CN221721773U - 一种岩溶地区雨水收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种岩溶地区雨水收集装置，涉及雨水收集设备技术领域，包括收集沟和第二水箱；收集沟的出口与第一排水管相连通，收集沟的出口还通过第二排水管与第二水箱相连，第一排水管上第一阀门，第二排水管上设有第二阀门，收集沟的出口处设有用于检测收集沟的出口排出水量的流量传感器；本实用新型通过流量传感器检测收集沟排出的雨水径流流量，待操作人员发现收集沟排出雨水径流流量达到设定值后，关闭第一阀门、开启第二阀门，将后期雨水径流与初期雨水径流分离开，并将后期雨水径流收集在第二水箱内，从而避免了初期雨水径流对后期雨水径流的污染，提高了岩溶地区农村居民饮水水质。

Description

一种岩溶地区雨水收集装置

技术领域

本实用新型涉及雨水收集装置技术领域，特别是涉及一种岩溶地区雨水收集装置。

背景技术

专利文件CN108571050A在雨水箅子下设有预处理池，预处理池底部设有与市政污水连接管相连的初期雨水弃流管，初期雨水弃流管上设有末端控制阀门，预处理池与过滤池相连通，且预处理池与过滤池之间设有将预处理池和过滤池分隔开的溢流堰；降雨初期时，末端控制阀门打开，初期雨水径流通过初期雨水弃流管进行弃流，中后期雨水径流经预处理池调蓄、沉淀后通过溢流堰溢流到过滤池进行过滤，净化；但需要指出的是：专利文件CN108571050A并未公开具体通过哪一装置或方法准确的判定何时收集到的雨水为初期雨水径流，何时收集到的雨水为中后期雨水径流，即末端控制阀门实际关闭的时刻与末端控制阀门应当关闭的时刻存在偏差，如此，溢流到过滤池内的中后期雨水径流内必然掺有初期雨水径流，降低了中后期雨水径流的可利用程度。

故如何实现初期雨水径流和后期雨水径流的有效分离、收集，防止污染程度较高的初期雨水径流与后期雨水径流混合在一起，对后期雨水径流造成污染，从而提高后期雨水径流的利用程度成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种岩溶地区雨水收集装置，以解决上述现有技术存在的问题，实现初期雨水径流和后期雨水径流的有效分离、收集，防止污染程度较高的初期雨水径流与后期雨水径流混合在一起，对后期雨水径流造成污染，从而提高后期雨水径流的利用程度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种岩溶地区雨水收集装置，包括用于收集雨水径流的收集沟，以及用于储存后期雨水径流的第二水箱；所述收集沟的出口与第一排水管相连通，所述第一排水管用于排出初期雨水径流，所述收集沟的出口还通过第二排水管与所述第二水箱相连，所述第一排水管上设有用于控制所述第一排水管通断的第一阀门，所述第二排水管上设有用于控制所述第二排水管通断的第二阀门，所述收集沟的出口处设有用于检测所述收集沟的出口排出水量的流量传感器。

优选的，所述岩溶地区雨水收集装置还包括用于检测两次降雨间隔时间的计时器。

优选的，所述收集沟的出口处还设有用于检测雨水径流浊度的水质传感器。

优选的，所述岩溶地区雨水收集装置还包括控制器，所述流量传感器、所述计时器和所述水质传感器均与所述控制器电性连接。

优选的，所述第一排水管的出水口连接有用于储存初期雨水径流的第一水箱；所述收集沟与所述流量传感器之间设有用于降低雨水径流污染的沉砂池，所述沉砂池的进口处设有用于截留雨水径流中杂物的格栅，所述沉砂池的出口通过所述第一排水管与所述第一水箱相连，所述沉砂池的出口还通过所述第二排水管与所述第二水箱相连。

优选的，所述沉砂池的底部包括第一水平段、倾斜段和第二水平段，所述第一水平段、所述倾斜段和所述第二水平段沿雨水径流的流动方向依次设置且相连，且所述倾斜段的顶端与所述第一水平段相连，所述倾斜段的底端与所述第二水平段相连。

优选的，所述第一水箱与所述第二水箱上均设有溢流口。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型通过流量传感器检测从收集沟内排出的雨水径流流量，操作人员根据流量传感器的示数，判断收集沟是否排完初期雨水径流，若未排完初期雨水径流，保持第一阀门的开启；若排完初期雨水径流，则关闭第一阀门、开启第二阀门，将后期雨水径流储存到第二水箱内；这实现了初期雨水径流与后期雨水径流的有效分离，避免了污染程度较大的初期雨水径流对较为洁净的后期雨水径流造成污染，使得后期雨水径流能够被使用到更多方面，提高了后期雨水径流的可利用程度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为岩溶地区雨水收集装置的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图的示意图；

其中，1、收集沟；2、格栅；3、沉砂池；4、出水管；5、流量传感器；6、控制器；7、第一阀门；8、第一排水管；9、第一水箱；10、第二阀门；11、第二排水管；12、第二水箱；13、检修孔；14、第一出水口；15、第二出水口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、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实用新型作进一步详细的说明。

需解释的是，本实用新型中所提到的“雨水径流”是指流经地面的雨水；“初期雨水径流”是指降雨初始时期的雨水流经地面后所形成的水体，该阶段的雨水在经过淋洗大气、冲刷地面、冲刷各类废弃物后，水体浑浊，携带有较多的污染物；后期雨水径流是指降雨后续时期的雨水，由于地面和大气中的大部分污染物已被初期雨水径流带走，故与初期雨水径流相比，后期雨水相对比较清澈，径流的污染程度较小。

如图1-图2所示，本实用新型公开了一种岩溶地区雨水收集装置，包括用于收集雨水径流的收集沟1，以及用于储存后期雨水径流的第二水箱12；收集沟1的出口与第一排水管8相连通，第一排水管8用于排出初期雨水径流，收集沟1的出口还通过第二排水管11与第二水箱12相连，第一排水管8上设有用于控制第一排水管8通断的第一阀门7，第二排水管11上设有用于控制第二排水管11通断的第二阀门10，收集沟1的出口处设有用于检测收集沟1的出口排出水量的流量传感器5。

当开始降雨后，打开第一阀门7，关闭第二阀门10，同时，控制器6或操作人员根据流量传感器5反馈的收集沟1的排水量判断，收集沟1的排水量是否超过初期雨水径流量q，若收集沟1的排水量未超过初期雨水径流量q，继续开启第一阀门7，关闭第二阀门10，若控制器6或操作人员发现收集沟1的排水量超过初期雨水径流量q，这说明此时再从收集沟1内排出的雨水径流实际为后期雨水径流，此时操作人员或控制器6关闭第一阀门7，开启第二阀门10，将后期雨水径流储存在第二水箱12内。若流量传感器5的反馈数据判断、第一阀门7与第二阀门10的启闭由控制器6控制实现，则流量传感器5、第一阀门7和第二阀门10需与控制器6电性连接，以保证控制器6可顺利实现上述功能。

其中，第一排水管8可将初期雨水径流直接排出或储存起来。当需将初期雨水径流收集起来时，本实用新型中第一排水管8的出水口连接有用于储存初期雨水径流的第一水箱9，通过第一水箱9将初期雨水径流储存起来，避免了初期雨水径流直接排放造成周边环境污染，以及污染后续后期雨水径流的问题。

本实用新型通过流量传感器5检测收集沟1的排水量是否达到初期雨水径流量，从而切换第一阀门7和第二阀门10的启闭状态，实现了初期雨水径流和后期雨水径流的准确分离与收集，避免了污染较大的初期雨水径流污染后期雨水径流，导致后期雨水径流的可利用程度降低的问题，提高了后期雨水径流的可利用程度，使得后期雨水径流经过较为简单的处理后便可供给人畜饮用，避免了现有技术中因混合收集初期雨水径流和后期雨水径流，导致较为洁净的后期雨水径流受到污染，后期雨水径流在使用时需经历较为复杂处理的问题，即降低了后期雨水径流在使用前的处理成本。

需说明的是，本实用新型中初期雨水径流量q的设定：对一次降雨径流过程多次取样检验，以雨水径流中污染物浓度明显降低时的累计径流量为分界点(雨水径流中污染物浓度可通过在收集沟1的出口处设置水质传感器来进行检测)，分界点前的雨水为初期雨水径流，分界点后为后期雨水径流。根据多次降雨径流过程中污染物监测数据进行分析，设定合理的初期雨水径流量q。

再者，后期雨水径流的可利用程度是指后期雨水径流能够在哪些方面被使用，比如，较为洁净的后期雨水径流可被用来洗菜、洗米、拖地、人畜饮用等。第一水箱9与第二水箱12的容量能够满足当地居民的用水需求。本实用新型之所以收集雨水径流而不是直接收集雨水，是因为若直接收集雨水，将需要放置大量的雨水收集设备，这不仅占地面积大而且成本高，而雨水径流不仅降低了雨水收集成本，还对雨水起到了汇聚作用，能将多方向的雨水进行汇聚。第一水箱9上设有第一出水口，第二水箱12上设有第二出水口15，且第一水箱9和第二水箱12上均设有检修孔。

进一步的，本实用新型中岩溶地区雨水收集装置还包括用于检测两次降雨间隔时间的计时器。在操作人员通过流量传感器5检测收集沟1排水量以判断是否排完初期雨水径流的同时，操作人员还通过计时器判断收集沟1是否排完后期雨水径流，若操作人员根据计时器的反馈发现，计时器测量的间隔时间小于间隔时间t，则判断此场降雨为前场降雨的延续，此时保持第二阀门10的开启；若操作人员根据计时器的反馈发现，计时器测量的间隔时间不小于间隔时间t，则判断此场降雨为第二次降雨，此时，操作人员关闭第二阀门10，开启第一阀门7。如此，不仅进一步避免了将初期雨水径流与后期雨水径流混合收集，导致后期雨水径流被污染，可利用程度降低的问题，还将后期雨水径流尽可能多的储存起来，以满足当地居民更大的用水需求，减少了后期雨水径流直接排放造成的浪费。

需说明的是，本实用新型中间隔时间t的设定：第一次降雨径流结束后，计时器计录停水时间，第二次降雨径流开始时的污染物浓度与前一次降雨的后期雨水污染物浓度相比变化不明显时，第二次降雨视为第一次降雨的延续，第二次降雨停止后重新计录停水时间。如第二次降雨径流污染物浓度明显高于前一次降雨的后期雨水污染物浓度时，雨水计量器计录的停水时间为两次降雨的间隔时间。也根据多次降雨径流过程中污染物监测数据进行分析，设定合理的间隔时间t。

此外，需说明的是，本实用新型中流量传感器5的参数反馈判断、计时器的参数反馈判断、水质传感器的参数反馈判断、第一阀门7和第二阀门10的启闭等功能，既可通过操作人员来实现(操作人员在查看流量、计时器和水质传感器的示数后，启闭第一阀门7和第二阀门10)，或者，省去操作人员，将流量传感器5、计时器、水质传感器、第一阀门7和第二阀门10均与控制器6电性连接，通过控制器6来实现上述功能。

如图1-图2所示，收集沟1与流量传感器5之间设有用于降低雨水径流污染的沉砂池3，沉砂池3的进口处设有用于截留雨水径流中杂物的格栅2，沉砂池3的出口通过第一排水管8与第一水箱9相连，沉砂池3的出口还通过第二排水管11与第二水箱12相连。通过格栅2拦截雨水径流中的杂质，沉砂池3通过减低雨水径流的流动速度，使得雨水径流内的悬浮颗粒因重力作用而沉淀到池底，这有助于清除雨水径流中的泥沙、粉尘和其他悬浮颗粒，从而提高雨水径流的洁净度。

且本实用新型中沉砂池3的底部包括第一水平段、倾斜段和第二水平段，第一水平段、倾斜段和第二水平段沿雨水径流的流动方向依次设置且相连，且第一水平段高于第二水平段。其中，第一水平段允许雨水径流在进入倾斜段之前较为平缓地流过，使得较重的颗粒沉淀到底部；倾斜段的设置进一步增加了雨水径流的速度，有助于将较小颗粒和轻质颗粒冲出水体，增强沉淀效果；第二水平段使得沉砂池3的底部更加平整，提高了雨水径流经沉砂池3时的流通性，避免了雨水径流在池底积聚的问题，保持了沉砂池3的高效运行。

如图1-图2所示，本实用新型中沉砂池3与第一水箱9、第二水箱12之间设有三通阀，沉砂池3的出水口通过出水管4与三通阀的入口相连，三通阀的两个出口分别通过第一排水管8、第二排水管11与第一水箱9、第二水箱12相连。

本实用新型中第一水箱9与第二水箱12上均设有溢流口。当第一水箱9内存满初期雨水径流后，超过第一水箱9容量的初期雨水径流将从第一水箱9内排出，且第一水箱9的溢流口通过管线与污水处理厂或市政管线的污水处理管线相连通，以防止将初期雨水径流直接排放，对周边环境造成污染；当第二水箱12内存满后期雨水径流后，超过第二水箱12容量的后期雨水径流将从第二水箱12内排出，第二水箱12的溢流口可与河道相连，以防止直接排放后期雨水径流对土层的冲击，以及水资源的浪费。

再者，本实用新型在收集沟1的出口处还设有用于检测雨水径流浊度的水质传感器(需说明的是，本实用新型中的水质传感器并非可检测水中离子含量的精密水质传感器，而是大致检测水中污染物含量的水质传感器)。操作人员通过水质传感器的反馈，判断收集沟1是否排完初期雨水径流，从而切换第一阀门7和第二阀门10的启闭状态，实现初期雨水径流和后期雨水径流准确的分离、收集。具体的，当水质传感器检测到雨水径流的污浊度仍高于设定值(设定值是指初期雨水径流污浊度与后期雨水径流污浊度的分界值)时，这说明收集沟1排出的仍为初期雨水径流，此时操作人员继续开启第一阀门7、保持第二阀门10的管壁；当水质传感器检测到雨水径流的污浊度低于设定值时，这说明收集沟1排出的为后期雨水径流，此时操作人员关闭第一阀门7、开启第二阀门10，进行后期雨水径流的收集。由上述可知，本实用新型通过水质传感器，准确的实现了初期雨水径流与后期雨水径流的分离，提高了后期雨水径流的可利用程度。

本实用新型中岩溶地区雨水收集装置的工作过程：一次降雨径流过程开始，流量传感器5时自动计录过水量，雨水径流通过第一排水管8流入第一水箱9；当操作人员或控制器6发现同步流量传感器5检测到的收集沟1的排水量值达到预先设定的初期雨水水量q时，操作人员或控制器6关闭第一阀门7，打开第二阀门10，后期雨水径流通过第二排水管11流入第二水箱12。

一次降雨过程结束，计时器计录停水时间，当停水时间没有达到间隔时间t时而发生降雨径流，则本次径流视为上一次径流的延续，雨水仍进入第二水箱12。当计时器计录的停水时间达到设定的间隔时间t时，操作人员或控制器6控制关闭第二阀门10，打开第一阀门7，q值回到初始状态，等待下一次降雨径流，依此循环运行。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，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实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种岩溶地区雨水收集装置，其特征在于，包括用于收集雨水径流的收集沟，以及用于储存后期雨水径流的第二水箱；所述收集沟的出口与第一排水管相连通，所述第一排水管用于排出初期雨水径流，所述收集沟的出口还通过第二排水管与所述第二水箱相连，所述第一排水管上设有用于控制所述第一排水管通断的第一阀门，所述第二排水管上设有用于控制所述第二排水管通断的第二阀门，所述收集沟的出口处设有用于检测所述收集沟的出口排出水量的流量传感器。

2.根据权利要求1所述的岩溶地区雨水收集装置，其特征在于，所述岩溶地区雨水收集装置还包括用于检测两次降雨间隔时间的计时器。

3.根据权利要求2所述的岩溶地区雨水收集装置，其特征在于，所述收集沟的出口处还设有用于检测雨水径流浊度的水质传感器。

4.根据权利要求3所述的岩溶地区雨水收集装置，其特征在于，所述岩溶地区雨水收集装置还包括控制器，所述流量传感器、所述计时器和所述水质传感器均与所述控制器电性连接。

5.根据权利要求1所述的岩溶地区雨水收集装置，其特征在于，所述第一排水管的出水口连接有用于储存初期雨水径流的第一水箱；所述收集沟与所述流量传感器之间设有用于降低雨水径流污染的沉砂池，所述沉砂池的进口处设有用于截留雨水径流中杂物的格栅，所述沉砂池的出口通过所述第一排水管与所述第一水箱相连，所述沉砂池的出口还通过所述第二排水管与所述第二水箱相连。

6.根据权利要求5所述的岩溶地区雨水收集装置，其特征在于，所述沉砂池的底部包括第一水平段、倾斜段和第二水平段，所述第一水平段、所述倾斜段和所述第二水平段沿雨水径流的流动方向依次设置且相连，且所述倾斜段的顶端与所述第一水平段相连，所述倾斜段的底端与所述第二水平段相连。

7.根据权利要求5所述的岩溶地区雨水收集装置，其特征在于，所述第一水箱与所述第二水箱上均设有溢流口。