雨水的就地下渗和储存利用.pdf

一种雨水的地下就地下渗和储存利用技术，其特征是：将上部开有孔洞或孔隙、且耐压、耐老化的容器作为雨水储存容器，在不影响原地面使用功能的前提下，并成片排列埋设在路面、空地、绿地、山坡、沙漠和农田等下方；使雨水经设在容器上部的孔洞或孔隙，就地流入或渗入容器的空腔中储存起来。

1.  一种雨水的地下就地下渗和储存利用技术，其特征是：将上部开有孔洞或孔隙、且耐压、耐老化的容器作为雨水储存容器，在不影响原地面使用功能的前提下，并成片排列埋设在路面、空地、绿地、山坡、沙漠和农田等下方；使雨水经设在容器上部的孔洞或孔隙，就地流入或渗入容器的空腔中储存起来。

2.  根据权利要求1所述的一种雨水的地下就地下渗和储存利用技术所用的雨水储存容器，其特征是：所述雨水储存容器为大口径管件，其上部管壁上开设有流水孔洞或渗水孔隙。

3.  根据权利要求1所述的一种雨水的地下就地下渗和储存利用技术所用的雨水储存容器，其特征是：所述雨水储存容器为大口径管件，其材质为透水混凝土，且其下部管壁上铺设或涂设防水层。

4.  根据权利要求2所述的一种雨水的地下就地下渗和储存利用技术所用的雨水储存容器，其特征是：所述大口径管件为水泥涵管。

5.  根据权利要求2所述的一种雨水的地下就地下渗和储存利用技术所用的雨水储存容器，其特征是：所述大口径管件为双壁塑料波纹管。

6.  根据权利要求1所述的一种雨水的地下整体就地贮存技术，其特征是：当上述大口径管件的上部覆盖有不透水材料时，将其管壁上方的流水或渗水部位暴露出来，并设置在路面两侧、大口径管件的端头。

7.  根据权利要求1所述的一种雨水的地下整体就地贮存技术，其特征是：为防止上述大口径管型构件上部流水孔或渗水孔堵塞，在其上方覆盖有一层丝网或砂石，用于泥水的过滤。

8.  根据权利要求1所述的一种雨水的地下整体就地贮存技术，其特征是：采用加厚塑料膜、塑料盖板或橡胶膜作为上述大口径管型构件的两端封闭构件，并在其外侧用刚性挡板保护。

9.  根据权利要求1所述的一种雨水的地下整体就地贮存技术，其特征是：在上述大口径管件封闭的两端设有清淤口、放水口和检修输水槽。

10.  根据权利要求1所述的一种雨水的地下整体就地贮存技术，其特征是：根据地势的不同，在低洼处埋设更大直径、更大容量或多层密集堆积的管件，以适应不同雨水流量的大小。

雨水的就地下渗和储存利用
技术领域
水灾、旱灾、荒漠化的治理和城镇低冲击开发。
背景技术
水灾泛指洪水泛滥、暴雨积水和土壤水分过多对人类社会造成的灾害而言。一般所指的水灾，以洪涝灾害为主。水灾威胁人民生命安全。造成巨大财产损失，并对社会经济发展产生深远的不良影响。防治水灾虽已成为世界各国保证社会安定和经济发展的重要公共安全保障事业。但根除是困难的。至今世界上水灾仍是一种影响最大的自然灾害。
地球上的水量是丰富的，但是淡水量仅占2.5%，而参与全球水循环的动态水量又仅为淡水量的1.6%，约为577万亿立方米。其中降落在陆地上以径流为主要形式的水量，多年平均为47万亿立方米。这部分水量逐年循环再生，是人类开发利用的主要对象。然而这部分水量中约有三分之二是以暴雨和洪水形式出现，不仅难以大量利用，且常带来严重的水灾。
我国幅员辽阔，大约3/4的国土面积存在着不同类型和不同程度的洪水灾害。防洪重点的东部平原地区，如辽河中下游、海河北部平原、长江中游（江汉平原、洞庭湖区、鄱阳湖区以及沿江一带）、珠江三角洲等，它们在地理上都有一个共同特点，即位于湖泊周围低洼地和江河两岸及入海口地区。另外，东南沿海一些山区和滨海平原的接合部，也属于洪水危险程度较大的区域。它们大多都在受洪灾影响最大的是洪泛区。我国有洪泛区近100万平方公里，全国60%以上的工农业产值，40%的人口，35%的耕地，600多座城市，主要铁路、公路、油田以及许多工矿企业受到洪水灾害的威胁。
洪水灾害是我国发生频率高、危害范围广、对国民经济影响最为严重的自然灾害。据统计，20世纪90年代，我国洪灾造成的直接经济损失约12000亿元人民币，仅1998年就高达2600亿元人民币。水灾损失占国民生产总值（GNP）的比例在1%～4%之间，为美国、日本等发达国家的10～20倍。在美国，虽然全国只有7%的土地面积（约3885万公顷）处于洪泛区，但是有700多万个建筑物、价值数十亿美元的社区设施和私人财产受到洪水的威胁。1955年美国有1000万人居住在洪泛区，30年后翻了一番，达到了2000万人。到20世纪90年代中期，美国约有12%的人口居住在洪水经常泛滥的地区。
事实上，美国洪泛区的1/6已经城市化，包括2万多个易受洪水影响的社区。日本洪泛区面积占全国土地面积的10%，1965年洪泛区的人口与资产分别占全国总量的45.8%和59%，1980年增至48.2%和72%。由于洪水灾害发生得较为频繁、突然，而且危及面相对集中，直接威胁了人类的生命和财产安全。世界范围内的洪灾损失呈逐步增长的趋势:欧洲的年平均洪灾损失不是很大，但在不断增长，主要是由于对洪泛区的土地利用在不断加剧;北美洲的洪灾损失增长很快，尤其是在20世纪90年代，在南美洲，洪泛区内的城市建设发展迅速，导致洪灾损失大幅度增长;印度、巴基斯坦的洪灾损失在20世纪70年代后增长显著。
旱灾指因气候严酷或不正常的干旱而形成的气象灾害。一般指因土壤水分不足，农作物水分平衡遭到破坏而减产或歉收从而带来粮食问题，甚至引发饥荒。同时，旱灾亦可令人类及动物因缺乏足够的饮用水而致死。此外，旱灾后则容易发生蝗灾，进而引发更严重的饥荒，导致社会动荡。
荒漠化是又一个世界性的生态环境问题。据联合国环境规划署(UNEP)统计，全球已经受到和预计会受到荒漠化影响的地区占全球土地面积的35%。荒漠和荒漠化土地在非洲占55%,北美和中美占19%,南美占10%，亚洲占34%,澳大利亚占75%，欧洲占2%。荒漠和荒漠化土地在干旱地区和半干旱地区占土地面积的95%，在半湿润地区占土地面积的28%。世界平均每年约有5～7万平方公里土地荒漠化，以热带稀树草原和温带半干旱草原地区发展最为迅速。半个世纪以来，非洲撒哈拉沙漠南部荒漠化土地扩大了65万平方公里，萨赫勒地区已成为世界上最严重的荒漠化地区。根据1998年国家林业局防治荒漠化办公室等政府部门发表的材料指出，我国是世界上荒漠化严重的国家之一。根据全国沙漠、戈壁和沙化土地普查及荒漠化调研结果表明，我国荒漠化土地面积为262.2万平方公里，占国土面积的27.4%，近4亿人口受到荒漠化的影响。每年因荒漠化危害造成的直接经济损失达1200亿元。
保持土地的湿润，加强土地的保湿，保湿度大于干燥度应是荒漠化逆转的最关键因素。大量的水分来源与保持应为荒漠化逆转的关键。
低冲击开发，(Low-ImpactDevelopment，简称LID)，是发达国家新兴的城市规划概念，其基本内涵是通过有效的水文设计，综合采用入渗、过滤、蒸发和蓄流等方式减少径流排水量，使城市开发区域的水文功能尽量接近开发之前的状况，这对建设“绿色城市”、“生态城市”以及城市的可持续发展具有重大意义。随着城市化进程的不断加快、人口的持续增长，对自然环境，尤其是水环境带来了巨大的压力。然而，传统的城市开发方法不但没能缓解这种压力，反而使其加剧，主要表现在：（1）通过建设大面积不透水地面致使地表径流增加、径流速度加快、聚集时间缩短，导致水质下降；（2）通过加速土壤侵蚀、沉淀物移动、有机有毒物质扩散和其它污染沉积等改变土壤性质，严重破坏水体质量。20世纪90年代以来，人们逐渐认识到土地开发和工程方法可以减少这些不利的环境影响，低影响开发模式由此应运而生。
目前，雨水的储存主要有两种形式：一是相对集中的大型水库或地下蓄水池；二是零星分散小型蓄水装置。前者工程量较大、工期长、成本高、在地面上仍会形成较强的径流；后者蓄水量有限，难以应对暴雨的侵袭和抵抗旱情。
发明内容
雨水迅速而持续地下渗并储存是高费效比的彻底解决人类水灾和旱灾、变水害为水利的根本和有效的办法。怎样才能使雨水在地表（尤其是高处地表）上的下渗速度持续高于、等于或略低于其下落速度呢？其实，这并不难做到，因为即便是特大暴雨，其速度也只有0.003毫米（一根头发丝的二十七分之一）/每秒，连续不停地下二十四小时，其雨量也只有250毫米，只要能够将其就地储存利用（相当于建造遍布广泛的地下水库），使一部分甚至大部分雨水不再流向低洼地区和汇入江河湖海，并且几乎不被自然损耗（如蒸发）地储存起来，便能够彻底根绝肆虐了人类几千年的水旱灾害。做到高地和沙漠不旱、低地和湿地不涝。由于地下水库的水集聚后几乎不会蒸发，所以对于治理沙漠和防治土地沙漠化具有重大的现实意义。
为解决上述问题，本发明提供了一种雨水的地下就地下渗和储存利用技术方案，其特征是：将上部开有孔洞或孔隙、且耐压、耐老化的容器作为雨水储存容器，在不影响原地面使用功能的前提下，并成片排列埋设在路面、空地、绿地、山坡、沙漠和农田等下方；使雨水经设在容器上部的孔洞或孔隙，就地流入或渗入容器的空腔中储存起来。
上述容器除应具备耐压、耐老化的物化性能外，还应该具有制造简单、成本低廉、铺设方便、维护容易、就地生产等特点。
可将上部开有孔洞或孔隙、且耐压、耐老化的大口径管件连接到一定长度后，将两端封闭，作为一种管式雨水贮存器，并将其成片排列埋设在地面下；使雨水经设在管壁上部的孔洞或孔隙，就地流入或渗入大口径管件的空腔中储存起来。
由于管型构件具有很强的抗压性能，所以不仅不会对压覆在其上的各种设施（如公路、农田、园林等）造成影响，反而会对压覆在其上的各种设施提供坚实可靠的基础。
就制造工艺而言，管形构件可低成本、大规模生产，可为上述雨水的地下整体就地贮存技术方案提供必要的物质条件。
所述大口径管件的截面形状可以是圆形、椭圆形或其它几何形状。
针对不同使用条件，上述大口径管件的材质可以是常规混凝土、钢筋混凝土、透水混凝土、塑料、玻璃钢材料等。例如可采用目前可大规模低成本生产的水泥涵管、双壁塑料波纹管等。
当采用不透水材料制作上述大口径管型构件时，要在其管壁上开设流水孔洞或渗水孔隙，使其分布在上部管壁上。
当采用透水材料（如透水混凝土）制作上述大口径管型构件时，要在其下部管壁上铺设或涂设防水层，以防雨水流失。
当上述大口径管型构件的上部覆盖有不透水材料（如沥青路面、水泥路面）时，应将其管壁上方的流水或渗水部位暴露出来，最好设置在路面两侧、大口径管型构件的端头。
为防止上述大口径管型构件上部流水孔或渗水孔堵塞，可在其上方覆盖一层滤网或砂石，用于泥水的过滤。
上述大口径管型构件的两端封闭构件，可采用混凝土预制，
上述大口径管型构件的两端封闭构件，也可采用加硬、加厚塑料膜、塑料盖板、橡胶膜等，并在其外侧用刚性挡板保护。
在上述大口径管型构件封闭的两端设有清淤口、放水口和检修输水槽。
根据地势的不同，可在低洼处埋设更大直径、更大容量或多层密集堆积的管件，以适应不同雨水流量的大小。
这种雨水的地下整体就地贮存技术的有益之处在于：1、雨水可大量就地贮存；2、对于防洪抗旱具有重要作用；3、工厂化制造，施工简单；4、既适合于城市的低冲击开发，也适合于农田改造；5、可随时随处就地取水，用于消防、灌溉、冲洗等用途；6、可防止公路路基的雨水浸蚀，提高公路寿命；7、可防水旱灾害和耕地沙漠化；8可用于沙漠改造等。
附图说明
图1是本发明实施例之一的径向断面剖视图。
图2是本发明实施例之二的径向断面剖视图。
图3是本发明实施例之三的轴线断面剖视图。
图中1.夯土层，2.充填层，3.其上方覆盖有不透水材料的大口径管型构件，3a.其上方覆盖有不透水材料的大口径管型构件，3b.大口径管型构件两端的封闭构件，3c.流水孔，4.混凝土层，4a.砂石层，4b.检修输水槽盖板，5.不透水材料层，5a.雨水过滤层，6.透水材料层，7.放水管，8.检修输水槽。
具体实施方式
图1中，将其上方覆盖有不透水材料，且两端封闭的大口径管型构件（3），作为一种管式雨水贮存器，并将其整体成片排列埋设在路面下；使雨水经设在路面两侧、上部管壁的孔洞或孔隙，就地流入或渗入大口径管件的空腔中，并储存起来。这种上方覆盖有不透水材料、且两端封闭的大口径管型构件（3）的流水孔分布在其管型构件的两端。这种上方覆盖有不透水材料、且两端封闭的大口径管型构件（3）排列坐落在夯土层（1）之上；其排列管之间的上部充填有混凝土层（4），其排列管之间的下部充填层（2）可以是混凝土。其排列管上方覆盖有不透水材料层（如沥青、混凝土）作为路面。
图2中，将其上方覆盖有透水材料、且两端封闭的大口径管型构件（3a），作为一种管式雨水贮存器，并将其整体成片排列埋设在空地、绿地、沙漠或农田下；使雨水经设在其上部管壁的孔洞或孔隙，就地流入或渗入大口径管件的空腔中，并储存起来。这种上方覆盖有透水材料，且两端封闭的大口径管型构件（3A）的流水孔分布在其管型构件的上部管壁上。这种上方覆盖有透水材料，且两端封闭的大口径管型构件（3）排列坐落在夯土层（1）之上；其排列管之间的上部充填有砂石层（4a），其排列管之间的下部充填层（2）可以是泥土等。其排列管上方覆盖有雨水过滤层（5a）和透水材料层如：透气砖、泥土（6）作为路面、绿地或农田。
图3中，将其上方覆盖有不透水材料，且两端封闭的大口径管型构件（3），作为一种管式雨水贮存器，并将其整体成片排列埋设在路面下；使雨水经设在路面两侧、上部管壁的孔洞或孔隙，就地流入或渗入大口径管件的空腔中，并贮存起来。这种上方覆盖有不透水材料，且两端封闭的大口径管型构件（3）的流水孔分布在其管型构件的两端，检修输水槽盖板（4b）将雨水挡入流水孔（3c）中。在其排列管上方覆盖有不透水材料层（如沥青、混凝土）作为路面。
在大口径管型构件两端的封闭构件（3b）上设有放水管（7）；需要时可将水放入检修输水槽（8）中输送。
必要时，可通过检修输水槽（8）对储水管进行清淤和检修作业。