專(zhuān)利名稱(chēng)：一種小型地埋式多功能雨水收集利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型地埋式多功能雨水收集利用裝置，重點(diǎn)解決城市水資源匱乏和雨水資源浪費(fèi)的問(wèn)題，同時(shí)也可減輕由于排洪能力不足而導(dǎo)致的城市內(nèi)錯(cuò)，屬于水利、水資源和城市水土保持領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
淡水資源是人類(lèi)最寶貴的基本資源之一。雨水是一種最容易獲得的淡水資源，也是一切可供人類(lèi)利用的淡水資源的根本來(lái)源。中國(guó)是一個(gè)缺水的國(guó)家。我國(guó)北方大部分地區(qū)都屬于缺水地區(qū)，70%的大中城市都屬于缺水城市，其中北京是全世界最缺水的特大城市，人均水資源量已經(jīng)下降至100立方米左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)際缺水警戒線。然而，很多年以來(lái)，在城市建設(shè)中，人們大量開(kāi)采地下水資源，造成地下水位不斷下降，甚至枯竭，并由此引發(fā)地面沉降等次生災(zāi)害。城市地面被大量建筑物、硬化地面所覆蓋，使有限的降水通過(guò)下水管道直接排向江河，大大削弱了降水對(duì)地下水的補(bǔ)給作用，同時(shí)增加了江河的防洪壓力。與此同時(shí)，很多城市的排洪能力整體或局部偏低，極易發(fā)生內(nèi)澇。近年來(lái)，國(guó)家大力提倡利用綠地促進(jìn)雨水的蓄滲利用，例如控制綠地高程低于路面、在綠地內(nèi)建設(shè)蓄水池、綠地地下采用透水基質(zhì)、將排水口的位置從道路移至綠地內(nèi)等。目前廣泛應(yīng)用的蓄水池多采用磚、石砌筑或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，占地面積大、造價(jià)高、施工周期長(zhǎng)，建設(shè)及使用極不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于用地埋式蓄水池將雨季的雨洪水集蓄起來(lái)，用于旱季綠地的灌溉、水景觀或者補(bǔ)充地下水，同時(shí)減輕城市防洪壓力、減少內(nèi)澇現(xiàn)象的發(fā)生。本發(fā)明的另一目的是減少雨水收集利用設(shè)施的占地面積、建設(shè)成本和施工周期， 減少水泵的配置數(shù)量，提高使用效率。本發(fā)明的技術(shù)方案是，用高強(qiáng)度不透水板材或混凝土材料預(yù)制成小型地埋式蓄水池及其附屬構(gòu)件，用標(biāo)準(zhǔn)管件制成蓄水池的溢流裝置、連通裝置，所有結(jié)構(gòu)均采用預(yù)制件或標(biāo)準(zhǔn)件組裝而成；不采用較大尺寸的蓄水池，主要通過(guò)小型蓄水池的數(shù)量來(lái)控制蓄水總量； 臨近蓄水池用帶排氣裝置的虹吸管連通，一組連通的蓄水池僅配套一臺(tái)水泵。其中，所述(5)蓄水池主體采用空心球形結(jié)構(gòu)或其它相似結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁光滑或具有輻射狀、網(wǎng)格狀的肋形結(jié)構(gòu)，整體具有較高的抗壓強(qiáng)度和承重能力。該空心球形結(jié)構(gòu)可以用兩個(gè)空心半球結(jié)構(gòu)組裝，并具有豎向筒狀結(jié)構(gòu)。(14)上半球頂部與(2)豎筒相通，(15)下半球底部可以是球形、平板或者連接一個(gè)盆狀集水坑。該豎筒上口附近內(nèi)壁有一(12)環(huán)形支撐托板，其下有4個(gè)以上的(13)楔體支撐。其中，所述附屬構(gòu)件包括(I)篦子和(4)水生植物種植筐，其中篦子為鏤空的圓形平板，水生植物種植筐的通過(guò)(9)豎向格柵將(8)環(huán)形頂板與(10)帶洞的圓形底板相連，可懸掛于(2)豎筒口內(nèi)的(12)環(huán)形支撐托板上。其中，所述溢流裝置為一水平(3)溢流管，安裝于(2)豎筒的中下部，與市政雨水排水主管道連通。該溢流管的深度應(yīng)大于本發(fā)明使用地區(qū)的最大凍土深度。其中，所述連通裝置為標(biāo)準(zhǔn)管件制作的(26)虹吸式連通管，安裝于(5)蓄水池中上部，其頂部中間有(27)排氣裝置。該排氣裝置由一個(gè)(28)三通、(29)豎管、(30)排氣閥門(mén)、(31)管帽組成，并配置一個(gè)檢查井；每個(gè)蓄水池通過(guò)1-4組連通裝置與其它蓄水池相連。本發(fā)明的蓄水池，半徑以I. 5-3米為宜，豎筒的大小以成年人可以順利攀爬進(jìn)出為宜，配套管件尺寸依據(jù)水文計(jì)算確定。該蓄水池與鋼筋混凝土蓄水池相比，制作成本可降低50%以上，施工周期可縮短90%以上，便捷實(shí)用。本發(fā)明的蓄水池下半部分也可做成空心圓柱形結(jié)構(gòu)，或者同時(shí)將上半部分做成圓錐形，以增加有效容積。


圖I是本發(fā)明的剖面圖。圖2是本發(fā)明的主視圖。圖3是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖。圖4是本發(fā)明涉及的雨水篦子軸測(cè)圖。圖5是本發(fā)明的植物種植筐軸測(cè)圖。圖6是本發(fā)明的蓄水池豎筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖7是本發(fā)明的空心球形蓄水池上、下半球及其接口示意圖。圖8是本發(fā)明的蓄水池上、下半球栓接示意圖。圖9是本發(fā)明的連接蓄水池上、下半球的防水膠圈及其接口示意圖。圖10是本發(fā)明的安裝于管件和蓄水池連接處的防水膠圈及其截面圖。圖11是本發(fā)明的連通裝置示意圖。圖12是本發(fā)明的連通管排氣裝置示意圖。圖13是本發(fā)明的應(yīng)用示意圖。圖14是本發(fā)明的連通管栓接示意圖。圖15是本發(fā)明的蓄水池另一種樣式(下半部分為空心圓柱體)。圖中(I)篦子，(2)豎筒，(3)溢流管，(4)水生植物種植筐，(5)蓄水池，(6)連通管，(7)集水坑，⑶環(huán)形頂板，(9)豎向格柵，(10)帶洞的圓形底板，(11)豎筒外壁，(12) 環(huán)形托板，(13)楔體，(14)上半球，(15)下半球，(16)圓洞，(17)上半球邊緣截面，(18) 下半球邊緣截面，(19)1號(hào)栓釘，(20)1型防水膠圈，(21)11型防水膠圈，(22)11型膠圈的截面，(23)111型防水膠圈，(24)111型膠圈的截面，(25)整套蓄水池，(26)虹吸式連通管，
(27)排氣裝置，(28)三通，(29)豎管，(30)排氣閥門(mén)，(31)管帽，(32)地面雨水排水方向，
(33)下凹綠地，(34)地面或進(jìn)水水位線，(35)水生植物，(36)溢流方向(接市政雨水管網(wǎng))，(37)虹吸管可雙向流水，(38)碎石消能，(39)蓄水池池壁，(40)池壁上的圓孔，(41) II號(hào)栓釘，(42)止水墊圈。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的(5)蓄水池主體及其附屬構(gòu)件，均采用模具制作，連通裝置、溢流裝置采用標(biāo)準(zhǔn)排水管件制作，用栓接、膠水、(23)111型防水膠圈(U形截面)等方式安裝于池體上。為了運(yùn)輸方便，本發(fā)明的空心球形池體，可分割為上、下半球，(14)上半球頂部有一圓形洞，大小與(2)豎筒內(nèi)徑相仿；(15)下半球?yàn)橥暾肭颉⑵降装肭蚧蛲饨右粋€(gè)盆狀集水坑；上、下半球可以咬合、栓接、平接，其中咬合采用如圖示(17)、(18)式樣的齒狀接口用膠水粘接，栓接采用L形截面接口、夾一個(gè)(20)橡膠圈并用(19)栓釘固定，平接用(21)11 型防水膠圈涂膠水粘合。本發(fā)明的(2)豎筒可用膠水、栓釘與池體連接，也可與上半球合體制作。該豎筒內(nèi)壁距出口 5厘米左右有一(12)環(huán)形支撐托板，用于放置(I)篦子或(4)水生植物種植筐， 托板下用4個(gè)以上的(13)楔體支撐。本發(fā)明特別適于在下凹式綠地內(nèi)埋設(shè)，也可在平地埋設(shè)，不宜埋設(shè)于道路、停車(chē)場(chǎng)之下。如圖13所示，下雨時(shí)地面雨水向(33)下凹綠地匯聚，待水位超過(guò)(I)篦子的高度時(shí)蓄水池開(kāi)始蓄水，當(dāng)池體水位高于(3)溢流管口的下緣時(shí)，開(kāi)始向外排水。綠地內(nèi)的植物對(duì)雨水有過(guò)濾、凈化作用。池體底部用(38)碎石消能，以減少雨水下落對(duì)池體底板的沖蝕。如圖11所示，本發(fā)明在相鄰(25)整體蓄水池之間設(shè)置(26)虹吸式連通管，并設(shè)置(27)排氣裝置，可使各個(gè)蓄水池的水位變化大致同步，并可減少水泵配置數(shù)量。如圖12所示的排氣裝置，(29)豎管通過(guò)(28)三通與(26)虹吸式連通管連接，并用(31)管帽封口，避免泥土、雜物堵塞管口。初次安裝使用時(shí)，待蓄水池內(nèi)的蓄水位超過(guò)
(30)排氣閥的高度，打開(kāi)管帽和排氣閥，排凈空氣后關(guān)閉，即可長(zhǎng)期發(fā)揮作用。如果該虹吸式連通裝置失效，應(yīng)檢查管道密封性，在保證密封良好的情況下再次排氣即可。在雨季，⑵豎筒內(nèi)的(13)環(huán)形托板處可掛置I個(gè)⑷水生植物種植筐，(10)底板接觸水面，種植蘆葦、香蒲等大型水生植物，可增加綠地的植物多樣性、改善景觀。此時(shí)， 入口不放置(I)篦子，但在周?chē)O(shè)置I圈柵欄，防止人畜靠近、踏空陷落。本發(fā)明如應(yīng)用于水源保護(hù)區(qū)，可將部分池體、管道做成透水結(jié)構(gòu)，促進(jìn)雨水下滲。本發(fā)明的顯著特點(diǎn)是，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、成本低廉、施工快捷、占地較小、高效實(shí)用。以有效容積為30立方米的蓄水池為例本發(fā)明僅需半徑2米大小的球形蓄水池， 制作成本約2萬(wàn)元，一輛卡車(chē)可運(yùn)輸多個(gè)成品，3-5名工人I天即可完成安裝，運(yùn)輸、安裝費(fèi)約O. 5萬(wàn)元；而鋼筋混凝土蓄水池，綜合造價(jià)至少5萬(wàn)元以上，其原材料如鋼筋、水泥、沙子、 塊石、碎石等，要分別購(gòu)買(mǎi)、運(yùn)輸，底板、墻體、頂板等依次施工，分別需要一定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間， 需要I個(gè)月左右才能完成。因此，本發(fā)明與鋼筋混凝土蓄水池相比，節(jié)約成本50%以上，工期可縮短90%以上。再以居民小區(qū)為例，多塊綠地需要建設(shè)多個(gè)蓄水池，如應(yīng)用本發(fā)明，一臺(tái)水泵即可控制所有串聯(lián)的蓄水池，而每個(gè)鋼筋混凝土蓄水池都需要配一臺(tái)水泵。當(dāng)蓄水需求較多時(shí)， 如采用大型鋼筋混凝土蓄水池，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高、造價(jià)高、施工周期長(zhǎng)；而應(yīng)用本發(fā)明只需增加蓄水池?cái)?shù)量即可增加蓄水量，同時(shí)在設(shè)計(jì)上可以免除很多復(fù)雜的力學(xué)、水文計(jì)算，施工周期短。因此，在實(shí)際應(yīng)用上，本發(fā)明比鋼筋混凝土蓄水池更為高效。
權(quán)利要求
1.一種小型地埋式多功能雨水收集利用裝置，其特征在于由高強(qiáng)度不透水板材或混凝土材料預(yù)制的蓄水池，和溢流裝置、連通裝置、篦子、水生植物種植筐等配件組裝而成；該蓄水池上半部分為半球形或圓錐形，頂部有一個(gè)不小于50厘米的圓形洞，下半部分為半球形或圓柱形，底部平滑或有一個(gè)圓盆狀集水坑；每個(gè)蓄水池通過(guò)1-4組連通裝置與其它蓄水池連接。
2.如權(quán)利要求I所述的蓄水池，其特征在于頂部通過(guò)圓形洞連接一個(gè)豎筒，該豎筒內(nèi)徑不小于50厘米，中下部接一個(gè)溢流管，上部?jī)?nèi)壁距出口 5厘米附近設(shè)一道環(huán)形托板，并用 4個(gè)以上的小楔體支撐托板。
3.如權(quán)利要求I所述的蓄水池，其特征在于池體內(nèi)壁有輻射狀或網(wǎng)格狀肋形結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求I所述的連通裝置，其特征在于由一組虹吸管連接兩個(gè)蓄水池，虹吸管其頂部中段安裝一個(gè)排氣裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的排氣裝置，其特征在于虹吸管中部接入一個(gè)倒T形三通管，由三通管連接一個(gè)豎向排氣管，排氣管上安裝閥門(mén)，末端用管帽封口。
6.如權(quán)利要求I所述的雨水篦子，其特征在于形狀為鏤空的圓餅狀，其直徑略小于權(quán)利要求2所述的豎筒內(nèi)徑，但大于權(quán)利要求2所述的環(huán)形托板內(nèi)徑。
7.如權(quán)利要求I所述的水生植物種植筐，其特征在于通過(guò)豎向格柵連接環(huán)形頂板和帶洞的圓形底板，該頂板的外徑與權(quán)利要求6所述的雨水篦子相同，且大于底板的外徑。
8.如權(quán)利要求1-3所述的蓄水池，其特征在于上半部分和下半部分的接口截面為矩形、齒形或者向外的L形，通過(guò)一個(gè)截面為H形的防水膠圈，膠水或者栓釘連接。
9.如權(quán)利要求I和4所述的連通裝置，其特征在于管材通過(guò)截面為U型的防水膠圈與蓄水池連接，或者用栓釘透過(guò)蓄水池壁栓接。
10.如權(quán)利要求I所述的蓄水池和連通裝置，其特征在于蓄水池的池壁和連通管的管壁上有許多透水的小孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種小型地埋式多功能雨水收集利用裝置，重點(diǎn)解決城市水資源匱乏和雨水資源浪費(fèi)的問(wèn)題，同時(shí)也可減輕由于排洪能力不足而導(dǎo)致的城市內(nèi)澇，屬于水利、水資源和城市水土保持領(lǐng)域。本發(fā)明由高強(qiáng)度不透水板材或混凝土構(gòu)件和附屬管件組成，包括(1)篦子、(2)豎筒、(3)溢流管、(4)水生植物種植筐、(5)蓄水池、(6)連通管和(7)集水坑等部分。除了收集雨水用于灌溉之外，本裝置可懸掛種植水生植物，改善綠地景觀；還可在池體、管件上打孔，促進(jìn)雨水下滲。本發(fā)明全部采用預(yù)制件組裝而成，并且只用一臺(tái)水泵即可控制由虹吸管串聯(lián)的一組蓄水池，比傳統(tǒng)蓄水池占地少、成本低、施工簡(jiǎn)便、使用效率高。
文檔編號(hào)E03F5/10GK102605857SQ20121009634
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者劉國(guó)華, 劉天竹, 劉磊, 周玉賢, 彭桂云, 李東輝, 楊華, 焦金峰, 王慶 申請(qǐng)人:王慶