海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)及利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)及利用方法，更具體的說，尤其涉及一種可對初期雨水與后期雨水分開處理的海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)及利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水是生命之源，在人們追求經(jīng)濟增長和安逸生活的驅(qū)使下，地球上的水資源(尤其是淡水資源)消耗日益劇增，淡水資源為非可再生資源，節(jié)約、合理利用水資源不僅與國家的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、社會穩(wěn)定緊密相連，而且與每個公民的日常生活息息相關(guān)。水資源的合理利用和節(jié)約，不僅僅依靠國家制定的宏觀政策方針，實現(xiàn)水資源的合理布局和調(diào)控，而且還必須著眼于人們生產(chǎn)、生活的細節(jié)方面，挖掘、開發(fā)出合理利用水資源的方式、方法，開辟新的水源，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。
[0003]雨水作為大陸地表水的一種重要補充方式，水質(zhì)較好，具有明顯的季節(jié)性和不連續(xù)性。雨水降到農(nóng)田、池塘、河流、湖泊，可進行自然補水。而對于人們生活的社區(qū)來說，由于屋頂、地面均采用混凝土或油柏路硬化，不透水性地表面積增加，產(chǎn)流系數(shù)增大，洪峰時間產(chǎn)生時間短，大量的雨水直接排入下水道管網(wǎng)中，進而流入周邊水體，從而白白的浪費掉了珍貴的水資源。為了綜合利用雨水資源，實現(xiàn)雨水的循環(huán)利用，國家近期提出了海綿城市的概念，但還缺少相應(yīng)的技術(shù)支撐?，F(xiàn)在雖然有對屋頂雨水收集的裝置，但均未對初期的雨水進行處理，初期雨水中的污染物濃度和顆粒物含量高，已接近生活污水，不能直接作為中水回收，也不能直接用于沖廁、路面灑水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問題的缺點，提供了一種海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)及利用方法。
[0005]本發(fā)明的海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)，包括虹吸式屋面雨水收集系統(tǒng)、主雨水管網(wǎng)、儲雨池和抽水水栗，虹吸式屋面雨水收集系統(tǒng)中設(shè)置有用于收集建筑屋頂流下的雨水，主雨水管網(wǎng)用于收集地面和停車場流下雨水的集水管，儲雨池設(shè)置于地面之下，用于對凈化后的雨水進行暫存；抽水水栗設(shè)置于儲雨池之中，用于將儲雨池中的雨水抽出；其特別之處在于:所述地面之上和之下分別設(shè)置有初期雨水存儲罐和地下調(diào)節(jié)池，初期雨水存儲罐上設(shè)置有相互連通的進水管和出水管，集水管與進水管相連通，出水管的出口與儲雨池相通；初期雨水存儲罐中設(shè)置有雨水流向調(diào)節(jié)機構(gòu)以及對初期雨水進行凈化的陶粒，在雨水流向調(diào)節(jié)機構(gòu)的作用下，由集水管流入的初期雨水可流入到初期雨水存儲罐中，后期雨水則由出水管排入主雨水管網(wǎng)中；初期雨水存儲罐中設(shè)置有用于將流入的雨水引入至底部陶粒中的第一導(dǎo)流管；
地下調(diào)節(jié)池與儲雨池相鄰設(shè)置，地下調(diào)節(jié)池的頂部開設(shè)有與儲雨池相通的溢流口，底部設(shè)置有對雨水進行凈化的陶粒，主雨水管網(wǎng)與地下調(diào)節(jié)池相連通，地下調(diào)節(jié)池中設(shè)置有用于將主雨水管網(wǎng)中流入的雨水引入底部陶粒中的第二導(dǎo)流管。
[0006]本發(fā)明的海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)，所述雨水流向調(diào)節(jié)機構(gòu)由與進水管和出水管均相連通的進水口和與進水口相配合的密封蓋組成，密封蓋由密封板和塑料泡沫組成，塑料泡沫設(shè)置于密封板下側(cè)，密封板通過轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動固定于進水口的外壁上；進水口的下端設(shè)置有環(huán)形凸起，密封板上開設(shè)有與環(huán)形凸起相配合的環(huán)形凹槽；塑料泡沫在雨水的浮力作用下可使密封板壓向進水口，并使環(huán)形凸起嵌入環(huán)形凹槽中實現(xiàn)對進水口的密封。
[0007]本發(fā)明的海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)，所述初期雨水存儲罐的下方設(shè)置有排水管，排水管上設(shè)置有可控制其通斷狀態(tài)的閥門；排水管通過與其相通的延長管或明渠將初期雨水存儲罐中處理后的雨水排出，在采用明渠的情況下，明渠中種植有水生植物。
[0008]本發(fā)明的海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)，所述儲雨池的上方為種植有植物的綠地，綠地的下方為可滲水性地面，綠地的上層土壤中均勻設(shè)置有若干布水管；儲雨池中設(shè)置有灌溉水栗，灌溉水栗的出水口通過灌溉管網(wǎng)與布水管相通。
[0009]本發(fā)明的海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)，所述布水管上均勻開設(shè)有若干出水孔，布水管的外表面上包裹有一層防止泥土進入布水管內(nèi)部空腔的土工布。
[0010]本發(fā)明的海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)的雨水利用方法，其特別之處在于，通過以下步驟來實現(xiàn):a).屋頂初期雨水收集，虹吸式屋面雨水收集系統(tǒng)實現(xiàn)對雨水的高效收集，在降水的初期階段，由屋頂匯集的雨水經(jīng)過虹吸原理快速流入至集水管中，集水管中的雨水經(jīng)進水管、進水口流入至初期雨水存儲罐中，并由第一導(dǎo)流管將雨水導(dǎo)流至底部的陶粒中，實現(xiàn)對初期雨水的收集；b).地面初期雨水收集，由地面和停車場匯集的雨水流入主雨水管網(wǎng)中，并由主雨水管網(wǎng)和第二導(dǎo)流管流入地下調(diào)節(jié)池中；c).初期雨水分流凈化，當初期雨水存儲罐中雨水的水位達到頂端時，雨水流向調(diào)節(jié)機構(gòu)將進水口關(guān)閉，集水管中的后期雨水依次經(jīng)進水管、出水管流入至儲雨池中；初期雨水存儲罐中的初期雨水，在陶粒中厭氧微生物和好氧微生物的的共同作用下，實現(xiàn)凈化，初期雨水在初期雨水存儲罐中停留的時間為3-5天；d).初期雨水沉降，地面和停車場匯集的初期雨水經(jīng)主雨水管網(wǎng)和第二導(dǎo)流管流入地下調(diào)節(jié)池后，雨水中的泥土、固體雜質(zhì)在重力的作用下沉降；同時，地下調(diào)節(jié)池中的雨水在陶粒中厭氧微生物和好氧微生物的共同作用下，實現(xiàn)凈化處理；e).雨水的溢流，當?shù)叵抡{(diào)節(jié)池中的雨水水位越過溢流口后，會自動、緩慢地流入儲雨池中，通過儲雨池對雨水進行暫存；f).初期雨水的利用，待初期雨水在初期雨水存儲罐中凈化完畢后，通過閥門將排水管打開，使初期雨水存儲罐中的雨水通過明渠流入至綠地中，實現(xiàn)對植物的澆灌；
g).儲雨池中雨水的回用，儲雨池中的雨水一部分經(jīng)抽水水栗抽至中水管網(wǎng)中，可供沖廁、路面灑水之用；當綠地干旱時，利用灌溉水栗將儲雨池中的雨水抽至布水管中，以實現(xiàn)對綠地中植物的灌溉；h).綠地滲水的收集，由明渠、布水管或降水進入至綠地中的水分，經(jīng)過綠地下方地面的滲透、過濾之后，流入至儲雨池中，以供循環(huán)利用。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)及方法，在地面之上設(shè)置有初期雨水存儲罐，地面之下設(shè)置有儲雨池和地下調(diào)節(jié)池，屋頂匯集的雨水經(jīng)虹吸式屋面雨水收集系統(tǒng)進入初期雨水存儲罐之后，在厭氧和好氧微生物的共同作用下實現(xiàn)凈化，解決了現(xiàn)有雨水收集系統(tǒng)對初期雨水不能凈化的問題。而后期相對清潔的雨水則在雨水流向調(diào)節(jié)機構(gòu)的作用下，直接流入儲雨池進行存儲，以供后續(xù)之用。地面上匯集的雨水由主雨水管網(wǎng)流入地下調(diào)節(jié)池，并在地下調(diào)節(jié)池中實現(xiàn)沉降和凈化，實現(xiàn)了對地面雨水的收集和凈化處理。本發(fā)明的雨水綜合利用系統(tǒng)及方法，解決了現(xiàn)有對初期雨水不能進行處理、凈化，或者凈化處理不合理的弊端，實現(xiàn)了雨水資源的綜合利用，節(jié)約了有限的淡水資源，有益效果顯著，便于推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)的原理圖；
圖2為本發(fā)明中初期雨水存儲罐的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2中A區(qū)域的局部放大圖；
圖4為圖3中的進水口處于密封狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明中布水管與灌溉管網(wǎng)相配合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1集水管，2初期雨水存儲罐，3主雨水管網(wǎng)，4地下調(diào)節(jié)池，5儲雨池，6灌溉水栗，7抽水水栗，8綠地，9陶粒，10進水管，11出水管，12進水□，13密封蓋，14屋頂，15網(wǎng)狀格柵，16排水管，17閥門，18明渠，19水生植物，20溢流口，21灌溉管網(wǎng)，22抽水管網(wǎng)，23布水管，24植物，25中水管網(wǎng)，26地面，27密封板，28塑料泡沫，29轉(zhuǎn)軸，30環(huán)形凸起，31環(huán)形凹槽，32出水孔，33 土工布，34溢流口，35第一導(dǎo)流管，36第二導(dǎo)流管，37固定架。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0015]如圖1所示，給出了發(fā)明的海綿小區(qū)雨水綜合利用系統(tǒng)的原理圖，其包括集水管
1、初期雨水存儲罐2、主雨水管網(wǎng)3、地下調(diào)節(jié)池4、儲雨池5、灌溉水栗6、抽水水栗7、綠地8、明渠18 ;所述的初期雨水存儲罐2設(shè)置于地面26之上，儲雨池5和地下調(diào)節(jié)池4均設(shè)置于地面26之下。初期雨水存儲罐2的頂端設(shè)置有進水管10和出水管11，下端設(shè)置有排水管16，內(nèi)部空腔的底部放置有陶粒9，進水管10與出水管11相通。屋頂14上匯集的雨水經(jīng)虹吸式屋面雨水收集系統(tǒng)中的集水管I的收集后進入初期雨水存儲罐2中。屋頂14流入主雨水管網(wǎng)3的開口處設(shè)置有網(wǎng)狀格柵15，以對屋頂14上匯集的雜質(zhì)物體進行過濾。
[0016]位于初期雨水存儲罐2中的管路上設(shè)置有進水口 12和密封蓋13，進水管10和出水管11均與進水口 12相通，進水口 12和密封蓋13就形成了雨水流向調(diào)節(jié)機構(gòu)，當初期雨水存儲罐2的雨水未滿時，允許初期雨水進入，當雨水已滿時，則不在雨水通過進水口 12流入，而是通過出水管11流入儲雨池5中。進水口 12的下方設(shè)置有第一導(dǎo)流管35，第一導(dǎo)流管35通過固定架37固定在初期雨水存儲罐2中，由進水口 12流下的初期雨水經(jīng)第一導(dǎo)流管35導(dǎo)流至下方的陶粒9中。為了估算初期雨水存儲罐2內(nèi)部空腔的體積，其體積應(yīng)滿足Q=，其中為徑流系數(shù)，q為前15-30min內(nèi)的降雨量，F(xiàn)為屋頂?shù)膮R水面積。
[0017]由于屋頂14所收集的初期雨水中的顆粒、雜質(zhì)含量最高，通常情況下不能直接利用，進入初期雨水存儲罐2中的初期雨水在陶粒9中厭氧微生物和好氧微生物的共同作用下，實現(xiàn)凈化。初期雨水在初期雨水存儲罐2中的停留時間以3-5天為宜，以實現(xiàn)對初期雨水的徹底凈化。凈化完畢后，通過打開底部的閥門17，讓凈化完畢后的雨水從排水管16中排出。由排水管16排出的凈化后的雨水，經(jīng)延長管或明渠18流入綠地8中，以實現(xiàn)對綠地中植物24的灌溉。在采用明渠18的情況下，可以在明渠18中種植水生植物19。
[0018]所示的主雨水管網(wǎng)3用于對地面或停車場上的雨水進行收集，主雨水管網(wǎng)3與地下調(diào)節(jié)池4相通，由主雨水管網(wǎng)3收集的雨水進入第二導(dǎo)流管36中，由第二導(dǎo)流管36將雨水引至底部的陶粒9中。地下調(diào)節(jié)池4的頂端設(shè)置有與儲雨池5相通的溢流口 20，下部設(shè)置有陶粒9。雨水由主雨水管網(wǎng)3流入地下調(diào)節(jié)池4中之后，雨水中的固體物質(zhì)在自身的重力作用下開始沉降，通過在底部陶粒9中厭氧微生物和好氧微生物的共同作用下，對雨水中的有機物和氮、磷元素進行消耗，實現(xiàn)對雨水的凈化和綜合利用。
[0019]當?shù)叵抡{(diào)節(jié)池4中水位過高時，水分會經(jīng)