CN107542156A - 一种高速公路雨水可持续收集净化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速公路雨水可持续收集净化设备，涉及雨水收集技术领域，包括设置在高速公路单侧或两侧的集水沟，集水沟顶部盖合有带滤孔的水沟盖板，集水沟内沟底部铺设有集水管，集水管上管面均匀设置有数个过滤孔，还包括滤沙处理井、多道植草生态边沟、蓄水池，滤沙处理井内从上至下依次设置有三层带孔圆盘，集水管呈阶梯状倾斜向下连通至最下层带孔圆盘的下方，滤沙处理井外侧设有预留储水池，经蓄水管道收集至预留储水池内的雨水通过喷射管道和循环泵由上而下喷射至滤沙处理井内。通过实施本技术方案，以解决长时间由于沙泥自身沉降作用，将会堵塞三层带孔圆盘，仍然会造成雨水无法排出或者对收集雨水造成二次污染的问题。

Description

一种高速公路雨水可持续收集净化设备

技术领域

本发明涉及雨水收集技术领域，更具体的是涉及一种高速公路雨水可持续收集净化设备。

背景技术

随着我国高速公路事业迅猛发展，我国高速公路里程已突破10万公里，高居世界第一。高速公路路面作为良好的雨水汇集面，径流系数大，可利用率高。如果能做到高速公路雨水的有效收集，对解决部分地区用水紧张问题可以起到一定的积极作用。同时，高速公路雨水收集既做到了雨水的资源化又在一定程度上缓解相应的路面积水、径流污染破坏路基结构面等问题。将时空不连续、不稳定的雨水资源转化为具有持续供水能力的稳定***，对于北方半干旱地区严重缺水的现状而言，无疑是一个可持续的发展模式。

虽然高速公路雨水收集净化构思虽已被提出，然而却并未取得阶段性突破。考虑线形变化、经济因素、工程量因素、与环境相协调适应等因素，专利申请号为201510121670.3的专利公开了一种一种高速公路雨水收集净化***，包括设置在高速公路单侧或两侧的集水沟，集水沟顶部盖合有带滤孔的水沟盖板，集水沟内沟底铺设有集水管，所述集水管呈中间拱起的凸形，集水管上管面均匀设置有多个过滤圆孔，还包括有设置在集水管外的滤沙处理井、多道植草生态边沟、蓄水池，滤沙处理井内从下至上依次设置有三层带孔圆盘，所述集水管一端连通至最下层带孔圆盘下方的滤沙处理井，植草生态边沟一端分别连通至最上层带孔圆盘上方的滤沙处理井，植草生态边沟另一端分别连通至蓄水池；该技术方案能很好地对高速公路雨水进行收集净化，既能做到雨水资源化、可利用化，同时一定程度上缓解路面积水、径流污染、地表渗透等对路面路基结构破坏的问题，然而该技术方案仍然存在以下不足之处：1、集水管设置为中间拱起的凸形，而集水管上管面均匀设置有多个过滤圆孔，一方面中间凸形的集水管收集的雨水就会往两侧流，导致部分雨水无法收集至滤沙处理井内，二方面集水管上的过滤圆孔长时间收集雨水很容易被堵塞，从而雨量大的时季，雨水将无法排出，容易造成高速公路积水严重，后果不堪设想；2、滤沙处理井内从下至上依次设置有三层带孔圆盘，雨水由下而上流动过程中，三层带孔圆盘对雨水中的沙泥具有阻挡作用，而后由于沙泥自身重力作用将沉降至滤沙处理井底部或三层带孔圆盘的实体部分，对后来的雨水不仅起不到净化的作用，反而会造成二次污染；且长时间由于沙泥自身沉降作用，将会堵塞三层带孔圆盘，仍然会造成雨水无法排出。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高速公路雨水可持续收集净化设备，以解决长时间由于沙泥自身沉降作用，将会堵塞三层带孔圆盘，仍然会造成雨水无法排出或者对收集雨水造成二次污染的问题。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种高速公路雨水可持续收集净化设备，包括设置在高速公路单侧或两侧的集水沟，集水沟顶部盖合有带滤孔的水沟盖板，集水沟内沟底部铺设有集水管，所述集水管上管面均匀设置有数个过滤孔，还包括滤沙处理井、多道植草生态边沟、蓄水池，所述滤沙处理井内从上至下依次设置有三层带孔圆盘，所述集水管一端连通至最下层带孔圆盘的下方，所述多道植草生态边沟一端经过抽水泵连通至最上层带孔圆盘上方的滤沙处理井，另一端连通至蓄水池，所述集水管呈阶梯状倾斜向下连通至最下层带孔圆盘的下方，所述滤沙处理井外侧设有预留储水池，所述预留储水池上端设有连通至最上层带孔圆盘上方的蓄水管道，所述蓄水管道上设有第一开关阀，所述预留储水池底部设有连通至滤沙处理井顶部的喷射管道，所述喷射管道上设有第二开关阀，经蓄水管道收集至预留储水池内的雨水通过喷射管道和循环泵由上而下喷射至滤沙处理井内。

本发明基础方案的工作原理为：发生降雨的时候，雨水降落在高速公路路面上，大部分的雨水分流至集水沟内，盖板的拦截作用，将较大的杂质拦截下来，较小的杂质和泥沙随雨水进入集水沟的收集管道内，由于收集管道集水管呈阶梯状倾斜向下连通至最下层带孔圆盘的下方，避免了现有技术中集水管设置为中间拱起的凸形，中间凸形的集水管收集的雨水就会往两侧流，导致部分雨水无法收集至滤沙处理井内的问题，且呈阶梯状倾斜向下设置的集水管，雨水流动性大，即便拦截在集水管过滤圆孔处的杂质也会被冲洗掉，可避免集水管长时间收集雨水容易被堵塞的问题；进一步，含有泥沙的雨水随着滤沙处理井由下往上流动，滤沙处理井内从上至下依次设置的三层带孔圆盘依次对雨水进行过滤，经三层带孔圆盘过滤后的雨水通过蓄水管道流入至预留储水池内，待预留储水池内的雨水储集到一定程度后，关闭第一开关阀；进入滤沙处理井内的雨水的部分杂质和泥沙由于重力作用自然沉降至滤沙处理井底部，而未能自然沉降的泥沙随雨水往滤沙处理井上方流动，经过三层带孔圆盘的阻挡作用而沉降至带孔圆盘上的实体部；待抽水泵将滤沙处理井内过滤后的雨水抽吸至多道植草生态边沟后，可开启第二开关阀，通过喷射管道和循环泵将预留储水池内的储集的过滤后的雨水由上而下喷射至滤沙处理井内，冲刷清洗三层带孔圆盘三层带孔圆盘，避免长时间由于沙泥自身沉降作用，将会堵塞三层带孔圆盘，造成雨水无法排出或者对收集雨水造成二次污染的问题。且清洗三层带孔圆盘的水源来自于收集的干净雨水，无须额外提供水源，利于高速公路雨水可持续收集，具有重要的经济效益。

进一步地，所述滤沙处理井的底部设有活动底板，所述活动底板下方设有横截面尺寸大于活动底板横截面尺寸的蓄沙槽，喷射至滤沙处理井内的雨水可携带清洗的泥沙至蓄沙槽内。活动底板下方设有横截面尺寸大于活动底板横截面尺寸的蓄沙槽，从三层带孔圆盘冲刷清洗下的泥沙与滤沙处理井底部的泥沙可通过活动底板有效的排出滤沙处理井内，并通过蓄沙槽收集，一方面可清洗干净滤沙处理井，避免泥沙沉淀；二方面蓄沙槽收集的泥沙可定期排出，加以有效利用，提高经济效益。

进一步地，滤沙处理井井壁的底部设有凹形的铰接块，所述活动底板上设有嵌入铰接块凹部的突块，突块上设有与铰接块凹部两侧转动连接的铰接轴，铰接轴与突块固定连接。转动铰接轴可实现活动底板在滤沙处理井底部摆动，摆动至与滤沙处理井底部相接触的时候可阻挡雨水溢流，摆动至滤沙处理井下方的时候，可将滤沙处理井内的泥沙排出滤沙处理井内，实现对滤沙处理井和对滤沙处理井内的三层带孔圆盘的冲洗干净。

进一步地，还包括旋转气缸，所述旋转气缸的输出轴与所述铰接轴同轴固定连接。采用旋转气缸支撑铰接轴，具有较强的结构刚度，可满足活动底板承受雨水的重力。

进一步地，所述滤沙处理井的顶部设有导流箱，所述导流箱的底部设有数个连通导流箱的喷头，经蓄水管道收集至预留储水池内的雨水经喷射管道和循环泵输送至所述导流箱内，由导流箱底部的数个喷头由上而下喷射至滤沙处理井内。通过导流箱喷洒状的雨水辐射面积大，可对滤沙处理井内的三层带孔圆盘均匀清洗，减小清洗死角，疏通三层带孔圆盘的通孔，避免泥沙堆积。

进一步地，所述导流箱底部设有弧形状突起部，所述导流箱通过弧形状突起部嵌入滤沙处理井内并与滤沙处理井连接，将滤沙处理井顶部密封。导流箱的底部设置有弧形状突起部，通过弧形状突起部嵌入滤沙处理井内，利用导流箱自身重力作用便可以实现与滤沙处理井稳定连接，防止导流箱水平滑动；且可将滤沙处理井顶部有效密封，避免落石和泥沙流入至滤沙处理井内。

进一步地，所述集水管、蓄水管道和喷射管道均为PVC管。PVC管具有抗腐蚀能力强、易于粘接、价格低、质地坚硬的优点，适于此种环境下使用，成本低。

进一步地，所述滤沙处理井中，最上层带孔圆盘的孔径最小，三层带孔圆盘的孔径由上往下依次增大，且三层带孔圆盘的通孔呈交错设置。实现雨水由下而上层层过滤，在雨水中的泥沙自身重力作用下，大部分泥沙过滤过程中便会由于重力作用沉降，上部的雨水含沙量越低，通孔交错设置三层带孔圆盘过滤程度也越好。

如上所述，本发明的有益效果如下：

1、本发明采用收集管道集水管呈阶梯状倾斜向下连通至最下层带孔圆盘的下方，避免了现有技术中集水管设置为中间拱起的凸形，中间凸形的集水管收集的雨水就会往两侧流，导致部分雨水无法收集至滤沙处理井内的问题，且呈阶梯状倾斜向下设置的集水管，雨水流动性大，即便拦截在集水管过滤圆孔处的杂质也会被冲洗掉，可避免集水管长时间收集雨水容易被堵塞的问题。

2、本发明在滤沙处理井外侧设有预留储水池，经三层带孔圆盘过滤后的雨水通过蓄水管道可流入至预留储水池内，通过喷射管道和循环泵将预留储水池内的储集的过滤后的雨水由上而下喷射至滤沙处理井内，冲刷清洗三层带孔圆盘三层带孔圆盘，避免长时间由于沙泥自身沉降作用，将会堵塞三层带孔圆盘，造成雨水无法排出或者对收集雨水造成二次污染的问题。且清洗三层带孔圆盘的水源来自于收集的干净雨水，无须额外提供水源，利于高速公路雨水可持续收集，具有重要的经济效益。

3、本发明滤沙处理井的底部设有活动底板和蓄沙槽，从三层带孔圆盘冲刷清洗下的泥沙与滤沙处理井底部的泥沙可通过活动底板有效的排出滤沙处理井内，并通过蓄沙槽收集，一方面可清洗干净滤沙处理井，避免泥沙沉淀；二方面蓄沙槽收集的泥沙可定期排出，加以有效利用，提高经济效益。

4、本发明活动底板采用铰接块和铰接轴连接在滤沙处理井底部，通过旋转气缸驱动铰接轴转动，转动铰接轴可实现活动底板在滤沙处理井底部摆动，摆动至与滤沙处理井底部相接触的时候可阻挡雨水溢流；摆动至滤沙处理井下方的时候，可将滤沙处理井内的泥沙排出滤沙处理井内，实现对滤沙处理井和对滤沙处理井内的三层带孔圆盘的冲洗干净，结构简单，方便实用。

附图说明

图1为本发明一种高速公路雨水可持续收集净化设备实施例的结构示意图；

图2为本发明一种高速公路雨水可持续收集净化设备实施例中清洗滤沙处理井的示意图；

图3为本发明一种高速公路雨水可持续收集净化设备实施例中驱动活动底板转动的示意图。

附图标记：01-集水沟、02-水沟盖板、03-集水管、04-滤沙处理井、041-最上层带孔圆盘、042-中间层带孔圆盘、043-最下层带孔圆盘、05-植草生态边沟、06-蓄水池、07-预留储水池、08-蓄水管道、09-第一开关阀、10-喷射管道、11-第二开关阀、12-循环泵、13-抽水泵、14-活动底板、141-突块、15-蓄沙槽、16-铰接块、17-铰接轴、18-旋转气缸、19-导流箱、20-喷头、21-弧形状突起部。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1到3所示，本实施例提供一种高速公路雨水可持续收集净化设备，包括设置在高速公路单侧或两侧的集水沟01，集水沟01顶部盖合有带滤孔的水沟盖板02，集水沟01内沟底部铺设有集水管03，所述集水管03上管面均匀设置有数个过滤孔，还包括滤沙处理井04、多道植草生态边沟05、蓄水池06，所述滤沙处理井04内从上至下依次设置有三层带孔圆盘，所述集水管03一端连通至最下层带孔圆盘043的下方，所述多道植草生态边沟05一端经过抽水泵13连通至最上层带孔圆盘041上方的滤沙处理井04，另一端连通至蓄水池06，所述集水管03呈阶梯状倾斜向下连通至最下层带孔圆盘043的下方，避免了现有技术中集水管03设置为中间拱起的凸形，中间凸形的集水管03收集的雨水就会往两侧流，导致部分雨水无法收集至滤沙处理井04内的问题，且呈阶梯状倾斜向下设置的集水管03，雨水流动性大，即便拦截在集水管03过滤圆孔处的杂质也会被冲洗掉，可避免集水管03长时间收集雨水容易被堵塞的问题。

滤沙处理井04外侧设有预留储水池07，预留储水池07上端设有连通至最上层带孔圆盘041上方的蓄水管道08，所述蓄水管道08上设有第一开关阀09，所述预留储水池07底部设有连通至滤沙处理井04顶部的喷射管道10，所述喷射管道10上设有第二开关阀11，经蓄水管道08收集至预留储水池07内的雨水通过喷射管道10和循环泵12由上而下喷射至滤沙处理井04内；含有泥沙的雨水随着滤沙处理井04由下往上流动，滤沙处理井04内从下至上依次设置的最下层带孔圆盘043、中间层带孔圆盘042和最上层带孔圆盘041依次对雨水进行过滤，经三层带孔圆盘过滤后的雨水通过蓄水管道08流入至预留储水池07内，待预留储水池07内的雨水储集到一定程度后，关闭第一开关阀09。

滤沙处理井04中，最上层带孔圆盘041的孔径最小，三层带孔圆盘的孔径由上往下依次增大，且三层带孔圆盘的通孔呈交错设置。实现雨水由下而上层层过滤，在雨水中的泥沙自身重力作用下，大部分泥沙过滤过程中便会由于重力作用沉降，上部的雨水含沙量越低，通孔交错设置三层带孔圆盘过滤程度也越好。

此外，集水管03、蓄水管道08和喷射管道10均为PVC管。PVC管具有抗腐蚀能力强、易于粘接、价格低、质地坚硬的优点，适于此种环境下使用，成本低。

进入滤沙处理井04内的雨水的部分杂质和泥沙由于重力作用自然沉降至滤沙处理井04底部，而未能自然沉降的泥沙随雨水往滤沙处理井04上方流动，经过三层带孔圆盘的阻挡作用而沉降至带孔圆盘上的实体部；待抽水泵13将滤沙处理井04内过滤后的雨水抽吸至多道植草生态边沟05时，污染物经过滤、渗透、吸收及生物降解的作用得到进一步净化。沟内植被可以降低雨水流速，使颗粒物进一步沉淀，同时对雨水中氮、磷等也有一定的吸收效果，使出水水质达到相应的使用要求，流出植草生态边沟05的雨水流入蓄水池06中进行储备，用以后期使用。

进一步，滤沙处理井04的顶部设有导流箱19，流箱的底部设有数个连通导流箱19的喷头20，经蓄水管道08收集至预留储水池07内的雨水经喷射管道10和循环泵12输送至所述导流箱19内，由导流箱19底部的数个喷头20由上而下喷射至滤沙处理井04内。通过导流箱19喷洒状的雨水辐射面积大，可对滤沙处理井04内的三层带孔圆盘均匀清洗，减小清洗死角，疏通三层带孔圆盘的通孔，避免泥沙堆积。具体地，导流箱19底部设有弧形状突起部21，所述导流箱19通过弧形状突起部21嵌入滤沙处理井04内与滤沙处理井04连接，且将滤沙处理井04顶部密封。导流箱19的底部设置有弧形状突起部21，通过弧形状突起部21嵌入滤沙处理井04内，利用导流箱19自身重力作用便可以实现与滤沙处理井04稳定连接，防止导流箱19水平滑动；且可将滤沙处理井04顶部有效密封，避免落石和泥沙流入至滤沙处理井04内。

进一步，滤沙处理井04的底部设有活动底板14，滤沙处理井04井壁的底部焊接有凹形的铰接块16，具体地，活动底板14上设有嵌入铰接块16凹部的突块141，突块141上设有与铰接块16凹部两侧转动连接的铰接轴17，铰接轴17与突块141固定连接，转动铰接轴17可实现活动底板14在滤沙处理井04底部摆动，摆动至与滤沙处理井04底部相接触的时候可阻挡雨水溢流，摆动至滤沙处理井04下方的时候，可将滤沙处理井04内的泥沙排出滤沙处理井04内，实现对滤沙处理井04和对滤沙处理井04内的三层带孔圆盘的冲洗干净；具体可采用旋转气缸18或电机驱动铰接轴17转动。

活动底板14下方设有横截面尺寸大于活动底板14横截面尺寸的蓄沙槽15，喷射至滤沙处理井04内的雨水可携带清洗的泥沙至蓄沙槽15内。保证蓄沙槽15可收集滤沙处理井04内的全部清洗水和泥沙。

具体实施方式为：可开启第二开关阀11，通过喷射管道10和循环泵12将预留储水池07内的储集的过滤后的雨水由上而下喷射至滤沙处理井04内，冲刷清洗三层带孔圆盘三层带孔圆盘，避免长时间由于沙泥自身沉降作用，将会堵塞三层带孔圆盘，造成雨水无法排出或者对收集雨水造成二次污染的问题。且清洗三层带孔圆盘的水源来自于收集的干净雨水，无须额外提供水源，利于高速公路雨水可持续收集，具有重要的经济效益。从三层带孔圆盘冲刷清洗下的泥沙与滤沙处理井04底部的泥沙可通过活动底板14有效的排出滤沙处理井04内，并通过蓄沙槽15收集，一方面可清洗干净滤沙处理井04，避免泥沙沉淀；二方面蓄沙槽15收集的泥沙可定期排出，加以有效利用，提高经济效益。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高速公路雨水可持续收集净化设备，包括设置在高速公路单侧或两侧的集水沟，集水沟顶部盖合有带滤孔的水沟盖板，集水沟内沟底部铺设有集水管，所述集水管上管面均匀设置有数个过滤孔，还包括滤沙处理井、多道植草生态边沟、蓄水池，所述滤沙处理井内从上至下依次设置有三层带孔圆盘，所述集水管一端连通至最下层带孔圆盘的下方，所述多道植草生态边沟一端经过抽水泵连通至最上层带孔圆盘上方的滤沙处理井，另一端连通至蓄水池，其特征在于：所述集水管呈阶梯状倾斜向下连通至最下层带孔圆盘的下方，所述滤沙处理井外侧设有预留储水池，所述预留储水池上端设有连通至最上层带孔圆盘上方的蓄水管道，所述蓄水管道上设有第一开关阀，所述预留储水池底部设有连通至滤沙处理井顶部的喷射管道，所述喷射管道上设有第二开关阀，经蓄水管道收集至预留储水池内的雨水通过喷射管道和循环泵由上而下喷射至滤沙处理井内。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路雨水可持续收集净化设备，其特征在于：所述滤沙处理井的底部设有活动底板，所述活动底板下方设有横截面尺寸大于活动底板横截面尺寸的蓄沙槽，喷射至滤沙处理井内的雨水可携带清洗的泥沙至蓄沙槽内。

3.根据权利要求2所述的一种高速公路雨水可持续收集净化设备，其特征在于：滤沙处理井井壁的底部设有凹形的铰接块，所述活动底板上设有嵌入铰接块凹部的突块，突块上设有与铰接块凹部两侧转动连接的铰接轴，铰接轴与突块固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种高速公路雨水可持续收集净化设备，其特征在于：还包括旋转气缸，所述旋转气缸的输出轴与所述铰接轴同轴固定连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种高速公路雨水可持续收集净化设备，其特征在于：所述滤沙处理井的顶部设有导流箱，所述导流箱的底部设有数个连通导流箱的喷头，经蓄水管道收集至预留储水池内的雨水经喷射管道和循环泵输送至所述导流箱内，由导流箱底部的数个喷头由上而下喷射至滤沙处理井内。

6.根据权利要求5所述的一种高速公路雨水可持续收集净化设备，其特征在于：所述导流箱底部设有弧形状突起部，所述导流箱通过弧形状突起部嵌入滤沙处理井内并与滤沙处理井连接。

7.根据权利要求1所述的一种高速公路雨水可持续收集净化设备，其特征在于：所述集水管、蓄水管道和喷射管道均为PVC管。

8.根据权利要求1所述的一种高速公路雨水可持续收集净化设备，其特征在于：所述滤沙处理井中，最上层带孔圆盘的孔径最小，三层带孔圆盘的孔径由上往下依次增大，且三层带孔圆盘的通孔呈交错设置。