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渦流控制器在城市排水防澇中的應(yīng)用研究

文檔作者：李桃，吳燕明，程文韜，馬光飛，李超，章蕾，鄭寓文檔來源：水利部產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年10月28日
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技術(shù)交流SMAII．HYDR0 POWER 2017ⅣD．J．7k以^b．J9雪
渦流控制器在城市排水防澇中的應(yīng)用研究
李桃，吳燕明，程文韜，馬光飛，李超，章蕾，鄭寓
(水利部產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究所，浙江杭州310012)
摘要：渦流控制器作為城市防洪排澇的一種新型裝置，安裝于地勢較高的雨水井出水口處。當(dāng)雨量較大時(shí)，利用漩
渦流原理，可使上游排水管路中水的流量減少，減輕低地勢雨水的排放壓力，從而緩解地勢低洼地區(qū)的內(nèi)澇情況。對其工
作性能和應(yīng)用情況進(jìn)行了相關(guān)介紹。圖5幅。
關(guān)鍵詞：排水系統(tǒng)；集水井；渦流控制器；應(yīng)用
0引言
近年來，由暴雨引發(fā)的雨水排放問題日益嚴(yán)
重。隨著城市快速發(fā)展，綠化帶減少，地表下滲幾
乎不起作用，導(dǎo)致雨水只能通過下水管路排走；而
原有管路設(shè)計(jì)容量沒有考慮城市擴(kuò)容等因素，部分
管路在暴雨水時(shí)排放超出最大允許容量，導(dǎo)致部分
城區(qū)發(fā)生水淹，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。洪澇災(zāi)害淹
沒、破壞道路和住宅建筑等，嚴(yán)重地危害人民生
命、財(cái)產(chǎn)的安全，每年給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)
損失。
為了解決這些問題，通常通過改造排水管徑、
加大排水力度等措施來增加排水速度，這種方法在
一定程度上已經(jīng)取得了成效。但是，該方法投入較
大且效率較低，并不能從根本上解決目前城市的排
水問題。目前城市排水系統(tǒng)基本上是一個(gè)“連通
器”，城區(qū)由于地勢的高低不同，各個(gè)排水口之間
存在高差，當(dāng)遇到暴雨水時(shí)，不同的排水口存在背
收稿日期：2016—12—12
基金項(xiàng)目：水利部公益性行業(yè)專項(xiàng)《城市排水防澇渦流流
量控制器及其系統(tǒng)研發(fā)》(201501026)，浙江省
公益技術(shù)應(yīng)用研究項(xiàng)目《城市污水排放中固液
兩相渦流控制技術(shù)的應(yīng)用研究》(2017C33010)。
作者簡介：李桃(1974一)，女，高級工程師，主要從事
流體機(jī)械的模擬仿真分析工作。
E．mail：btaoHl@qq．com
·32·
壓，地勢高的地方的雨水很快排走，地勢低洼地帶
的雨水很難排走，甚至雨水從地勢低的排水口外
溢，導(dǎo)致地勢低洼地帶發(fā)生水澇，很難做到有序排
水。本文提出的這種裝置，可應(yīng)對城市暴雨水引發(fā)
的局部被淹的現(xiàn)狀，最大限度地減少損失；在不改
變地下排水管網(wǎng)的情況下，使用這種設(shè)備可以提高
城市排水效率15％以上；并且這種設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，
制造成本低廉，堅(jiān)固耐用，在下水道管道中易于安
裝，沒有活動(dòng)部件，不需要外部能量驅(qū)使，具有高
效性和自動(dòng)功能。該設(shè)備的投人使用，能協(xié)調(diào)上下
游排水，使地勢低洼、容易水淹地區(qū)的水優(yōu)先排
走，利用下水管路對雨水的存儲(chǔ)能力，使地勢高、
不容易發(fā)生水淹地區(qū)的雨水減慢排走，最大限度地
利用下水管路對雨水的存儲(chǔ)能力，實(shí)現(xiàn)有序排水。
1渦流控制器工作性能
1．1控制器的工作特性
渦流控制器是一種獨(dú)立、自激活的渦流裝置u J
(見圖1)，不含任何活動(dòng)件，也不需要外部提供能
量。裝置整體是環(huán)形結(jié)構(gòu)，入口為切向入口，這樣
的結(jié)構(gòu)使得液體經(jīng)過該裝置時(shí)形成一個(gè)圍繞中心軸
旋轉(zhuǎn)的空心渦流，從而調(diào)節(jié)排水管路中水的流量。
低水位時(shí)，渦流控制器相當(dāng)于大孔板，保證水快速
排走，隨著集水井水位的升高，渦流控制器內(nèi)部開
始形成渦流；隨著水位的繼續(xù)上升，渦流控制器內(nèi)
部形成穩(wěn)定的渦流；此時(shí)，其工作效果相當(dāng)于小孔
板，即出水管水流的實(shí)際出流面積相當(dāng)于小孔板出

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