技术领域
本发明涉及一种地下雨水收集系统及其施工方法。
背景技术
海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市建设遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市和乡村的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。
随着城市化进程的加快，蒸发、下渗等自然水文循环过程的严重受阻，极端天气的增多，暴雨洪涝灾害的频繁发生，导致城市内涝多发、水环境污染、雨水资源大量流失等问题，甚至出现了逢雨必涝的态势，然而地下水位却连年降低，城市缺水极为严重。如今人们越来越关注水资源的开发与利用，雨水作为一种宝贵的水资源，如若有效收集并利用，将对节约能源做出巨大贡献。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种地下雨水收集系统及其施工方法，施工简单，使用方便，通过预处理系统对雨水进行多重处理，提高雨水处理后的质量，便于对雨水进行循环再利用，整体结构设计合理，安装方便。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种地下雨水收集系统，其特征在于：包括集水管、预处理系统和储水系统，预处理系统包括拦污井、沉淀箱、缓冲箱、过滤箱和跌水箱，集水管与拦污井相连通，拦污井和沉淀箱的底部均通过弃流管与市政雨水管网相连通，拦污井、沉淀箱、缓冲箱、过滤箱和跌水箱之间通过输送管相连接，拦污井内设置有弃流装置，沉淀箱内均匀设置有拦污板，过滤箱内设置有隔板，储水系统包括储水罐和溢流井，储水罐通过输送管与跌水箱相连接，储水罐的内侧壁上设置有水位传感器，储水罐内均匀设置有渗透板和扬水泵，扬水泵通过排水管与雨水回用系统相连接，溢流井通过溢流管与储水罐相连接。
进一步，溢流管内设置有溢流阀，溢流阀与水位传感器相连接，溢流井的左端设置有下渗管，溢流井通过下渗管与城市下渗系统相连接，溢流阀可以与水位传感器相配合使用，当水位传感器感应到储水罐内的雨水达到警戒水位时，溢流阀打开，使得雨水可以从城市下渗系统中排出，加快雨水的利用速率，避免雨水从储水罐溢出，造成水资源的浪费。
进一步，下渗管的表面均匀设置有下渗孔，下渗孔的设计可以雨水的渗滤。
进一步，弃流装置包括过滤筒、排料斗和密封固定板，排料斗位于过滤筒的下方，排料斗与过滤筒卡接固定，排料斗通过密封固定板与拦污井的内侧壁固定连接，过滤筒的设计可以将雨水中的悬浮杂质过滤，避免悬浮杂质进入到雨水收集系统内造成管道内的堵塞，影响实际的使用，排料斗的设计可以便于初期雨水和悬浮杂质进入到市政雨水管网进行集中处理，密封固定板的设计可以便于弃流装置的安装固定，整体结构设计更加的紧凑合理。
进一步，过滤筒的外侧壁上均匀设置有渗滤孔，过滤筒的左右两侧分别设置有进水口和排水口，进水口与集水管相通，排水口通过输送管与沉淀箱相通，过滤筒的顶端设置有限位板，限位板与拦污井相匹配，限位板的设计可以与密封固定板相配合使用，进一步固定弃流装置，提高结构的稳定性能。
进一步，隔板包括横向隔板和竖向隔板，横向隔板上设置有穿孔，横向隔板和竖向隔板将过滤箱分割成至少5个腔体，腔体内设置有过滤筛网，横向隔板和竖向隔板的设计可以将过滤箱间隔成多个腔体，延长雨水在过滤箱中的停留时间，通过不同腔体内的过滤筛网对雨水进行多次过滤处理，有效提高雨水处理后的质量，穿孔的设计可以实现腔体之间的相互贯通，设计更加的科学合理。
进一步，缓冲箱和过滤箱之间的输送管内设置有流量阀，流量阀的设计可以控制雨水的整体收集速率，根据实际的降雨量大小改变流量阀的大小，避免雨水收集速率较慢造成地面雨水的沉积，结构合理。
进一步，跌水箱内设置有阶梯台阶和搅拌组件，搅拌组件位于阶梯台阶的上方，搅拌组件包括搅拌轴和搅拌叶，搅拌叶均匀设置在搅拌轴上，阶梯台阶的设计可以提高雨水的流动性能，提高雨水的清澈度，更便于雨水的回收再利用，搅拌组件的设计可以与阶梯台阶相配合使用，进一步提高雨水的流动性能，并且搅拌组件无需其他动力的辅助，只依靠雨水的冲击力就可以实现搅拌叶的转动，结构设计更加的巧妙合理。
如上述的一种地下雨水收集系统的施工方法，包括如下步骤：
1)前期准备：
(1)首先施工人员根据实际的区域，选择合适的地点作为雨水水源收集处，再结合周边环境的地质、地形条件及汇水区特征，布置雨水收集利用系统的平面和竖向位置，并且技术人员绘制好设计图纸，确定好设计尺寸；
(2)根据施工城市以往的最长降雨量总和和确定基坑的尺寸；
(3)根据设计图纸和设计尺寸开挖基坑，直至基坑的深度达到12～18m，载将基坑的底面整平，同时在基坑的底部铺设防水土工布；
2)预处理水系统的安装：
(1)根据设计图纸依次将拦污井、沉淀箱、缓冲箱、过滤箱和跌水箱安装在基坑内，首先根据设计图纸，在拦污井的安装位置处进行底部加高处理，通过回填土，使得拦污井的安装底面与沉淀箱的安装底面之间存在15～25m的垂直高度差，通过高度差结构的设计加快雨水的收集速率，无需其他动力机构的辅助，雨水只依靠重力差作用，快速流入到沉淀箱内，同时确保沉淀箱、缓冲箱、过滤箱和跌水箱之间不存在安装高度差，沉淀箱、缓冲箱、过滤箱和跌水箱均安装在基坑内的同一水平面底面上，并且确保沉淀箱、缓冲箱、过滤箱和跌水箱之间的间隔距离均达到65～85cm，从而便于输送管的安装，在确保雨水输送同时，有效规划输送管的安装路线，减少输送管的弯曲路径，节省材料，提高连接紧密性能，再根据沉淀箱、缓冲箱、过滤箱和跌水箱的实际尺寸进行输送管的安装，通过输送管将沉淀箱、缓冲箱、过滤箱和跌水箱之间相连通，并且预留好集水管和弃流管的连接位置；
(2)根据预留位置将集水管与拦污井之间连接好，再根据弃流管预留位置和城市排污管道的实际位置，选择最佳弃流管的安装路线，再根据安装路线将拦污井、沉淀箱的底部通过弃流管与市政雨水管网之间连接好；
(3)根据拦污井的实际尺寸，确定弃流装置的实际尺寸和安装位置，首先将过滤筒与排料斗之间卡接固定好，再根据过滤筒和排料斗的实际尺寸和拦污井的尺寸确定密封固定板的安装位置，将密封固定板安装到指定的位置，再将拼装好的过滤筒和排料斗卡入到密封固定板内，同时根据过滤筒与拦污井顶端的预留厚度确定限位板的尺寸，将限位板套设在过滤筒的上端，进一步固定过滤筒，提高弃流装置的结构稳定性能，更能抗击雨水的冲击；
(4)根据沉淀箱的实际尺寸，确定拦污板的尺寸、安装位置和数量，再依次将拦污板安装到沉淀箱内，并且确保相邻两个拦污板之间间隔20cm，提高雨水沉淀速率和沉淀质量；
(5)根据过滤箱的内部结构确定横向隔板的尺寸，通过横向隔板将过滤箱分为上下两个腔体，再根据横向隔板的长度和横向隔板距离过滤箱上下两内侧壁之间的实际距离确定竖向隔板的安装数量和实际尺寸，从而将上下两个腔体之间继续分割，同时在横向隔板上开设穿孔，确保腔体之间的流通，并且在每个腔体内均安装相对应尺寸的过滤筛网，在缩小过滤箱尺寸的同时，又可以确保雨水在过滤箱中的停留时间，经过多层过滤，有效提高雨水过滤后的质量，减少雨水中的颗粒杂质；
(6)根据跌水箱的实际尺寸确定阶梯台阶的最佳台阶高度和台阶数，在用石块将阶梯台阶搭建好，阶梯台阶搭建好后，再根据阶梯台阶的安装位置确定搅拌组件的安装数量和尺寸，将搅拌组件安装到最佳位置，雨水进入到跌水箱内，对搅拌组件进行冲击，使得搅拌叶依靠雨水的冲击力转动，对雨水进行搅拌，进一步增大雨水的流动性能，同时雨水通过阶梯台阶的跌水作用，有效增加雨水中的含氧量，提高雨水的清澈度，使得雨水处理的质量更好，更便于雨水的回用。
3)储水系统的安装：
(1)根据预处理系统的安装位置确定储水罐的安装位置，并且根据确定的储水罐的容积选定合适的储水罐，同时根据当地最长降雨量总和确定储水罐的安装数量，将储水罐之间并列安装，并用输送管连接并列的储水罐，确保相邻储水罐之间的连通，并且在储水罐内安装渗透板，根据储水罐的实际尺寸确定渗透板的数量，再依次将渗透板安装在储水罐内，渗透板将储水罐间隔成至少3个腔体，在最远离跌水池的腔体内将扬水泵安装固定好，并且根据雨水回用系统的实际位置和储水罐的安装位置确定排水管的最佳安装路线，将排水管与扬水泵、雨水回用系统之间连接好，并且确保连接处的紧密性能；
(2)储水罐安装好后，再进行溢流井的安装，将溢流井安装好后，再根据储水罐和溢流井的实际安装位置确定溢流管的最佳安装路线，将溢流管与储水罐、溢流井之间安装固定好；
4)传感器的安装：
(1)根据储水罐的实际尺寸确定储水罐内的警戒水位，并且在警戒水位处安装水位传感器，当储水罐内的雨水量达到警戒水位时，溢流阀打开，通过雨水回用系统和下渗系统的双重使用，有效避免雨水溢出造成水资源的浪费；
(2)在缓冲池与过滤池之间的输送管内安装流量阀，再在溢流管内安装溢流阀，通过流量阀严格控制雨水的处理速率，根据降雨量的大小进行流量阀的调整，使得雨水的处理更加的科学，通过溢流阀实现溢流井的自动开启和关闭，实现整个系统的智能化操作，无需人为手动操作；
5)回填土：
整个系统安装完成后，对整个系统进行试运行，确保回填土之前整个系统正常运行，再对基坑进行回土填埋。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
1、本发明降雨时，雨水从集水管进入到地下雨水收集系统内，雨水首先经过拦污井将雨水中的悬浮杂质去除，再进入到沉淀箱中，经过拦污板的拦截作用，使得雨水中的颗粒杂质、淤泥等沉淀，从沉淀箱的底部排入到市政雨水管网中进行集中处理，而经过沉淀处理后的雨水则进入到缓冲箱中进行缓冲减压处理，减缓地下雨水收集系统的压力，避免降雨量过大造成地下雨水收集系统的瘫痪，经过缓冲箱处理后雨水进入到过滤箱内，经过多层过滤筛网的过滤作用，将雨水中的残余颗粒杂质过滤，进一步提高雨水处理后的质量，雨水再进入到跌水箱中进行跌水处理，使得雨水处理后的清澈度更好，然后雨水进入到储水系统内，经过储水箱内的渗透板的进一步渗透处理，使得雨水中的残余颗粒去除，整体结构设计更加的紧凑合理；
2、本发明中雨水处理后经过扬水泵排入到雨水回用系统中进行再次利用，并且当降水量较大时，储水罐内水位达到警戒水位时，溢流阀打开，使得部分雨水可以从溢流井进入到城市下渗系统，从而提高排水效率，防止内涝，结构设计更加的巧妙合理。
本发明实用性强，施工简单，使用方便，通过预处理系统对雨水进行多重处理，提高雨水处理后的质量，便于对雨水进行循环再利用，整体结构设计合理，安装方便。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种地下雨水收集系统及其施工方法的结构示意图；
图2为本发明中弃流装置的结构示意图。
图中，1-集水管；2-拦污井；3-缓冲箱；4-过滤箱；5-跌水箱；6-输送管；7-弃流装置；8-拦污板；9-储水罐；10-溢流井；11-水位传感器；12-渗透板；13-扬水泵；14-排水管；15-溢流管；16-溢流阀；17-下渗管；18-过滤筒；19-排料斗；20-密封固定板；21-渗滤孔；22-进水口；23-排水口；24-限位板；25-横向隔板；26-竖向隔板；27-穿孔；28-过滤筛网；29-流量阀；30-阶梯台阶；31-搅拌轴；32-搅拌叶；33-沉淀箱；34-弃流管。
具体实施方式
如图1所示，为本发明一种地下雨水收集系统，包括集水管1、预处理系统和储水系统，预处理系统包括拦污井2、沉淀箱33、缓冲箱3、过滤箱4和跌水箱5，集水管1与拦污井2相连通，拦污井2和沉淀箱33的底部均通过弃流管34与市政雨水管网相连通，拦污井2、沉淀箱33、缓冲箱3、过滤箱4和跌水箱5之间通过输送管6相连接，拦污井2内设置有弃流装置7，弃流装置7包括过滤筒18、排料斗19和密封固定板20，过滤筒18的外侧壁上均匀设置有渗滤孔21，过滤筒18的左右两侧分别设置有进水口22和排水口23，进水口22与集水管1相通，排水口23通过输送管6与沉淀箱33相通，过滤筒18的顶端设置有限位板24，限位板24与拦污井2相匹配，限位板24的设计可以与密封固定板20相配合使用，进一步固定弃流装置7，提高结构的稳定性能，排料斗19位于过滤筒18的下方，排料斗19与过滤筒18卡接固定，排料斗19通过密封固定板20与拦污井2的内侧壁固定连接，过滤筒18的设计可以将雨水中的悬浮杂质过滤，避免悬浮杂质进入到雨水收集系统内造成管道内的堵塞，影响实际的使用，排料斗19的设计可以便于初期雨水和悬浮杂质进入到市政雨水管网进行集中处理，密封固定板20的设计可以便于弃流装置7的安装固定，整体结构设计更加的紧凑合理。
沉淀箱33内均匀设置有拦污板8，缓冲箱3和过滤箱4之间的输送管6内设置有流量阀29，流量阀29的设计可以控制雨水的整体收集速率，根据实际的降雨量大小改变流量阀29的大小，避免雨水收集速率较慢造成地面雨水的沉积，结构合理，过滤箱4内设置有隔板，隔板包括横向隔板25和竖向隔板26，横向隔板25上设置有穿孔27，横向隔板25和竖向隔板26将过滤箱4分割成至少5个腔体，腔体内设置有过滤筛网28，横向隔板25和竖向隔板26的设计可以将过滤箱4间隔成多个腔体，延长雨水在过滤箱4中的停留时间，通过不同腔体内的过滤筛网28对雨水进行多次过滤处理，有效提高雨水处理后的质量，穿孔27的设计可以实现腔体之间的相互贯通，设计更加的科学合理。
跌水箱5内设置有阶梯台阶30和搅拌组件，搅拌组件位于阶梯台阶30的上方，搅拌组件包括搅拌轴31和搅拌叶32，搅拌叶32均匀设置在搅拌轴31上，阶梯台阶30的设计可以提高雨水的流动性能，提高雨水的清澈度，更便于雨水的回收再利用，搅拌组件的设计可以与阶梯台阶30相配合使用，进一步提高雨水的流动性能，并且搅拌组件无需其他动力的辅助，只依靠雨水的冲击力就可以实现搅拌叶32的转动，结构设计更加的巧妙合理。
储水系统包括储水罐9和溢流井10，储水罐9通过输送管6与跌水箱5相连接，储水罐9的内侧壁上设置有水位传感器11，储水罐9内均匀设置有渗透板12和扬水泵13，扬水泵13通过排水管14与雨水回用系统相连接，溢流井10通过溢流管15与储水罐9相连接，溢流管15内设置有溢流阀16，溢流阀16与水位传感器11相连接，溢流井10的左端设置有下渗管17，溢流井10通过下渗管17与城市下渗系统相连接，下渗管17的表面均匀设置有下渗孔，下渗孔的设计可以雨水的渗滤，溢流阀16可以与水位传感器11相配合使用，当水位传感器11感应到储水罐9内的雨水达到警戒水位时，溢流阀16打开，使得雨水可以从城市下渗系统中排出，加快雨水的利用速率，避免雨水从储水罐9溢出，造成水资源的浪费。
如上述的一种地下雨水收集系统的施工方法，包括如下步骤：
1)前期准备：
(1)首先施工人员根据实际的区域，选择合适的地点作为雨水水源收集处，再结合周边环境的地质、地形条件及汇水区特征，布置雨水收集利用系统的平面和竖向位置，并且技术人员绘制好设计图纸，确定好设计尺寸；
(2)根据施工城市以往的最长降雨量总和和确定基坑的尺寸；
(3)根据设计图纸和设计尺寸开挖基坑，直至基坑的深度达到12～18m，载将基坑的底面整平，同时在基坑的底部铺设防水土工布；
2)预处理水系统的安装：
(1)根据设计图纸依次将拦污井2、沉淀箱33、缓冲箱3、过滤箱4和跌水箱5安装在基坑内，首先根据设计图纸，在拦污井2的安装位置处进行底部加高处理，通过回填土，使得拦污井2的安装底面与沉淀箱33的安装底面之间存在15～25m的垂直高度差，通过高度差结构的设计加快雨水的收集速率，无需其他动力机构的辅助，雨水只依靠重力差作用，快速流入到沉淀箱33内，同时确保沉淀箱33、缓冲箱3、过滤箱4和跌水箱5之间不存在安装高度差，沉淀箱33、缓冲箱3、过滤箱4和跌水箱5均安装在基坑内的同一水平面底面上，并且确保沉淀箱33、缓冲箱3、过滤箱4和跌水箱5之间的间隔距离均达到65～85cm，从而便于输送管6的安装，在确保雨水输送同时，有效规划输送管6的安装路线，减少输送管6的弯曲路径，节省材料，提高连接紧密性能，再根据沉淀箱33、缓冲箱3、过滤箱4和跌水箱5的实际尺寸进行输送管6的安装，通过输送管6将沉淀箱33、缓冲箱3、过滤箱4和跌水箱5之间相连通，并且预留好集水管1和弃流管34的连接位置；
(2)根据预留位置将集水管1与拦污井2之间连接好，再根据弃流管34预留位置和城市排污管道的实际位置，选择最佳弃流管34的安装路线，再根据安装路线将拦污井2、沉淀箱33的底部通过弃流管34与市政雨水管网之间连接好；
(3)根据拦污井2的实际尺寸，确定弃流装置7的实际尺寸和安装位置，首先将过滤筒18与排料斗19之间卡接固定好，再根据过滤筒18和排料斗19的实际尺寸和拦污井2的尺寸确定密封固定板20的安装位置，将密封固定板20安装到指定的位置，再将拼装好的过滤筒18和排料斗19卡入到密封固定板20内，同时根据过滤筒18与拦污井2顶端的预留厚度确定限位板24的尺寸，将限位板24套设在过滤筒18的上端，进一步固定过滤筒18，提高弃流装置7的结构稳定性能，更能抗击雨水的冲击；
(4)根据沉淀箱33的实际尺寸，确定拦污板8的尺寸、安装位置和数量，再依次将拦污板8安装到沉淀箱33内，并且确保相邻两个拦污板8之间间隔20cm，提高雨水沉淀速率和沉淀质量；
(5)根据过滤箱4的内部结构确定横向隔板25的尺寸，通过横向隔板25将过滤箱4分为上下两个腔体，再根据横向隔板25的长度和横向隔板25距离过滤箱4上下两内侧壁之间的实际距离确定竖向隔板26的安装数量和实际尺寸，从而将上下两个腔体之间继续分割，同时在横向隔板25上开设穿孔27，确保腔体之间的流通，并且在每个腔体内均安装相对应尺寸的过滤筛网28，在缩小过滤箱4尺寸的同时，又可以确保雨水在过滤箱4中的停留时间，经过多层过滤，有效提高雨水过滤后的质量，减少雨水中的颗粒杂质；
(6)根据跌水箱5的实际尺寸确定阶梯台阶30的最佳台阶高度和台阶数，在用石块将阶梯台阶30搭建好，阶梯台阶30搭建好后，再根据阶梯台阶30的安装位置确定搅拌组件的安装数量和尺寸，将搅拌组件安装到最佳位置，雨水进入到跌水箱5内，对搅拌组件进行冲击，使得搅拌叶32依靠雨水的冲击力转动，对雨水进行搅拌，进一步增大雨水的流动性能，同时雨水通过阶梯台阶30的跌水作用，有效增加雨水中的含氧量，提高雨水的清澈度，使得雨水处理的质量更好，更便于雨水的回用。
3)储水系统的安装：
(1)根据预处理系统的安装位置确定储水罐9的安装位置，并且根据确定的储水罐9的容积选定合适的储水罐9，同时根据当地最长降雨量总和确定储水罐9的安装数量，将储水罐9之间并列安装，并用输送管6连接并列的储水罐9，确保相邻储水罐9之间的连通，并且在储水罐9内安装渗透板12，根据储水罐9的实际尺寸确定渗透板12的数量，再依次将渗透板12安装在储水罐9内，渗透板12将储水罐9间隔成至少3个腔体，在最远离跌水池的腔体内将扬水泵13安装固定好，并且根据雨水回用系统的实际位置和储水罐9的安装位置确定排水管14的最佳安装路线，将排水管14与扬水泵13、雨水回用系统之间连接好，并且确保连接处的紧密性能；
(2)储水罐9安装好后，再进行溢流井10的安装，将溢流井10安装好后，再根据储水罐9和溢流井10的实际安装位置确定溢流管15的最佳安装路线，将溢流管15与储水罐9、溢流井10之间安装固定好；
4)传感器的安装：
(1)根据储水罐9的实际尺寸确定储水罐9内的警戒水位，并且在警戒水位处安装水位传感器11，当储水罐9内的雨水量达到警戒水位时，溢流阀16打开，通过雨水回用系统和下渗系统的双重使用，有效避免雨水溢出造成水资源的浪费；
(2)在缓冲池与过滤池之间的输送管6内安装流量阀29，再在溢流管15内安装溢流阀16，通过流量阀29严格控制雨水的处理速率，根据降雨量的大小进行流量阀29的调整，使得雨水的处理更加的科学，通过溢流阀16实现溢流井10的自动开启和关闭，实现整个系统的智能化操作，无需人为手动操作；
5)回填土：
整个系统安装完成后，对整个系统进行试运行，确保回填土之前整个系统正常运行，再对基坑进行回土填埋。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
