本發(fā)明屬于海綿城市(城市雨水)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地下雨水調(diào)蓄池。

背景技術(shù)：

雨水調(diào)蓄池也稱雨水蓄水池，既可以是專用的人工構(gòu)筑物如地上蓄水池、地下混凝土池，也可以是天然場所或已有設(shè)施如河道、池塘、人工湖等。蓄水池一般占地較大。傳統(tǒng)的蓄水池常指人工構(gòu)筑物蓄水池。

傳統(tǒng)的雨水調(diào)蓄池是一種雨水收集設(shè)施，主要作用是雨水“削峰”，把雨水徑流的高峰流量收入池內(nèi)暫存，待降雨高峰過后，再將池內(nèi)雨水放出。人工構(gòu)筑物蓄水池類型分為地下封閉式、地上敞開式，地上封閉式、在線式、離線式、管道式等。

傳統(tǒng)的雨水調(diào)蓄池設(shè)計(jì)為矩形結(jié)構(gòu)，由于雨水蓄水池一般規(guī)模較大，所以矩形結(jié)構(gòu)的蓄水池，高度大，埋深大，傳統(tǒng)蓄水池通常設(shè)有進(jìn)水管、出水管、溢流管各一根，池底一角設(shè)置積水坑，放置水泵，清理時(shí)，抽干積水。傳統(tǒng)蓄水池還需設(shè)置人工清理通道，便于人工清掏作業(yè)，維護(hù)管理十分不便。傳統(tǒng)蓄水池作用有二，第一，規(guī)避雨水洪峰；第二，有利于區(qū)域排水管理調(diào)度，另外，如果雨水蓄水池設(shè)置得當(dāng)，規(guī)模合理，其下游的管網(wǎng)的管徑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也可適當(dāng)降低。傳統(tǒng)蓄水池的缺點(diǎn)是，占地大，開挖深度大，土石方量大，實(shí)施難度大，建設(shè)工期長，造價(jià)高，需設(shè)專門的人工清理通道，泥沙清理困難，功能單一，功效低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種地下階梯式鏈狀雨水調(diào)蓄水池，由于其具備了一定的初級處理、雨水凈化功能，所以也稱為凈蓄水池。該調(diào)蓄水池由多個(gè)較小的單體池組成，單體池呈階梯式鏈狀布置，組合使用?？傮w規(guī)模上與傳統(tǒng)蓄水池相當(dāng)，由于其容積分散在眾多的單體池中，開挖深度小，實(shí)施難度小。

本發(fā)明提供的一種地下階梯式鏈狀雨水調(diào)蓄水池，整個(gè)階梯式鏈狀調(diào)蓄水池由n+1個(gè)單體池組成，首尾相接，按照所處位置的坡向，成一列，逐級階梯式順坡布置，第n+1個(gè)單體池為初雨收集池；其中n根據(jù)調(diào)蓄水池的有效容積，綜合考慮地形，建設(shè)用地、雨水利用系統(tǒng)高程來綜合確定，n大于等于1，該調(diào)蓄水池有效容積采用如下公式計(jì)算。

式中：v——調(diào)蓄池有效容積(m³)；

α——脫過系數(shù)，取值為調(diào)蓄池下游設(shè)計(jì)流量和上游設(shè)計(jì)流量之比；

q——調(diào)蓄池上游設(shè)計(jì)流量(m³/min)；

b、n——暴雨強(qiáng)度公式參數(shù)；

t——降雨歷時(shí)(min)；

t＝t1+t2

t1——地面集水時(shí)間(min)，應(yīng)根據(jù)地形坡度、匯水距離和地面種類計(jì)算確定，一般采用5～15min；

t2——管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間(min)。

本發(fā)明提供的地下階梯式鏈狀雨水調(diào)蓄水池，布置于地面以下，深度不限，條件允許的情況下，為降低工程土石開挖方量，可緊貼地面表層布置。

本發(fā)明提供的地下階梯式鏈狀雨水調(diào)蓄水池，將多個(gè)單體池首尾相接，成為鏈狀，隨地形坡向，逐級向下，階梯式布置。雨水由高到低，順序通過各個(gè)單體池。使蓄水池具備了沉砂池的凈化功能，最末端的單體池為初雨收集池，可利用閘板閥將初雨封存池內(nèi)，閘板閥采用浮球開關(guān)自動(dòng)控制，以極小的代價(jià)解決了困擾業(yè)界多年的“初雨分離”問題。

本發(fā)明提供的地下階梯式鏈狀雨水調(diào)蓄水池，按照沖刷要求、勢能核算，將單體池由傳統(tǒng)的矩形設(shè)計(jì)為六邊形或菱形，滿足沖刷不淤、不留死水以及下級池動(dòng)力負(fù)荷的水力條件，實(shí)現(xiàn)了僅靠高差勢能提供的動(dòng)力推動(dòng)運(yùn)行，做到了高效節(jié)能。

本發(fā)明提供的地下階梯式鏈狀雨水調(diào)蓄水池，最末一級單體水池(初雨收集池)設(shè)置沉砂槽，沉砂槽開放式設(shè)計(jì)，沉砂槽底面為凹面。實(shí)現(xiàn)機(jī)械清淤，解決了傳統(tǒng)蓄水池維護(hù)清淤難的問題。

本發(fā)明提供的地下階梯式鏈狀雨水調(diào)蓄水池，各單體池隨地形坡向，階梯式布置，讓處于高位的單體池內(nèi)雨水灌溉下游草坪綠地，由高到低，逐級利用，可使單體池作為灌溉系統(tǒng)的高位水池來使用，實(shí)現(xiàn)雨水綜合利用的功能。

附圖說明

圖1為階梯式鏈狀調(diào)蓄水池平面圖

圖2為階梯式鏈狀調(diào)蓄水池剖面圖

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容及特點(diǎn)，結(jié)合附圖實(shí)施例進(jìn)行闡述，本實(shí)施例是用于說明本發(fā)明，而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家設(shè)備的情況進(jìn)行調(diào)整。

本實(shí)施例選擇在某城市濱河綠化帶下實(shí)施本發(fā)明的調(diào)蓄水池。地形坡度約為0.6％。

調(diào)蓄水池屬于雨水調(diào)蓄構(gòu)筑物。其容積規(guī)模計(jì)算方法主要有兩類：以池容當(dāng)量的經(jīng)驗(yàn)公式法和基于排水系統(tǒng)模型的頻率分析法。本發(fā)明根據(jù)控制徑流污染以及消減洪峰流量的不同情況，考慮所在地區(qū)的降雨強(qiáng)度、雨型、歷時(shí)、頻率以及雨水的泥沙裹挾能力等因素的影響。調(diào)蓄水池有效容積(各池體有效容積之和)采用如下公式計(jì)算。

式中：v——調(diào)蓄池有效容積(m³)；

α——脫過系數(shù)，取值為調(diào)蓄池下游設(shè)計(jì)流量和上游設(shè)計(jì)流量之比；

q——調(diào)蓄池上游設(shè)計(jì)流量(m³/min)；

b、n——暴雨強(qiáng)度公式參數(shù)；

t——降雨歷時(shí)(min)；

t＝t1+t2

t1——地面集水時(shí)間(min)，應(yīng)根據(jù)地形坡度、匯水距離和地面種類計(jì)算確定，一般采用5～15min；

t2——管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間(min)。

依據(jù)計(jì)算結(jié)果，該城市濱河綠化帶下的調(diào)蓄水池有效容積確定為5000噸，綜合考慮地形坡降，建設(shè)用地、雨水利用系統(tǒng)高程，來綜合確定各單體池容積和數(shù)目，n為5，即起凈化、調(diào)蓄作用的單體池為5個(gè)，單體池1-5的規(guī)模為1000噸，最末的單體池6為初雨收集池，不計(jì)入容積規(guī)模，該地下階梯式鏈狀雨水調(diào)蓄水池的6座單體池，隨地形坡降鏈狀建設(shè)。單體池設(shè)計(jì)為六邊形，池底坡度設(shè)定為3％，單體池1-6池長20米，寬12米，池深4米，相鄰水池之間設(shè)有3米的高差(利于沖刷)，單體池間采用矩形井相連，閘板閥管理。

如圖1所示，整個(gè)階梯式鏈狀調(diào)蓄水池由單體池1～6組成，首尾相接，成鏈狀布置。6座單體池1～6，按照坡向，成一列，逐級階梯式順坡布置。

調(diào)蓄水池池深為4米，依地形坡度，明挖施工，將整個(gè)調(diào)蓄水池置于地表以下，每個(gè)單體池的埋深h＝4～4.5米。

為了方便雨水的利用，本實(shí)施例雨水調(diào)蓄水池設(shè)置在城市綠化帶19旁邊，通過回用管線15將雨水輸送至綠化帶19的灌溉系統(tǒng)。

雨水由城市雨水主干管經(jīng)進(jìn)水管7進(jìn)入首座單體池1，逐級向下陸續(xù)通過單體池2-5，最后進(jìn)入單體池6，即初雨收集池。

調(diào)蓄水池的各個(gè)單體池1、2、3、4、5、6階梯式布置，單體池1、2、3、4、5之間高程差均為3米。采用階梯式布置的池體，在雨水利用方面有較大的優(yōu)勢，對于附近的綠地19，處于上游較高位置的單體池，分別用作下游綠地的高位水池。拿單體池1來說，單體池1通過回用管線15連接至灌溉系統(tǒng)14，回用水管15由單體池1末端底部位置開孔27接出，進(jìn)入灌溉系統(tǒng)14，由于單體池1的池底與灌溉系統(tǒng)14之間存在3米的高差，池中雨水可自流進(jìn)入灌溉系統(tǒng)14，實(shí)現(xiàn)重力輸水灌溉。如此，各池體與處于下游的灌溉系統(tǒng)，一級對應(yīng)一級，池體2、3、4、5分別對應(yīng)灌溉系統(tǒng)21、22、23、24，單體池2-5的池底與相應(yīng)的灌溉系統(tǒng)21-24之間存在2-3米的高差，實(shí)現(xiàn)雨水在綠化灌溉方面的節(jié)能利用。

初雨通過單體池1、2、3、4、5的擠壓式?jīng)_刷，到達(dá)初雨收集池6，雨水量上升到一定高度，初雨基本被收納后，浮球開關(guān)控制初雨收集池6的閘板閥落下，初雨被封存，泥沙沉積在沉積槽12。

在進(jìn)水管7與首個(gè)單體池1之間設(shè)置閘井8，閘井8內(nèi)設(shè)計(jì)雙層閘板閥9，管理雨水流和泥沙流。在單體池之間也設(shè)置閘井8，閘井8內(nèi)設(shè)計(jì)雙層閘板閥9，管理流向下一級單體池的雨水流和泥沙流。

在進(jìn)水管7與首個(gè)單體池1之間設(shè)置的閘井8的井底比進(jìn)水管7下沉50cm，單體池末端的閘井8的井底比該單體池的池底下沉50cm，可以攔截部分顆粒較大的泥沙，通過輸砂管25，進(jìn)入沉沙井11。

遇到超過調(diào)蓄水池儲蓄規(guī)模的降雨時(shí)，雨水通過單體池1和單體池5上設(shè)置的溢流管10進(jìn)入附近水系或排水系統(tǒng)。

初雨收集池6內(nèi)收集封存的初雨，待降雨停止后，開啟管理閥26，初雨經(jīng)管道20排入市政污水系統(tǒng)，進(jìn)污水廠處理，如圖1，管理閥26設(shè)置在初雨收集池末端一側(cè)的管理閘井內(nèi)，方便對初雨的管理。

初雨收集池6采用局部開放式設(shè)計(jì)，如圖2，初雨收集池6的中部，在池底設(shè)置沉砂槽12，沉砂槽12正上方、初雨收集池6頂部設(shè)置活動(dòng)蓋板18。沉砂槽12底面設(shè)計(jì)為下凹型曲面，方便車輛進(jìn)出，將初雨收集池6內(nèi)的初雨排盡后，打開活動(dòng)蓋板18，機(jī)械車(如推土機(jī))進(jìn)入沉砂槽12內(nèi)，清理沉積的泥沙。

在初雨收集池6內(nèi)設(shè)置沉砂槽12，沉砂槽兩邊的池底設(shè)有3％的坡度。本發(fā)明不需設(shè)置人工清理通道，即可采用機(jī)械清理泥砂，節(jié)約了人力成本，便捷高效。

本發(fā)明解決了蓄水池在池體沖洗、初雨分離、雨水凈化回用方面困擾業(yè)界多年的難題，既實(shí)現(xiàn)池體的零耗能自動(dòng)沖洗，又實(shí)現(xiàn)了對初雨的分離管理，方便了對收集隔離的初雨送廠處理。更難得的是，水池清洗、泥沙清理工作量大大減少，除了最末一級水池，其他水池內(nèi)蓄積的雨水基本上不需再處理即可回用。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了初雨收集分離，雨水調(diào)蓄、凈化、回用在一組構(gòu)筑物內(nèi)完成。使蓄水池在“調(diào)蓄”、“凈化”、“利用”幾個(gè)順序工序節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)一體化，賦予了傳統(tǒng)蓄水池全新的概念，提升了蓄水池的效率。