提高城市防澇標(biāo)準(zhǔn)和控制水污染的方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種提高城市防澇標(biāo)準(zhǔn)和控制水污染的方法，其在流域內(nèi)主河道方向地面以下至少30m設(shè)置深層隧道系統(tǒng)，多個(gè)連接豎井分布于主體隧道上方，連接豎井的下端與主體隧道連接通，上端通過(guò)控制閥與城市淺層截污管道連接，排水泵站設(shè)于近主體隧道和城市下游水道以及城市排污水道旁，排空泵組通過(guò)管道將主體隧道與城市排污水道連通，排洪泵組通過(guò)管道將主體隧道與城市下游水道連通，利用降雨量的大小時(shí)空分布，并通過(guò)對(duì)深層隧道系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行，在大降雨量時(shí)主體隧道作為行洪通道提高流域防澇標(biāo)準(zhǔn)，在小雨量時(shí)主體隧道作為合流污水調(diào)蓄池發(fā)揮控制水污染的作用，本發(fā)明將排水主體隧道建設(shè)在地下深層空間，避免地面設(shè)施建設(shè)導(dǎo)致的房屋拆遷，降低投資。
【專利說(shuō)明】提高城市防澇標(biāo)準(zhǔn)和控制水污染的方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市內(nèi)澇防治和水污染控制的方法，特別是涉及一種既能提高防澇標(biāo)準(zhǔn)、又能有效控制水污染的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市的擴(kuò)張和建設(shè)密度的加大,地面硬化率愈來(lái)愈高,原有的水庫(kù)、山體、湖泊、魚塘逐漸被侵占，河涌斷面越來(lái)越窄，城市的地表儲(chǔ)水、排水和自然凈化能力大大減弱，加上城市熱島效應(yīng)導(dǎo)致極端天氣頻發(fā)，城市水浸和內(nèi)澇嚴(yán)重威脅著城市居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，內(nèi)澇問(wèn)題已成為城市治水難題。 [0003]極高的人口密度和城市建設(shè)密度使得城市面源污染負(fù)荷迅速加大，降雨期間，地表徑流初雨污染和合流制地區(qū)的溢流污染(CSO)日益嚴(yán)重，是城市水體污染的重要來(lái)源之
[0004]拓寬河道、建設(shè)大型排水渠道能提高城市排澇的標(biāo)準(zhǔn)，新增建設(shè)城市初雨和合流污水調(diào)蓄池是有效的水污染控制方法，但都會(huì)涉及大量的房屋拆遷和地下管線遷移，投資巨大。建筑密集和地下管線的復(fù)雜擁擠使得通過(guò)建設(shè)淺層地下排水管道來(lái)提高城市排水標(biāo)準(zhǔn)和完善截污系統(tǒng)變得異常困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的是提供一種既可提高城市防澇標(biāo)準(zhǔn)又能有效控制水污染的方法及設(shè)備，其一方面可克服現(xiàn)有排水系統(tǒng)建設(shè)中需要大量房屋拆遷的缺點(diǎn)，另一方面克服現(xiàn)有排水設(shè)施功能單一化的缺點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
提高城市防澇標(biāo)準(zhǔn)和控制水污染的設(shè)備，包括:
建立城市深層隧道系統(tǒng)，深層隧道系統(tǒng)包括主體隧道、連接豎井和排水泵站，排水泵站設(shè)有排空泵組和排洪泵組，主體隧道水平設(shè)置于城市地面以下至少30m，多個(gè)連接豎井分布于主體隧道上方，連接豎井的下端與主體隧道連接通，連接豎井的上端通過(guò)控制閥與城市淺層截污管道連接，排水泵站設(shè)于近主體隧道和城市下游水道以及城市排污水道旁，排空泵組通過(guò)管道將主體隧道與城市排污水道連通，排洪泵組通過(guò)管道將主體隧道與城市下游水道連通。
[0007]采用上述設(shè)備提高城市防澇標(biāo)準(zhǔn)和控制水污染的方法:
在降雨量小時(shí)，開啟連接豎井控制閥，超過(guò)淺層截污管道能力的合流污水通過(guò)連接豎井進(jìn)入主體隧道進(jìn)行調(diào)蓄，在雨后開啟排空泵組，將調(diào)蓄到主體隧道的合流污水通過(guò)城市下游水道輸送到下游污水處理廠處理。
[0008]在降雨量大到超過(guò)了流域主河道的排澇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，同時(shí)開啟連接豎井控制閥和排洪泵組，洪水從淺層截污管道通過(guò)連接豎井進(jìn)入主體隧道并由排洪泵組排出到下游水道，主體隧道作為分洪通道。[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步:
本發(fā)明將地下深層隧道用于排水工程，一方面，利用降雨量大小的變化特點(diǎn)，并通過(guò)對(duì)深層隧道的調(diào)度運(yùn)行，使隧道在降雨量大的時(shí)候作為分洪通道排洪提高防澇標(biāo)準(zhǔn)，在降雨量小的時(shí)候作為合流污水調(diào)蓄池，控制水污染，使一條隧道設(shè)施利用降雨的時(shí)差分布兼具兩種功能，避免了重復(fù)投資。另一方面，將排水隧道建設(shè)在地下深層空間，除了連接豎井占據(jù)較少的用地外，沒(méi)有其他地面設(shè)施，避免了房屋拆遷。在流域內(nèi)現(xiàn)有淺層河道排洪不及，存在內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，本發(fā)明將隧道作為流域的分洪通道，有效防止內(nèi)澇發(fā)生，可以有效提高流域的防?勞標(biāo)準(zhǔn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明的提高城市防澇標(biāo)準(zhǔn)和控制水污染的設(shè)備示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)例計(jì)算對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]實(shí)施例1
廣州某流域，流域范圍12.47平方公里，流域主河道4.51公里，上游2.62公里覆蓋為暗渠，下游1.89公里為明涌，自北向南匯入珠江。流域內(nèi)為合流制排水體制，流域內(nèi)沿線合流管渠匯入主河道，雨季通過(guò)合流管渠和主河道排澇；主河道沿線設(shè)有截污管道，在合流管渠出口設(shè)有截污設(shè)施。經(jīng)計(jì)算:現(xiàn)有主河道水利防澇標(biāo)準(zhǔn)為11年一遇，沿線合流管渠市政排水標(biāo)準(zhǔn)為3年一遇，流域內(nèi)主要排水管道為0.5^1年一遇，主河道沿線截污管道截流倍數(shù)為1.0。沿線5個(gè)主要合流渠箱年溢流次數(shù)分別為68次、32次、22次、37次、43次，溢流污染約220噸COD/年。
[0013]參考圖1，采用本發(fā)明在下游河道方向自北向南地面以下30m設(shè)置I條內(nèi)徑為5.3米的深層主體隧道2，沿主體隧道2上方設(shè)置四座連接豎井3，連接豎井3的下端與主體隧道2連接通，連接豎井3的上端通過(guò)控制閥11與城市淺層截污管道I連接，四座連接豎井3的最大入流量分別為31m3/s、4.8 m3/s、4.8 m3/s、23 m3/s,隧道系統(tǒng)調(diào)蓄能力為6.3萬(wàn)立方米。
[0014]主體隧道2近末端設(shè)置一座泵站5，泵站5設(shè)有與主體隧道2連通的排水豎井4、排空泵組7和排洪泵組6，排空泵組7通過(guò)安裝于排水豎井4內(nèi)的排空管道71與主體隧道2連通，排空泵組7的出水口近城市排污水道8上方，排空泵組7能力為0.89 m3 /s ;排洪泵組6通過(guò)安裝于排水豎井4內(nèi)的排洪管道61與主體隧道2連通，排洪泵組6的出水口近城市下游河道9上方，排洪泵組6能力為48 m3/S。
[0015]采用上述設(shè)備控制水污染的方法，在降雨量小時(shí)，開啟連接豎井3上的控制閥11，超過(guò)淺層截污管道I能力的合流污水通過(guò)連接豎井3進(jìn)入深層隧道的主體隧道2進(jìn)行調(diào)蓄，在雨后開啟排空泵組7，將調(diào)蓄到主體隧道2的合流污水通過(guò)城市排污水道8輸送到下游污水處理廠處理。 [0016]采用上述設(shè)備提高城市防澇標(biāo)準(zhǔn)的方法，在降雨量大到超過(guò)了流域主河道的排澇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，同時(shí)開啟連接豎井3上的控制閥11和排洪泵組6，洪水從淺層截污管道I通過(guò)連接豎井3進(jìn)入深層隧道的主體隧道2并被排洪泵組6排出到下游水道9，主體隧道2作為分洪通道。
[0017]經(jīng)計(jì)算:主河道流域防澇標(biāo)準(zhǔn)提高到40年一遇，沿線合流管渠市政排水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，流域內(nèi)主要排水管道為5年一遇；根據(jù)2006年?2012年共7年的降雨資料進(jìn)行計(jì)算，沿線5個(gè)主要合流渠箱年溢流次數(shù)大幅減少，分別為9次、6次、4次、3次、7次，削減溢流污染70%，減少溢流污染物約154噸COD/年。
[0018]實(shí)施例2
本實(shí)施例是實(shí)施例1的另一設(shè)計(jì)方案，采用本發(fā)明在下游河道方向自北向南地面以下30m設(shè)置I條內(nèi)徑為7.7米的深層主體隧道2，沿線設(shè)置四座連接豎井3，四座連接豎井3的最大入流量分別為41 m3 /s>5.2 m3 /s>5.3 m3/s、26 m3/s,隧道系統(tǒng)調(diào)蓄能力為10.6萬(wàn)立方米。
[0019]主體隧道2近末端設(shè)置一座泵站5，泵站5設(shè)有與主體隧道2連通的排水豎井4、排空泵組7和排洪泵組6，排空泵組7通過(guò)安裝于排水豎井4內(nèi)的排空管道71與主體隧道2連通，排空泵組7的出水口近城市排污水道8上方，排空泵組7能力為1.7 m3/s ;排洪泵組6通過(guò)安裝于排水豎井4內(nèi)的排洪管道61與主體隧道2連通，排洪泵組6的出水口近城市下游河道9上方，排洪泵組6能力55 m3/S。
[0020]采用上述設(shè)備控制水污染的方法，在降雨量小時(shí)，開啟連接豎井3上的控制閥11，超過(guò)淺層截污管道I能力的合流污水通過(guò)連接豎井3進(jìn)入深層隧道的主體隧道2進(jìn)行調(diào)蓄，在雨后開啟排空泵組7，將調(diào)蓄到主體隧道2的合流污水通過(guò)城市排污水道8輸送到下游污水處理廠處理。
[0021]采用上述設(shè)備提高城市防澇標(biāo)準(zhǔn)的方法，在降雨量大到超過(guò)了流域主河道的排澇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，同時(shí)開啟連接豎井3上的控制閥11和排洪泵組6，洪水從淺層截污管道I通過(guò)連接豎井3進(jìn)入深層隧道的主體隧道2并被排洪泵組6排出到下游水道9，主體隧道2作為分洪通道。
[0022]經(jīng)計(jì)算:主河道流域防澇標(biāo)準(zhǔn)提高到50年一遇，沿線合流管渠市政排水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，流域內(nèi)主要排水管道為10年一遇；根據(jù)2006年?2012年共7年的降雨資料進(jìn)行計(jì)算，沿線5個(gè)主要合流渠箱年溢流次數(shù)大幅減少，分別為7次、5次、3次、2次、6次，削減溢流污染89%，減少溢流污染物約195噸COD/年。
[0023]實(shí)施例3
本實(shí)施例是實(shí)施例2的另一設(shè)計(jì)方案，采用本發(fā)明在下游河道方向自北向南地面以下30m設(shè)置I條內(nèi)徑為7.7米的深層主體隧道，沿線設(shè)置四座連接豎井3，四座連接豎井3的最大入流量分別為23 m3/s>4.8 m3/s>4.8 m3/s>23 m3/s,隧道系統(tǒng)調(diào)蓄能力為10.6萬(wàn)立方米，排空泵組能力1.7 m3/s,排洪泵組能力48 m3/s。
[0024]采用上述設(shè)備控制水污染的方法，在降雨量小時(shí)，開啟連接豎井3上的控制閥11，超過(guò)淺層截污管道I能力的合流污水通過(guò)連接豎井3進(jìn)入深層隧道的主體隧道2進(jìn)行調(diào)蓄，在雨后開啟排空泵組7，將調(diào)蓄到主體隧道2的合流污水通過(guò)城市排污水道8輸送到下游污水處理廠處理。
[0025]采用上述設(shè)備提高城市防澇標(biāo)準(zhǔn)的方法，在降雨量大到超過(guò)了流域主河道的排澇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，同時(shí)開啟連接豎井3上的控制閥11和排洪泵組6，洪水從淺層截污管道I通過(guò)連接豎井3進(jìn)入深層隧道的主體隧道2并被排洪泵組6排出到下游水道9，主體隧道2作為分洪通道。
[0026]經(jīng)計(jì)算:主河道流域防澇標(biāo)準(zhǔn)提高到40年一遇，沿線合流管渠市政排水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，流域內(nèi)主要排水管道為5年一遇；根據(jù)2006年?2012年共7年的降雨資料進(jìn)行計(jì)算，沿線5個(gè)主要合流渠箱年溢流次數(shù)大幅減少，分別為7次、5次、3次、2次、6次，削減溢流污染86%，減少溢流污染物約189噸COD/年。
[0027]上述僅為本發(fā)明的幾個(gè)【具體實(shí)施方式】，由于流域面積不同、河涌排澇能力不同、流域內(nèi)排水設(shè)施不同，存在的水澇風(fēng)險(xiǎn)和污染問(wèn)題也不同，流域內(nèi)建設(shè)條件因素也是影響深層隧道的計(jì)算，因此在不違背本發(fā)明實(shí)質(zhì)和所附權(quán)利要求范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明的一些參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以適應(yīng)具體的情況。但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
【權(quán)利要求】
1.提高城市防澇標(biāo)準(zhǔn)和控制水污染的設(shè)備，其特征在于: 建立城市深層隧道系統(tǒng)，深層隧道系統(tǒng)包括主體隧道、連接豎井和排水泵站，排水泵站設(shè)有排空泵組和排洪泵組，主體隧道水平設(shè)置于城市地面以下至少30m，多個(gè)連接豎井分布于主體隧道上方，連接豎井的下端與主體隧道連接通，連接豎井的上端通過(guò)控制閥與城市淺層截污管道連接，排水泵站設(shè)于近主體隧道和城市下游水道以及城市排污水道旁，排空泵組通過(guò)管道將主體隧道與城市排污水道連通，排洪泵組通過(guò)管道將主體隧道與城市下游水道連通。
2.城市控制水污染的方法，其特征在于: 采用如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，在降雨量小時(shí)，開啟連接豎井控制閥，超過(guò)淺層截污管道能力的合流污水通過(guò)連接豎井進(jìn)入主體隧道進(jìn)行調(diào)蓄，在雨后開啟排空泵組，將調(diào)蓄到主體隧道的合流污水輸通過(guò)城市下游水道送到下游污水處理廠處理。
3.提高城市防澇標(biāo)準(zhǔn)的方法，其特征在于: 采用如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，降雨量大到超過(guò)了流域主河道的排澇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，同時(shí)開啟連接豎井控制閥和排洪泵組，洪水從淺層截污管道通過(guò)連接豎井進(jìn)入深層隧道的主體隧道并由排洪泵組排出到下游水道，主體隧道作為分洪通道。
【文檔編號(hào)】E03F1/00GK103669547SQ201310575490
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】隋軍, 汪傳新, 牛櫻, 陳貽龍, 王廣華, 周建華, 李文濤 申請(qǐng)人:廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究院