本實(shí)用新型屬于海綿城市低影響開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可除淤的多功能雨水管控設(shè)施。

背景技術(shù)：

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，雨水管控問題日益突出。近年來，我國幾乎所有的大中型城市在雨季都飽受洪澇災(zāi)害的困擾。一方面城市雨水災(zāi)害頻發(fā)，威脅城市安全。另一方面，大多數(shù)城市水資源短缺。更為值得注意的是，城市發(fā)展促使地表徑流增大，從而加重城市水系污染。城市面臨著缺水、洪水泛濫、水污染三重考驗(yàn)，僅靠單一的調(diào)水、排水、凈水工程難以實(shí)現(xiàn)城市雨水系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，因此，如何加強(qiáng)城市雨水管控，合理解決城市雨水問題成為研究的熱點(diǎn)。

國外研究取得了一定進(jìn)展，如美國的最佳管理措施（Best Management Practices，BMP），英國的可持續(xù)排水系統(tǒng)（Sustainable Discharge System，SuDS），澳大利亞的水敏感性城市設(shè)計(jì)（Water Sensitive Urban Design，WSUD）等。而我國雨水管控方面的研究及實(shí)踐起步較晚，借鑒發(fā)達(dá)國建經(jīng)驗(yàn)，調(diào)蓄池、生物滯留池、雨水花園等低影響雨水管控設(shè)施得到一定的應(yīng)用，但大多功能相對單一，有待進(jìn)一步完善。

針對城市雨水資源化利用問題，已有“一種集、蓄、排一體化雨洪截滯涵及雨水資源化方法”（專利申請?zhí)枺?016105952306）的研究，該雨水資源化設(shè)施及方法集多功能一體，適用于泥沙較少，不容易產(chǎn)生淤積且暴雨頻次相對較小的城市，而對于泥沙多，暴雨頻發(fā)的城市，若無除淤設(shè)備，則容易發(fā)生淤堵，影響設(shè)施功能的正常發(fā)揮，因此，本實(shí)用新型結(jié)合城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃控制目標(biāo)，在“一種集、蓄、排一體化雨洪截滯涵及雨水資源化方法”（專利申請?zhí)枺?016105952306）的基礎(chǔ)上開展進(jìn)一步研究，建立可除淤的多功能低影響雨水管控設(shè)施，為城市雨水管控提供技術(shù)支撐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是解決城市水資源短缺、水污染嚴(yán)重和洪澇災(zāi)害頻發(fā)及現(xiàn)有的雨水管控設(shè)施自身淤泥堵塞問題。

為此，本實(shí)用新型提供了一種可除淤的多功能雨水管控設(shè)施，包括凸型截流暗涵和生態(tài)林，所述凸型截流暗涵設(shè)于地面下，所述生態(tài)林由地上部分和地下部分組成，所述生態(tài)林設(shè)于凸型截流暗涵的兩側(cè)水平段上方，所述生態(tài)林與凸型截流暗涵相通，所述凸型截流暗涵上設(shè)有多個(gè)排水孔，所述凸型截流暗涵底部設(shè)有除淤裝置。

所述凸型截流暗涵包括水平段的蓄水區(qū)和垂直段的溢流區(qū)。

所述溢流區(qū)頂部設(shè)有格柵，所述蓄水區(qū)內(nèi)間隔布置有溢流板，所述每個(gè)溢流板底部設(shè)有排水孔，所述每個(gè)溢流板上游設(shè)有除淤裝置，所述溢流板長度與凸型截流暗涵的水平段長度相同，高度與蓄水區(qū)高度相同。

所述生態(tài)林地上部分為由動(dòng)植物層組成的滯留區(qū)，地下部分由上至下分別為過濾區(qū)、滲透區(qū)及排水區(qū)，所述排水區(qū)上層為透水土工布，下層通過排水管與凸型截流暗涵水平段的蓄水區(qū)相通。

所述除淤裝置包括設(shè)于凸型截流暗涵底部中間的落淤池和設(shè)于落淤池內(nèi)的提淤箱。

所述凸型截流暗涵底板分為三部分，兩側(cè)為坡降區(qū)，從兩側(cè)向中間的坡降比為1%，中間為平緩區(qū)，沿水流方向比降為1‰。

所述凸型截流暗涵頂部高于兩側(cè)生態(tài)林滯留區(qū)底部20~50cm。

所述過濾區(qū)由厚度為40~80cm的土壤組成，所述滲透區(qū)由砂礫石組成，厚度為15~25 cm。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1、低影響開發(fā)：采用生態(tài)復(fù)合型暗涵結(jié)構(gòu)，不僅可以有效利用地下空間高程，節(jié)約流域場地資源，對周圍環(huán)境影響較小，且結(jié)合自然生態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)設(shè)施功能，該雨水管控設(shè)施從自身建設(shè)及設(shè)施功能兩個(gè)角度出發(fā)，維護(hù)城市4自然水文特征，減小對生態(tài)系統(tǒng)的沖擊。

2、多功能一體化：結(jié)合不同城市低影響雨水系統(tǒng)規(guī)劃需求，以徑流總量控制為規(guī)劃目標(biāo)，采用滲、滯、蓄、凈、用、排等多種綜合技術(shù)，解決城市4雨水問題，提升景觀價(jià)值。

（1）徑流量控制，減輕下游城市防洪負(fù)荷

可除淤的低影響多功能雨水管控設(shè)施布置在山腳下，通過其滲、滯、蓄作用相結(jié)合，收集部分山體雨水，從而削減洪峰流量，延緩峰現(xiàn)時(shí)間，減少城市徑流量，減緩雨水管網(wǎng)負(fù)荷。

（2）徑流污染控制，減小城市水系污染

雨水徑流是城市面源污染的重要組成部分，可除淤的多功能雨水管控設(shè)施一方面通過減小雨水徑流量而降低城市面源污染，另一方面設(shè)施自身具有凈化水體功能，通過生態(tài)林的過濾作用，提高蓄滯及外滲水體水質(zhì)，減輕城市水系污染。

（3）雨水資源化利用，緩解水資源短缺問題

可除淤的低影響多功能雨水管控設(shè)施可收集、儲(chǔ)蓄山體雨水，通過排水孔對收集水體進(jìn)行釋放，以進(jìn)行有效回用，避免雨水浪費(fèi)，提高雨水利用率，減少資源浪費(fèi)。

（4）景觀性，提升城市景觀價(jià)值

凸型截流暗涵與生態(tài)林相結(jié)合，集生態(tài)功能與使用功能為一體，增加系統(tǒng)的美觀及娛樂性，提升城市美學(xué)價(jià)值。

3、解決設(shè)施淤堵問題：在蓄水區(qū)底部布置除淤裝置，可用以收集設(shè)施中長期積累而成的淤泥，進(jìn)行定期清淤，以免堵塞溢流板底部的排水孔，保障設(shè)施排水通暢，以使設(shè)施功能得以正常發(fā)揮。

4、凈化功能：生態(tài)林底部設(shè)有排水區(qū)，與設(shè)蓄水區(qū)相通，其滯留雨水通過排水管排入蓄水區(qū)，通過外滲匯入下游城市，生態(tài)林結(jié)合自身的過濾及凈化作用，提高外排雨水的水質(zhì)，凈化雨水。

5、貫穿環(huán)繞式布置：服務(wù)范圍廣，可全面收集山體雨水，便于對整個(gè)山體區(qū)域進(jìn)行雨水管控，相對于集中式及分布式布置而言，針對大區(qū)域雨水系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢。

下面將結(jié)合附圖做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型頂部平面示意圖；

圖2是本實(shí)用新型底部平面示意圖；

圖3是本實(shí)用新型型橫剖面示意圖

圖4是本實(shí)用新型生態(tài)林段縱剖面示意圖；

圖5是本實(shí)用新型凸型截流暗涵段縱剖面示意圖。

圖中：1、生態(tài)林；2、格柵；3、山體；4、城市；5、凸型截流暗涵；6、滯留區(qū)；7、過濾區(qū)；8、滲透區(qū)；9、透水土工布；10、排水管；11、混凝土襯砌；12、溢流板；13、排水孔；14、落淤池；15、提淤箱；16、鋼繩。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

本實(shí)施例提供了一種可除淤的多功能雨水管控設(shè)施，包括凸型截流暗涵5和生態(tài)林1，所述凸型截流暗涵5設(shè)于地面下，所述生態(tài)林1由地上部分和地下部分組成，所述生態(tài)林1設(shè)于凸型截流暗涵5的兩側(cè)水平段上方，所述生態(tài)林1與凸型截流暗涵5相通，所述凸型截流暗涵5上設(shè)有多個(gè)排水孔13，所述凸型截流暗涵5底部設(shè)有除淤裝置。

本實(shí)用新型原理及工作過程：凸型截流暗涵5收集并儲(chǔ)蓄雨水，生態(tài)林1吸收、蓄滯（之后由生態(tài)林1的底部進(jìn)入凸型截流暗涵5）、凈化雨水并外滲，減小徑流量，降低城市4的防洪負(fù)荷及面源污染。雨水收集完畢，需對收集后的雨水進(jìn)行釋放回用，通過排水孔13或管線排出收集的雨水，便于雨水回用。

當(dāng)該雨水管控設(shè)施長時(shí)間運(yùn)行后，雨水所攜帶泥沙發(fā)生沉積，為防止淤泥堵塞排水孔13，凸型截流暗涵5底部設(shè)有除淤裝置：可定期運(yùn)用人工或機(jī)械設(shè)備通對淤泥進(jìn)行清理，以保障設(shè)施排水通暢。

實(shí)施例2：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種如圖1、圖2所示的可除淤的多功能雨水管控設(shè)施，所述凸型截流暗涵5包括水平段的蓄水區(qū)和垂直段的溢流區(qū)。

所述溢流區(qū)頂部設(shè)有格柵2，所述蓄水區(qū)內(nèi)間隔布置有溢流板12，所述每個(gè)溢流板12底部設(shè)有排水孔13，所述每個(gè)溢流板12上游設(shè)有除淤裝置，所述溢流板12長度與凸型截流暗涵5的水平段長度相同，高度與蓄水區(qū)高度相同。

如圖3、圖4所示，所述生態(tài)林1地上部分為由動(dòng)植物層組成的滯留區(qū)6，地下部分由上至下分別為過濾區(qū)7、滲透區(qū)8及排水區(qū)，所述排水區(qū)上層為透水土工布9，下層通過排水管10與凸型截流暗涵5水平段的蓄水區(qū)相通。排水管10可選擇PVC管。

本實(shí)施例中，除淤的多功能雨水管控設(shè)施布置于山腳下位于山體3與城市4之間，環(huán)山體3布置，即山體3、雨水管控設(shè)施、城市4三者在橫向呈套環(huán)式布置，縱向呈階梯型布置。

雨水管控設(shè)施設(shè)置于山體3底部，一方面收集并儲(chǔ)蓄雨水，便于雨水回收利用，減小下游城市4的徑流量，降低城市4的防洪負(fù)荷；另一方面通過生態(tài)林1的蓄滯及凈化作用，提高集水及滲水水質(zhì)，減輕城市4水體污染；

具體過程如下：小雨時(shí)，雨水進(jìn)入生態(tài)林1的蓄滯區(qū)進(jìn)行蓄滯；大雨時(shí)，部分雨水由生態(tài)蓄滯區(qū)及格柵2去除大顆粒固體物質(zhì)后漫流進(jìn)入凸型截流暗涵5，凸型截流暗涵5底部等間距布置有溢流板12，將凸型截流暗涵5蓄水區(qū)分隔為獨(dú)立的“水池”（如圖4、圖5所示），用以沿段收集山體3雨水，而同時(shí)另一部分進(jìn)入生態(tài)林1蓄滯，減小徑流量，延緩峰現(xiàn)時(shí)間。其中，緊鄰山體3的生態(tài)林1一方面起蓄滯、凈化作用，另一方面減小雨水流速，起到消能作用，減輕對雨水管控設(shè)施的沖刷，同時(shí)防止發(fā)生水躍，致使雨水管控設(shè)施無法有效收集雨水；暴雨時(shí)，當(dāng)蓄水區(qū)蓄滿后，雨水通過溢流區(qū)外溢雨水，此時(shí)生態(tài)林1吸收、蓄滯雨水并外滲；待雨水收集完畢，需對收集后的雨水進(jìn)行釋放回用，通過排水孔13排出收集的雨水，便于雨水回用。其中，排水孔13的數(shù)量及尺寸由水力計(jì)算確定，每隔100~200m距離設(shè)置溢流板12。

實(shí)施例3：

在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例提供了一種可除淤的多功能雨水管控設(shè)施，所述除淤裝置包括設(shè)于凸型截流暗涵5底部中間的落淤池14和設(shè)于落淤池14內(nèi)的提淤箱15。

所述凸型截流暗涵5底板分為三部分，兩側(cè)為坡降區(qū)，從兩側(cè)向中間的坡降比為1%，中間為平緩區(qū)，沿水流方向比降為1‰。

除淤裝置保障設(shè)施的正常運(yùn)行，便于設(shè)施的后期維護(hù)管理。具體過程如下：雨水從山體3流下，經(jīng)雨水管控設(shè)施內(nèi)側(cè)的滯留區(qū)6及凸型截流暗涵5頂部的格柵2時(shí)，部分大顆粒物質(zhì)被阻隔、過濾，但水體仍會(huì)攜帶大量細(xì)顆粒物質(zhì)，最終流入凸型截流暗涵5內(nèi)，當(dāng)雨水量較少，流速較小時(shí)，水體攜沙流動(dòng)能力減弱，細(xì)顆粒物質(zhì)沉積，若未及時(shí)清理，極易形成淤泥，導(dǎo)致排水孔13堵塞，引起雨水管控設(shè)施排水不暢，影響雨水的回用。如圖3所示，針對此種情況，在凸型截流暗涵5底部設(shè)置除淤裝置，通過底板坡降區(qū)及平緩區(qū)將淤泥收集于提淤箱15內(nèi)，定期采用人工或機(jī)械設(shè)備通過鋼繩16將提淤箱15從落淤池14中提出，對箱內(nèi)淤泥進(jìn)行清理，再將提淤箱15放入落淤池14中。其中，提淤箱15和落淤池14的高度均不高于平緩區(qū)。

本實(shí)施例中，凸型截流暗涵5四周均為混凝土襯砌11，底部為預(yù)制混凝土板，溢流板12為預(yù)制混凝土板，底部與凸型截流暗涵5底部預(yù)制混凝土板相連，頂部為半圓形，落淤池14位于凸型截流暗涵5底板中部，內(nèi)置提淤箱15，鋼繩16底端與提淤箱15固定，頂端與格柵2活動(dòng)式相連，落淤池14及提淤箱15尺寸由結(jié)構(gòu)計(jì)算確定。

如圖3、圖4所示，生態(tài)林1地上部分為蓄滯區(qū)，主要為動(dòng)植物，地下部分由上至下分別為過濾區(qū)7、滲透區(qū)8及排水區(qū)，過濾區(qū)7由土壤組成，滲透區(qū)8由砂礫石組成，排水區(qū)由透水土工布9及PVC排水管10組成。生態(tài)林1蓄滯區(qū)底部比格柵2低20~50cm；過濾區(qū)7中土壤為動(dòng)植物提供生長場所，并吸收、蓄滯、凈化雨水，其厚度一般為40~60cm，若需植樹，厚度應(yīng)增加至80cm，動(dòng)植物結(jié)合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)進(jìn)行選??；滲透區(qū)8主要起排水及滲透作用，由粗砂及礫石組成，其厚度控制在15~25cm；排水區(qū)上層為透水土工布9，下層為與蓄水區(qū)相連的PVC排水管10，土工布將砂礫石與排水管10隔離，避免堵塞排水管10，導(dǎo)致凈化水體無法進(jìn)入蓄水區(qū)。

凸型截流暗涵5可以有效利用地下空間高程，節(jié)約流域場地資源，對周圍環(huán)境影響小，且結(jié)合自然生態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)設(shè)施功能；環(huán)山體3布置，貫穿整個(gè)山體3區(qū)域，服務(wù)范圍廣，可全面收集山體3雨水，便于對整個(gè)山體3區(qū)域進(jìn)行雨水管控，相對于集中式及分布式布置而言，針對大區(qū)域雨水系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢。

以上各實(shí)施例沒有詳細(xì)敘述的方法和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知常識(shí)，這里不一一敘述。

以上例舉僅僅是對本實(shí)用新型的舉例說明，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限制，凡是與本實(shí)用新型相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。