CN111075003A - 一种基于雨水回用的路面冲洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于雨水回用的路面冲洗方法，该基于雨水回用的路面冲洗方法，包括以下步骤：步骤S1：雨水收集；步骤S2：雨水处理及溢流；步骤S3：雨水储存及应用；将所述步骤S2处理过的雨水，由穿孔管送至提升泵房中，由回用水泵泵将处理后的雨水提升至回用水管道，该回用水管道与道路两侧的喷头连接，用来冲洗路面降尘等；本发明优点在于和现有的冲洗路面工艺相比，省去了道路清洗采用的喷洒车的购买与维修、水资源的损失、操作人员的工资等的财政支出，简化了处理流程，利于控制管理，适用于各个情景。此方案在很大程度上节约水资源，也响应了国家关于雨水资源利用的倡导，与新型透水路面相结合是此方案未来的趋势。
Description
技术领域
本发明属于雨水回用技术领域，具体涉及一种基于雨水回用的路面冲洗方法。
背景技术
随着城市化的进程，造成地面硬化(如建筑屋面、路面、广场、停车厂等)，改变了原地面的水文特性，干预了自然的水文循环。这种干预产生的效果是负面的：大量雨水流失，交通路面频繁积水影响正常生活，雨水洪峰值变大加重排水***负荷，土壤含水量减少，热岛效应及地下水位下降等现象加剧。而与此同时，我国城市缺水问题却越来越严重，全国六百多个城市中，有近400座城市缺水或严重缺水，且均呈递增趋势，以至国家花费巨资搞城市调水工程。为此本发明专利提出一种基于雨水回用的路面冲洗方法。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种克服冲洗路面水资源短缺的现状，提供一种基于城市雨水回用的路面冲洗方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种基于雨水回用的路面冲洗方法，包括以下步骤：
步骤S1：雨水收集
将透过雨水口的雨水，通过雨水排水管道收集至过滤池，所述雨水已通过雨水篦子有效拦截较大污染物，避免了堵塞管道；
步骤S2：雨水处理及溢流
将所述步骤S1收集到的雨水由进水管流至过滤池的雨水花园，经过雨水花园进行净化处理；当雨水量超过储水池设计最高水位时，通过雨水储水池的溢流管道，溢流至市政排水管道，直接排出；
步骤S3：雨水储存及应用
将所述步骤S2处理过的雨水，由穿孔管送至提升泵房中，由回用水泵泵将处理后的雨水提升至回用水管道，该回用水管道与道路两侧的喷头连接，用来冲洗路面降尘等，该过程持续运行固定次数的周期；当储存雨水达到最高水位时，雨水进入溢流管道，直接排放进入市政管网；
步骤S4：干旱期市政补水
在长期未降雨的干旱气候或者储存雨水已使用结束时，考虑市政补水，可由市政储水车等对提升泵房进行补水。
作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S1中雨水回用中的雨水口设置为平篦式雨水口，雨水口井箅上表面应比该处道路路面低30mm。
作为本发明的进一步优化方案，所述步骤S3中雨水储水池需设置设计最高水位、设计最低水位，当达到最低水位时，水泵停止工作，达到最高水位时，雨水进入溢流管道，直接排放进入市政管网。
一种基于雨水回用的路面冲洗方法的***，包括雨水收集***、回用水***和市政排水***，所述雨水收集***包括雨水口、雨水排水管道和雨水储水池，雨水口设于路面两端及人行道一侧，雨水排水管道的一端连接雨水口，另一端连通雨水储水池；
雨水储水池分为过滤池和提升泵房两部分，过滤池设于雨水储水池的前端，提升泵房设于雨水储水池的后端，过滤池连通雨水排水管道，过滤池与提升泵房连通；过滤池内部设有雨水花园，雨水花园对从雨水排水管道进入的雨水进行过滤处理，过滤处理后的净水进入提升泵房。
回用水***包括回用水泵、回用水管道和喷头，回用水泵的进水口连通提升泵房，出水口连接回用水管道的进口，回用水管道的出口连接喷头。回用水泵将储存的雨水按需提升至回用水管中，按照要求将雨水冲洗路面。
市政排水***包括市政排水管道和市政雨水井，市政排水管道设于人行道下方，市政排水管道上设有若干个市政雨水井，市政雨水井通过溢流管连接提升泵房的上部。多余的雨水由溢流管连接市政排水管道。
作为本发明的进一步优化方案，所述雨水花园包括蓄水层、覆盖层、植被及种植土层、人工填料层、砂层、砾石层和穿孔管，蓄水层、覆盖层、植被及种植土层、人工填料层、砂层、砾石层由上至下依次设置，砾石层中设有穿孔管，穿孔管的出口端延伸到提升泵房内。
作为本发明的进一步优化方案，所述雨水储水池设于路面的中间绿化带下方，路面包括中间绿化带、车行道、人行道和空地绿化，中间绿化带的两侧依次设有车行道、人行道和空地绿化带，车行道与人行道之间设有路缘石，人行道的下方设有连通雨水口的入渗管，入渗管上设有检查口。
作为本发明的进一步优化方案，所述雨水口上设有雨水篦子。用于过滤大直径的杂物，避免堵塞管道。
作为本发明的进一步优化方案，所述喷头设于路面车行道两侧。
作为本发明的进一步优化方案，所述喷头连接于喷管上，喷管连接回用水管道。
本发明的有益效果在于：
1)本发明提供了一种基于雨水回用的路面冲洗方法，包括以下步骤：雨水汇集流入雨水口进入雨水井，所述雨水井上方的雨水篦子拦截垃圾；将雨水通过进水管道流入储水池前端部分雨水花园中，若降雨量较大，超过储水池的设计最高水位时，将直接通过溢流管流入市政排水管道中；所述在储水池前端部分雨水花园中的雨水经过一段时间处理后，去除水中夹带的泥沙等无机颗粒，再由砾石层的穿孔管流至储水池后端的雨水提升泵房中，所述经过处理后的雨水经泵提升加压后，输送至所述回用管道中，以供喷头冲洗路面及降尘。本发明在雨水直接排放市政管网的过程中添加了一个雨水蓄水池及其中的雨水花园，该蓄水池不仅可以处理、储存雨水，还可以进行流量调节等作用；在降雨量较大的时节，蓄水池首先储存了大量初期雨水，超过设计最高水位排向市政排水管道的雨水已经过很长一段时间的停留，此时上端的雨水较为清澈，直接流入市政排水管网中，在相同的雨水处理下，可显著降低了雨水的中泥沙等无机颗粒，对雨水进行了预处理，降低了后续处理的压力；所述储存的雨水经过雨水花园的处理后，可直接由泵提升加压送至所述回用水管中，供给喷头，使所述喷头实现有效冲洗路面，降低空气尘埃的目的。
2)综上所述，本发明提供的一种基于雨水回用的路面冲洗方法和现有的冲洗路面工艺相比，省去了道路清洗采用的喷洒车的购买与维修、水资源的损失、操作人员的工资等的财政支出，简化了处理流程，利于控制管理，适用于各个情景。此方案在很大程度上节约水资源，也响应了国家关于雨水资源利用的倡导，与新型透水路面相结合是此方案未来的趋势。
附图说明
图1是实施例一中本发明的基于雨水回用的路面冲洗方法的***的平面结构示意图；
图2是实施例一中本发明的基于雨水回用的路面冲洗方法的***的剖面结构示意图；
图3是实施例一中本发明的基于雨水回用的路面冲洗方法的***的雨水花园的结构示意图；
图4是实施例一中本发明的结构示意图。
图中：雨水口1、雨水排水管道2、雨水储水池3、过滤池4、提升泵房5、雨水花园6、蓄水层7、覆盖层8、植被及种植土层9、人工填料层 10、砂层11、砾石层12、穿孔管13、入渗管14、市政雨水井15、回用水泵16、回用水管道17、喷头18、喷管19、溢流管20、中间绿化带101、车行道102、人行道103、空地绿化104。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
一种基于雨水回用的路面冲洗方法，包括以下步骤：
步骤S1：雨水收集
将透过雨水口1的雨水，通过雨水排水管道2收集至过滤池4，所述雨水已通过雨水篦子有效拦截较大污染物，避免了堵塞管道；
步骤S2：雨水处理及溢流
将所述步骤S1收集到的雨水由进水管流至过滤池4的雨水花园6，经过雨水花园6进行净化处理；当雨水量超过储水池设计最高水位时，通过雨水储水池3的溢流管20道，溢流至市政排水管道，直接排出；
步骤S3：雨水储存及应用
将所述步骤S2处理过的雨水，由穿孔管13送至提升泵房5中，由回用水泵16泵将处理后的雨水提升至回用水管道17，该回用水管道17与道路两侧的喷头18连接，用来冲洗路面降尘等，该过程持续运行固定次数的周期；当储存雨水达到最高水位时，雨水进入溢流管20道，直接排放进入市政管网；
步骤S4：干旱期市政补水
在长期未降雨的干旱气候或者储存雨水已使用结束时，考虑市政补水，可由市政储水车等对提升泵房5进行补水。
优选的，所述雨水回用中的雨水口1设置为平篦式雨水口1，雨水口1 井箅上表面应比该处道路路面低30mm。
优选的，所述步骤S2中雨水储水池3前端部分设置雨水花园6，该雨水花园6包括蓄水层7、树皮覆盖层8、植被、人工填料层10、砂层11及砾石层12；
优选的，所述步骤S3中雨水储水池3需设置设计最高水位、设计最低水位，当达到最低水位时，水泵停止工作，达到最高水位时，雨水进入溢流管20道，直接排放进入市政管网。
优选的，所述步骤S3中的回用水泵16需要设置一台同型号备用。
如图1-4所示，一种基于雨水回用的路面冲洗方法的***，包括雨水收集***、回用水***和市政排水***，所述雨水收集***包括雨水口1、雨水排水管道2和雨水储水池3，雨水口1设于路面两端及人行道103一侧，雨水排水管道2的一端连接雨水口1，另一端连通雨水储水池3；
雨水储水池3分为过滤池4和提升泵房5两部分，过滤池4设于雨水储水池3的前端，提升泵房5设于雨水储水池3的后端，过滤池4连通雨水排水管道2，过滤池4与提升泵房5连通；过滤池4内部设有雨水花园6，雨水花园6对从雨水排水管道2进入的雨水进行过滤处理，过滤处理后的净水进入提升泵房5。
优选的，雨水花园6包括蓄水层7、覆盖层8(树皮)、植被及种植土层9(香蒲)、人工填料层10、砂层11、砾石层12和穿孔管13，蓄水层7、覆盖层8、植被及种植土层9、人工填料层10、砂层11、砾石层12由上至下依次设置，砾石层12中设有穿孔管13，穿孔管13的出口端延伸到提升泵房5内。
优选的，雨水储水池3设于路面的中间绿化带101下方，路面包括中间绿化带101、车行道102、人行道103和空地绿化104，中间绿化带101 的两侧依次设有车行道102、人行道103和空地绿化104带，车行道102与人行道103之间设有路缘石，人行道103的下方设有连通雨水口1的入渗管14，入渗管14上设有检查口。
优选的，雨水口1上设有雨水篦子。用于过滤大直径的杂物，避免堵塞管道。
回用水***包括回用水泵16、回用水管道17和喷头18，回用水泵16 的进水口连通提升泵房5，出水口连接回用水管道17的进口，回用水管道 17的出口连接喷头18。回用水泵16将储存的雨水按需提升至回用水管中，按照要求将雨水冲洗路面。
优选的，喷头18设于路面车行道102两侧。
优选的，喷头18连接于喷管19上，喷管19连接回用水管道17。
市政排水***包括市政排水管道和市政雨水井15，市政排水管道设于人行道103下方，市政排水管道上设有若干个市政雨水井15，市政雨水井15通过溢流管20连接提升泵房5的上部。多余的雨水由溢流管20连接市政排水管道。
必要的，上述过滤池4同样通过溢流管20连接市政排水管道。
雨水花园6各层通过如下方式布置：
1、蓄水层7
蓄水层7是雨水花园的最上面一层，雨水会在此汇集、沉淀，这一层的高度一般为100-250mm为宜，但是随着周边地形和设计的不同会有相对变化。
2、覆盖层8
覆盖层8常采用树皮进行覆盖，深度为50-80mm为宜。它有保存土壤湿度的功能，可以防止表层土壤因为缺乏水分而硬结从而降低雨水下渗性能。
不仅如此，在生长在树皮和土壤之间的微生物可以降解水体中的有机物，净化水体。同时还能防止径流直接冲刷下层土壤。
3、植被及种植土层9
种植土层主要是发挥过滤和吸附的作用。雨水花园中植物根系在此吸附渗透下来的水体屮的碳氧化合物、金属离子、营养物等污染物质。种植土层选用渗透系数较大的砂质土壤为宜，要成分屮应包含60％-85％的砂， 5％-10％的有机成分，同时粘土含量不超过5％。土层厚度根据选用植物类型而定，当采用草本植物时一般厚度为250mm左右，灌木需要50--80mm厚，乔木则需要在1m以上。
4、人工填料层10
人工填料层10需要选用渗透性较强的天然或人工材料，其厚度应根据当地的降雨情况、雨水花园的面积等确定，多为0.5m-1.2m当选用砂质土壤时，其主要成分与种植土层一致。当选用炉澄或碌石时，其渗透系数一般不小于10-5m/s。
5、砂层11
在人工填料层10和砾石层12之间铺一层150mm厚的砂层11可以防止土壤颗粒堵塞下一层的穿孔管13，同时砂层11也具有通风的作用。也可以用土工布代替砂层11保护下面的砾石层12，但是缺点在于土工布容易被堵塞。
6、砾石层12
砾石层12由直径不超过50mm的砾石铺成，厚度200-300mm。在其中可埋置直径为100mm的穿孔管13，经过渗滤的雨水由穿孔管13收集进入邻近的河流或其他排放***。
雨水花园6的植物选择原则；
一、要根据园林植物的生态习性来选择
1.优先选用本土植物，适当搭配外来物种。
2.选用根系发达、茎叶繁茂、净化能力强的植物植物对于雨水中污染物质的降解和去除的植物。
3.选用既可耐涝又有一定抗旱能力的植物。
二、要兼顾植物的观赏性
故选择香蒲---香蒲科香蒲属。
根系发达，生产量大，对于COD和氨态氮的去除效果明显。
实施例一
安徽省合肥某道路项目，全场1km，采用沥青路面。合肥市位于安徽省中部，地处亚热带边缘，属于北亚热带湿润气候区，年平均降水量丰富，本设计鉴于合肥市雨量充沛，选取某路段为设计路段，收集降雨量作为道路清洗用水。
设计路段总长1000m，根据要求每50m设置一个雨水口1，雨水收集***的雨水来自道路两边的雨水口1，总共40个雨水口1，每侧各20个，粗略估计总的汇水面积为40000㎡。所以每个雨水口1的汇水面积为200 ㎡，根据雨水口1的流量来计算雨水储蓄池的容积。
径流系数的大小与覆盖面类型有关，根据《公路排水设计规范》(1997) 规定，沥青混凝土路面的迳流系数ψ为0.95。
根据《城市道路设计规范》(CJJ37-90)第12.1.2条规定:“城区道路排水设计重现期表格，重现期高于地区排水标准时，应增设必要的排水设施。”、“当郊区道路所在地区有城市排水管网设施或排水规划时，应按表三规定选用适当的重现期。”城市道路路面雨水设计重现期与道路类别、城市级别有关。道路类别越高，城市级别越高，其重现期越大。
表1城市道路排水设计重现期
本设计某路段重现期为1.5年。
设计降雨历时及路面集水时间tl应在综合考虑地面集水距离、汇水面积、地面覆盖、地面坡度和降雨强度等因素的基础上确定。根据规范规定，当地面集水距离大于50m时，t1＝5+1.25(L-50)/(V平均x60)(min)，其中L为地面集水距离(m)，V平均为累计平均流速(m/s)，当地面集水距离不足50m 时，t1取为5～l0min。雨水口1间的集水距离-般不超过50米，因此，路面集水时间t1可以直接取5～10min。慎重起见，t1取值10min。
汇水区域内的雨水量计算：
其中F＝雨水汇流面积(m2)，某路段长1000m，宽度为40m(包括人行道103)，汇水总面积为40000 ㎡，单个雨水口1汇水面积为0.02h㎡；φ＝径流系数，某路段为沥青混凝土路面选择0.95；
当设计重现期、设计降雨历时、折减系数确定以后，计算雨水管渠的设计流量所用的设计暴雨强度公式可写为：
通过对其参数的确定可知合肥地区暴雨强度公式为：
P＝重现期，设计为1.5年，t1＝路面集流时间，10min。
则Q＝F×φ×q(L/s)＝0.02h㎡×0.95×297.02＝12L/S；
雨水口1采用单篦式平篦式雨水口1，泄水能力为20L/s。
表2雨水口1形式及泄水能力
根据一个雨水口110min的汇集雨水量7200L，40个总共为288m3。雨水储蓄池位置在道路中央绿化带处，初步设计雨水储水池3的容积为350m3 (20m×10m×2m，长×宽×高)，其中前端雨水花园6的尺寸为(10m× 10m×1m，长×宽×高)。雨水首先排入雨水井中，再由进水管进入雨水储水池3前端雨水花园6中，其中进水管管径设置为300mm，当雨水达到雨水储水池3设计水位时，其他雨水直接由溢流管20排入市政排水管道进入河流，其中溢流管20管径设置为200mm。当需要用于冲洗道路时，启用蓄水池内部的回用泵，当用水量低于设计水位时，回用泵停止工作。需要人工进行定期的清理，以免造成堵塞。
回用的雨水经过储水池前端雨水花园6处理后直接进入利用阶段，根据设计道路每天清洗一次，早晨的5点，人流车流较少。在喷管19处设置定时装置保证动化控制，与雨水蓄水池相连接的喷管19埋设在绿化带下，覆土厚度根据冰冻线要求埋深为0.5m，管径为DN50mm；保证旋转喷头 18能喷洒到路面，设置喷头18半径为8，喷洒圆周角度为180，喷头18流量设置为1L/S，根据清洗强度喷头18和回收的雨水量(三天量)工作时间设置为2min。
喷头18为旋转喷头18，旋转喷头18连接于喷管19上，喷管19连接回用水管道17。
每3m设置一个喷头18，1000m段一共有333个，根据流量每天喷洒的流量计算选取回用泵Q＝1L/S×333＝333L/s，设计的回用泵为两台一台备用，根据流量要求选取20SA-22JA型泵。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于雨水回用的路面冲洗方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：雨水收集；
将透过雨水口的雨水，通过雨水排水管道收集至过滤池；
步骤S2：雨水处理及溢流；
将所述步骤S1收集到的雨水由进水管流至过滤池的雨水花园，经过雨水花园进行净化处理；
步骤S3：雨水储存及应用；
将所述步骤S2处理过的雨水，由穿孔管送至提升泵房中，由回用水泵泵将处理后的雨水提升至回用水管道，该回用水管道与道路两侧的喷头连接，通过喷头喷水冲洗路面降尘。
2.根据权利要求1所述的一种基于雨水回用的路面冲洗方法，其特征在于：所述步骤S1中雨水回用中的雨水口设置为平篦式雨水口。
3.根据权利要求1所述的一种基于雨水回用的路面冲洗方法，其特征在于：所述步骤S3中雨水储水池需设置设计最高水位、设计最低水位，当达到最低水位时，水泵停止工作，达到最高水位时，雨水进入溢流管道，直接排放进入市政管网。
4.一种如权利要求1所述的基于雨水回用的路面冲洗方法的***，其特征在于，包括雨水收集***、回用水***和市政排水***，所述雨水收集***包括雨水口、雨水排水管道和雨水储水池，雨水口设于路面两端及人行道一侧，雨水排水管道的一端连接雨水口，另一端连通雨水储水池；
雨水储水池分为过滤池和提升泵房两部分，过滤池设于雨水储水池的前端，提升泵房设于雨水储水池的后端，过滤池连通雨水排水管道，过滤池与提升泵房连通；过滤池内部设有雨水花园，雨水花园对从雨水排水管道进入的雨水进行过滤处理，过滤处理后的净水进入提升泵房；
回用水***包括回用水泵、回用水管道和喷头，回用水泵的进水口连通提升泵房，出水口连接回用水管道的进口，回用水管道的出口连接喷头；回用水泵将储存的雨水按需提升至回用水管中，按照要求将雨水冲洗路面；
市政排水***包括市政排水管道和市政雨水井，市政排水管道设于人行道下方，市政排水管道上设有若干个市政雨水井，市政雨水井通过溢流管连接提升泵房的上部。
5.根据权利要求4所述的一种基于雨水回用的路面冲洗方法的***，其特征在于：所述雨水花园包括蓄水层、覆盖层、植被及种植土层、人工填料层、砂层、砾石层和穿孔管，蓄水层、覆盖层、植被及种植土层、人工填料层、砂层、砾石层由上至下依次设置，砾石层中设有穿孔管，穿孔管的出口端延伸到提升泵房内。
6.根据权利要求4所述的一种基于雨水回用的路面冲洗方法的***，其特征在于：所述雨水储水池设于路面的中间绿化带下方，路面包括中间绿化带、车行道、人行道和空地绿化，中间绿化带的两侧依次设有车行道、人行道和空地绿化带，车行道与人行道之间设有路缘石，人行道的下方设有连通雨水口的入渗管。
7.根据权利要求4所述的一种基于雨水回用的路面冲洗方法的***，其特征在于：所述雨水口上设有雨水篦子。
8.根据权利要求4所述的一种基于雨水回用的路面冲洗方法的***，其特征在于：所述喷头设于路面车行道两侧。
9.根据权利要求4所述的一种基于雨水回用的路面冲洗方法的***，其特征在于：所述喷头连接于喷管上，喷管连接回用水管道。
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| CN111719659A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-09-29 | 金文贤 | 一种基于智能控制及雨水回用的城市净化*** |
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2019
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