智能减淤增排滤水井盖的研究

杨子桐扬州大学水利与能源动力工程学院水工1303班

智能减淤增排滤水井盖的研究

杨子桐
扬州大学水利与能源动力工程学院水工1303班

新型智能导流雨水井栅盖是旨在解决暴雨来临所带来的路表排水不畅，人工解决不便，交通事故频发等问题，在原井栅盖基础上进行低成本改造，使其能够根据排水情况自动打开改进的导流装置，时刻保持最佳排水效能的一种路表排水基础设施。

减淤；增排；滤水；井盖

一、设计背景

目前已有的较为成熟的水沙分离技术有，化学方法如使用絮凝剂沉淀等方法，但是不适用于管道的减淤；物理方法如砂水分离器，梭锥管水力分离水沙等方法，装置过于复杂，不能在管道狭窄的空间实施。所以这些方法对于排污管道的减淤并不能起到很好的效果。

如今排水井盖存在着诸多的问题，为了增加井盖的过流能力而将井盖的一角掀起形成旋流从而增加过流；雨水井盖也因其材质经常会引起不法分子的偷盗，造成交通等安全问题；雨水井盖为了减少淤塞而加大其表面的孔口密度从而使得下雨天过流能力得不到保证。

二、设计思路

在现有的雨水栅盖上进行改造：增加一个可根据排水情况自动开关的装置，该装置的作用是当雨水不多，雨水盖的排水情况良好时，该装置处于关闭状态；当雨水多，致使雨水栅盖排水不畅，雨水栅盖处从自由进流转为淹没进流时，装置打开，使雨水栅盖通过该装置与大气相连通，使雨水栅盖处保持自由进流状态，增快排水速度，减少路面积水。同时，也可以减少人工打开雨水栅盖所带来的危险和成本。

三、设计构造

1.装置的上方为增排通气孔，可以形成旋流增加排水量。

2.进水口的上盖板下方为扭面管道，使得水流能在挡水板中形成旋流。

3.流量过大时可以通过大流量溢水口溢出。

4.流量过小时，此时水流中含杂率较高，通过小流量溢出水口流入集沙盒中，清水从反滤层溢出，杂质在集沙盒中。

四、工作原理

1.大流量工作情况

当雨天流量过大时，首先要解决的是排水问题，水流通过在上盖板表面形成旋流，中间的增排通气孔形成中通的气孔保证了旋流的产生。通过扭面管道在挡水板中形成二次旋流，过多的水量从大流量溢水口溢出，解决了排水的问题。

2.小流量工作情况

当流量过小时，首先要解决的是减淤的问题，水流同样通过在上盖板表面形成旋流，中间的增排通气孔形成中通的气孔保证了旋流的产生。通过扭面管道在挡水板中形成二次旋流，与旋流相反的反溢水隔板阻止了水流的溢出，水流通过小溢流出口，杂质留在集沙盒中，清水由反滤层溢出。

五、创新特色

1.改变进流方式。旧型井栅盖在雨量较大时从大气进流变为淹没进流，而新型井栅盖增加了导流装置，能够自动调节使井栅盖始终处于最优的大气进流，快速排水；

2.高智能。新型井栅盖的导流装置能根据雨量自动控制装置的开关。装置的下半部分为杠杆检测器，当检测到雨量达到淹没进流临界水深时，装置打开，反之关闭；

3.自动化程度高。装置打开或关闭不利用外在的动力源，仅利用雨水带来的自然冲击力和机械传动即可达到效果。

六、应用前景

1.该产品能够解决暴雨天气下路表积水过多带来的交通不畅，人工搬运雨水盖不便，以及其带来的交通安全隐患等诸多问题；

2.设计简单。只要对旧井栅盖进行低成本改造就可投入使用，生产成本低，效率高，有广阔的市场。装置上半部分是类塑料软管，路人碰到不会受伤，外侧涂有警示颜料，提醒人们注意避让；

3.维护方便成本低。装置采用的是类塑料材料和少量不锈钢，价格便宜且可直接回收，且不易破坏。装置可拆卸，便于后期维护。