基本信息
- 项目名称：
- 回灌型城市雨洪综合利用系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 回灌型城市雨洪综合利用系统是由线串点形成面的回灌系统，即从城市整体规划出发，以生态城市建设为导引，通过管路连接散布于城市区域的各雨水收集点，形成环路调节面。在环路上配以闸门、水泵等人工控制措施，使水体沿环路循环流动，实现以调蓄为主的动水回灌方式。动水回灌方式以恢复城市地表水系，补源地下水，对城市雨水、地表水和地下水进行综合调蓄，实现雨水资源的高效利用。
- 详细介绍：
- 回灌型城市雨洪综合利用系统根据对地下水位和地下漏斗的监测、降雨和汇流的分析，确定重点回灌区域，合理布置回灌点，将雨水分散滞留，就地回灌。通过连接管路对回灌点进行连接，形成环路，连接管路中的渗透管道和暗河可进一步扩展回灌流路，明渠可结合城市河湖水系的规划，用于恢复地表水系。在环路上设置闸门和水泵等人工控制设施，使水体沿环路流动，增强了雨水的自净能力，延长回灌作用的时间，有效解决雨洪产生快和渗透回灌缓慢之间的矛盾。城市雨水回灌以地下含水层为储水空间，综合城市雨水、地表水和地下水的统一调节，减少了工程设施的投入，并有效缓解地面沉降等灾害。 在环路的低洼处建立大型的水生态园，在很大程度上增大集水面积，提高蓄留能力，增强调节的可操作性。水生态园结合恢复的地表水系及两岸的生态河堤，体现了生态城市建设的理念，促进实现促进实现环保、节能、宜居的城市建设目标。排洪渠道连接外部渠道，减少城市的防洪压力。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计目的： 我国许多城市因地下水超采引发地面沉降,严重威胁城市基础设施的安全，而降雨时空分布高度集中使得雨水资源难以可持续利用，短时期的降雨大量集中外排会浪费雨水资源。回灌型城市雨洪综合利用系统通过建立动水回灌方式，综合调节城市雨水、地表水和地下水，高效利用城市雨水资源。 基本思路： 通过对城市地下水位的监测和雨情分析，确定重点回灌区域，合理布置回灌点。 地下漏斗严重区域初步修复后，利用暗河、渗透管道、明渠连接各回灌点，形成环路，环路上配以闸门、水泵等人工控制措施，增强对调节的控制。 在环路上建设生态河堤、水生态园、取水点、排洪渠道等满足城市的生态用水、生活生产用水、安全泄洪等要求。 创新点： 分散布置、统一调节。通过分布在城市各区域的不同回灌设施对雨水进行分散滞蓄、就地回灌，通过管理连接和人工控制实现统一调节。 点线结合、循环利用。结合城市整体规划，以动水方式扩展回灌流路，增加雨水的自净能力，通过藴养地下水实现雨水资源的持续利用。 兼顾景观，形成系统。以生态城市建设为导引，通过水生态园和城市地表水系满足生态城市建设要求。 技术关键： 精确定位重点回灌区域，合理布置回灌点；建立连接线路，形成流动环路；形成调节面，布置水生态园等增加系统调节性。 主要技术指标： 回灌效率；地下水恢复系数；雨洪利用指数
科学性、先进性
- 作品先进性： 1）系统性强，目前雨水回灌都是单个设点，单独运行，独立于城市其他水系统。综合利用系统通过对分散回灌点的连接，实现对城区地表水、地下水和雨水的统一调节，可建立成一个节能、环保、资源高效利用的城市水工程。 2）持续性强，单独的回灌设施对雨水的收集有限，调节的可操作性差，目前短时间内产生的雨水大量外排，不能满足城市用水持续性的要求。综合利用系统通过环路和人工控制措施，实施可持续的调节，以藴养地下水位储水目的，实现可持续利用。 3）综合功能突出，目前蓄水池都以静水储存，储存过程中未加利用而且水质差。综合利用系统以动水方式回灌，增加回灌雨水的自净能力，并满足城市生态、景观用水的要求，沿流动明渠建立的生态堤和环路上建设的水生态园是城市重要的水景观，可促进实现生态、环保、宜居、资源节约的城市建设目标。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年4月参加第九届“挑战杯”河南省大学生课外学术科技作品竞赛。
作品所处阶段
- 理论研究和实验室阶段
技术转让方式
- 合同转让+面谈
作品可展示的形式
- 模型+图纸
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 回灌型城市雨洪综合利用系统，从城市整体规划出发，以建设生态城市为指引，系统分析城市的地表水系、地下水系和降雨过程，进行回灌量、城市用水量、降雨量的平衡计算，结合城市的的水文、地质等条件合理布设相关工程，综合调节地表水、地下水和雨水。 技术优势： 从城市整体规划出发，兼顾生态建设，技术结构简单，系统性强。 推广前景： 我国近400个城市供水不足，110个城市严重缺水，70多个城市地下水超采引发地面沉降、塌陷、开裂等灾害，严重威胁了城市基础设施建筑的安全。回灌型城市雨洪综合利用系统，以藴养地下水为目的，以生态城市建设为指引，以综合调控为手段，实现水资源的综合利用和循环利用。 回灌型城市雨洪综合利用系统结合城市整体规划，还可作为城市规划和给排水等专业的教学内容，加深学生对理论知识的理解和解决实际问题的能力。 市场分析和经济效益： 根据目前我国城市水资源的情况和综合利用系统的特点，回灌型城市雨洪综合利用系统能解决实际问题
同类课题研究水平概述
- 1982年美国的David Pyne第一次提出了“含水层贮存和回用”（Aquifer storage and recovery 简称ASR），近30多年来，ASR技术得到很大的发展，地表入渗、坑塘入渗、渗井入渗、水平辐射井入渗、加压式人工回灌井等主要回灌设施的发展取得进步，形成了“收集—预处理—回灌—抽取—再利用”的回灌模式，现在国际上对地下含水层的回灌和再利用通称为ASR技术。2002年在澳大利亚召开的第四届国际地下水补给会议上，成立了国际水文地质学会含水层管理专业委员会，系统地论证了含水层补给在地下水资源开发和保护中的作用，总结了人工补给的技术方法和各类地质条件下回灌的经验等。 在20世纪60年代，上海为控制因大规模开采地下水而引发的地面沉降，开始采用深井灌注的方法补给地下水，开创性地发展了“冬灌夏用”和“夏灌冬用”的地下含水层储能技术，并向天津和北京等城市推广。清华大学与德国、北京等单位在国内首次开展城市污水处理后回灌地下水的基本理论和工程研究，采用了地表回灌渗滤池和快速渗滤与浅层回灌相结合的回灌方式。2000年1月中德开始实施“城区水资源可持续利用—雨洪控制和地下水回灌”的合作项目，相继在北京建立了代表老城区、新建城区、将建设区、公园绿地、校园特点的5种类型、6个雨洪利用的示范区，总面积达60hm2，并在2001年9月明确提出城市雨洪利用的目标是“将雨水留在地面和地下，建立雨洪相关产业”。 目前许多城市已认识到城市雨洪控制利用的重要性，开始探索建立城市雨水利用的示范性工程，并编制了相关的技术规范和管理条例。这些工程设施通常地采用了洼地- 渗渠、渗渠- 渗管组合、洼地- 渗沟- 雨水排水系统等组合形式。在一些城市也出现了包括雨水收集、处理、储存、排放、浇灌取水等综合利用试验点，如上海的生态小区和世博园区、北京的奥运会场馆、天津的节水型水利科技大厦等，但这些试验点的规模都不大，缺乏生态化、多样化的利用措施，未成系统。
