4关闭。
所述的冲沙廊道5设置在地下蓄水池10的底板上。由于储存在蓄水池内的雨水，不可避免地含有泥沙，随时间的推移这些泥沙沉降淤积在蓄水池10的池底，需要不断的定期的清除。为了清除这些沉积的淤泥，在地下蓄水池10的池底修建7道的矮墙3将蓄水池10隔离成8冲沙廊道，冲沙廊道5的数量和储水室2的数量均为8，每个闸门4对应一个基本与闸门等宽的冲沙廊道5。冲沙廊道5的宽度视工程规模而定，通常为1-3米。矮墙3为钢筋混凝土薄墙，厚度30cm左右，高度为0.5米左右，要保证从闸门4出来的下泄激流不会过多地跃入相邻冲沙廊道5。
所述的接沙槽6设置在地下蓄水池10的冲沙廊道5的另一端，平面形状为弧线，立面为梯形。接沙槽6一直延伸到沉沙池7内，接沙槽6的高度必须低于冲沙廊道5的底板高程，并沿程有一定底坡，与沉沙池7的接口处高程最低。接沙槽6底坡可为1/1000-1/100，底坡的大小以淤泥不会在接沙槽6内淤积为原则。当地下蓄水池内10的水被用完后，储水室2的闸门4自动打开，形成流速很大的射流，冲刷蓄水池池底的淤泥。蓄水池池底的淤泥被水流冲刷到该接沙槽6内，并沿接沙槽运动到沉沙池7内，沉积在沉沙池7内的泥沙最终被泥沙泵9抽走清除。储水室2的闸门4是逐一打开，完成一个冲沙廊道5的淤泥清除，再打开另一个储水室2的闸门4，直到所有冲沙廊道5的淤泥被清除。
所述的沉沙池7设置在接沙槽6的尾端，以接纳内冲沙水流和被冲来的淤泥。淤泥在该池内沉积，故称沉沙池。沉沙池7的底板必须低于接沙槽6的槽底。沉沙池的深度以所述的抽水泵8工作时沉沙池7底部淤泥不会被抽走为原则。沉沙池7低于接沙槽6底部的体积必须大于一个储水室的蓄水体积，通常为储水室的最大蓄水体积的2倍，沉沙池7低于接沙槽6底部的深度等于储水室2蓄水的最大高度。沉积在沉沙池7内的泥沙最终被抽沙泵9抽走清除。
所述的抽水泵8将清水送到输水管道网，以供工农业使用。抽水泵8设置在沉沙池7上方，其进水管设置在沉沙池7内，且进水管高度与地下蓄水池10的底板高度相等或稍低。沉沙池7上层的水为清水，通过抽水泵8输送到输水管道网。
当天下雨时，降雨所产生的地表径流、屋顶的排水管道和地面雨水井内的雨水通过所述的雨水收集管道1流入所述的地下蓄水池10和储水室2中，直到蓄满为止，雨水收集管道1的阀门关闭。储存在地下蓄水池10的水通过抽水泵8将清水送到输水管道网，以供工农业使用。当地下蓄水池10的水被利用完后，分别打开储水室2的闸门4，用储水室2内的水冲洗矮墙3之间冲沙廊道5底板上沉积的淤泥和污物，水流将淤泥和污物推移到接沙槽6内，最后输送到沉沙池7内，用抽沙泵9向外排出，达到清除地下蓄水池10内淤泥和污物之目的。
上述示例表明，本发明系统能够自动清理淤泥和污物，保证系统能够永续使用；在下雨时，能够大量储存雨水，不但能够起分洪作用，而且能够直接增加水资源；本发明系统适合大型雨水收集规模，可广泛用于年降雨较多的城市小区和小流域的雨水收集；本发明系统位于地下，不占据地面和空间资源，上层用钢筋混凝土板覆盖后可以用作运动、休闲或公园绿地等场所。
权利要求
1.一种大型雨水收集处理系统装置，包括雨水收集管道(1)、储水室(2)、闸门(4)，其特征在于，还包括矮墙(3)、冲沙廊道(5)、接沙槽(6)、沉沙池(7)、抽水泵(8)、抽沙泵(9)和地下蓄水池(10)，闸门(4)设在储水室(2)的外墙上，雨水收集管道(1)分别连接到若干储水室(2)和沉沙池(7)，地下蓄水池(10)的底板上设置(7)道矮墙将蓄水池分隔成若干冲沙廊道(5)，接沙槽(6)设置在冲沙廊道(5)的尾端，接沙槽(6)连接所有冲沙廊道(5)，并延伸到沉沙池(7)，抽水泵(8)连接沉沙池(7)，抽沙泵(9)连接沉沙池(7)；或者抽沙泵(9)设置在沉沙池(7)底部，抽水泵(8)设置在沉沙池(7)内离底部一定高度。
2.根据权利要求1所述的大型雨水收集处理系统装置，其特征是，所述的每个储水室(2)上设置一个闸门(4)。
3.根据权利要求1或者2所述的大型雨水收集处理系统装置，其特征是，所述的闸门(4)的宽度与冲沙廊道(5)的宽度相等，为1-3米。
4.根据权利要求1或者2所述的大型雨水收集处理系统装置，其特征是，所述的储水室(2)，其储水体积必须保证一次蓄水能够将冲沙廊道(5)内的淤积量基本冲刷到所述的接沙槽(6)内，几次蓄水能够将冲沙廊道(5)内的淤积量完全冲刷到所述的接沙槽(6)内；并且蓄水的高度必须使冲沙廊道(5)内的最大流速大于泥沙起冲流速。
5.根据权利要求1所述的大型雨水收集处理系统装置，其特征是，所述的矮墙(3)为钢筋混凝土墙，高度为0.2-1米。
6.根据权利要求1所述的大型雨水收集处理系统装置，其特征是，所述的接沙槽(6)平面形状为弧线，立面为梯形，接沙槽(6)一直延伸到沉沙池(7)内，接沙槽(6)的高度必须低于冲沙廊道(5)的底板高程，并沿程有一定底坡，与沉沙池(7)的接口处高程最低，接沙槽(6)底坡为1/1000-1/10。
7.根据权利要求1所述的大型雨水收集处理系统装置，其特征是，所述的沉沙池(7)的底板必须低于接沙槽(6)的槽底，深度以抽水泵(8)工作时沉沙池(7)底部淤泥不会被抽走为原则；沉沙池(7)低于接沙槽(6)底部的体积必须大于一个储水室的蓄水体积。
8.根据权利要求7述的大型雨水收集处理系统装置，其特征是，沉沙池(7)低于接沙槽(6)底部的体积为储水室(2)的最大蓄水体积的2倍，沉沙池(7)低于接沙槽(6)底部的深度等于储水室(2)蓄水的最大高度。
9.根据权利要求1或者7所述的大型雨水收集处理系统装置，其特征是，所述的抽水泵(8)设置在沉沙池(7)上方，其进水管设置在沉沙池(7)内，且进水管高度与地下蓄水池(10)的底板高度相等或稍低，抽水泵(8)工作时沉沙池(7)底部淤泥不会被抽走，通过抽水泵(8)将上层的清水送到输水管道网。
10.根据权利要求1所述的大型雨水收集处理系统装置，其特征是，所述雨水收集管道(1)直接连接到沉沙池(7)，沉沙池(7)与地下蓄水池(10)相通。
全文摘要
一种水利工程技术领域的大型雨水收集处理系统装置，包括雨水收集管道、地下蓄水池、储水室、闸门、冲沙廊道、接沙槽、沉沙池、抽沙泵和抽水泵，闸门设在储水室的外墙上，雨水收集管道分别连接到若干储水室和沉沙池，地下蓄水池的底板上设置道矮墙将蓄水池分隔成若干冲沙廊道，接沙槽设置在冲沙廊道的尾端，接沙槽连接所有冲沙廊道，并延伸到沉沙池，抽水泵连接沉沙池，抽沙泵连接沉沙池；或者抽沙泵设置在沉沙池底部，抽水泵设置在沉沙池内离底部一定高度。本发明具有淤泥处理装置，保证系统能够永续利用；适合不同大小的雨水收集规模，可广泛用于城市小区和小流域雨水收集；不占据城市日趋有限地面和空间资源。
文档编号B01D45/00GK1746439SQ200510030449
公开日2006年3月15日 申请日期2005年10月13日 优先权日2005年10月13日
发明者喻国良, 吴守荣 申请人:上海交通大学