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1、10申请公布号CN102383489A43申请公布日20120321CN102383489ACN102383489A21申请号201110240473522申请日20110822E03F1/00200601E03F5/14200601E03F7/0220060171申请人武汉理工大学地址430071湖北省武汉市洪山区珞狮路122号72发明人姜应和张少辉张超程静何流金建华74专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人王守仁54发明名称一种水力自控式初期雨水分流方法57摘要本发明公开了一种水力自控式初期雨水分流方法，具体是在雨水检查井（7）旁设置与之连通的初期雨水分流井（4），在初期。
2、雨水分流井（4）的内部设有一个由铰链依次相连的分流管闸门（11）、连杆（12）、浮筒（13）构成的水力自控式闸门自动启闭机构，浮筒（13）根据初期雨水分流井内水位的升降情况带动分流管闸门（11）的启闭，即形成水力自控式初期雨水分流，自动将雨水管道（8）需要分流处理的初期雨水经分流管（1）排入污水管道，以减轻初期雨水对水体的污染。本发明的有益效果是由初期雨水流量控制并启闭分流管闸门，使初期雨水自动分流进入污水管道系统，具有节能、构造简单、管理方便、适用面广等优点。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书4页附图1页CN102383505A1/2页21一种。
3、水力自控式初期雨水分流方法，其特征在于在雨水检查井（7）旁设置与之连通的初期雨水分流井（4），在初期雨水分流井（4）的内部设有一个由铰链依次相连的分流管闸门（11）、连杆（12）、浮筒（13）构成的水力自控式闸门自动启闭机构，浮筒（13）根据初期雨水分流井内水位的升降情况带动分流管闸门（11）的启闭，即形成水力自控式初期雨水分流，自动将雨水管道（8）需要分流处理的初期雨水经分流管（1）排入污水管道，以减轻初期雨水对水体的污染。2根据权利要求1所述的水力自控式初期雨水分流方法，其特征在于在雨水检查井（7）与初期雨水分流井（4）的连通处的联通孔上设置双曲筛网（6），以拦截雨水中的浮渣，避免浮渣进入。
4、初期雨水分流井（4）中。3根据权利要求1所述的水力自控式初期雨水分流方法，其特征在于初期雨水分流井（4）的上部为积水区，底部为积泥区（9），分流管（1）伸入初期雨水分流井（4）的部分位于在积泥区（9）的上部。4根据权利要求1所述的水力自控式初期雨水分流方法，其特征在于分流管（1）伸入初期雨水分流井（4）的部分与地面成小于90度的夹角，分流管（1）的管顶标高与雨水检查井（7）的底部标高相同。5根据权利要求1所述的水力自控式初期雨水分流方法，其特征在于连杆（12）由两节直杆采用螺纹连接。6根据权利要求1所述的水力自控式初期雨水分流方法，其特征在于分流管闸门（11）中心设有直径为004006米的泄水。
5、孔（10），并安装筛网过滤杂质。7根据权利要求1所述的水力自控式初期雨水分流方法，其特征在于在雨水检查井（7）与初期雨水分流井（4）的井壁上分别设置爬梯（5）。8根据权利要求1所述的水力自控式初期雨水分流方法，其特征在于在分流管闸门（11）下部设置两端与初期雨水分流井（4）的井壁相连的闸门支杆（2），以防闸门（11）在分流井（4）内水位下降时落入初期雨水分流井（4）的积泥区（9）；在分流管（1）上方设置两根与初期雨水分流井（4）的井壁相连的浮筒支杆（3），以防止浮筒（13）在初期雨分流井（4）内水位下降时堵塞分流管（1）。9权利要求1至8中任一所述方法的用途，其特征在于所述方法用于市区或小区的。
6、排水管道系统的初期雨水分流；应用时，根据需分流处理的初期雨水流量，调节连杆（12）的长度，通过浮筒（13）的升降来自动启闭分流管闸门（11），将雨水管道系统的初期雨水分流排入污水管道，减轻初期雨水对水体的污染。10根据权利要求9所述的用途，其特征在于应用时，其步骤包括1）根据当地面源污染削减率指标，推求需分流处理的初期雨水量，按分流管（1）自由出流的水力计算公式计算关闭分流管闸门（11）时浮筒（13）应上升的最大高度，进而调节连杆（12）的长度；该分流管自由出流的水力计算公式为，式中C为管系的流量系数；为圆周率；D为分流管（1）的管径，单位米；G为重力加速度，取值98米2/秒；H为浮筒（13）。
7、距分流管（1）管内底的最大高度，单位米；2）降雨时，雨水径流经雨水管道（8）、雨水检查井（7）、双曲筛网（6）进入初期雨水分权利要求书CN102383489ACN102383505A2/2页3流井（4）；3）降雨初期，由于来水量较小，初期雨水分流井（4）内水位较低，此时分流管闸门（11）处于开启状态；井内雨水可通过分流管（1）顺利分流进入污水管道系统；4）随着来水量增加，引起初期雨水分流井（4）内水位升高，浮筒（13）上升，带动分流管闸门（11）逐渐关闭，则雨水不再通过初期雨水分流井（4）进入污水管道，而是直接经雨水管道（8）流走；5）当降雨减少并结束后，雨水检查井（7）及初期雨水分流井（4）。
8、内的水位逐步下降，初期雨水分流井（4）内的水通过泄水孔（10）排入污水管道系统，促进初期雨水分流井内的水位下降，浮筒（13）也随之下降，最低位时搁在浮筒支杆（3）上，分流管闸门（11）在重力作用下自动开启，最低位时搁在闸门支杆（2）上，为下一次降雨时的初期雨水分流做准备。权利要求书CN102383489ACN102383505A1/4页4一种水力自控式初期雨水分流方法技术领域0001本发明涉及市政给排水管道系统技术领域，特别是涉及一种利用水力自控装置将初期雨水分流进入污水管道系统的初期雨水分流方法。背景技术0002初期雨水携带大量污染物，如直接排入水体则易造成严重污染，因此将初期雨水截留并排入。
9、污水管道系统，经污水处理厂处理后再排放，是降低水体污染的有效途径。虽然初期雨水时段不长，但径流量较大，最大径流量可达同等排水面积晴天污水量的几十倍之多，若将初期雨水全部分流到污水管网，不仅大幅度提高污水管道系统的的投资，而且会给污水处理厂带来超常的水量负荷冲击，影响其处理效果。因此不可能将所有初期雨水都截流处理，而应根据面源污染削减率指标，推求需分流处理的初期雨水量，并通过分流装置将初期雨水排入污水管道系统。0003目前已开发的初期雨水自动弃流控制装置、自控充气（或充水）橡胶坝，一般用于屋面及河道初期雨水的分流，不能用于小区或市区的排水管道系统，推广应用范围小；且存在设备自动控制要求高、管理要。
10、求严的缺点。0004国内外初期雨水分流的发展趋势是开发节能、构造简单、管理方便、适用面广的小型初期雨水分流设备，用于小区或市区的排水管道系统。但目前尚未见通过水力自控方式实现初期雨水自动分流的报道。发明内容0005本发明所要解决的技术问题是为了克服现有初期雨水分流装置适用范围小、自动控制要求高、管理要求严的不足，提供一种水力自控式初期雨水分流方法，该方法不仅能将小区或市区雨水管道系统中的初期雨水自动分流排入污水管道，而且可根据面源污染削减率指标和需分流处理的初期雨水量，调节分流雨水量，减轻初期雨水对水体的污染。0006本发明解决其技术问题采用以下的技术方案本发明提供的水力自控式初期雨水分流方法。
11、，具体是在雨水检查井旁设置与之连通的初期雨水分流井，在初期雨水分流井的内部设有一个由铰链依次相连的分流管闸门、连杆、浮筒构成的水力自控式闸门自动启闭机构，浮筒根据初期雨水分流井内水位的升降情况带动分流管闸门的启闭，即形成水力自控式初期雨水分流，自动将雨水管道需要分流处理的初期雨水经分流管排入污水管道，以减轻初期雨水对水体的污染。0007在雨水检查井与初期雨水分流井的连通处的联通孔上设置双曲筛网，以拦截雨水中的浮渣，避免浮渣进入初期雨水分流井中。0008所述的初期雨水分流井，其上部为积水区，底部为积泥区，分流管伸入初期雨水分流井的部分位于在积泥区的上部。0009所述分流管伸入初期雨水分流井的部分。
12、与地面成小于90度的夹角，分流管的管顶标高与雨水检查井的底部标高相同。说明书CN102383489ACN102383505A2/4页50010所述的连杆可以由两节直杆采用螺纹连接。0011所述的分流管闸门中心设有直径为004006米的泄水孔，并安装筛网过滤杂质。0012在雨水检查井与初期雨水分流井的井壁上分别设置爬梯。0013在分流管闸门下部设置两端与初期雨水分流井的井壁相连的闸门支杆，以防闸门在分流井内水位下降时落入初期雨水分流井的积泥区；在分流管上方设置两根与初期雨水分流井的井壁相连的浮筒支杆，以防止浮筒在初期雨分流井内水位下降时堵塞分流管。0014本发明提供的水力自控式初期雨水分流方法，。
13、其用于市区或小区的排水管道系统的初期雨水分流。应用时，根据需分流处理的初期雨水流量，调节连杆的长度，通过浮筒的升降来自动启闭分流管闸门，将雨水管道系统的初期雨水分流排入污水管道，减轻初期雨水对水体的污染。0015本发明应用时，其步骤包括1根据当地面源污染削减率指标，推求需分流处理的初期雨水量，按分流管自由出流的水力计算公式计算关闭分流管闸门时浮筒应上升的最大高度，进而调节连杆的长度；该分流管自由出流的水力计算公式为，式中C为管系的流量系数；为圆周率；D为分流管的管径，单位米；G为重力加速度，取值98米2/秒；H为浮筒距分流管管内底的最大高度，单位米；2降雨时，雨水径流经雨水管道、雨水检查井、双。
14、曲筛网进入初期雨水分流井；3降雨初期，由于来水量较小，初期雨水分流井内水位较低，此时分流管闸门处于开启状态；井内雨水可通过分流管顺利分流进入污水管道系统；4随着来水量增加，引起初期雨水分流井内水位升高，浮筒上升，带动分流管闸门逐渐关闭，则雨水不再通过初期雨水分流井进入污水管道，而是直接经雨水管道流走；5当降雨减少并结束后，雨水检查井及初期雨水分流井内的水位逐步下降，初期雨水分流井内的水通过泄水孔排入污水管道系统，促进初期雨水分流井内的水位下降，浮筒也随之下降，最低位时搁在浮筒支杆上，分流管闸门在重力作用下自动开启，最低位时搁在闸门支杆上，为下一次降雨时的初期雨水分流做准备。0016本发明与现有。
15、技术相比具有以下的主要优点常规的城镇排水管道系统包括雨水管道系统和污水管道系统，本方法不破坏原有的两套排水管道系统，只需在雨水管道系统的雨水检查井旁增设相应的初期雨水分流井，在初期雨水分流井内设置由分流管、闸门、连杆及浮筒等构成的水力自控式闸门启闭装置，由初期雨水流量控制并启闭分流管闸门，使雨水管道系统中的初期雨水自动分流进入污水管道系统，从而降低初期雨水对水体的污染。该方法可用于小区或广大市区的城镇排水管道系统，相比常规的排水管道系统，只增加了初期雨水分流井建设，平时运行不需动力费用，具有节能、构造简单、管理方便、适用面广的优点。附图说明0017图1为本发明所采用的水力自控式初期雨水分流装置。
16、的结构示意图。说明书CN102383489ACN102383505A3/4页60018图2为图1的AA的剖视图。0019图中1分流管；2闸门支杆；3浮筒支杆；4初期雨水分流井；5爬梯；6双曲筛网；7雨水检查井；8雨水管道；9积泥区；10泄水孔；11分流管闸门；12连杆；13浮筒。具体实施方式0020下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但并不局限于下面所述内容。0021本发明提供的水力自控式初期雨水分流方法，是利用水力自控式初期雨水分流装置实现的，该装置的结构如图1和图2所示在雨水检查井7旁设有初期雨水分流井4，在它们交界处底部的联通孔上设置双曲筛网6，以拦截雨水中的浮渣，避免浮渣进入初期。
17、雨水分流井中。初期雨水分流井4的上部为积水区，底部为积泥区9，在积泥区9上部设有分流管1，分流管1伸入初期雨水分流井4的部分与地面成小于90度的夹角，分流管1的管顶标高与雨水检查井7的底部标高相同。在积泥区9上部设有一个由铰链依次相连的分流管闸门11、连杆12、浮筒13构成的水力自控式闸门自动启闭机构，其中分流管闸门11的中心设有带滤网的泄水孔10，分流管闸门11下部与分流管底部铰链相连。0022所述泄水孔10的直径为004006米。在泄水孔10处安装滤网主要是为了过滤杂质。停雨后，初期雨水分流井4内的水通过泄水孔10排出，促进井内水位和浮筒13下降，开启分流管闸门11，为下次分流做准备。00。
18、23所述积泥区9的高度为0406米。设置积泥区，其作用是以避免积泥对分流管闸门11启闭的影响所述分流管闸门11由闸门支杆2支撑，以防分流管闸门11在初期雨水分流井4内水位下降时落入积泥区9。该闸门支杆的两端与初期雨水分流井4井壁相连。0024所述浮筒13由两根浮筒支杆3支撑，以防止浮筒在初期雨水分流井4内水位下降时堵塞分流管1；该两根浮筒支杆位于分流管1伸入初期雨水分流井的部分的上方。浮筒13根据分流井内水位升降带动分流管闸门11的启闭，即形成水力自控式初期雨水分流，自动将需分流处理的初期雨水经分流管11排入污水管道，减轻初期雨水对水体的污染。0025所述连杆12由两节直杆采用螺纹连接，可调节。
19、连杆长度，以便根据所需分流的最小初期雨水量确定关闭分流管闸门11时浮筒13应上升的最大高度。0026所述分流管1伸入初期雨水分流井的部分与地面成小于90度的夹角，便于分流管闸门11的启闭。为便于初期雨水能依靠重力从雨水管道系统分流进入污水管道系统，在设置市政排水管网时，应使污水管道的管内底标高低于与之平行的雨水管道的管内底标高；同时分流管1的管顶标高与雨水检查井7的底部标高相同。0027所述分流管1，其直径和坡度等参数根据拟分流的最小初期雨水量，按圆管满流水力计算公式（例如钢筋混凝土圆管满流水力计算公式）进行计算。该圆管满流水力计算公式包括，式中V为流速（米/秒），N为粗糙系数（钢筋混凝土管时。
20、为0013），D为管径（米），I为水力坡降，为圆周率（314），Q为流量（立方米/秒）。说明书CN102383489ACN102383505A4/4页70028每隔一定间距（例如200300米），在雨水检查井7旁设置初期雨水分流井4，并且在初期雨水分流井4及雨水检查井7的井壁分别设有爬梯5，以便定期对雨水检查井7与初期雨水分流井4底部的污泥和沉渣进行清理。0029本发明提供的水力自控式初期雨水分流方法，是根据需分流处理的初期雨水流量，调节连杆长度，通过初期雨水分流井内的浮筒升降来自动启闭分流管闸门，将雨水管道系统中的初期雨水分流排入污水管道，减轻初期雨水对水体的污染。其步骤包括1根据当地面源污。
21、染削减率指标，推求需分流处理的初期雨水量，按短管自由出流的水力计算公式计算关闭分流管闸门11时浮筒13应上升的最大高度，进而调节连杆12的长度。该短管自由出流的水力计算公式为；式中C为管系的流量系数，为圆周率（314），D为分流管1的管径（米），G为重力加速度（98米2/秒），H为浮筒13距分流管1管内底的最大高度（米）。00302降雨时，雨水径流经雨水管道8、雨水检查井7、双曲筛网6进入初期雨水分流井4。00313降雨初期，由于来水量较小，初期雨水分流井4内水位较低，此时分流管闸门11处于开启状态；井内雨水可通过分流管1顺利分流进入污水管道系统。00324随着来水量增加，引起初期雨水分流井4。
22、内水位升高，浮筒13上升，带动分流管闸门11逐渐关闭，则雨水不再通过初期雨水分流井4进入污水管道，而是直接经雨水管道流走。00335当降雨减少并结束后，雨水检查井7及初期雨水分流井4内的水位逐步下降，初期雨水分流井4内的水通过泄水孔10排入污水管道系统，促进初期雨水分流井内的水位下降，浮筒13也随之下降，最低位时搁在浮筒支杆3上，分流管闸门11在重力作用下自动开启，最低位时搁在闸门支杆2上，为下一次降雨时的初期雨水分流做准备。00346运行一定时期后，在雨水检查井7及初期雨水分流井4底部易沉积污泥和沉渣，可安排工人定期通过爬梯5下到井底清淤。说明书CN102383489ACN102383505A1/1页8图1图2说明书附图CN102383489A。