CN103184761A - 雨水竖向分区排水*** - Google Patents

Abstract

一种雨水竖向分区排水***，包括下凹式绿地、低区雨水排除设施与高区雨水排除设施；低区雨水排除设施包括市政雨水检查井、设在马路边的道路雨水口、设在下凹式绿地的漫流式雨水口；高区雨水排除设施包括设在下凹式绿地的溢流式雨水口、集水池与应急雨水排放泵组，溢流式雨水口与集水池连接，集水池与应急雨水排放泵组连接，应急雨水排放泵组输出口与城市排洪沟或沟壑或洼地相通；市政雨水检查井与漫流式雨水口连通，道路雨水口连接有溢流连通管，溢流连通管出口与下凹式绿地连通。溢流式雨水口按P＞P_设设计；漫流式雨水口按P≤P_设设计。它防患于未燃，能有效防治暴雨产生的内涝灾害，确保人身财产安全，将灾后被动救助变为灾前积极防治。

Description

雨水竖向分区排水***

技术领域

本发明属于城镇低洼地区暴雨内涝灾害防治技术领域，特别是一种雨水竖向分区排水***。 

背景技术

近两年气候异常，暴雨频发，城镇低洼地段如地下式建筑、下沉式广场、道路立交下沉段等内涝严重，轻则造成行人受阻和交通瘫痪，重则造成人身伤亡和重大财产损失。为救助内涝灾害，耗费大量人力财力。就其原因，主要有以下缺失和不足：

1、室外排水设计规范中的雨水部分，偏重于常规降雨（设计重现期范围内P≤P_设）排除，对暴雨（P≥P_设大于设计重现期）时的防治理念与技术措施不明确。

2、城镇大量使用硬化屋面、地面，地面雨水径流雨峰高、时间快（硬化屋面、地面，一般指混凝土、水泥、沥青面，不透水、粗糙数小，水在面上流动快、不渗透。如果是非硬化路面，如草地、沙石面，它首先将雨水下渗（下渗饱和后才地面流），粗糙数大，水流动慢。所以近几年城市建设快速发展，大量使用硬化地面，使地面雨水径流雨峯高雨量大、时间快，是造成暴雨形成的重要原因之一），低洼地带迅速积水，又缺少防治措施，内涝灾害就难于避免。

3、对暴雨内涝灾害的严重性认识不足，对暴雨灾害防治，基本上都是滞后的被动式输导，应急式救助，缺少暴雨前的防治措施。

针对目前的现实状况，怎样实现对暴雨产生的内涝给予事前防治，消除或减少内涝灾害的事后救助，保障人身财产安全，成为城市排水设计工程领域急待解决的问题。这里所言暴雨，不是气象上暴雨等级划分，而是指超过设计重现期（P≥P_设）的降雨量。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种能消除内涝、快速排出积水的雨水竖向分区排水***。

本发明解决上述技术问题采取的第一技术方案如下：一种雨水竖向分区排水***，其特征在于：包括下凹式绿地、低区雨水排除设施与高区雨水排除设施；低区雨水排除设施包括市政雨水检查井、设在马路边的道路雨水口、设在下凹式绿地的漫流式雨水口；高区雨水排除设施包括设在下凹式绿地的溢流式雨水口、集水池与应急雨水排放泵组，溢流式雨水口经管道与集水池连接，集水池与应急雨水排放泵组相连，应急雨水排放泵组输出口与城市排洪沟或沟壑或洼地相通；市政雨水检查井与漫流式雨水口（经雨水支管）连通，道路雨水口连接有溢流连通管，溢流连通管出口与下凹式绿地连通。

溢流式雨水口按照P＞P_设设计；漫流式雨水口按照P≤P_设设计。其中：P—实际需求（重现期）降雨量，即根据设计区域的重要性以及对防治内涝的标准来选择，P值就是实际需求，其值肯定大于P_设；P_设—设计重现期降雨量，即依据国家规范要求的设计重现期。

第一技术方案适用于城市新建雨水排水***。

本发明解决上述技术问题采取的第二技术方案如下：一种雨水竖向分区排水***，包括常规雨水排除设施，其特征在于：还包括一般绿地的高区雨水排除设施；高区雨水排除设施包括溢流式雨水口、集水池与应急雨水排放泵组；溢流式雨水口的进水口高于道路雨水口的进水口，溢流式雨水口经溢流连通管与道路雨水口连接，溢流式雨水口经管道与集水池连接，集水池与应急雨水排放泵组连接，应急雨水排放泵组输出口与城市排洪沟或沟壑或洼地相通。

第二技术方案是与现有的常规雨水排除设施相结合的雨水排水***，适应于在常规雨水排除设施基础上的改建。这些常规雨水排除设施包括有市政雨水检查井与设在马路边的道路雨水口，市政雨水检查井底部设有市政雨水管。在现有雨水排除***基础上，结合本发明，即应用雨水竖向分区的新型排水技术，能够实现对暴雨产生内涝的事前防治，消除和减少内涝灾害的事后救助，对保障人身财产安全等具有重要的防治作用。

第一技术方案与第二技术方案的应急雨水排放泵组，设有水泵自动启动装置与远程控制显示装置。在暴雨发生时，地面积水超过某一重现期的降雨厚度，雨水溢流至集水池后，水泵自动启动，反之自动停运。根据雨水量变化，自动单台、多台联动运停，实现远程控制，达到管理自动化和集中化。

进一步的，第一技术方案与第二技术方案的集水池还连接雨水利用泵组。

本发明是根据降雨过程由小到大的连续过程，所产生单位降雨量的厚度进行连续地分区排水，用增加雨水口和高程变化和应急雨水泵房来实施；故称之为“竖向式分区排水”。本发明是用雨水排水面积内，不同建筑物及地面的不同重现期计算雨水厚度，设置不同雨水口的溢流高程，小雨时（指小于等于设计重现期）雨水经低位雨水口直接进入城市雨水道；暴雨时（指大于设计重现期）雨水经高位溢流雨水口进入应急式雨水加压泵房。所以可以最大限度的利用市政雨水管网的排水能力，加压泵房小雨时不运转，只有暴雨时才运行。本发明适用市区、郊区新建、改扩建工程，它能充分利用城市雨水道，在设计重现期内仍由原雨水***运行，当暴雨时应急式泵房启动，排除积水防止涝灾。本发明与现有技术比较，增加了雨水口数量投资及加压泵房，应急式泵房小雨不用，暴雨时使用，运行费用小，能耗低。

本发明的创新点与技术可行性分析如下：

1、此言暴雨，不是气象上暴雨等级划分，而是指超过设计重现期（P≥P_设）的降雨量。暴雨过程是降雨量不断增加的阶梯式连续发展，其排除方式也应该是高低分区的连续过程，这既与雨水量增加过程相一致，也符合暴雨防治中快速、减容原则。

2、不同的降雨重现期就相应有不同的单位降雨厚度，这就为雨水竖向分区排除提供分区的控制范围，建立了分区量化标准。

3、将暴雨（超设计雨水重现期P>P_设）过程的连续性与常规降雨（P≤P_设等于小于设计雨水重现期）排水***相结合，实现竖向分区即分成高、低区各自连续排水，既满足了一般降雨的及时排除，也为防治暴雨产生内涝提供了排除条件。

4、本发明第一技术方案的竖向雨水分区排水***，高、低区雨水排除设施之间的连接关系，是通过道路雨水口与在下凹式绿地设溢流式雨水口，或通过道路雨水口与下凹式绿地设漫流式雨水口、溢流式雨水口，实现原有低区雨水***与新增高区雨水***的有机连接转换。

本发明的合理性、经济性如下所述：

1、暴雨竖向分区排水，符合暴雨防治理念，是在现有雨水***基础上完善和发展，能迅速增大雨水量排除，防治暴雨内涝灾害，所增加的工程投资与目前的暴雨救助措施，如大型汽车泵站相比，投资相差不大，但最大的效益是它防患于未燃，能有效防治暴雨产生的内涝灾害，确保人身财产安全，还可大大节省暴雨成灾后的人力物力耗费，是将灾后被动救助，变为灾前积极防治。

2、新建雨水高区***，即高区雨水排除设施，主要设备是增设地下式应急雨水泵站，它是在暴雨发生后，地面积水超过某一重现期的降雨厚度，雨水溢流至集水池，水泵自动启动，反之自动停运。根据雨水量变化，自动单台、多台联动运停，实现远程控制，达到管理自动化和集中化。

3、雨水竖向分区排水，实现了与原有常规雨水排除设施（低区***）的有机接合，也是低区***的延伸与发展，它既适应于新建扩建，更适宜改建工程。

4、高区***的建设为雨水综合利用，提供了十分有利的条件，可充分利用泵房及集水池容积，实现绿化、洗车、道路浇洒供水，节省自来水。

本发明流程与功能的详尽说明：

1、不同的雨水重现期，就有不同的小时降雨厚度，用厚度高低实现分区排除，就是将目前雨水排除方式从平面式（低水深）重力流，向竖向式（高水深）重力流发展，形成低区雨水流与高区雨水流两个独立***，增大了雨水排除量和实现雨水重现期的控制。

2、低区雨水流是高区雨水流的前期基础，高区雨水流是低区雨水水流的发展延伸，即小于等于设计雨水重现期的雨水量进入城市雨水网，大于设计重现期的雨水量进入高区雨水流，由应急水泵房加压排至河湖、沟渠或设雨水调蓄池，能及时排除或调蓄暴雨积水。

3、低区雨水流与高区雨水流，用设在马路边的道路雨水口，和设在绿地的溢流式雨水口；或在下凹式绿地中设漫流式雨水口与溢流式雨水口，分别收集各自雨水后，进入各自的雨水***。

4、溢流式雨水口的溢流高程，按大于设计重现期的要求值，计算出小时降雨厚度后，就能确定竖向雨水分区的高程控制。理设论上讲，可以多个分区，但实际使用上讲，仅分两个分区就能滿足要求。

5、高区雨水流一般仍用重力式满流考虑，输送距离不宜太远，一般就近排入泵房集水池，泵房多为地下式，是防暴雨应急的独立排水***，可排至附近的沟壑湖池，如无此条件，可设雨水调蓄池。

6、应急式雨水泵房是暴雨时（P≥P_设大于雨水设计重现期的降雨），根据集水池水位高低自动启停，随雨水量变化可单台多台联运或停运，实施远程显示与控制。

7、应急式雨水泵房水泵选择，排水量由超雨水重现期范围内，小时降雨厚度与集水面积相乘的体积确定；扬程取决于排出口高程差加沿程和局部损失。水泵宜2---4台，备用率宜提至50%以上。

8、漫流式雨水口，就是在一般道路雨水口上，底部适当留有沉砂体积；溢流式雨水口的堰顶高程，可按暴雨重现期雨水单位厚度与设计雨水重现期单位雨水厚度之差确定。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2 是本发明的另一种实施方式，

图3是现有的常规设计重现期P≤P_设雨水***流程图，

图4是用于改建的本发明雨水***流程图，

图5是用于新建的本发明雨水***流程图.

 图中：1—市政雨水检查井，2—市政雨水管，3—道路雨水口，4—溢流连通管，5—雨水支管，6—漫流式雨水口，7—溢流式雨水口，8—下凹式绿地、一般绿地，9—集水池，

10—输出口，即雨水排放口，11—应急式雨水排放泵组，12—雨水综合利用泵组，13—预留雨水接口，14—高区雨水管。

具体实施方式

实施例1：如图1所示：一种雨水竖向分区排水***，包括下凹式绿地8、低区雨水排除设施与高区雨水排除设施；低区雨水排除设施包括市政雨水检查井1、设在马路边的道路雨水口3、设在下凹式绿地8的漫流式雨水口6；高区雨水排除设施包括设在下凹式绿地8的溢流式雨水口7、集水池9与应急雨水排放泵组11，溢流式雨水口7通过高区雨水管14与集水池9连接，集水池9与应急雨水排放泵组11连接，应急雨水排放泵组11的输出口10与城市排洪沟或沟壑或洼地相通；市政雨水检查井1通过雨水支管5与漫流式雨水口6连通，道路雨水口1连接有溢流连通管4，溢流连通管4出口与下凹式绿地8连通。集水池9与应急雨水排放泵组11设在地下。

溢流式雨水口按照P＞P_设设计；漫流式雨水口按照P≤P_设设计，其中：P—重现期实际需求降雨量，即根据设计区域的重要性以及对防治内涝的标准来选择， P_设—设计重现期降雨量，即依据国家规范要求的设计重现期。市政雨水检查井1底部设有市政雨水管2，市政雨水管2接入城市雨水网。集水池9还连接有雨水综合利用泵组12，雨水综合利用泵组12设有预留雨水接口13，暴雨过后，集水池9的水通过雨水综合利用泵组12以及留雨水接口13，用于接绿化、浇洒道路用水口、消防用水口，对雨水综合利用。

应急雨水排放泵组11设有水泵自动启动装置与远程控制显示装置；在暴雨发生时，地面积水超过某一重现期的降雨厚度，雨水溢流至集水池后，水泵自动启动，反之自动停运。根据雨水量变化，自动单台、多台联动运停，实现远程控制，达到管理自动化和集中化。

实施例2：如图2所示：一种雨水竖向分区排水***， 包括常规雨水排除设施，常规雨水排除设施包括市政雨水检查井、市政雨水管2、道路雨水口3与雨水支管5；雨水竖向分区排水***还包括高区雨水排除设施；高区雨水排除设施包括溢流式雨水口7、集水池9与应急雨水排放泵组11；溢流式雨水口7的进水口高于道路雨水口1的进水口，溢流式雨水口7经溢流连通管4与道路雨水口1连接，溢流式雨水口7通过高区雨水管14与集水池9连接，集水池9与应急雨水排放泵组11连接，应急雨水排放泵组11的输出口10与城市排洪沟或沟壑或洼地相通。集水池9还连接有雨水综合利用泵组12，雨水综合利用泵组12设有预留雨水接口13；应急雨水排放泵组11设有水泵自动启动装置与远程控制显示装置。

本发明即竖向雨水分区排水***与常规雨水排除设施的区别在于：参见图3，现有的常规的地面雨水排除，包含屋面雨水与地面雨水。屋面雨水经雨水斗、竖管、导致散水，与地面雨水一起，进入绿地或道路式雨水口，经雨水管接入城市雨水网。这里称这一常规***为雨水低区***，即常规雨水排除设施，简称低区流程。采用本发明第二技术方案的竖向雨水分区排水***，参见图4当发生暴雨时（P>P_设），降雨强度加大，雨水量猛增，降雨厚度超过设计重现期降雨厚度，雨水经道路雨水口经溢流连通管，流入设在绿地内新建的溢流式雨水口，进入新建的集水池，再通过应急雨水泵房即通过应急雨水排放泵组，再通过应急雨水泵房即通过应急雨水排放泵组，就近排入沟壑或洼地或城市防洪工程。这一新建的***称为雨水高区雨水***，即高区雨水排除设施，简称高区流程。采用本发明第一技术方案的竖向雨水分区排水***，参见图5，多层建筑的屋面雨水以及地面雨水，流入道路雨水口，进入下凹式绿地，常规降雨时（P≤P_设），下凹式绿地的雨水进入低区流程，即通过漫流式雨水口、低区雨水管（市政雨水口）接入城市雨水管网***；当发生暴雨时（P>P_设），下凹式绿地的雨水同时进入高区流程，即进入溢流式雨水口、集水池与应急雨水排放泵组组成的高区雨水排除设施，也就是依次进入溢流式雨水口、集水池，再通过应急雨水泵房即通过应急雨水排放泵组，就近排入沟壑或洼地或城市防洪工程。 

Claims (6)

1.一种雨水竖向分区排水***，其特征在于：包括下凹式绿地（8）、低区雨水排除设施与高区雨水排除设施；低区雨水排除设施包括市政雨水检查井（1）、设在马路边的道路雨水口（3）、设在下凹式绿地（8）的漫流式雨水口（6）；高区雨水排除设施包括设在下凹式绿地（8）的溢流式雨水口（7）、集水池（9）与应急雨水排放泵组（11），溢流式雨水口（7）通过高区雨水管（14）与集水池（9）连接，集水池（9）与应急雨水排放泵组（11）连接，应急雨水排放泵组（11）的输出口（10）与城市排洪沟或沟壑或洼地相通；市政雨水检查井（1）通过雨水支管（5）与漫流式雨水口（6）连通，道路雨水口（1）连接有溢流连通管（4），溢流连通管（4）出口与下凹式绿地（8）连通。

2.如权利要求1所述的一种雨水竖向分区排水***，其特征在于：溢流式雨水口（7）按照P＞P_设设计；漫流式雨水口（6）按照P≤P_设设计，其中：P—实际需求重现期降雨量，根据设计区域的重要性与对防治内涝的标准来选择；P_设—设计重现期降雨量，依据国家规范要求的设计重现期。

3.一种雨水竖向分区排水***，包括常规雨水排除设施，其特征在于：还包括高区雨水排除设施；高区雨水排除设施包括溢流式雨水口（7）、集水池（9）与应急雨水排放泵组（11）；溢流式雨水口（7）的进水口高于道路雨水口（1）的进水口，溢流式雨水口（7）经溢流连通管（4）与道路雨水口（1）连接，溢流式雨水口（7）通过高区雨水管（14）与集水池（9）连接，集水池（9）与应急雨水排放泵组（11）连接，应急雨水排放泵组（11）的输出口（10）与城市排洪沟或沟壑或洼地相通。

4.如权利要求1 、2或3所述的一种雨水竖向分区排水***，其特征在于：集水池（9）连接有雨水综合利用泵组（12），雨水综合利用泵组（12）设有预留雨水接口（13）。

5.如权利要求4所述的一种雨水竖向分区排水***，其特征在于：应急雨水排放泵组（11）设有水泵自动启动装置与远程控制显示装置。

6.如权利要求5所述的一种雨水竖向分区排水***，其特征在于：集水池9与应急雨水排放泵组11设在地下。

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