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基本信息

項目名稱：
回灌型城市雨洪綜合利用系統(tǒng)
小類：
能源化工
簡介：
回灌型城市雨洪綜合利用系統(tǒng)是由線串點(diǎn)形成面的回灌系統(tǒng)，即從城市整體規(guī)劃出發(fā)，以生態(tài)城市建設(shè)為導(dǎo)引，通過管路連接散布于城市區(qū)域的各雨水收集點(diǎn)，形成環(huán)路調(diào)節(jié)面。在環(huán)路上配以閘門、水泵等人工控制措施，使水體沿環(huán)路循環(huán)流動，實現(xiàn)以調(diào)蓄為主的動水回灌方式。動水回灌方式以恢復(fù)城市地表水系，補(bǔ)源地下水，對城市雨水、地表水和地下水進(jìn)行綜合調(diào)蓄，實現(xiàn)雨水資源的高效利用。
詳細(xì)介紹：
回灌型城市雨洪綜合利用系統(tǒng)根據(jù)對地下水位和地下漏斗的監(jiān)測、降雨和匯流的分析，確定重點(diǎn)回灌區(qū)域，合理布置回灌點(diǎn)，將雨水分散滯留，就地回灌。通過連接管路對回灌點(diǎn)進(jìn)行連接，形成環(huán)路，連接管路中的滲透管道和暗河可進(jìn)一步擴(kuò)展回灌流路，明渠可結(jié)合城市河湖水系的規(guī)劃，用于恢復(fù)地表水系。在環(huán)路上設(shè)置閘門和水泵等人工控制設(shè)施，使水體沿環(huán)路流動，增強(qiáng)了雨水的自凈能力，延長回灌作用的時間，有效解決雨洪產(chǎn)生快和滲透回灌緩慢之間的矛盾。城市雨水回灌以地下含水層為儲水空間，綜合城市雨水、地表水和地下水的統(tǒng)一調(diào)節(jié)，減少了工程設(shè)施的投入，并有效緩解地面沉降等災(zāi)害。 在環(huán)路的低洼處建立大型的水生態(tài)園，在很大程度上增大集水面積，提高蓄留能力，增強(qiáng)調(diào)節(jié)的可操作性。水生態(tài)園結(jié)合恢復(fù)的地表水系及兩岸的生態(tài)河堤，體現(xiàn)了生態(tài)城市建設(shè)的理念，促進(jìn)實現(xiàn)促進(jìn)實現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能、宜居的城市建設(shè)目標(biāo)。排洪渠道連接外部渠道，減少城市的防洪壓力。

作品專業(yè)信息

設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

作品設(shè)計目的： 我國許多城市因地下水超采引發(fā)地面沉降,嚴(yán)重威脅城市基礎(chǔ)設(shè)施的安全，而降雨時空分布高度集中使得雨水資源難以可持續(xù)利用，短時期的降雨大量集中外排會浪費(fèi)雨水資源?；毓嘈统鞘杏旰榫C合利用系統(tǒng)通過建立動水回灌方式，綜合調(diào)節(jié)城市雨水、地表水和地下水，高效利用城市雨水資源。 基本思路： 通過對城市地下水位的監(jiān)測和雨情分析，確定重點(diǎn)回灌區(qū)域，合理布置回灌點(diǎn)。 地下漏斗嚴(yán)重區(qū)域初步修復(fù)后，利用暗河、滲透管道、明渠連接各回灌點(diǎn)，形成環(huán)路，環(huán)路上配以閘門、水泵等人工控制措施，增強(qiáng)對調(diào)節(jié)的控制。 在環(huán)路上建設(shè)生態(tài)河堤、水生態(tài)園、取水點(diǎn)、排洪渠道等滿足城市的生態(tài)用水、生活生產(chǎn)用水、安全泄洪等要求。 創(chuàng)新點(diǎn)： 分散布置、統(tǒng)一調(diào)節(jié)。通過分布在城市各區(qū)域的不同回灌設(shè)施對雨水進(jìn)行分散滯蓄、就地回灌，通過管理連接和人工控制實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)節(jié)。 點(diǎn)線結(jié)合、循環(huán)利用。結(jié)合城市整體規(guī)劃，以動水方式擴(kuò)展回灌流路，增加雨水的自凈能力，通過藴養(yǎng)地下水實現(xiàn)雨水資源的持續(xù)利用。 兼顧景觀，形成系統(tǒng)。以生態(tài)城市建設(shè)為導(dǎo)引，通過水生態(tài)園和城市地表水系滿足生態(tài)城市建設(shè)要求。 技術(shù)關(guān)鍵： 精確定位重點(diǎn)回灌區(qū)域，合理布置回灌點(diǎn)；建立連接線路，形成流動環(huán)路；形成調(diào)節(jié)面，布置水生態(tài)園等增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)性。 主要技術(shù)指標(biāo)： 回灌效率；地下水恢復(fù)系數(shù)；雨洪利用指數(shù)

科學(xué)性、先進(jìn)性

作品先進(jìn)性： 1）系統(tǒng)性強(qiáng)，目前雨水回灌都是單個設(shè)點(diǎn)，單獨(dú)運(yùn)行，獨(dú)立于城市其他水系統(tǒng)。綜合利用系統(tǒng)通過對分散回灌點(diǎn)的連接，實現(xiàn)對城區(qū)地表水、地下水和雨水的統(tǒng)一調(diào)節(jié)，可建立成一個節(jié)能、環(huán)保、資源高效利用的城市水工程。 2）持續(xù)性強(qiáng)，單獨(dú)的回灌設(shè)施對雨水的收集有限，調(diào)節(jié)的可操作性差，目前短時間內(nèi)產(chǎn)生的雨水大量外排，不能滿足城市用水持續(xù)性的要求。綜合利用系統(tǒng)通過環(huán)路和人工控制措施，實施可持續(xù)的調(diào)節(jié)，以藴養(yǎng)地下水位儲水目的，實現(xiàn)可持續(xù)利用。 3）綜合功能突出，目前蓄水池都以靜水儲存，儲存過程中未加利用而且水質(zhì)差。綜合利用系統(tǒng)以動水方式回灌，增加回灌雨水的自凈能力，并滿足城市生態(tài)、景觀用水的要求，沿流動明渠建立的生態(tài)堤和環(huán)路上建設(shè)的水生態(tài)園是城市重要的水景觀，可促進(jìn)實現(xiàn)生態(tài)、環(huán)保、宜居、資源節(jié)約的城市建設(shè)目標(biāo)。

獲獎情況及鑒定結(jié)果

2011年4月參加第九屆“挑戰(zhàn)杯”河南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽。

作品所處階段

理論研究和實驗室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

合同轉(zhuǎn)讓+面談

作品可展示的形式

模型+圖紙

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測

使用說明： 回灌型城市雨洪綜合利用系統(tǒng)，從城市整體規(guī)劃出發(fā)，以建設(shè)生態(tài)城市為指引，系統(tǒng)分析城市的地表水系、地下水系和降雨過程，進(jìn)行回灌量、城市用水量、降雨量的平衡計算，結(jié)合城市的的水文、地質(zhì)等條件合理布設(shè)相關(guān)工程，綜合調(diào)節(jié)地表水、地下水和雨水。 技術(shù)優(yōu)勢： 從城市整體規(guī)劃出發(fā)，兼顧生態(tài)建設(shè)，技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)性強(qiáng)。 推廣前景： 我國近400個城市供水不足，110個城市嚴(yán)重缺水，70多個城市地下水超采引發(fā)地面沉降、塌陷、開裂等災(zāi)害，嚴(yán)重威脅了城市基礎(chǔ)設(shè)施建筑的安全?；毓嘈统鞘杏旰榫C合利用系統(tǒng)，以藴養(yǎng)地下水為目的，以生態(tài)城市建設(shè)為指引，以綜合調(diào)控為手段，實現(xiàn)水資源的綜合利用和循環(huán)利用。 回灌型城市雨洪綜合利用系統(tǒng)結(jié)合城市整體規(guī)劃，還可作為城市規(guī)劃和給排水等專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容，加深學(xué)生對理論知識的理解和解決實際問題的能力。 市場分析和經(jīng)濟(jì)效益： 根據(jù)目前我國城市水資源的情況和綜合利用系統(tǒng)的特點(diǎn)，回灌型城市雨洪綜合利用系統(tǒng)能解決實際問題

同類課題研究水平概述

1982年美國的David Pyne第一次提出了“含水層貯存和回用”（Aquifer storage and recovery 簡稱ASR），近30多年來，ASR技術(shù)得到很大的發(fā)展，地表入滲、坑塘入滲、滲井入滲、水平輻射井入滲、加壓式人工回灌井等主要回灌設(shè)施的發(fā)展取得進(jìn)步，形成了“收集—預(yù)處理—回灌—抽取—再利用”的回灌模式，現(xiàn)在國際上對地下含水層的回灌和再利用通稱為ASR技術(shù)。2002年在澳大利亞召開的第四屆國際地下水補(bǔ)給會議上，成立了國際水文地質(zhì)學(xué)會含水層管理專業(yè)委員會，系統(tǒng)地論證了含水層補(bǔ)給在地下水資源開發(fā)和保護(hù)中的作用，總結(jié)了人工補(bǔ)給的技術(shù)方法和各類地質(zhì)條件下回灌的經(jīng)驗等。 在20世紀(jì)60年代，上海為控制因大規(guī)模開采地下水而引發(fā)的地面沉降，開始采用深井灌注的方法補(bǔ)給地下水，開創(chuàng)性地發(fā)展了“冬灌夏用”和“夏灌冬用”的地下含水層儲能技術(shù)，并向天津和北京等城市推廣。清華大學(xué)與德國、北京等單位在國內(nèi)首次開展城市污水處理后回灌地下水的基本理論和工程研究，采用了地表回灌滲濾池和快速滲濾與淺層回灌相結(jié)合的回灌方式。2000年1月中德開始實施“城區(qū)水資源可持續(xù)利用—雨洪控制和地下水回灌”的合作項目，相繼在北京建立了代表老城區(qū)、新建城區(qū)、將建設(shè)區(qū)、公園綠地、校園特點(diǎn)的5種類型、6個雨洪利用的示范區(qū)，總面積達(dá)60hm2，并在2001年9月明確提出城市雨洪利用的目標(biāo)是“將雨水留在地面和地下，建立雨洪相關(guān)產(chǎn)業(yè)”。 目前許多城市已認(rèn)識到城市雨洪控制利用的重要性，開始探索建立城市雨水利用的示范性工程，并編制了相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和管理條例。這些工程設(shè)施通常地采用了洼地- 滲渠、滲渠- 滲管組合、洼地- 滲溝- 雨水排水系統(tǒng)等組合形式。在一些城市也出現(xiàn)了包括雨水收集、處理、儲存、排放、澆灌取水等綜合利用試驗點(diǎn)，如上海的生態(tài)小區(qū)和世博園區(qū)、北京的奧運(yùn)會場館、天津的節(jié)水型水利科技大廈等，但這些試驗點(diǎn)的規(guī)模都不大，缺乏生態(tài)化、多樣化的利用措施，未成系統(tǒng)。
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