CN105002973A - 一种有效补偿地下水的城市雨水管道*** - Google Patents

一种有效补偿地下水的城市雨水管道*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有效补偿地下水的城市雨水管道***，包括多个雨水口，与雨水口对应数量的滤网、雨水联络管及检查井，市政雨水管，滤层；每个雨水口具有贯穿两端的第一通道，每个雨水联络管具有贯穿两端的第二通道，每个市政雨水管具有贯穿两端的第三通道，检查井具有腔体，雨水口、雨水联络管连接，第一通道、第二通道连成连通雨水口、雨水联络管的通道；雨水联络管与检查井连接，第二通道与检查井腔体连通；检查井与市政雨水管连接，检查井的腔体与市政雨水管的第三通道连通；市政雨水管上设有连通其管壁内外的渗水孔，市政雨水管外部设有滤层且滤层完全包覆渗水孔，滤网设于雨水联络管靠近雨水口一端的端部。

Description

一种有效补偿地下水的城市雨水管道***
技术领域
本发明涉及排水领域和水文地质学技术领域，尤其涉及一种有效补偿地下水的城市雨水管道***。
背景技术
随着城市化进程的加快，地面硬化率不断提高，城市人口激增，用水量不断增加，环境污染使水质型缺水危机日益加剧。为满足城市水资源的需求，人们不断加大针对地下水资源的开采力度，致使超采严重、城市地下储水量锐减、地下水位不断下降、地下漏斗面积相应扩大。同时，高地面硬化率使得雨水径流增加，下渗不足致使不能及时补给地下水，而引发地面沉降、塌陷和开裂等地质灾害。降雨期间，作为重要水资源的城市雨水径流通过雨水管道大量外排，不能有效渗入地下补给地下水，浪费严重，甚至在遭遇暴雨袭击时，因雨水管道排水能力有限，不能及时排走，致使城区大面积集水，造成城市内涝，引发城市雨洪灾害。如何在城市化进程中，维持正常的雨水渗透补偿城市地下水就成为一个亟待解决的问题。
在现有技术中，如申请号为201120181406.6，授权公告号为CN202099866U的实用新型专利，公开了一种“道路雨水地下回灌装置”，该装置由雨水口、连通管、回灌井组成，雨水口通过连通管与回灌井相连，雨水口有两个排出口，一个接连通管，另一个接溢流管，溢流管比连通管高，降雨初期的雨水基本全部通过连通管流入回灌井。雨水流入回灌井后通过透水管流入滤层，滤层形成一个蓄水层，雨水存储在滤层内慢慢向土壤渗入。该技术达到了将城市雨水回渗补偿地下水的目的，但初期雨水污染严重，该装置将初期雨水回渗地下有可能污染地下水。此外，该装置中的连通管和回灌井需另行铺设，地下结构复杂，实施成本较大。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种有效补偿地下水的城市雨水管道***，结构简单实用，成本低，雨水利用率高，对地下水无污染。
本发明提出的一种有效补偿地下水的城市雨水管道***，包括多个雨水口、与雨水口对应数量的滤网、与雨水口对应数量的雨水联络管、与雨水口对应数量的检查井及市政雨水管；每个雨水口具有贯穿两端的第一通道，每个雨水联络管具有贯穿两端的第二通道，每个市政雨水管具有贯穿两端的第三通道，检查井具有腔体，雨水口、雨水联络管连接，第一通道、第二通道连成连通雨水口、雨水联络管的通道；雨水联络管与检查井连接，第二通道与检查井腔体连通，检查井与市政雨水管连接，检查井的腔体与市政雨水管的第三通道连通，市政雨水管上设有连通其管壁内外的渗水孔，市政雨水管外部设有滤层且滤层完全包覆渗水孔，滤网设于雨水联络管靠近雨水口一端的端部。
优选地，滤网为孔径为15～20mm的金属滤网。
优选地，滤层厚度为200～300mm，滤层采用粒径为5～15mm的粗砂和/或砾石制成。
优选地，渗水孔直径为3-10mm，间距为50-100mm，且呈星旗状排列。
优选地，雨水联络管上也设有连通器管壁内外的渗水孔，雨水联络管周围也设有滤层且滤层完全包覆其上的渗水孔。
优选地，渗水孔设于市政雨水管上半周管壁。
优选地，市政雨水管和/或雨水联络管截面为圆形或矩形。
优选地，市政雨水管和/或雨水联络管采用金属材料制成，优选地所述金属材料为钢材和/或铸铁。
优选地，市政雨水管和/或雨水联络管采用非金属材料制成，优选地所述非金属材料为混凝土、陶土、PVC、HDPE的一种或两种以上制成。
优选地，市政雨水管和/或雨水联络管采用钢筋混泥土制成。
优选地，市政雨水管(2)和雨水联络管(4)均采用PVC塑料制成，所述PVC塑料的原料按重量份包括：PVC树脂30-40份，氯化聚乙烯5-15份，丙烯酸树脂5-15份，聚对苯二甲酸丙二醇酯2-4份，聚氨酯5-10份，钙锌稳定剂1-3份，硬脂酸1-2份，石蜡，钛白粉0.5-1份，轻质碳酸钙5-10份，碳化硅晶须2-6份，玻璃纤维1-6份，三氧化二铝2-3份，二氧化硅1-5份，莫来石1-3份，钛酸酯偶联剂0.2-0.8份，抗老化剂1-3份，润滑剂1-3份，银离子系无机抗菌剂1-2份，甲基丙烯酸甲酯1-2份。
优选地，所述PVC塑料在挤出过程中采用双螺杆挤出机挤出，其机身温度为110-120℃，一区130-145℃；二区170-174℃；三区200-220℃；四区235-240℃；五区200-215℃；主机转速为50-75r/min；喂料器转速为30-40r/min。
本发明中，通过设置滤网，可有效对初期雨水进行过滤，进一步市政雨水管和联络管配合作用，滤层形成的蓄水层，通过其上设置的渗水孔与滤层配合作用，可实现降低市政雨水管和联络管的输水负荷，提高其输水能力；滤网、渗水孔及滤层协同作用，雨水可慢慢渗入周围的土体，实现对地下水的补偿，本发明结果简单，成本低，雨水利用率高，对地下水无污染；进一步市政雨水管和雨水联络管均采用PVC塑料制成，通过将PVC树脂、氯化聚乙烯、丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸丙二醇酯及聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯协同作用，可在保证管体抗冲击韧性的情况下，提高了维卡软化温度，增强了管道的散热性能，可满足地下管道对抗冲击韧性的要求，且成本低，也无需添加特殊设备，采用普通氯化聚氯乙烯管道的生产线即可；另外加入的钛酸酯偶联剂与碳化硅晶须、钛白粉、轻质碳酸钙、碳化硅晶须、玻璃纤维、三氧化二铝、二氧化硅、莫来石配合作用，可有效地加制品内部的结构，使管材之间的力学强度、韧性都得到了提高；硬脂酸、石蜡使制品更加均匀，提高挤出润滑平整性，可进一步增强制品强度，另外通过采用一定挤出方式可进一步增强制品综合性能；本发明市政雨水管和雨水联络管的拉伸强度≥50MPa，维卡软化温度≥85℃，密度1520-1550kg/m3；液压试验：无破裂，渗透；二氯甲烷浸渍试验：无破坏；纵向回缩率：≤2.5％；落锤冲击试验TIR：0％；各项指标均明显优于国家标准GB/T5836.1-2006规定的标准。
本发明基于现有市政雨水管网***进行改进，在城市建设，尤其是新城区建设中，可在不增加建设成本的情况下，一方面补偿了地下水，涵养了地下水资源，缓解地下漏斗的产生；另一面提高了市政雨水管的输水能力，减少了城市内涝的发生。
附图说明
图1为本发明提出的一种有效补偿地下水的城市雨水管道***布置平面图；
图2为本发明提出的一种有效补偿地下水的城市雨水管道***A-A断面图；
图3为本发明提出的一种有效补偿地下水的城市雨水管道***B-B断面图；
图4为本发明提出的一种有效补偿地下水的城市雨水管道***的市政雨水管结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，图1为本发明提出的一种有效补偿地下水的城市雨水管道***布置平面图，图2为本发明提出的一种有效补偿地下水的城市雨水管道***A-A断面图，图3为本发明提出的一种有效补偿地下水的城市雨水管道***B-B断面图，图4为本发明提出的一种有效补偿地下水的城市雨水管道***的市政雨水管结构示意图。
参照图1、2、3、4所示，本发明提出的一种有效补偿地下水的城市雨水管道***，包括多个雨水口3、与雨水口3对应数量的滤网11、与雨水口3对应数量的雨水联络管4、与雨水口3对应数量的检查井5及市政雨水管2。每个雨水口3具有贯穿两端的第一通道，每个雨水联络管4具有贯穿两端的第二通道，每个市政雨水管2具有贯穿两端的第三通道，检查井5具有腔体，雨水口3、雨水联络管4连接，第一通道、第二通道连成连通雨水口3、雨水联络管4的通道；雨水联络管4与检查井5连接，第二通道与检查井5腔体连通，检查井5与市政雨水管2连接，检查井5的腔体与市政雨水管2的第三通道连通，市政雨水管2上设有连通其管壁内外的渗水孔1，进一步渗水孔3设于市政雨水管2上半周管壁，市政雨水管2外部设有滤层9且滤层9完全包覆渗水孔1，滤网11设于雨水联络管3靠近雨水口3一端的端部。
通过设置滤网，可有效对初期雨水进行过滤，进一步市政雨水管和联络管配合作用，滤层9形成的蓄水层，通过其上设置的渗水孔与滤层配合作用，可实现降低市政雨水管2和联络管4的输水负荷，提高其输水能力；滤网、渗水孔及滤层协同作用，雨水可慢慢渗入周围的土体，实现对地下水的补偿，本发明结果简单，雨水利用率高，对地下水无污染。
在一种具体实施方式中，还包括雨水篦子12，回填土8，垫层10，雨水篦子12设于雨水口3进水口处，雨水箅子12不高于道路路面6及人行道或道路绿化带7，回填土8设于滤层9上方，垫层10设于滤层9下方；雨水联络管4上也设有连通器管壁内外的渗水孔1，雨水联络管4周围也设有滤层9且滤层9完全包覆其上的渗水孔1。市政雨水管2和/或雨水联络管4截面为圆形或矩形。滤网11为孔径为15～20mm的金属滤网，优选15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm。滤层9厚度为200～300mm，优选5mm、7mm、10mm、11mm、13mm、15mm，滤层9采用粒径为5～15mm的粗砂和/或砾石制成。渗水孔1直径为3-10mm，优选3mm、6mm、8mm、9mm、10mm，间距为50-100mm，优选50mm、60mm、70mm、80mm、92mm、100mm，且呈星旗状排列。市政雨水管2和/或雨水联络管4采用金属材料制成，进一步所述金属材料为钢材和/或铸铁。
在降雨时，初期雨水径流因污染严重且流量较小，首先经雨水篦子12拦截杂物后流入雨水口3，经过滤网11进一步过滤后，由雨水联络管4输送至市政雨水检查井5，最后通过市政雨水管2送至污水处理厂进行处理或排至天然水域。随着降雨历时延长，雨水径流量随之增加，市政雨水管2和雨水联络管4收集的雨水逐渐增多，甚至变为满流，雨水流经市政雨水管2和联络管4的同时，通过设于市政雨水管2和联络管4的渗水孔1渗入滤层9，可降低市政雨水管2和联络管4的输水负荷，提高其输水能力，滤网11、渗水孔1及滤层9协同作用，雨水可慢慢渗入周围的土体，实现对地下水的补偿。
在另一种具体实施方式中，市政雨水管2和/或雨水联络管4采用钢筋混泥土制成。
在另一种具体实施方式中，市政雨水管2和/或雨水联络管4采用非金属材料制成；进一步非金属材料为混凝土、陶土、PVC、HDPE的一种或两种以上制成；进一步市政雨水管2和雨水联络管4均采用PVC塑料制成，所述PVC塑料的原料按重量份包括：PVC树脂30-40份，氯化聚乙烯5-15份，丙烯酸树脂5-15份，聚对苯二甲酸丙二醇酯2-4份，聚氨酯5-10份，钙锌稳定剂1-3份，硬脂酸1-2份，石蜡，钛白粉0.5-1份，轻质碳酸钙5-10份，碳化硅晶须2-6份，玻璃纤维1-6份，三氧化二铝2-3份，二氧化硅1-5份，莫来石1-3份，钛酸酯偶联剂0.2-0.8份，抗老化剂1-3份，润滑剂1-3份，银离子系无机抗菌剂1-2份，甲基丙烯酸甲酯1-2份；所述PVC塑料在挤出过程中采用双螺杆挤出机挤出，其机身温度为110-120℃，一区130-145℃；二区170-174℃；三区200-220℃；四区235-240℃；五区200-215℃；主机转速为50-75r/min；喂料器转速为30-40r/min；通过将PVC树脂、氯化聚乙烯、丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸丙二醇酯及聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯协同作用，可在保证管体抗冲击韧性的情况下，提高了维卡软化温度，增强了管道的散热性能，可满足地下管道对抗冲击韧性的要求，且成本低，也无需添加特殊设备，采用普通氯化聚氯乙烯管道的生产线即可；另外加入的钛酸酯偶联剂与碳化硅晶须、钛白粉、轻质碳酸钙、碳化硅晶须、玻璃纤维、三氧化二铝、二氧化硅、莫来石配合作用，可有效地加制品内部的结构，使管材之间的力学强度、韧性都得到了提高；硬脂酸、石蜡使制品更加均匀，提高挤出润滑平整性，可进一步增强制品强度，另外通过采用一定挤出方式可进一步增强制品综合性能；本发明市政雨水管和雨水联络管的拉伸强度≥50MPa，维卡软化温度≥85℃，密度1520-1550kg/m3；液压试验：无破裂，渗透；二氯甲烷浸渍试验：无破坏；纵向回缩率：≤2.5％；落锤冲击试验TIR：0％；各项指标均明显优于国家标准GB/T5836.1-2006规定的标准。
本发明基于现有市政雨水管网***进行改进，在城市建设，尤其是新城区建设中，可在不增加建设成本的情况下，一方面补偿了地下水，涵养了地下水资源，缓解地下漏斗的产生；另一面提高了市政雨水管的输水能力，减少了城市内涝的发生。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有效补偿地下水的城市雨水管道***，其特征在于，包括多个雨水口(3)、与雨水口(3)对应数量的滤网(11)、与雨水口(3)对应数量的雨水联络管(4)、与雨水口(3)对应数量的检查井(5)及市政雨水管(2)；每个雨水口(3)具有贯穿两端的第一通道，每个雨水联络管(4)具有贯穿两端的第二通道，每个市政雨水管(2)具有贯穿两端的第三通道，检查井(5)具有腔体，雨水口(3)、雨水联络管(4)连接，第一通道、第二通道连成连通雨水口(3)、雨水联络管(4)的通道；雨水联络管(4)与检查井(5)连接，第二通道与检查井(5)腔体连通；检查井(5)与市政雨水管(2)连接，检查井(5)的腔体与市政雨水管(2)的第三通道连通，市政雨水管(2)上设有连通其管壁内外的渗水孔(1)，市政雨水管(2)外部设有滤层(9)且滤层(9)完全包覆渗水孔(1)，滤网(11)设于雨水联络管(3)靠近雨水口(3)一端的端部。
2.根据权利要求1所述的有效补偿地下水的城市雨水管道***，其特征在于，滤网(11)为孔径为15～20mm的金属滤网。
3.根据权利要求1所述的有效补偿地下水的城市雨水管道***，其特征在于，滤层(9)厚度为200～300mm，滤层(9)采用粒径为5～15mm的粗砂和/或砾石制成。
4.根据权利要求1所述的有效补偿地下水的城市雨水管道***，其特征在于，渗水孔(1)直径为3-10mm，间距为50-100mm，且呈星旗状排列。
5.根据权利要求1所述的有效补偿地下水的城市雨水管道***，其特征在于，雨水联络管(4)上也设有连通器管壁内外的渗水孔(1)，雨水联络管(4)周围也设有滤层(9)且滤层(9)完全包覆其上的渗水孔(1)。
6.根据权利要求1所述的有效补偿地下水的城市雨水管道***，其特征在于，市政雨水管(2)和/或雨水联络管(4)采用钢筋混泥土制成。
7.根据权利要求1所述的有效补偿地下水的城市雨水管道***，其特征在于，市政雨水管(2)和/或雨水联络管(4)采用金属材料制成，优选地所述金属材料为钢材和/或铸铁。
8.根据权利要求1所述的有效补偿地下水的城市雨水管道***，其特征在于，市政雨水管(2)和/或雨水联络管(4)采用非金属材料制成，优选地所述非金属材料为混凝土、陶土、PVC塑料、HDPE的一种或两种以上制成。
9.根据权利要求8所述的有效补偿地下水的城市雨水管道***，其特征在于，市政雨水管(2)和雨水联络管(4)均采用PVC塑料制成，所述PVC塑料的原料按重量份包括：PVC树脂30-40份，氯化聚乙烯5-15份，丙烯酸树脂5-15份，聚对苯二甲酸丙二醇酯2-4份，聚氨酯5-10份，钙锌稳定剂1-3份，硬脂酸1-2份，石蜡，钛白粉0.5-1份，轻质碳酸钙5-10份，碳化硅晶须2-6份，玻璃纤维1-6份，三氧化二铝2-3份，二氧化硅1-5份，莫来石1-3份，钛酸酯偶联剂0.2-0.8份，抗老化剂1-3份，润滑剂1-3份，银离子系无机抗菌剂1-2份，甲基丙烯酸甲酯1-2份。
10.根据权利要求9所述的有效补偿地下水的城市雨水管道***，其特征在于，所述PVC塑料在挤出过程中采用双螺杆挤出机挤出，其机身温度为110-120℃，一区130-145℃；二区170-174℃；三区200-220℃；四区235-240℃；五区200-215℃；主机转速为50-75r/min；喂料器转速为30-40r/min。
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