一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置及其设计方法

    专利2025-04-23  23


    本发明属于雨水过滤,具体涉及一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置及其设计方法。


    背景技术:

    1、

    2、雨水收集和利用技术已在许多国家和地区得到广泛推广,以减轻供水压力和城市排水系统的压力。目前,我国雨水利用工程在很多城市建设中还没有被推广开来,主要是降雨的随机性和我国城市普遍的降雨不均匀的特点,对雨水利用的设计系统性还不够完善以及雨水径流收集利用系统的开发缺乏具体的参数尺寸。

    3、快速滤池因其处理污染物质效果好、经济成本低、操作快捷简便、适用性广等优点,在雨水的收集利用系统和饮用水处理中发挥着巨大的作用。为确定快速滤池具体参数以应对我国降雨特点,提出一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池设计方法。


    技术实现思路

    1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置及其设计方法,解决了现有技术中的问题。

    2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

    3、一种组装式雨水滤池装置,包括集水管,所述集水管中设置有能够滑动活塞阀,集水管的下端设置有组装式滤池,组装式滤池包括多个尺寸相同的分滤池,分滤池能与集水管连通,雨水能从集水管流入分滤池并进行过滤;

    4、活塞阀的移动,能使不同数量的分滤池与集水管连通。

    5、进一步地,所述组装式雨水过滤装置还包括控制器,集水管中设置有流量传感器,流量传感器将集水管的流量信息传输至控制器,控制器控制活塞阀(3)在集水管中滑动,以控制参与过滤的分滤池数量。

    6、进一步地,所述组装式滤池的下方设置有储存水箱,处理后的雨水从分滤池进入储存水箱进行储存。

    7、一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置设计方法,用于设计上述滤池装置中参与过滤的分滤池数量,包括以下步骤:

    8、基于芝加哥雨型计算不同重现期下的设计降雨强度随降雨历时的变化关系,得到不同重现期下各降雨历时的降雨强度;

    9、根据芝加哥雨型设计的降雨强度、区域径流系数和建筑汇流面积计算不同时刻的设计雨水径流流量q径流;

    10、设计分滤池尺寸,并计算分滤池的处理流量q处理;

    11、对比分滤池的处理流量q处理和不同时刻的设计雨水径流流量q径流,来计算所需分滤池数量。

    12、进一步地,在计算不同重现期下各降雨历时的降雨强度过程中,先根据综合雨峰位置系数和设计雨型过程曲线;然后计算出芝加哥设计暴雨过程各时段的平均雨量、累积雨量及平均降雨强度,从而得出对应重现期下各降雨历时芝加哥雨型;最后得出对应不同重现期下各降雨历时的降雨强度。

    13、进一步地,不同时刻的设计雨水径流流量q径流的计算公式为:

    14、q径流=ψ·f·q

    15、式中,ψ为区域径流系数、f为建筑汇流面积、q为降雨强度。

    16、进一步地,所述分滤池的处理流量q处理计算公式为:

    17、q处理=v·a

    18、式中,a为横截面积,v为过滤速度。

    19、进一步地,当q径流>q处理时,则需要增加工作的滤池数量;根据q径流和q处理的倍数关系,来确定分滤池的数量。

    20、进一步地,当(n-1)<q径流/q处理<n(n为整数)时,滤池数量取n个。

    21、一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置设计系统,用于设计上述滤池装置中参与过滤的分滤池数量,包括:

    22、降雨强度计算模块:基于芝加哥雨型计算不同重现期下的设计降雨强度随降雨历时的变化关系,得到不同重现期下各降雨历时的降雨强度;

    23、雨水径流流量计算模块:根据芝加哥雨型设计的降雨强度、区域径流系数和建筑汇流面积计算不同时刻的设计雨水径流流量q径流;

    24、分滤池处理流量计算模块:设计分滤池尺寸,并计算分滤池的处理流量q处理;

    25、以及,分滤池数量计算模块:对比分滤池的处理流量q处理和不同时刻的设计雨水径流流量q径流,来计算所需分滤池数量。

    26、本发明的有益效果:

    27、1、本发明提供的设计方法,基于分析降雨重现期,对雨水径流流量进行识别,设由多个相同尺寸的滤池模块进行组装,通过带有调节阀的管道进行径流分配,应对降雨强度不同的降雨事件,最大程度处理雨水资源,同时解决成本浪费的问题。

    28、2、本发明不改变设定滤池体积,通过模块组装的方法便于量化生产,可根据实际情况选择滤池数量,减少成本,具有较高的社会效益和经济效益。



    技术特征:

    1.一种组装式雨水滤池装置,包括集水管(1),其特征在于,所述集水管(1)中设置有能够滑动活塞阀(4),集水管(1)的下端设置有组装式滤池(5),组装式滤池(5)包括多个尺寸相同的分滤池,分滤池能与集水管(1)连通,雨水能从集水管(1)流入分滤池并进行过滤;

    2.根据权利要求1所述的一种组装式雨水滤池装置,其特征在于,所述组装式雨水过滤装置还包括控制器(3),集水管(1)中设置有流量传感器(2),流量传感器(2)将集水管(1)的流量信息传输至控制器(3),控制器(3)控制活塞阀(3)在集水管(1)中滑动,以控制参与过滤的分滤池数量。

    3.根据权利要求1所述的一种组装式雨水滤池装置,其特征在于,所述组装式滤池(5)的下方设置有储存水箱(6),处理后的雨水从分滤池进入储存水箱(6)进行储存。

    4.一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置设计方法,用于设计权利要求1所述的滤池装置中参与过滤的分滤池数量,其特征在于,包括以下步骤:

    5.根据权利要求4所述的一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置设计方法,其特征在于,在计算不同重现期下各降雨历时的降雨强度过程中,先根据综合雨峰位置系数和设计雨型过程曲线;然后计算出芝加哥设计暴雨过程各时段的平均雨量、累积雨量及平均降雨强度,从而得出对应重现期下各降雨历时芝加哥雨型;最后得出对应不同重现期下各降雨历时的降雨强度。

    6.根据权利要求4所述的一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置设计方法,其特征在于,不同时刻的设计雨水径流流量q径流的计算公式为:

    7.根据权利要求4所述的一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置设计方法,其特征在于,所述分滤池的处理流量q处理计算公式为:

    8.根据权利要求4所述的一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置设计方法,其特征在于,当q径流>q处理时,则需要增加工作的滤池数量;根据q径流和q处理的倍数关系,来确定分滤池的数量。

    9.据权利要求8所述的一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置设计方法,其特征在于,当(n-1)<q径流/q处理<n(n为整数)时,滤池数量取n个。

    10.一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置设计系统,用于设计权利要求1所述的滤池装置中参与过滤的分滤池数量,其特征在于,包括:


    技术总结
    本发明公开一种基于降雨重现期的组装式雨水滤池装置及其设计方法,属于雨水过滤技术领域;滤池装置包括能在集水管内滑动的活塞阀,集水管下端设置有多个分滤池,活塞阀移动时,能控制不同数量的分滤池与集水管连通。并且,通过设计参与过滤的分滤池数量的方法包括:基于芝加哥雨型计算不同重现期下的设计降雨强度随降雨历时的变化关系,得到不同重现期下各降雨历时的降雨强度;根据芝加哥雨型设计的降雨强度、区域径流系数和建筑汇流面积计算不同时刻的设计雨水径流流量;设计分滤池尺寸,并计算分滤池的处理流量;对比分滤池的处理流量和不同时刻的设计雨水径流流量,来计算所需分滤池数量。

    技术研发人员:于江华,李宛琦
    受保护的技术使用者:南京信息工程大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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