一种具备水沙分离功能的雨水收集利用装置

1.本发明涉及土木水利设备技术领域，特别涉及一种具备水沙分离功能的雨水收集利用装置。


背景技术：

2.现如今自然灾害形势复杂严峻，极端天气事件多发，近几年频发强降雨天气，较常年同期偏多，造成许多城市出现严重内涝，严重威胁群众生命、财产安全。强降雨天气诱发山区公路边坡滑塌，滑落土体导致挟沙水流，导致公路排水管涵淤堵，交通停滞。多沙河引水灌溉含沙量大、造成渠系泥沙淤积，泥沙流入农田，严重影响灌区渠系正常供水。上述问题的主要原因是水流中含沙量增多，水不能及时排出。
3.中国专利202010025389.0公布了一种雨污水净化装置，其包括进水管、雨水收集斗、净化器与出水管，雨水收集斗连接在净化器的顶部，出水管连接在雨水收集斗远离进水管的一侧偏下方，通过过滤板井来净化雨污水。中国专利201810900768.2公布了一种市政雨水收集回收利用系统。包括初步过滤分流装置，通过孔板过滤雨水。然而前人所提出的方案大多通过过滤网、净化器、自然沉淀净化雨水，适用于小水流收集净化，而对于大水流、城市应急排水还是缺乏相关的技术。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种具备水沙分离功能的雨水收集利用装置，能够有效缓解上述问题，有效地实现大水流收集净化和城市应急排水。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供了一种具备水沙分离功能的雨水收集利用装置，所述雨水收集利用装置包括：沉淤池、钢板百叶、预埋件、阶梯和滤沙墙；
7.所述沉淤池，下嵌于过流通道，被路面覆盖并设有进水口；所述钢板百叶覆盖所述进水口；所述预埋件，设置在所述沉淤池的侧壁中部，且将所述钢板百叶固定在所述沉淤池的安装卡口处；所述阶梯，设置在所述沉淤池的内部，并由沉淤池进水口的底部延伸至沉淤池的底部；所述滤沙墙，设置在所述沉淤池底部，并从所述沉淤池底部向上延伸至路面底部；
8.雨水混合物流经进水口到达所述钢板百叶，经所述钢板百叶对雨水混合物进行初步分离，经所述阶梯对初步分离后的雨水混合物进行消能，最后经所述滤沙墙对消能后的雨水混合物进行第二次分离，得到待利用的雨水。
9.可选地，所述雨水收集利用装置还包括：
10.消能坎，设置在所述沉淤池的底部，且位于所述阶梯与所述滤沙墙之间，用于对流经所述阶梯的雨水进行第二次消能。
11.可选地，所述消能坎的数量为多个，多个所述消能坎等间隔的设置在所述沉淤池的底部。
12.可选地，所述钢板百叶包括第一钢板百叶和第二钢板百叶；
13.所述第一钢板百叶的各叶片与水平面的夹角为90度，所述第二钢板百叶的各叶片与水平面的夹角为45度，且所述第一钢板百叶与所述第二钢板百叶构成l型结构。
14.可选地，所述钢板百叶包括第一钢板百叶、第二钢板百叶和第三钢板百叶；
15.所述第一钢板百叶的各叶片与水平面的夹角为90度，所述第二钢板百叶的各叶片与水平面的夹角为45度，所述第三钢板百叶的各叶片与水平面的夹角为45度。
16.可选地，所述雨水收集利用装置还包括：
17.出水口，设置于所述沉淤池的侧部，用于将所述待利用的雨水排出。
18.可选地，所述进水口底部高于所述出水口底部。
19.可选地，所述滤沙墙包括透水混凝土层和格宾石笼层。
20.可选地，所述预埋件为螺杆，所述预埋件通过螺母将所述钢板百叶安装固定于所述进水口底部。
21.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
22.本发明公开了一种具备水沙分离功能的雨水收集利用装置，所述装置包括沉淤池、钢板百叶、预埋件、阶梯和滤沙墙；沉淤池下嵌于过流通道，被路面覆盖并设有进水口；钢板百叶覆盖进水口；预埋件设置在沉淤池的侧壁中部，且将钢板百叶固定在沉淤池的安装卡口处；阶梯设置在沉淤池的内部，并由沉淤池进水口的底部延伸至沉淤池的底部；滤沙墙设置在沉淤池底部，并从沉淤池底部向上延伸至路面底部；雨水混合物流经进水口到达钢板百叶，经钢板百叶对雨水混合物进行初步分离，经阶梯对初步分离后的雨水混合物进行消能，最后经滤沙墙对消能后的雨水混合物进行第二次分离，得到待利用的雨水。本发明能够有效地实现大水流收集净化和城市应急排水，结构简单，有利于推广应用。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明一种具备水沙分离功能的雨水收集利用装置的凸型结构示意图；
25.图2为本发明一种具备水沙分离功能的雨水收集利用装置的凹型结构示意图；
26.图3为本发明具体实施例的阶梯结构示意图；
27.图4为本发明具体实施例的消能坎结构示意图；
28.图5为本发明中第一钢板百叶的结构示意图；
29.图6为本发明中第二钢板百叶的结构示意图；
30.图7为本发明中第三钢板百叶的结构示意图；
31.图8为本发明中滤沙墙的结构示意图。
32.符号说明：
33.沉淤池-1，钢板百叶-2，第一钢板百叶-21，第二钢板百叶-22，第三钢板百叶-23，预埋件-3，阶梯-4，滤沙墙5，透水混凝土层-51，格宾石笼层-52，消能坎-6，出水口-7。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.一种具备水沙分离功能的雨水收集利用装置，能够有效缓解上述问题，有效地实现大水流收集净化和城市应急排水。
36.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
37.如图1和图2所示，本发明一种具备水沙分离功能的雨水收集利用装置，所述雨水收集利用装置包括：沉淤池1、钢板百叶2、预埋件3、阶梯4和滤沙墙5。
38.所述沉淤池1，下嵌于过流通道，被路面覆盖并设有进水口；所述钢板百叶2覆盖所述进水口；所述预埋件3，设置在所述沉淤池1的侧壁中部，且将所述钢板百叶2固定在所述沉淤池1的安装卡口处；所述阶梯4，设置在所述沉淤池1的内部，并由沉淤池1进水口的底部延伸至沉淤池1的底部；所述滤沙墙5，设置在所述沉淤池1底部，并从所述沉淤池1底部向上延伸至路面底部。
39.雨水混合物流经进水口到达所述钢板百叶2，经所述钢板百叶2对雨水混合物进行初步分离，经所述阶梯4对初步分离后的雨水混合物进行消能，最后经所述滤沙墙5对消能后的雨水混合物进行第二次分离，得到待利用的雨水。
40.进一步地，所述具备水沙分离功能的雨水收集利用装置，按其布置工况分为上凸式和下凹式两种，图1为上凸式，图2为下凹式。所述沉淤池1分为上凸形和下凹形，所述沉淤池1为长方体结构，由钢筋混凝土浇筑而成，沉淤池1底长250cm，宽150cm，高100cm，沉淤池1下嵌于路面85cm，迎水面上凸或下凹15cm。沉淤池1进水口底部与路面齐平，沉淤池1下凹面和侧面迎水面设有宽、高均为5cm的阶梯安装卡口，所述预埋件3预埋于沉淤池1上凸和下凹侧侧壁中部，所述阶梯4设置于进水口侧，所述滤沙墙5设置于沉淤池1中后部。
41.所述阶梯3由素混凝土浇筑而成，用于消除水中部分能量，阶梯4的踏步宽20cm，踏步高15cm，阶梯结构示意图如图3。
42.进一步地，如图1和图2所示，所述雨水收集利用装置还包括：消能坎6。
43.所述消能坎6，设置在所述沉淤池1的底部，且位于所述阶梯4与所述滤沙墙5之间，用于对流经所述阶梯4的雨水进行第二次消能，主要消除池底水流的部分能量。
44.优选地，所述消能坎6的数量为多个，多个所述消能坎6等间隔的设置在所述沉淤池1的底部。如图4所示，在本发明的一具体实施例中，所述消能坎6为长方体结构，宽20cm，高20cm，垂直于水流间隔20cm均匀布置。
45.具体地，所述钢板百叶2由钢板焊接而成。在本发明的一个实施例中，如图1所示，所述钢板百叶2包括第一钢板百叶21和第二钢板百叶22。钢板百叶用于初次拦截垃圾、树叶、枝条、大颗粒物和改变水流方向。
46.所述第一钢板百叶21的各叶片与水平面的夹角为90度，所述第二钢板百叶22的各叶片与水平面的夹角为45度，且所述第一钢板百叶21与所述第二钢板百叶22构成l型结构，即第一钢板百叶21为90度钢板百叶，各叶片厚3cm，宽4cm，叶片间距4cm，边框为长方形方
框，短边宽10cm，厚5cm，长边宽5cm，厚5cm，焊制跨度150cm、宽度65cm和跨度150cm、宽度30cm的钢板百叶，分别应用于上凸式和下凹式的雨水收集利用装置，第一钢板百叶的结构示意图如图5所示；第二钢板百叶22为竖直迎水面45度钢板百叶，各叶片厚0.8mm，宽4cm，叶片间距4cm，边框的长边宽5cm，厚5cm，焊制跨度150cm、宽度65cm和跨度150cm、宽度30cm的钢板百叶，分别应用于上凸式和下凹式的雨水收集利用装置，第二钢板百叶的结构示意图如图6。
47.优选地，在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，所述钢板百叶包括第一钢板百叶21、第二钢板百叶22和第三钢板百叶23。
48.所述第一钢板百叶21的各叶片与水平面的夹角为90度，所述第二钢板百叶22的各叶片与水平面的夹角为45度，所述第三钢板百叶23的各叶片与水平面的夹角为45度。所述第三钢板百叶23为水平迎水面45度钢板百叶，各叶片厚3cm，宽4cm，叶片间距4cm。长130cm，边框为长方形方框，短边宽10cm，焊制一个长150cm，宽40cm的钢板百叶，第三钢板百叶的结构示意图如图7。
49.第一钢板百叶21安装于沉淤池1顶部，第二钢板百叶22通过预埋件3安装于沉淤池1迎水面侧壁，第三钢板百叶23安装于沉淤池1凹面安装卡口。
50.进一步地，所述雨水收集利用装置还包括：
51.出水口7，设置于所述沉淤池1的侧部，用于将所述待利用的雨水排出。
52.优选地，所述进水口底部高于所述出水口7底部。具体地，进水口底部高于出水口7底部10cm，沉淤池1顶部和进水口面有高宽均为5cm的阶梯安装卡口。
53.进一步地，所述滤沙墙5包括透水混凝土层51和格宾石笼层52。具体地，如图4所示，所述透水混凝土层为5cm厚，所述格宾石笼层为20cm厚，墙高90cm，其中的石头粒径为5-10cm不等。
54.具体地，所述预埋件3为螺杆，所述预埋件3通过螺母将所述钢板百叶2安装固定于所述进水口底部。其中，螺杆直径为12cm，长为22cm，其中螺杆的15cm预埋于沉淤池1侧壁中部，另外7cm通过螺母安装钢板百叶2。螺母为m12。
55.具体地，本发明的工作过程为：水流流经钢板百叶2初次拦截水中大颗粒物、垃圾、树叶、枝条等实现初步分离，流经45度和90度钢板百叶在空中形成对冲水流对冲消能，跌落水流流经阶梯4和消能坎6消能，再通过沉淤池1扩大过水断面减小流速充分沉淀，最后流经滤沙墙5实现二次分离，多余水排入农田、河、湖，低于出水口7以下的水收集于池中用于城市绿化。通过预埋件3的安装可以取出钢板百叶2，并通过阶梯4进入沉淤池1内，及时清理沉淤池1中的淤沙。本发明通过生态环保的方式实现水沙分离，且本发明所述的装置的上凸和下凹部分增大了排水面积有利于暴雨天气路面积水及时排出，适用于大水流、城市应急排水。
56.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
57.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说
明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。