智能減淤增排濾水井蓋的研究

楊子桐揚州大學水利與能源動力工程學院水工1303班

智能減淤增排濾水井蓋的研究

楊子桐
揚州大學水利與能源動力工程學院水工1303班

新型智能導流雨水井柵蓋是旨在解決暴雨來臨所帶來的路表排水不暢，人工解決不便，交通事故頻發等問題，在原井柵蓋基礎上進行低成本改造，使其能夠根據排水情況自動打開改進的導流裝置，時刻保持最佳排水效能的一種路表排水基礎設施。

減淤；增排；濾水；井蓋

一、設計背景

目前已有的較為成熟的水沙分離技術有，化學方法如使用絮凝劑沉淀等方法，但是不適用于管道的減淤；物理方法如砂水分離器，梭錐管水力分離水沙等方法，裝置過于復雜，不能在管道狹窄的空間實施。所以這些方法對于排污管道的減淤并不能起到很好的效果。

如今排水井蓋存在著諸多的問題，為了增加井蓋的過流能力而將井蓋的一角掀起形成旋流從而增加過流；雨水井蓋也因其材質經常會引起不法分子的偷盜，造成交通等安全問題；雨水井蓋為了減少淤塞而加大其表面的孔口密度從而使得下雨天過流能力得不到保證。

二、設計思路

在現有的雨水柵蓋上進行改造：增加一個可根據排水情況自動開關的裝置，該裝置的作用是當雨水不多，雨水蓋的排水情況良好時，該裝置處于關閉狀態；當雨水多，致使雨水柵蓋排水不暢，雨水柵蓋處從自由進流轉為淹沒進流時，裝置打開，使雨水柵蓋通過該裝置與大氣相連通，使雨水柵蓋處保持自由進流狀態，增快排水速度，減少路面積水。同時，也可以減少人工打開雨水柵蓋所帶來的危險和成本。

三、設計構造

1.裝置的上方為增排通氣孔，可以形成旋流增加排水量。

2.進水口的上蓋板下方為扭面管道，使得水流能在擋水板中形成旋流。

3.流量過大時可以通過大流量溢水口溢出。

4.流量過小時，此時水流中含雜率較高，通過小流量溢出水口流入集沙盒中，清水從反濾層溢出，雜質在集沙盒中。

四、工作原理

1.大流量工作情況

當雨天流量過大時，首先要解決的是排水問題，水流通過在上蓋板表面形成旋流，中間的增排通氣孔形成中通的氣孔保證了旋流的產生。通過扭面管道在擋水板中形成二次旋流，過多的水量從大流量溢水口溢出，解決了排水的問題。

2.小流量工作情況

當流量過小時，首先要解決的是減淤的問題，水流同樣通過在上蓋板表面形成旋流，中間的增排通氣孔形成中通的氣孔保證了旋流的產生。通過扭面管道在擋水板中形成二次旋流，與旋流相反的反溢水隔板阻止了水流的溢出，水流通過小溢流出口，雜質留在集沙盒中，清水由反濾層溢出。

五、創新特色

1.改變進流方式。舊型井柵蓋在雨量較大時從大氣進流變為淹沒進流，而新型井柵蓋增加了導流裝置，能夠自動調節使井柵蓋始終處于最優的大氣進流，快速排水；

2.高智能。新型井柵蓋的導流裝置能根據雨量自動控制裝置的開關。裝置的下半部分為杠桿檢測器，當檢測到雨量達到淹沒進流臨界水深時，裝置打開，反之關閉；

3.自動化程度高。裝置打開或關閉不利用外在的動力源，僅利用雨水帶來的自然沖擊力和機械傳動即可達到效果。

六、應用前景

1.該產品能夠解決暴雨天氣下路表積水過多帶來的交通不暢，人工搬運雨水蓋不便，以及其帶來的交通安全隱患等諸多問題；

2.設計簡單。只要對舊井柵蓋進行低成本改造就可投入使用，生產成本低，效率高，有廣闊的市場。裝置上半部分是類塑料軟管，路人碰到不會受傷，外側涂有警示顏料，提醒人們注意避讓；

3.維護方便成本低。裝置采用的是類塑料材料和少量不銹鋼，價格便宜且可直接回收，且不易破壞。裝置可拆卸，便于后期維護。