本發明涉及一種海綿城市洪水調蓄回用系統及其施工方法。

背景技術：

洪水是暴雨、急劇融冰化雪、風暴潮等自然因素引起的江河虎皮水量迅速增加，或者水位迅猛上漲的一種自然現象。但是對于大多數城市來說，由于洪水的破壞力極強，不僅會產生城市內澇，而且嚴重影響人們的出行和人身安全，洪水退去也需要較長時間，因此會使整個城市處于癱瘓狀態。

現有技術中并沒有一種可以有效快速降低城市河道水位的方法，因此在發生洪水時，影響范圍非常廣，會污染城市河道的水質，影響市政管網的正常輸水，同時容易造成水資源的浪費。

技術實現要素：

本發明目的在于針對現有技術所存在的不足而提供一種海綿城市洪水調蓄回用系統及其施工方法的技術方案，通過洪水調蓄池和洪水回用池的設計，不僅可以很好地起到防洪的作用，而且可以有效地將洪水回收后再利用，提高了水資源的利用率，降低了洪水對城市造成的影響，能在現有城區水溝的基礎上直接進行施工，不影響周邊的環境，可以有效地實現老城區水溝快速泄洪的功能，避免城市內澇的發生，同時回收后的洪水可以凈化利用，節約水資源，降低了市政管網的輸水壓力。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種海綿城市洪水調蓄回用系統，其特征在于：包括洪水調蓄池、洪水回用池、分流器和凈化裝置，洪水調蓄池通過明溝連接城區水溝，明溝上設置有欄污過濾裝置，洪水調蓄池的頂面上設置有第一人孔，洪水回用池位于城區水溝的另一側，洪水調蓄池的頂端設置有第一溢流管，洪水調蓄池的底端通過第一排水管連接洪水回用池，第一排水管上設置有抽水泵，洪水回用池與城區水溝之間設置有沉降池，沉降池內設置有分流器，分流器的兩側分別通過進水管和出水管連接城區水溝和洪水回用池，分流器的底端通過市政排水管連接市政管網，洪水回用池的側面上設置有第二溢流管和第二排水管，第二溢流管位于第二排水管的上方，洪水回用池的頂面上設置有第二人孔；通過洪水調蓄池和洪水回用池的設計，不僅可以很好地起到防洪的作用，而且可以有效地將洪水回收后再利用，提高了水資源的利用率，降低了洪水對城市造成的影響，欄污過濾裝置可以有效提地將城區水溝流入的洪水中的雜質進行過濾，防止雜質進入洪水調蓄池而造成管道的堵塞，影響洪水的正常調蓄，同時提高了洪水的利用率，第一人孔和第二人孔的設計，方便對洪水調蓄池和洪水回用池進行清理和修補，延長洪水調蓄池和洪水回用池的使用壽命，當洪水調蓄池內的水位達到設定水位時，通過第一溢流管可以將洪水排放至外部河道中，減小城區水溝的排水壓力，當洪水退去時，通過抽水泵的作用，可以將洪水調蓄池中的水通過第一排水管引入至洪水回用池中，分流器可以將城區水溝中的洪水引入洪水回用池中，減小城區水溝的排水壓力，當洪水回用池中水位較高中，通過第二溢流管和第二排水管可以用于灌溉或排入河道中。

進一步，欄污過濾裝置包括支撐臺和導通管，導通管位于支撐臺的下方，支撐臺的頂面上轉動連接有蓋板，導通管的頂面上移動連接有定位板，定位板的下方均勻設置有過濾網，過濾網通過卡扣固定連接在定位板的底面上，過濾網位于導通管內，通過過濾網可以將導通管中的雜質進行過濾，卡扣便于過濾網的拆卸與安裝，定位板可以將所有的過濾網統一提起清理，從蓋板的位置拉出，蓋板可以起到保護的作用。

進一步，定位板的頂面上對稱設置有拉環，拉環的設計便于定位板的安裝與抽取，提高過濾網更換的靈活性。

進一步，洪水調蓄池內設置有鋼筋結構，鋼筋結構包括下支撐架、上支撐架和弧形支桿，上支撐架通過弧形支桿固定連接在下支撐架的上方，通過鋼筋結構的設計，有效提高了洪水調蓄池的整體蓄洪能力，防止洪水調蓄池由于壓力過大而垮塌。

進一步，分流器包括箱體，箱體的側面上設置有進水接口和第一出水接口，箱體的底面上設置有第二出水接口，箱體的頂面上螺紋連接有端蓋，端蓋上設置有吊耳，端蓋的下方設置有過濾機構，箱體的內部設置有旋流腔和緩沖腔，旋流腔位于緩沖腔的上方，旋流腔與緩沖腔之間設置有托架，托架上扣接有過濾斗，通過第一出水接口和第二出水接口的設計，可以有效地將城區水溝的洪水進行分流，防止由于洪水回用池中的水位達到極限而造成無法泄洪，另一部分洪水則可以進入市政管網，用于生活用水，端蓋方便對分流器內部進行清理，過濾斗則可以很好地將洪水中的雜質進行過濾，防止堵塞管道。

進一步，過濾機構包括液壓缸、活塞桿和內層漏斗，液壓缸位于端蓋內，活塞桿的一端移動連接在液壓缸內，活塞桿的另一端通過伸縮桿連接有懸掛桿，懸掛桿的底端連接內層漏斗，內層漏斗與過濾斗相匹配，通過液壓缸和伸縮桿的設計，便于對內層漏斗中的垃圾進行清理，提高洪水的過濾效率。

進一步，洪水回用池的底部設置有潛水泵，潛水泵通過抽水管連接凈化裝置，洪水進入洪水回用池后，通過潛水泵可以直接將洪水輸入凈化裝置，凈化后用于生活用水，節約了水資源，同時減輕了市政管網的輸水壓力。

如上述的一種海綿城市洪水調蓄回用系統的施工方法，其特征在于包括如下步驟：

1)測量放樣

a、首先根據城區水溝的分布情況制定洪水調蓄回用系統的施工方案，通過測量城區水溝的長度和深度確定洪水調蓄池和洪水回用池的容量，并根據城區水溝的載水量確定洪水調蓄池和洪水回用池的施工位置，在指定的施工位置做上標記；

b、然后根據施工位置的土質確定施工機具，并將施工機具運送至施工現場，在施工前對設備進行全面檢查，同時最好技術交底工作，確定施工標準；

2)洪水調蓄池施工

a、首先對城區水溝的一側做有標記的施工位置進行清理，并以該施工位置為中心劃設半徑為45～55m的安全區域，安裝圍欄進行安全隔離，用白色石灰粉在施工位置上畫一個直徑與洪水調蓄池相匹配的圓；

b、然后用挖掘機以該圓為平面，垂直向下分層挖掘，從上往下第一層的開挖深度為2m，第二層的開挖深度為2m，依次往下，直至最后一層的開挖深度為1m，每一層挖掘時均由圓弧的邊線向中心開挖，同時每開挖一層在側壁的周圍用木板進行支護，并用螺栓將木板固定在側壁上，直至整個圓柱形槽筒挖掘完畢；

c、接著將加工好的下支撐架通過吊裝機放入圓柱形槽筒中，直至下支撐架的底端與圓柱形槽筒的底面接觸，此時穩定吊裝機，通過人工回填粘土，將下支撐架與圓柱形槽筒之間的空隙裝填密實，使底層的粘土與下支撐架的圓弧面貼合，同時用夯實機將粘土進行夯實處理，對凹陷的位置填補粘土，使粘土層的圓弧面與下支撐架的圓弧面相匹配；

d、再用吊裝機取出下支撐架，對粘土層的圓弧面做一層厚度為10～20cm的防水層，然后將下支撐架下放至粘土層上，并用混凝土進行澆筑，使下支撐架與混凝土層齊平；

e、待下支撐架上的混凝土達到設定強度后，將弧形支桿下放至圓柱形槽筒內，用粘土將弧形支桿與圓柱形槽筒之間的空隙進行填充并壓實，然后在弧形支桿上做一層厚度為10～20cm的防水層，再用混凝土沿著弧形支桿進行澆筑；

f待弧形支桿上的混凝土達到設定強度后，將上支撐架下放至圓柱形槽筒內，沿著上支撐架的圓弧面澆筑混凝土，在上支撐架的中心處留出人孔通道，待混凝土達到設定強度后在上表面做一層防水層，最后用粘土回填密實，直至與地面平行；

g、最后沿著人孔通道用混凝土進行澆筑，形成第一人孔，并在第一人孔上安裝安全蓋，待整個洪水調蓄池成型后，通過人工在洪水調蓄池的底部開設一個通孔，在洪水調蓄池的頂部側面上安裝第一溢流管，連通至外部河道，然后沿著第一人孔開設明溝，使明溝將洪水調蓄池與城區水溝連通，并在明溝內安裝欄污過濾裝置；

3)洪水回用池施工

a、首先對城區水溝的另一側做有標記的施工位置進行清理，并以該施工位置為中心劃設半徑為45～55m的安全區域，安裝圍欄進行安全隔離，用白色石灰粉在施工位置上畫一個直徑與洪水回用池相匹配的圓；

b、然后用挖掘機以該圓為平面，垂直向下分層挖掘，從上往下第一層的開挖深度為2m，第二層的開挖深度為2m，依次往下，直至最后一層的開挖深度為1m，每一層挖掘時均由圓弧的邊線向中心開挖，同時每開挖一層在側壁的周圍用木板進行支護，并用螺栓將木板固定在側壁上，直至整個基坑挖掘完畢；

c、接著將制作成洪水回用池的鋼筋籠通過吊裝機下放至基坑內，直至鋼筋籠的底端與基坑的底面接觸，然后用粘土將鋼筋籠與基坑之間的間隙回填密實，并在鋼筋籠的內側做一層厚度為10～20cm的防水層，接著在防水層的內側面用混凝土進行澆筑，鋼筋籠的頂面上安裝第二人孔，并在第二人孔上安裝安全蓋，最后將第二人孔與圓柱形槽筒之間用粘土回填壓實，直至與地面平行；

d，最后在洪水回用池的底部用鉆孔設備鉆取排水孔，在排水孔內安裝第一排水管，使洪水調蓄池與洪水回用池連通，并在第一排水管上安裝抽水泵，然后在洪水回用池的側面安裝第二排水管和第二溢流管，第二排水管與下水管道連通，第二溢流管與外部河道連通；

4)沉降池施工

在城區水溝與洪水回用池之間的中點位置設置沉降池，沉降池的深度與分流器相匹配，分流器安裝至沉降池后，將分流器上的進水接口通過進水管與城區水溝連通，將分流器上的第一出水接口通過出水管與洪水回用池連通，將分流器底部的第二出水接口通過市政排水管與市政管網連通；

5)凈化裝置施工

根據圖紙的設計要求將凈化裝置安裝在設定位置后，將凈化裝置的進水端通過抽水管連接至洪水回用池內，抽水管的端部安裝有潛水泵，潛水泵固定在洪水回用池的底部，凈化裝置的出水端與外部水管連接；

6)洪水調蓄回用系統試運行

在洪水季，城區水溝中的水位低于設定水位時，河水直接通過進水管經分流器進入洪水回用池，洪水回用池內的潛水泵將河水直接抽回至凈化裝置，用于生活供水或灌溉，當城區水溝中的水位高于設定水位時，河水經明溝進入洪水調蓄池，降低城區水溝的水位，當洪水退去時，洪水調蓄池內的水經抽水泵進入洪水回用池，回收再利用。

本發明由于采用了上述技術方案，具有以下有益效果：

1、通過洪水調蓄池和洪水回用池的設計，不僅可以很好地起到防洪的作用，而且可以有效地將洪水回收后再利用，提高了水資源的利用率，降低了洪水對城市造成的影響；

2、欄污過濾裝置可以有效提地將城區水溝流入的洪水中的雜質進行過濾，防止雜質進入洪水調蓄池而造成管道的堵塞，影響洪水的正常調蓄，同時提高了洪水的利用率；

3、第一人孔和第二人孔的設計，方便對洪水調蓄池和洪水回用池進行清理和修補，延長洪水調蓄池和洪水回用池的使用壽命；

4、當洪水調蓄池內的水位達到設定水位時，通過第一溢流管可以將洪水排放至外部河道中，減小城區水溝的排水壓力，當洪水退去時，通過抽水泵的作用，可以將洪水調蓄池中的水通過第一排水管引入至洪水回用池中，分流器可以將城區水溝中的洪水引入洪水回用池中，減小城區水溝的排水壓力，當洪水回用池中水位較高中，通過第二溢流管和第二排水管可以用于灌溉或排入河道中；

5、本發明方法步驟簡單，能在現有城區水溝的基礎上直接進行施工，不影響周邊的環境，可以有效地實現老城區水溝快速泄洪的功能，避免城市內澇的發生，同時回收后的洪水可以凈化利用，節約水資源，降低了市政管網的輸水壓力。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

圖1為本發明一種海綿城市洪水調蓄回用系統及其施工方法中洪水調蓄回用系統的效果圖；

圖2為本發明中欄污過濾裝置的結構示意圖；

圖3為本發明中分流器的結構示意圖。

圖中：1-洪水調蓄池；2-洪水回用池；3-分流器；4-凈化裝置；5-欄污過濾裝置；6-明溝；7-第一人孔；8-第一溢流管；9-第一排水管；10-抽水泵；11-下支撐架；12-弧形支桿；13-上支撐架；14-城區水溝；15-沉降池；16-進水管；17-市政排水管；18-出水管；19-潛水泵；20-抽水管；21-第二溢流管；22-第二排水管；23-第二人孔；24-支撐臺；25-導通管；26-蓋板；27-定位板；28-拉環；29-過濾網；30-卡扣；31-箱體；32-進水接口；33-第一出水接口；34-第二出水接口；35-旋流腔；36-緩沖腔；37-托架；38-過濾斗；39-端蓋；40-吊耳；41-液壓缸；42-活塞桿；43-伸縮桿；44-懸掛桿；45-內層漏斗。

具體實施方式

如圖1至圖3所示，為本發明一種海綿城市洪水調蓄回用系統，包括洪水調蓄池1、洪水回用池2、分流器3和凈化裝置4，洪水調蓄池1通過明溝6連接城區水溝14，明溝6上設置有欄污過濾裝置5，欄污過濾裝置5包括支撐臺24和導通管25，導通管25位于支撐臺24的下方，支撐臺24的頂面上轉動連接有蓋板26，導通管25的頂面上移動連接有定位板27，定位板27的下方均勻設置有過濾網29，過濾網29通過卡扣30固定連接在定位板27的底面上，過濾網29位于導通管25內，通過過濾網29可以將導通管25中的雜質進行過濾，卡扣30便于過濾網29的拆卸與安裝，定位板27可以將所有的過濾網29統一提起清理，從蓋板26的位置拉出，蓋板26可以起到保護的作用，定位板27的頂面上對稱設置有拉環28，拉環28的設計便于定位板27的安裝與抽取，提高過濾網29更換的靈活性。

洪水調蓄池1的頂面上設置有第一人孔7，洪水回用池2位于城區水溝14的另一側，洪水調蓄池1的頂端設置有第一溢流管8，洪水調蓄池1的底端通過第一排水管9連接洪水回用池2，第一排水管9上設置有抽水泵10，洪水調蓄池1內設置有鋼筋結構，鋼筋結構包括下支撐架11、上支撐架13和弧形支桿12，上支撐架13通過弧形支桿12固定連接在下支撐架11的上方，通過鋼筋結構的設計，有效提高了洪水調蓄池1的整體蓄洪能力，防止洪水調蓄池1由于壓力過大而垮塌。

洪水回用池2與城區水溝14之間設置有沉降池15，沉降池15內設置有分流器3，分流器3包括箱體31，箱體31的側面上設置有進水接口32和第一出水接口33，箱體31的底面上設置有第二出水接口34，箱體31的頂面上螺紋連接有端蓋39，端蓋39上設置有吊耳40，端蓋39的下方設置有過濾機構，箱體31的內部設置有旋流腔35和緩沖腔36，旋流腔35位于緩沖腔36的上方，旋流腔35與緩沖腔36之間設置有托架37，托架37上扣接有過濾斗38，通過第一出水接口33和第二出水接口34的設計，可以有效地將城區水溝14的洪水進行分流，防止由于洪水回用池2中的水位達到極限而造成無法泄洪，另一部分洪水則可以進入市政管網，用于生活用水，端蓋39方便對分流器3內部進行清理，過濾斗38則可以很好地將洪水中的雜質進行過濾，防止堵塞管道，過濾機構包括液壓缸41、活塞桿42和內層漏斗45，液壓缸41位于端蓋39內，活塞桿42的一端移動連接在液壓缸41內，活塞桿42的另一端通過伸縮桿43連接有懸掛桿44，懸掛桿44的底端連接內層漏斗45，內層漏斗45與過濾斗38相匹配，通過液壓缸41和伸縮桿43的設計，便于對內層漏斗45中的垃圾進行清理，提高洪水的過濾效率，分流器3的兩側分別通過進水管16和出水管18連接城區水溝14和洪水回用池2，分流器3的底端通過市政排水管17連接市政管網。

洪水回用池2的側面上設置有第二溢流管21和第二排水管22，第二溢流管21位于第二排水管22的上方，洪水回用池2的頂面上設置有第二人孔23，洪水回用池2的底部設置有潛水泵19，潛水泵19通過抽水管20連接凈化裝置4，洪水進入洪水回用池2后，通過潛水泵19可以直接將洪水輸入凈化裝置4，凈化后用于生活用水，節約了水資源，同時減輕了市政管網的輸水壓力；通過洪水調蓄池1和洪水回用池2的設計，不僅可以很好地起到防洪的作用，而且可以有效地將洪水回收后再利用，提高了水資源的利用率，降低了洪水對城市造成的影響，欄污過濾裝置5可以有效提地將城區水溝14流入的洪水中的雜質進行過濾，防止雜質進入洪水調蓄池1而造成管道的堵塞，影響洪水的正常調蓄，同時提高了洪水的利用率，第一人孔7和第二人孔23的設計，方便對洪水調蓄池1和洪水回用池2進行清理和修補，延長洪水調蓄池1和洪水回用池2的使用壽命，當洪水調蓄池1內的水位達到設定水位時，通過第一溢流管8可以將洪水排放至外部河道中，減小城區水溝14的排水壓力，當洪水退去時，通過抽水泵10的作用，可以將洪水調蓄池1中的水通過第一排水管9引入至洪水回用池2中，分流器3可以將城區水溝14中的洪水引入洪水回用池2中，減小城區水溝14的排水壓力，當洪水回用池2中水位較高中，通過第二溢流管21和第二排水管22可以用于灌溉或排入河道中。

如上述的一種海綿城市洪水調蓄回用系統的施工方法，包括如下步驟：

1)測量放樣

a、首先根據城區水溝14的分布情況制定洪水調蓄回用系統的施工方案，通過測量城區水溝14的長度和深度確定洪水調蓄池1和洪水回用池2的容量，并根據城區水溝14的載水量確定洪水調蓄池1和洪水回用池2的施工位置，在指定的施工位置做上標記；

b、然后根據施工位置的土質確定施工機具，并將施工機具運送至施工現場，在施工前對設備進行全面檢查，同時最好技術交底工作，確定施工標準；

2)洪水調蓄池施工

a、首先對城區水溝14的一側做有標記的施工位置進行清理，并以該施工位置為中心劃設半徑為45～55m的安全區域，安裝圍欄進行安全隔離，用白色石灰粉在施工位置上畫一個直徑與洪水調蓄池1相匹配的圓；

b、然后用挖掘機以該圓為平面，垂直向下分層挖掘，從上往下第一層的開挖深度為2m，第二層的開挖深度為2m，依次往下，直至最后一層的開挖深度為1m，每一層挖掘時均由圓弧的邊線向中心開挖，同時每開挖一層在側壁的周圍用木板進行支護，并用螺栓將木板固定在側壁上，直至整個圓柱形槽筒挖掘完畢；

c、接著將加工好的下支撐架11通過吊裝機放入圓柱形槽筒中，直至下支撐架11的底端與圓柱形槽筒的底面接觸，此時穩定吊裝機，通過人工回填粘土，將下支撐架11與圓柱形槽筒之間的空隙裝填密實，使底層的粘土與下支撐架11的圓弧面貼合，同時用夯實機將粘土進行夯實處理，對凹陷的位置填補粘土，使粘土層的圓弧面與下支撐架11的圓弧面相匹配；

d、再用吊裝機取出下支撐架11，對粘土層的圓弧面做一層厚度為10～20cm的防水層，然后將下支撐架11下放至粘土層上，并用混凝土進行澆筑，使下支撐架11與混凝土層齊平；

e、待下支撐架11上的混凝土達到設定強度后，將弧形支桿12下放至圓柱形槽筒內，用粘土將弧形支桿12與圓柱形槽筒之間的空隙進行填充并壓實，然后在弧形支桿12上做一層厚度為10～20cm的防水層，再用混凝土沿著弧形支桿12進行澆筑；

f待弧形支桿12上的混凝土達到設定強度后，將上支撐架13下放至圓柱形槽筒內，沿著上支撐架13的圓弧面澆筑混凝土，在上支撐架13的中心處留出人孔通道，待混凝土達到設定強度后在上表面做一層防水層，最后用粘土回填密實，直至與地面平行；

g、最后沿著人孔通道用混凝土進行澆筑，形成第一人孔7，并在第一人孔7上安裝安全蓋，待整個洪水調蓄池1成型后，通過人工在洪水調蓄池1的底部開設一個通孔，在洪水調蓄池1的頂部側面上安裝第一溢流管8，連通至外部河道，然后沿著第一人孔7開設明溝6，使明溝6將洪水調蓄池1與城區水溝14連通，并在明溝6內安裝欄污過濾裝置5；

3)洪水回用池施工

a、首先對城區水溝14的另一側做有標記的施工位置進行清理，并以該施工位置為中心劃設半徑為45～55m的安全區域，安裝圍欄進行安全隔離，用白色石灰粉在施工位置上畫一個直徑與洪水回用池2相匹配的圓；

b、然后用挖掘機以該圓為平面，垂直向下分層挖掘，從上往下第一層的開挖深度為2m，第二層的開挖深度為2m，依次往下，直至最后一層的開挖深度為1m，每一層挖掘時均由圓弧的邊線向中心開挖，同時每開挖一層在側壁的周圍用木板進行支護，并用螺栓將木板固定在側壁上，直至整個基坑挖掘完畢；

c、接著將制作成洪水回用池2的鋼筋籠通過吊裝機下放至基坑內，直至鋼筋籠的底端與基坑的底面接觸，然后用粘土將鋼筋籠與基坑之間的間隙回填密實，并在鋼筋籠的內側做一層厚度為10～20cm的防水層，接著在防水層的內側面用混凝土進行澆筑，鋼筋籠的頂面上安裝第二人孔23，并在第二人孔23上安裝安全蓋，最后將第二人孔23與圓柱形槽筒之間用粘土回填壓實，直至與地面平行；

d，最后在洪水回用池2的底部用鉆孔設備鉆取排水孔，在排水孔內安裝第一排水管9，使洪水調蓄池1與洪水回用池2連通，并在第一排水管9上安裝抽水泵10，然后在洪水回用池2的側面安裝第二排水管22和第二溢流管21，第二排水管22與下水管道連通，第二溢流管21與外部河道連通；

4)沉降池施工

在城區水溝14與洪水回用池2之間的中點位置設置沉降池15，沉降池15的深度與分流器3相匹配，分流器3安裝至沉降池15后，將分流器3上的進水接口32通過進水管16與城區水溝14連通，將分流器3上的第一出水接口33通過出水管18與洪水回用池2連通，將分流器3底部的第二出水接口34通過市政排水管17與市政管網連通；

5)凈化裝置施工

根據圖紙的設計要求將凈化裝置4安裝在設定位置后，將凈化裝置4的進水端通過抽水管20連接至洪水回用池2內，抽水管20的端部安裝有潛水泵19，潛水泵19固定在洪水回用池2的底部，凈化裝置4的出水端與外部水管連接；

6)洪水調蓄回用系統試運行

在洪水季，城區水溝14中的水位低于設定水位時，河水直接通過進水管16經分流器3進入洪水回用池2，洪水回用池2內的潛水泵19將河水直接抽回至凈化裝置4，用于生活供水或灌溉，當城區水溝14中的水位高于設定水位時，河水經明溝6進入洪水調蓄池1，降低城區水溝14的水位，當洪水退去時，洪水調蓄池1內的水經抽水泵10進入洪水回用池2，回收再利用。

以上僅為本發明的具體實施例，但本發明的技術特征并不局限于此。任何以本發明為基礎，為實現基本相同的技術效果，所作出地簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發明的保護范圍之中。