本发明属于市政排水技术领域，具体涉及一种合流排水系统上的截流井，也称袋鼠井。
背景技术：
我国城市发展日新月异，伴随着高速发展而产生的一些发展问题也日益凸显。比如，城市黑臭水体问题，城市雨污水合流的问题。新旧城区比邻交错，污水、雨水管网系统建设年代不同，建设理念、建设标准不一，管网系统间延伸、交叉、错接、互通，产生了雨污合流现象，污水排入河道、城中水系，污染了环境，水环境的持续破坏，富营养化，致使黑臭水体出现，恶化了区域生态，进而影响到整个城区环境。
针对这类问题的解决，我国权威部门给出了“控源截污、垃圾清理、清淤疏浚、生态修复”的十六字指导性原则，其中最根本的是控源截污，也是解决黑臭水体问题的前提，而达到控源截污的效果，最有效的措施是雨污分流改造，实现彻底的分流制排水系统。但是，在不少地区的具体实施中，雨污水分流改造面临着在具体执行方面的重重困难，基本上分为两种情况，一种是按照合流制建设的城市排水管网系统，改造需要另外建设一套新系统，存在破路，与旧支管连接高程及地下用地空间紧张等问题；另一种是按照分流制建设的城市排水系统，在后期运行过程中，由于私接乱接而导致的合流现象，这种情况比较复杂，单是调查合流点这项工程，工作量大，难度大。鉴于以上的原因，雨污分流改造，实施难度大，往往是费时费工费力，却收效甚微。于是，不少地区，为了切断河流及城区水系的污染源，达到截污效果，采用了大量的系统末端截流方案。用到最多的构筑物就是截流井技术。这种传统的截流井，在排向河道的合流干管上建设一座尺寸较大的检查井，井内有低位截流管、溢流堰等设施，将旱季污水截流，进入污水厂处理，雨季或旱季水量较大时，多余的水(雨污合流水)仍排入河道。
我国多地城市排水合流制管道系统中，截流井是常见的排水构筑物。但这些传统的截流井，截流进入污水管的污水流量无法控制，下游水位标高超过上游时，会造成下游水的倒灌，甚至产生路面冒水的“顶托”现象；传统的截流井，污水雨水一起截流，雨水量的瞬时暴增，使城市污水厂难以收纳并有效处理，大多地区对截流后的合流水，采用溢流排放水体的方式，对城市水体造成了污染。
近年来，业内人士发明的一些新型截流井，有止回功能的、拦渣功能的、利用浮筒的、带可调堰、跳跃堰的等等，其共有缺陷是构造复杂，加入阀门、浮筒、扇形堰等设备，建设要求高，工期长，运行管理复杂；其共有缺陷之二是截流功能不稳定，这些构造复杂的截流井，由于雨水污水内所含固体物质较多，运行一段时间后，阀门关闭、浮筒及跳跃堰的控制效果会大打折扣，且这类地下构筑物维修管理困难，影响了截流系统的整体效能。
目前采用的这些截流井，旱季将合流水截流后，进入污水厂处理，雨季溢流，使得合流水进入城区水体，要么只是侧重截流，要么只是侧重分流，要么只是侧重初雨弃流，其功能单一，构造复杂，对城区环境、水系生态来说，控源截污功效并不理想。
因此，在全国各地对黑臭水体进行综合治理的大背景下，迫切需要一种既能实现截流、初雨分离，又能实现雨污分流、沉砂的，简单易行的新型截流分流技术。
技术实现要素：
本发明提供了一种用于合流排水系统上的截流式分流井，与同类截流井相比，无需能耗，即可以实现污水的截流、初雨的分离、又可以实现雨污水的分流，尤其是，建设简单、快捷。在我国目前各地区的分流改造，黑臭水体治理方面，可以发挥十分重要的作用。
该合流排水系统上的截流式分流井设置在雨水合流系统干管(7)上，由进水管(1)、污水室(2)、分水墙(3)、雨水室(4)、污水截流管(5)和雨水出水管(6)组成，雨水河流系统干管与进水管(1)相连接，进水管(1)的管头伸入污水室(2)，污水截流管(5)位于污水室(2)底部，分水墙(3)位于污水室(2)与雨水室(4)之间，雨水出水管(6)位于雨水室(4)底部，合流干管下游段(14)与雨水室(4)连接且流体连通。分水墙位于污水室和雨水室之间，其顶部设计为薄壁堰，分水墙与进水管管头的位置参数——距离h是本发明的关键，也是能否实现分流的重要参数，如下公式计算。
其中：h——进水管出口射流距离m；
v——进水管压力流态下出口流速m/s；v根据压力流态下的作用水头计算；
g——重力加速度m/s2
由于进水管的特殊设计，该井可以产生重力流、压力流两种水流工况，实现重力、压力两种水头排水，特取名为“袋鼠井”。“袋鼠井”修建在城市合流排水系统的干管上，主要用于合流系统的末端分流改造，治理黑臭水体。
袋鼠井由进水管、出水管、污水室、雨水室、分水墙组成，具有截流、分流、沉砂的作用。进水管是合流干管与袋鼠井之间的关键部件，与合流干管直接相连，管径较原合流系统合流干管小2～5级，且进水管末端上部安装有自动排气阀，以利于压力流状态排气。
合流水进入袋鼠井主体的第一个功能室——污水室。进水管管头设计伸入污水室，优选25cm，污水截流管位于该管头正下方，并与该管头具有较大的落差。
雨水室设计较为宽大，流槽设计为蜗壳形，蜗壳形流槽末端分别对着挡砂墙和雨水出水管，雨水室挡砂墙下部设置凹形储砂槽，雨水室与合流干管连接，合流干管用作事故溢流口。
井上部设置两个井盖，污水室、雨水室各一个，雨水室的井盖可正对凹形储砂槽，便于泥沙清掏外运。
袋鼠井将污水初雨与雨水分开，分别排入污水室和雨水室，进入两室的污水和雨水出水管，流入各自的管网系统。“袋鼠井”通过进水管管径及构造的创新设计，满足重力、压力两种运行工况的要求，充分利用污水、雨水两种不同的水流特点，简单的水力学构筑物改造组合，在一个井内，实现了截流、雨污水分流、初雨分离以及旋流沉砂功能，可以在城市合流制雨污分流改造中发挥十分重要的作用。
本发明的截流式分流井，最大的特点是没有采用特殊设备，充分利用进水流态的变化、构筑物的结构功能，将截流和分流两种主要功能结合起来，兼顾初雨分离、沉砂功能。该井可以实现对污水量的控制，浮渣随污水截流进污水厂处理，无需拦渣，可防止下游水倒灌，井末端设有蜗形槽，可以起到沉砂的作用。本发明截流式分流井构造简单、运行部件少、运行稳定。尤其是可以实现对初雨的分离、处理，基本可以切断合流排水系统对水体的污染。
附图说明
图1是袋鼠井的平面图；
图2是袋鼠井的剖面图。
具体实施方式
为进一步说明本发明的内容及特点，结合附图实例进行阐述，本实施例是用于说明本发明，而不限于限制本发明的范围。实施例中的实施条件可以根据具体厂家设备的情况进行调整。
如图1所示，本发明袋鼠井设计为矩形，分为五个部分，按照水流方向顺序，分别为：进水管1、污水室2、分水墙3、雨水室4、污水截流管5、雨水出水管6。该井一般可采用钢筋混凝土或混凝土砌块建筑，也可采用玻璃钢预制。
现以北方某城市dn1200合流系统进行说明。该合流系统，旱季污水量0.5～0.8万吨，雨水水量5～6万吨。
在合流系统末端的dn1200合流干管7上建设袋鼠井，将合流干管7断管后，进水管1与之相连，进水管1管径较合流干管7小，具体管径根据地区降雨雨型的不同而不同，以合流管上游不产生“顶托”现象为宜，在本实施例中，按照我国北方的典型暴雨雨型，进水管管径定为dn900。连接采用变径管8连接(要求不高时也可用暗井替代)，变径管8上安装自动排气阀9，变径管8处砌筑闸井10。
进水管1的管头伸入袋鼠井污水室2内壁15-30cm，优选25cm，污水室最下面建dn500污水截流管5，该截流管5位于进水管1管头正下方，其管底高程低于进水管1管底高程至少1m，优选1.6米。
污水室2与雨水室4之间建混凝土分水墙3，分水墙3紧靠污水截流管5的流槽。分水墙3宽度为20-40cm，优选30cm，高度为0.8-1.2m，优选1.0m，顶端为楔形(如图2)，类似水利工程中的薄壁堰。
北方某城市的雨水径流水质为，cod：60～90mg/l，ss：150～220mg/l，色度：30～60度。可见，北方某城市雨水中的主要污染物为ss，其中绝大部分是泥沙，尤其是初雨。
如图1、2，雨水室4内的流槽12为蜗形，主要作用是分离雨水中的泥沙。进水管1在满流的流态下，雨水由进水管1进入雨水室4，1米多的高程差势能转化为雨水流的动能，由于蜗形流槽的导流作用，使雨水流在雨水室4内产生旋流，将雨水中的泥沙甩至外侧，外侧水流中的泥沙碰撞到挡砂墙壁13(挡砂墙是为了抗冲击井壁上加厚的混凝土部分)下沉至沉砂槽11，这样可以实现雨水中大部分泥沙的分离，便于外运。分离出大部分泥沙的雨水则进入雨水出水管6，排至雨水系统，雨水出水管6管径为dn1200。而合流干管下游段14与雨水室4连接，作为溢流管使用。
值得注意的是，进水管管径、分水墙的位置和高度是雨污水分流的关键之处，管径大小的设计应使污水加初雨的量为非满流状态，这样，进水管1的出流为重力流，一经流出管口，随即下落至污水室2，由污水截流管5排走；随着降雨的延续，降雨量加大，使进水管1在满流状态下运行，这时，进水管1的管口出流为压力流，雨水由于压力的能量，像“袋鼠”跃过分水墙3，进入雨水室4，经过旋流沉砂后，排入雨水系统。
按照《建筑与小区雨水利用工程技术规范》(gb50400-2006)，初期雨水(即上文提到的初雨)以2～3min降雨径流为界，本发明袋鼠井初雨取3min降雨径流。
初雨对环境的污染较大，业界对于初雨的处理是经过处理达标后排放，但初雨的分离是行业中的难题，本发明的袋鼠井，将初雨分离后随污水截流管5进入污水系统，一并经污水处理厂处理。
雨水室的雨水经出水管6进入雨水的收集回用系统。