一种快速疏散水源的地下管网的制作方法

1.本实用新型涉及一种快速疏散水源的地下管网，属于城市排水技术领域。


背景技术：

2.传统的城市雨水排水系统主要是通过下水道管口（雨水集水井）将地面雨水径流收集到地下输水管网中，再通过地下输水管网进行排放，当降雨量较大时，传统的城市雨水排水系统的排水能力通常难以满足快速疏散降雨的需求，容易在城市内形成倒灌和积水。另外，传统的城市雨水排水系统通常只具有排水性能，即使具备一定的蓄水功能，也是将降水转移至指定的蓄水区域，干旱季节或高温季节的城市土地含水量和地下水难以得到补充，容易形成热岛效应。


技术实现要素：

3.为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种快速疏散水源的地下管网，既能够快速疏散降水形成的地面径流，又具有蓄水功能，能够对城市的土地含水量和地下水进行有效补充，实现水资源的有效利用。
4.本实用新型实现上述目的的技术方案是：一种快速疏散水源的地下管网，包括设于城市硬质铺装场地下方的蓄水池和铺设于城市绿化地面及硬质路面下方的集渗水管网，地面设置的雨水集水井通过地下输送管道接入所述蓄水池或者连接所述渗水管，所述硬质铺装场地设有硬质地面铺装，所述硬质地面铺装作为所述蓄水池的盖板，所述蓄水池内设有用于支撑所述硬质地面铺装的万能支撑器，所述集渗水管网的管网出水口连接所述蓄水池，所述集渗水管网包括若干个渗水管，所述渗水管的管壁上密布有内外贯穿的渗水孔。可以通过中间输送管道将蓄水池和渗水管连接成管网，管网设置可以依据现有技术，均衡各区域的集水、蓄水和排水能力，适应于海绵城市的要求。
5.优选的，所述集渗水管网的渗水管分组设置，同组渗水管包括一个独立设置的渗水管或者包括多个相互平行的渗水管，同组的多个相互平行的渗水管通过连接管道连通。
6.所述渗水管水平设置或略带倾斜设置，渗水管的任一端口（内径）的下沿不高于另一端口的中心点，优选地，高位端口（两端口中较高的端口）的下沿不高于低位端口（两端口中较低的端口）下沿上方1/3直径（内径）的高度。
7.同组渗水管的高度相同，倾斜方向和角度相同。水平设置的管道的倾斜角度为零，可以将其任一端口视为高位端口或者视为低位端口。
8.同组渗水管连接的排水管（下游输送管道）数量为一个或多个，可以通过多个排水管连接至不同的下游蓄排水设施（含管道），排水管的排水水位高度高于相应渗水管的低位端口的下沿高度且低于相应渗水管的低位端口下沿上方1/2直径（内径）的高度，由此在保证所需排水能力的情形下使排水后渗水管内依然留有一定的水量，所述排水管的排水水位高度为水能够依靠自身重力通过排水管自动从渗水管持续流出的水位高度，由排水通道（排水管及相关连接结构）所有过流面最低点中的最高点高度确定，通常为排水管进口（排
水管与渗水管之间的连接口）的下沿高度。
9.优选的，不同的渗水管组之间通过组间连接管道相互连通，由此形成相应的管网。
10.所述渗水管通常水平设置，依据水流需要，可以略带倾斜，倾斜角度（与水平面之间的夹角）通常不大于8
°
。
11.优选的，同组的多个所述渗水管等间距分布（相邻的渗水管之间的间距相等，且不为零），或者零间距分布（相邻的渗水管的外壁贴紧接触）。
12.还可以采用上述两种铺设方式混合间隔铺设。
13.优选的，所述渗水管的外壁上包覆有土工布（透水土工布）。
14.优选的，所述渗水管为单壁波纹渗水管（管壁上密布有渗水孔的单壁波纹管）。
15.优选的，所述集渗水管网中的部分或全部渗水管铺设在沙层内。
16.优选的，所述沙层的下方铺设有砾石层。
17.优选的，所述沙层的上方铺设有土基层，所述土基层为压实的回填土层，形成不透水面层，所述土基层的上方铺设有种植土层，形成绿化地面（绿化草坪或绿化种植带），或者所述土基层的上方铺设有硬质路面（例如混凝土路面），形成人行或车行路面，所述硬质路面为不透水面层的一部分。
18.优选的，所述不透水面层设有若干个竖向贯穿的导水管，所述导水管的上端管口漏在所述不透水面层的表面，所述导水管的下端管口位于所述沙层内，地面径流/积水或所述种植土层下渗的水可以通过所述导水管直接流入所述沙层内，所述沙层内的积水可以渗入所述渗水管内。
19.所述导水管的下端管口可以包覆有透水土工布或丝网。
20.所述导水管的上端管口可以包覆有透水土工布或丝网。
21.当所述土基层的上方铺设硬质路面时，所述导水管的上端管口可以设有透水的盖子，所述盖子采用不锈钢、塑料等硬质材料，盖子顶面（或顶面的主体部分）呈网格状或分布有若干通孔，相对包裹土工布而言，这种盖子比土工布结实耐用，并可以更换，适应于人行路面。
22.可以依据使用场地实际情况选择适宜的导水管上端管口的过滤和保护方式。
23.优选的，所述硬质地面铺装采用硬质地面铺装板。
24.优选的，所述硬质地面铺装板受所述万能支撑器的支撑位置至少包括其四角，除位于硬质地面铺装角部的硬质地面铺装板的外凸角外，相互邻接的多个硬质地面铺装板的相应角汇集在一起，并采用同一个万能支撑器同时支撑在汇集在一起的各硬质地面铺装板的角部的下面。
25.所述万能支撑器可以采用高度可调的万能支撑器。
26.优选的，所述硬质地面铺装上设有下水口，所述下水口设有呈格栅状或分布有若干通孔的下水口盖。
27.优选的，所述蓄水池的底部设有排水管，所述排水管上设有排水阀门。
28.所述排水管的出水可以接入用水设施、水库、景观水体或天然水体。
29.优选的，所述蓄水池内的池壁上设有水位传感器，所述水位传感器的信号输出接入所述排水阀门的控制端。
30.可以依据现有技术设置配套的控制装置对所述排水阀门进行控制，亦可以通过配
套适宜的数据采集电路采集所述水位传感器的输出信号，送入控制装置作为控制所述排水阀门工作的依据。
31.优选的，所述集渗水管网的管网出水口与所述蓄水池的池底之间留有间距。
32.所述渗水管的一端作为出水端（或称出水口，各所述渗水管的出水端构成所述集渗水管网的管网出水口），另一端封闭或不封闭，优选封闭。当所述渗水管的另一端（或称进水口）不封闭时，可以并联在一个进水管上，并通过所述进水管连接市政雨水排水管网或雨水集水井。
33.优选的，各所述渗水管的出口端的高度相同。
34.优选的，所述水位传感器在所述蓄水池的池壁上的设置高度不高于所述渗水管的管壁最高点的高度。
35.优选的，所述水位传感器在所述蓄水池的池壁上的设置高度不低于所述渗水管的管壁最低点的高度。
36.本实用新型的有益效果是：
37.1）本实用新型可以快速疏散地面雨水径流，由于所述蓄水池在城市区域内提供了足够大的蓄水空间，降雨可以从城市硬质铺装场地直接流入所述蓄水池内，或者从城市绿化地面及硬质路面渗入所述集渗水管网内，再从所述集渗水管网流入所述蓄水池内，当所述蓄水池内的水位达到一定高度后自动向外排水，可有效避免由于降雨造成的城市内积水或倒灌；
38.2）本实用新型既具有排水功能，又具有蓄水功能，在雨天时，地面降水汇集（排放）至所述蓄水池内，所述蓄水池和所述集渗水管网内均能够存储一定的水量，在晴天时，所述蓄水池内的蓄水向外蒸发，补充空气中的水分，所述集渗水管网内的蓄水可以缓慢向外渗透，补充城市土地含水量和地下水，使城市土地保持一定的湿度，既有利于减少城市绿化用水，节约水资源，又可避免城市形成热岛效应；
39.3）本实用新型由于将蓄水池设置在城市硬质铺装场地的下面，无需额外占用场地，解决了因缺乏场地而无法实现地面雨水径流快速疏散和传统的城市雨水排水系统排水能力有限的问题，由于将硬质铺装场地的硬质地面铺装与蓄水池的建设融为一体，有利于节省施工工期，既可避免对已建成的设施造成破坏，又可明显减少管道长度和施工量，节省建设成本。
附图说明
40.图1是本实用新型的一种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
41.参见图1，本实用新型公开了一种快速疏散水源的地下管网，尤其适用于海绵城市的建设和改造，包括设于城市硬质铺装场地（例如广场或公园）下方的蓄水池1和铺设于城市绿化地面（例如绿化草坪、绿化种植带或雨水花园）及硬质路面（例如人行或车行路面）下方的集渗水管网，所述硬质铺装场地设有硬质地面铺装2，所述硬质地面铺装作为所述蓄水池的顶部盖板，所述蓄水池内设有用于支撑所述硬质地面铺装的万能支撑器3，所述集渗水管网的管网出水口连接所述蓄水池，用于将所述集渗水管网的出水接入所述蓄水池存储和
利用，所述集渗水管网包括若干个平行的渗水管4，所述渗水管通常铺满城市绿化地面和硬质路面的全部区域，以提高城市的排水能力，所述渗水管的管壁上密布有内外贯穿的渗水孔，便于水在所述渗水管内的渗进和渗出，所述渗水孔在所述渗水管上优选呈矩阵规则排列、均匀分布，以保证所述渗水管的各部位的渗水能力均匀。
42.所述集渗水管网的渗水管可以分组设置，分别铺设在不同的区域（例如，不同的绿化地面和硬质路面的下方），同组渗水管包括一个独立设置的渗水管或者包括多个相互平行的渗水管，同组的多个相互平行的渗水管通过连接管道连通，以更好地适应于各组所在区域的场地特点。
43.由于不同组的渗水管通常设置在不同的区域，相互间具有一定的距离，不同的渗水管组之间可以通过组间连接管道相互连通，由此形成以所述蓄水池为中心或交点的管网。
44.同组的多个所述渗水管可以等间距分布（相邻的渗水管之间的间距相等，且不为零），也可以零间距分布（相邻的渗水管的外壁贴紧接触），还可以采用上述两种铺设方式混合间隔铺设。可以依据城市的季节降水总量、城市原有的排水处理能力和城市的易积水区域的分布情况灵活选择铺设方式。例如，城市的季节降水总量不大、城市原有的排水处理能力较强，可以选择所述渗水管等间距分布铺设的方式；城市的季节降水总量较大、城市原有的排水处理能力较弱，可以选择相邻的所述渗水管的外壁贴紧接触铺设的方式；而无论城市的季节降水总量、城市原有的排水处理能力如何，对于城市的易积水区域均优选采用相邻的所述渗水管的外壁贴紧接触铺设的方式，以提高该区域的排水处理能力，避免城市内积水。
45.所述渗水管通常水平设置，依据水流需要，可以略带倾斜，倾斜角度（与水平面之间的夹角）通常不大于8
°
，便于将渗入其内部的水快速输送至所述蓄水池内。
46.通常可以将城市划分为若干个不同的区域，各区域内依据城市规划设置一个或若干个所述蓄水池，将各所述蓄水池周边一定范围（例如5公里）内埋设的集渗水管网接入该蓄水池，从而使以所述蓄水池为中心的地下管网在城市内呈多点分布或多区域分布，提高城市的排水能力。
47.所述渗水管的外壁上优选包覆有土工布（透水土工布），用于所述渗水管与周围环境的隔离，既可以避免所述渗水管的周围环境物质（土、沙或杂物）进入所述渗水孔导致所述渗水孔和/或所述渗水管堵塞，又不影响水在所述渗水管内的渗进和渗出。
48.所述渗水管优选为单壁波纹渗水管（管壁上密布有渗水孔的单壁波纹管），管壁呈波纹状，所述渗水孔位于管壁的波谷处，管壁的波峰可对所述土工布和所述渗水管周围周围环境物质（土或沙等）起到一定的支撑作用，使所述渗水孔不易堵塞，可有效保证所述渗水管的通畅。
49.所述蓄水池和所述集渗水管网的设置可以快速疏散地面雨水径流，由于所述蓄水池在城市区域内提供了足够大的蓄水空间，降雨可以从城市硬质铺装场地直接流入所述蓄水池内，或者从城市绿化地面及硬质路面渗入所述集渗水管网内，再从所述集渗水管网流入所述蓄水池内，可有效避免由于降雨造成的城市内积水或倒灌。由所述蓄水池和所述集渗水管网构成的地下管网既具有排水功能，又具有蓄水功能，在雨天时，地面降水汇集（排放）至所述蓄水池内，所述蓄水池和所述集渗水管网内均能够存储一定的水量，在晴天时，
所述蓄水池内的蓄水向外蒸发，补充空气中的水分，所述集渗水管网内的蓄水可以缓慢向外渗透，补充城市土地含水量和地下水，使城市土地保持一定的湿度，既有利于减少城市绿化用水，节约水资源，又可避免城市形成热岛效应。
50.所述集渗水管网中的部分或全部渗水管优选铺设在沙层5内，利用沙粒间的微小间隙，提高所述集渗水管网周边环境的渗水能力和含水量，既有助于在多雨季节提高城市的渗水和排水能力，又有助于在干旱季节或高温季节方便所述集渗水管网内的蓄水对外渗透。
51.所述沙层的下方优选铺设有砾石层6，可以对所述集渗水管网起到有效的支撑作用，避免下沉，另外，所述砾石层还可对从所述集渗水管网向下渗出的水进行过滤，从所述集渗水管网渗出的水在下渗过程中，可以在所述砾石层内进行硝化反应脱氨脱氮，避免污染地下水。
52.所述沙层的上方优选铺设有土基层7，所述土基层为压实的回填土层，压实程度适度，形成不透水面层，作为城市地面的铺设地基，可以有效避免长期渗水导致的底面凹陷或塌陷等问题。
53.所述土基层的上方铺设有种植土层8，形成绿化地面（绿化草坪或绿化种植带），或者所述土基层的上方铺设有硬质路面（例如混凝土路面）9，形成人行或车行路面，所述硬质路面为不透水面层的一部分（当土基层的上方铺设硬质路面时，土基层的压实密度通常应高于绿化地面或区域的土基层的压实密度，透水/透气能力低，且硬质路面通常为不透水路面，由此可以将位于沙层上面的土基层和硬质路面一并称为不透水层面）。
54.所述不透水面层优选设有若干个竖向贯穿的导水管（图中未示出），所述导水管的上端管口漏在所述不透水面层的表面，所述导水管的下端管口位于所述沙层内，硬质地面的地面径流/积水或所述种植土层下渗的水可以通过所述导水管直接流入所述沙层内，所述沙层内的积水可以渗入所述渗水管内。
55.所述导水管的下端管口可以包覆有透水土工布或丝网，所述导水管的上端管口可以包覆有透水土工布或丝网。
56.当所述土基层的上方铺设硬质路面时，所述导水管的上端管口可以设有透水的盖子，所述盖子采用不锈钢、塑料等硬质材料，盖子顶面（或顶面的主体部分）呈网格状或分布有若干通孔，相对包裹土工布而言，这种盖子比土工布结实耐用，并可以更换，适应于人行路面。
57.可以依据使用场地实际情况选择适宜的导水管上端管口的过滤和保护方式。
58.所述砾石层的下方可以铺设非压实的回填土层10，便于保水。
59.由此，对于典型的城市绿化地面和硬质路面区域，自下向上可以包括非压实的回填土层、砾石层、沙层、压实的回填土层以及种植土层或硬质路面，所述沙层内铺设所述渗水管网，所述沙层下方不设非压实的回填土层时，可以直接铺设在原土基上。
60.所述硬质地面铺装优选采用硬质地面铺装板，所述硬质地面铺装板通常可以呈正方形或长方形，所述硬质地面铺装板可以采用石板。
61.所述万能支撑器通常支设在所述蓄水池的池底，所述硬质地面铺装板的局部压在所述万能支撑器的顶部。所述硬质地面铺装板受所述万能支撑器的支撑位置至少包括其四角，除位于硬质地面铺装角部的硬质地面铺装板的外凸角外，相互邻接的多个硬质地面铺
装板的相应角汇集在一起，通常采用同一个万能支撑器同时支撑在汇集在一起的各硬质地面铺装板的角部的下面。
62.所述万能支撑器可以采用高度可调的万能支撑器，以便可以根据需要调节其高度，由此方便施工作业，其高度调节方式可以为上下两个构件之间的螺纹连接等任意适宜的方式。
63.所述蓄水池通常建设在地下蓄水池基础11上，施工时，可以先在相应的地面上挖掘出用于建设所述蓄水池的适宜大小的基坑，在挖好的基坑内浇筑地下蓄水池基础，然后再浇筑所述蓄水池的主体结构。在所述蓄水池的池底上依据设定的位置支设万能支撑器，调节各万能支撑器至适宜高度后，在万能支撑器上铺设所述硬质地面铺装板，形成所述硬质地面铺装。所述蓄水池的主体结构优选为一体浇筑的钢筋混凝土结构，包括池底12和池壁13。所述蓄水池的主体结构的内侧面上可以设有隔水保护层14，以避免所述蓄水池内的蓄水向外渗出，所述隔水保护层可以采用现有技术下任意适宜的土建隔水卷材或薄膜铺设而成。
64.所述硬质地面铺装上优选设有下水口，所述下水口设有呈格栅状或分布有若干通孔的下水口盖，便于硬质铺装场地的地面雨水流入所述蓄水池。
65.所述蓄水池的底部优选设有排水管15，使所述蓄水池内的蓄水可以在需要时向外排放，所述排水管上设有排水阀门（或排水水闸）16，便于所述蓄水池的排水控制。所述排水管的出水可以接入用水设施、水库、景观水体或天然水体。
66.所述蓄水池内的池壁上优选设有水位传感器17，所述水位传感器的信号输出接入所述排水阀门的控制端，用于依据所述蓄水池内的水位控制所述蓄水池的排水。可以依据现有技术设置配套的控制装置对所述排水阀门进行控制，亦可以通过配套适宜的数据采集电路采集所述水位传感器的输出信号，送入控制装置作为控制所述排水阀门工作的依据。
67.所述集渗水管网的管网出水口与所述蓄水池的池底之间优选留有间距。所述渗水管的一端作为出水端（或称出水口，各所述渗水管的出水端构成所述集渗水管网的管网出水口），另一端封闭或不封闭，优选封闭。当所述渗水管的另一端（或称进水口）不封闭时，可以并联在一个进水管上，并通过所述进水管连接市政雨水排水管网或雨水集水井，所述进水管上设有进水阀门（或进水水闸）。如此设置，可以对于城市的市政排水进行三级处理，有效地提高了城市的市政排水处理能力，当城市的市政排水量较小时，通过原有的市政排水系统（例如排水管网或雨水集水井）进行排水处理；当城市的市政排水量较大时，在通过原有的市政排水系统进行排水处理的同时，可以将一部分市政排水接入所述集渗水管网并在所述集渗水管网和所述蓄水池内储存，储存在所述集渗水管网内的水会逐渐向外渗透，补充城市土地的含水量和地下水，存储在所述蓄水池内的水会向外蒸发，补充空气中的水分；当城市的市政排水量特别大时，在通过原有的市政排水系统进行排水处理的同时，可以将超出原有的市政排水系统处理能力的水通过所述集渗水管网和所述蓄水池直接快速地排至水库、景观水体和/或天然水体，避免在城市内倒灌。
68.各所述渗水管的出口端的高度优选相同，所述水位传感器在所述蓄水池的池壁上的设置高度优选不高于所述渗水管的管壁最高点的高度，通常不高于所述渗水管的轴线（当所述渗水管水平设置时）或轴线的最高点（当所述渗水管倾斜设置时）的高度，且不低于所述渗水管的管壁最低点的高度，以使所述蓄水池内的蓄水达到最大高度（需要向外排水
的极限高度）或较大高度（临近需要向外排水的极限高度）时，所述渗水管内会存储有一定量的水，且存储的水不会充满所述渗水管，既可保证所述渗水管内能够长期存有蓄水并向外渗透，又不影响来水的排放。
69.所述排水阀门可以依据现有技术设定为延时自动停止，或者所述水位传感器的数量为两个，一个设于高位，一个设于低位，当位于高位的所述水位传感器检测到水位信号时，控制所述排水阀门开启，当位于低位的所述水位传感器检测到水位信号时控制所述排水阀门关闭。
70.所述排水管上可以设有水泵，以便在需要时为所述蓄水池的排水提供动力。当所述排水管的出水接入用水设施时，可以在所述蓄水池与用水设施之间设置过滤装置，对所述蓄水池的排水进行过滤。
71.本实用新型公开的各优选和可选的技术手段，除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定外，均可以任意组合，形成若干不同的技术方案。