申请日2017.09.30
公开(公告)日2018.01.16
IPC分类号E03F1/00; E03F3/02
摘要
本发明公开了一种带有截污管和雨水处理设施的排水系统及其排水控制方法，所述排水系统具有智能排水的效果，通过控制系统对该排水系统中的水利开关的开度及相关组件的合理控制实现水体的合理排放，在保证了行洪安全的同时，最大程度的对脏水或初期雨水进行截流至污水处理厂，若污水处理厂不能及时处理时，通过过水通道引入到调蓄设施中进行暂时存储，待污水处理厂的处理能力恢复时，再排至污水处理厂，且在使用过程中无需人为操作，通过控制单元，可以实现水利开关的自动调节。本发明的排水系统使用少量的土地面积就可以实现雨水和污水的有效分离处理。所述排水系统的使用不受场合的限定，可以适用于排水管网系统中的任一条管网。
权利要求书
1.一种排水系统，其特征在于，所述排水系统包括分流井，所述分流井包括分流井井体和设置于所述分流井井体中的四个开口，分别是入水口、第一出水口、第二出水口和第三出水口;
所述排水系统还包括过水通道、调蓄设施和截污管;
所述过水通道的入口端与分流井中的第一出水口相连;所述过水通道与调蓄设施相连;所述过水通道的出口端与截污管相连;
所述排水系统还包括在线处理设施，所述在线处理设施与第二出水口相连;
所述排水系统还包括第一水利开关、第二水利开关、第三水利开关和第四水利开关;其中，在靠近所述过水通道的出口端设置第一水利开关，用于控制通过过水通道的出口端的过水量;在靠近所述第一出水口处设置第二水利开关，用于控制通过第一出水口的过水量;在靠近所述第二出水口处设置第三水利开关，用于控制通过第二出水口的过水量;在靠近所述第三出水口处设置第四水利开关，用于控制通过第三出水口的过水量。
优选地，所述排水系统还包括控制系统，所述控制系统包括第一监测装置、第二监测装置和与其信号连接的控制单元;所述控制单元与第一水利开关、第二水利开关、第三水利开关和第四水利开关信号连接;所述第一监测装置和第二监测装置用于监测信号并将监测的信号输送给控制单元，控制单元根据接收的信号控制第一水利开关、第二水利开关、第三水利开关和第四水利开关的开度。
优选地，所述过水通道选自带有水力开关的缓冲廊道、带有水力开关的过水管路和可溢流的管路中的至少一种。
优选地，所述过水通道设置在调蓄设施顶部或内部;或者所述过水通道与调蓄设施并行设置并通过水力开关连通。
当过水通道为带有水力开关的缓冲廊道或带有水力开关的过水管路时，所述过水通道可以设置在调蓄设施顶部或内部;或者所述过水通道与调蓄设施并行设置。当所述过水通道内的水体来不及排放时，水体通过压力作用，冲开水力开关，进入调蓄设施中暂时存储。
当过水通道为可溢流的管路时，所述过水通道可以设置在调蓄设施顶部或内部。当所述过水通道内的水体来不及排放时，水体溢流通过管路，溢流的水体进入调蓄设施中暂时存储。
优选地，所述过水通道与第一出水口之间还可以设置初雨管。
优选地，所述在线处理设施通过在线处理管路或廊道与第二出水口相连。
优选地，所述排水系统还包括出水管;所述第三出水口通过出水管与通往自然水体的管路相连。
优选地，所述排水系统还包括一体化处理设施，所述调蓄设施的出口端与一体化处理设施的入口端相连。
优选地，所述排水系统还包括第八水利开关;在靠近所述调蓄设施的出口端或一体化处理设施的入口端处设置第八水利开关，用于控制通过调蓄设施的出口端或一体化处理设施的入口端的过水量。
优选地，所述第八水利开关与控制单元信号连接，控制单元根据接收的信号控制第八水利开关的开度。
优选地，所述第一监测装置包括监测水体液位的装置(例如可以是液位传感器、液位计、液位开关等)，监测水体水质的装置(例如可以是水质检测器、在线COD监测仪、在线TSS监测仪、在线BOD监测仪、在线TN监测仪、在线TP监测仪、在线NH3-N监测仪、在线氨氮监测仪、电极、电导率仪等)，监测水体总量的装置(例如可以是带有计量功能的电动启闭机等)，监测雨量的装置(如雨量计等)，监测时间的装置(如计时器等)中的至少一种。
优选地，所述第一监测装置根据类型需求可设置在分流井井体内或分流井井体外，例如，监测水体液位的装置和监测水体水质的装置设置在分流井井体内，监测雨量的装置设置在分流井井体外，监测水体总量的装置设置在分流井井体中的水利开关上，监测时间的装置设置在分流井井体内或井体外。
优选地，所述第二监测装置包括监测水体液位的装置(例如可以是液位传感器、液位计、液位开关等)，监测水体总量的装置(例如可以是带有计量功能的电动启闭机等)中的至少一种。
优选地，所述第二监测装置根据类型需求可设置在调蓄设施内或调蓄设施外。例如，监测水体液位的装置设置在调蓄设施内;所述监测水体总量的装置设置在第八水利开关上。
优选地，所述在线处理设施可以是串联或并联的多个在线处理设施;所述在线处理设施包括生物滤池、在线处理池、絮凝池、斜板沉淀池、沉砂池或人工湿地等。
优选地，所述调蓄设施在排水系统可以是串联或并联多个调蓄设施;所述调蓄设施包括调蓄池、调蓄箱涵、深隧或浅隧等。
优选地，所述一体化处理设施可以是串联或并联的多个一体化处理设施;所述一体化处理设施包括一体化污水处理站等。
优选地，所述第一水利开关、第二水利开关、第三水利开关和第四水利开关分别独立地选自阀门(球阀、闸阀、刀闸阀、蝶阀、升降式橡胶板截流止回阀等)、闸门(上开式闸门、下开式闸门等)、堰门(上开式堰门、下开式堰门、旋转式堰门等)、拍门(截流拍门等)中的一种。
优选地，所述第一水利开关可以实现最大限流功能，即保证通过所述第一水利开关的流量不会超过设定的流量值。
优选地，所述第二水利开关可以实现最大限流功能，即保证通过所述第二水利开关的流量不会超过设定的流量值。
优选地，所述第三水利开关可以实现最大限流功能，即保证通过所述第三水利开关的流量不会超过设定的流量值。
优选地，所述第八水利开关选自阀门(球阀、闸阀、刀闸阀、蝶阀、升降式橡胶板截流止回阀等)、闸门(上开式闸门、下开式闸门等)、堰门(上开式堰门、下开式堰门、旋转式堰门等)、拍门(截流拍门等)中的一种。
优选地，所述第八水利开关可以实现最大限流功能，即保证通过所述第八水利开关的流量不会超过设定的流量值。
2.一种水位法控制的排水控制方法，所述排水控制方法是基于权利要求1所述的排水系统，所述排水系统包括控制系统，所述控制系统中的第一监测装置包括监测水体液位的装置且设置在分流井井体内，所述控制系统中的第二监测装置分别包括监测水体液位的装置且设置在调蓄设施内，在该控制系统的控制单元中设定分流井的警戒水位H2和调蓄设施的最高蓄水水位H3;所述方法包括如下步骤：
1a)水体从入水口进入分流井，通过监测水体液位的装置实时监测分流井井体内水体的液位高度H;通过监测水体液位的装置实时监测调蓄设施内水体液位高度H’;
2a)当H<H2且H’<H3时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
3a)当H<H2且H’≥H3时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
4a)当H≥H2时，若H’<H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态;若H’≥H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态。
优选地，根据分流井对应收水区域内地势最低点在发生积水风险时的高度在该控制系统的控制单元中设定分流井的警戒水位H2。
优选地，根据该调蓄设施的容纳能力在该控制系统的控制单元中设定该调蓄设施的最高蓄水水位H3。
优选地，所述监测水体液位的装置为液位传感器、液位计、液位开关等。
3.一种水质法控制的排水控制方法，所述排水控制方法是基于权利要求1所述的排水系统，所述排水系统包括控制系统，所述控制系统中的第一监测装置包括监测水体水质的装置且设置在分流井井体内，所述控制系统中的第二监测装置包括监测水体液位的装置且设置在调蓄设施内，在该控制系统的控制单元中设定污染物浓度标准值C1、污染物浓度超标值C2和调蓄设施的最高蓄水水位H3;所述方法包括如下步骤：
1b)水体从入水口进入分流井，通过监测水体水质的装置实时监测分流井内水体水质C;通过监测水体液位的装置实时监测调蓄设施内水体液位高度H’;
2b)当C≥C2且H’<H3时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
3b)当C≥C2且H’≥H3时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
4b)当C2>C≥C1时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于截流状态;
5b)当C<C1时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态。
优选地，根据该调蓄设施的容纳能力在该控制系统的控制单元中设定该调蓄设施的最高蓄水水位H3。
优选地，所述监测水体液位的装置为液位传感器、液位计、液位开关等。
优选地，根据排放到的自然水体的环境容量和进入分流井的水体水质在该控制系统的控制单元中设定污染物浓度标准值C1。
优选地，根据排放到的自然水体的环境容量和进入分流井的水体水质和在线处理设施能够处理的最高污染物浓度在该控制单元中设定污染物浓度超标值C2。
优选地，所述监测水体水质的装置为水质检测器、在线COD监测仪、在线氨氮监测仪、在线TSS监测仪、在线BOD监测仪、在线NH3-N监测仪、在线TP监测仪、在线TN监测仪、电极、电导率仪等，其监测的是分流井井体内水体中污染物的浓度，所述污染物包括TSS、COD、BOD、NH3-N、TN或TP中的一种或几种。
优选地，所述水质检测器可以是采用电极法、UV光学法、光学散射法等实现对水体水质的检测。
4.一种水位-水质法控制的排水控制方法，所述排水控制方法是基于权利要求1所述的排水系统，所述排水系统包括控制系统，所述控制系统中的第一监测装置包括监测水体液位的装置和监测水体水质的装置且均设置在分流井井体内，所述控制系统中的第二监测装置包括监测水体液位的装置且设置在调蓄设施内，在该控制系统的控制单元中设定分流井的警戒水位H2、污染物浓度标准值C1和调蓄设施的最高蓄水水位H3;所述方法包括如下步骤：
1c)水体从入水口进入分流井，通过监测水体液位的装置实时监测分流井井体内水体的液位高度H，通过监测水体水质的装置实时监测分流井内水体水质C;通过监测水体液位的装置实时监测调蓄设施内水体液位高度H’;
2c)当C≥C1且H<H2时，若H’<H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;若H’≥H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
3c)当C≥C1且H≥H2时，若H’<H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态;若H’≥H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态;
4c)当C<C1且H<H2时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于截流状态;
5c)当C<C1且H≥H2时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态。
优选地，根据分流井对应收水区域内地势最低点在发生积水风险时的高度在该控制系统的控制单元中设定分流井的警戒水位H2。
优选地，根据该调蓄设施的容纳能力在该控制系统的控制单元中设定该调蓄设施的最高蓄水水位H3。
优选地，所述监测水体液位的装置为液位传感器、液位计、液位开关等。
优选地，根据排放到的自然水体的环境容量和进入分流井的水体水质在该控制系统的控制单元中设定污染物浓度标准值C1。
优选地，所述监测水体水质的装置为水质检测器、在线COD监测仪、在线氨氮监测仪、在线TSS监测仪、在线BOD监测仪、在线NH3-N监测仪、在线TP监测仪、在线TN监测仪、电极、电导率仪等，其监测的是分流井井体内水体中污染物的浓度，所述污染物包括TSS、COD、BOD、NH3-N、TN或TP中的一种或几种。
优选地，所述水质检测器可以是采用电极法、UV光学法、光学散射法等实现对水体水质的检测。
5.一种总量法控制的排水控制方法，所述排水控制方法是基于权利要求1所述的排水系统，所述排水系统包括控制系统，所述控制系统中的第一监测装置包括监测水体总量的装置且设置在分流井井体中第二水利开关上，所述控制系统中的第二监测装置包括监测水体液位的装置且设置在调蓄设施内，在该控制系统的控制单元中设定分流井需要截流的初雨总量Q1和调蓄设施的最高蓄水水位H3;所述方法包括如下步骤：
1d)雨天时，水体从入水口进入分流井，通过监测水体总量的装置实时监测通过第二水利开关的水体总量Q;通过监测水体液位的装置实时监测调蓄设施内水体液位高度H’;
2d)当Q<Q1时，若H’<H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;若H’≥H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
3d)当Q≥Q1时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态。
优选地，所述方法还包括如下步骤：
4d)晴天时，水体从入水口进入分流井，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态。
优选地，根据该调蓄设施的容纳能力在该控制系统的控制单元中设定该调蓄设施的最高蓄水水位H3。
优选地，所述监测水体液位的装置为液位传感器、液位计、液位开关等。
优选地，根据分流井对应收水区域内所需要收集的初雨总量在该控制系统的控制单元中设定分流井需要截流的标准初雨总量Q1。
优选地，所述监测水体总量的装置选自带有计量功能的电动启闭机。
6.一种总量-水位法控制的排水控制方法，所述排水控制方法是基于权利要求1所述的排水系统，所述排水系统包括控制系统，所述控制系统中的第一监测装置包括监测水体总量的装置且设置在分流井井体中第二水利开关上，所述控制系统中的第一监测装置还包括监测水体液位的装置且设置在分流井井体内，所述控制系统中的第二监测装置包括监测水体液位的装置且设置在调蓄设施内，在该控制系统的控制单元中设定分流井需要截流的标准初雨总量Q1、分流井的警戒水位H2和调蓄设施的最高蓄水水位H3;所述方法包括如下步骤：
1e)雨天时，水体从入水口进入分流井，通过监测水体液位的装置实时监测分流井井体内水体的液位高度H，通过监测水体总量的装置实时监测通过第二水利开关的水体总量Q;通过监测水体液位的装置实时监测调蓄设施内水体液位高度H’;
2e)当Q<Q1且H<H2时，若H’<H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;若H’≥H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
3e)当Q≥Q1且H<H2时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于截流状态;
4e)当Q<Q1且H≥H2时，若H’<H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态;若H’≥H3时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态;
5e)当Q≥Q1且H≥H2时，第以水利开关处于关闭状态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态。
优选地，所述方法还包括如下步骤：
6e)晴天时，水体从入水口进入分流井，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态。
优选地，根据分流井对应收水区域内地势最低点在发生积水风险时的高度在该控制系统的控制单元中设定分流井的警戒水位H2。
优选地，根据该调蓄设施的容纳能力在该控制系统的控制单元中设定该调蓄设施的最高蓄水水位H3。
优选地，所述监测水体液位的装置为液位传感器、液位计、液位开关等。
优选地，根据分流井对应收水区域内所需要收集的初雨总量在该控制系统的控制单元中设定分流井需要截流的标准初雨总量Q1。
优选地，所述监测水体总量的装置选自带有计量功能的电动启闭机。
7.一种雨量法控制的排水控制方法，所述排水控制方法是基于权利要求1所述的排水系统，所述排水系统包括控制系统，所述控制系统中的第一监测装置包括监测雨量的装置且设置在分流井井体外，所述控制系统中的第二监测装置包括监测水体液位的装置且设置在调蓄设施内，在该控制系统的控制单元中设定分流井需要截流的标准初雨雨量L1和调蓄设施的最高蓄水水位H3;所述方法包括如下步骤：
1f)水体从入水口进入分流井，通过监测雨量的装置实时监测初雨雨量L;
2f)当L=0时，此时为晴天，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
3f)当L>0时，此时为雨天，通过监测水体液位的装置实时监测调蓄设施内水体液位高度H’;
4f)当0<L<L1时，若H’<H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;若H’≥H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
5f)当L≥L1时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态。
优选地，根据该调蓄设施的容纳能力在该控制系统的控制单元中设定该调蓄设施的最高蓄水水位H3。
优选地，所述监测水体液位的装置为液位传感器、液位计、液位开关等。
优选地，根据分流井对应收水区域内所需要收集的初雨毫米数在该控制系统的控制单元中设定分流井需要截流的标准初雨雨量L1。
优选地，所述监测雨量的装置为雨量计。
8.一种雨量-水位法控制的排水控制方法，所述排水控制方法是基于权利要求1所述的排水系统，所述排水系统包括控制系统，所述控制系统中的第一监测装置包括监测雨量的装置且设置在分流井井体外，所述控制系统中的第一监测装置还包括监测水体液位的装置且设置在分流井井体内，所述控制系统中的第二监测装置包括监测水体液位的装置且设置在调蓄设施内，在该控制系统的控制单元中设定分流井需要截流的标准初雨雨量L1、分流井的警戒水位H2和调蓄设施的最高蓄水水位H3;所述方法包括如下步骤：
1g)水体从入水口进入分流井，通过监测雨量的装置实时监测初雨雨量L;
2g)当L=0时，此时为晴天，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
3g)当L>0时，此时为雨天，通过监测水体液位的装置实时监测分流井井体内水体的液位高度H;通过监测水体液位的装置实时监测调蓄设施内水体液位高度H’;
4g)当0<L<L1且H<H2时，若H’<H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;若H’≥H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
5g)当L≥L1且H<H2时，第一水利开关处于开启状态，第一水利开关处于截流态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于截流状态;
6g)当0<L<L1且H≥H2时，若H’<H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态;若H’≥H3时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态;
7g)当L≥L1且H≥H2时，第以水利开关处于关闭状态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态。
优选地，根据分流井对应收水区域内地势最低点在发生积水风险时的高度在该控制系统的控制单元中设定分流井的警戒水位H2。
优选地，根据该调蓄设施的容纳能力在该控制系统的控制单元中设定该调蓄设施的最高蓄水水位H3。
优选地，所述监测水体液位的装置为液位传感器、液位计、液位开关等。
优选地，根据分流井对应收水区域内所需要收集的初雨毫米数在该控制系统的控制单元中设定分流井需要截流的标准初雨雨量L1。
优选地，所述监测雨量的装置为雨量计。
9.一种时间法控制的排水控制方法，所述排水控制方法是基于权利要求1所述的排水系统，所述排水系统包括控制系统，所述控制系统中的第一监测装置包括监测时间的装置且设置在分流井井体内或分流井井体外，所述控制系统中的第二监测装置包括监测水体液位的装置且设置在调蓄设施内，在该控制系统的控制单元中设定标准时间T1和调蓄设施的最高蓄水水位H3;所述方法包括如下步骤：
1h)晴天时，水体从入水口进入分流井，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
2h)雨天时，水体从入水口进入分流井，通过监测时间的装置实时监测降雨时间T;通过监测水体液位的装置实时监测调蓄设施内水体液位高度H’;
3h)当T<T1时，若H’<H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;若H’≥H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
4h)当T≥T1时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态。
优选地，根据该调蓄设施的容纳能力在该控制系统的控制单元中设定该调蓄设施的最高蓄水水位H3。
优选地，所述监测水体液位的装置为液位传感器、液位计、液位开关等。
优选地，根据初期雨水的降雨时间和分流井对应收水区域内初期雨水全部径流到分流井所需要的时间在该控制系统的控制单元中设定标准时间T1。
优选地，所述监测时间的装置为计时器。
10.一种时间-水位法控制的排水控制方法，所述排水控制方法是基于权利要求1所述的排水系统，所述排水系统包括控制系统，所述控制系统中的第一监测装置包括监测时间的装置且设置在分流井井体内或分流井井体外，所述控制系统中的第一监测装置还包括监测水体液位的装置且设置在分流井井体内，所述控制系统中的第二监测装置包括监测水体液位的装置且设置在调蓄设施内，在该控制系统的控制单元中设定标准时间T1、分流井的警戒水位H2和调蓄设施的最高蓄水水位H3;所述方法包括如下步骤：
1i)晴天时，水体从入水口进入分流井，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
2i)雨天时，水体从入水口进入分流井，通过监测水体液位的装置实时监测分流井井体内水体的液位高度H，通过监测时间的装置实时监测降雨时间T;通过监测水体液位的装置实时监测调蓄设施内水体液位高度H’;
3i)当T<T1且H<H2时，若H’<H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;若H’≥H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于关闭状态，第四水利开关处于截流状态;
4i)当T≥T1且H<H2时，第一水利开关处于开启状态，第一水利开关处于截流态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于截流状态;
5i)当T<T1且H≥H2时，若H’<H3，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态;若H’≥H3时，第一水利开关处于开启状态，第二水利开关处于开启状态，且保证通过第一水利开关和第二水利开关的水体流量相同，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态;
6i)当T≥T1且H≥H2时，第以水利开关处于关闭状态，第二水利开关处于关闭状态，第三水利开关处于开启状态，第四水利开关处于开启状态。
优选地，根据分流井对应收水区域内地势最低点在发生积水风险时的高度在该控制系统的控制单元中设定分流井的警戒水位H2。
优选地，根据该调蓄设施的容纳能力在该控制系统的控制单元中设定该调蓄设施的最高蓄水水位H3。
优选地，所述监测水体液位的装置为液位传感器、液位计、液位开关等。
优选地，根据初期雨水的降雨时间和分流井对应收水区域内初期雨水全部径流到分流井所需要的时间在该控制系统的控制单元中设定标准时间T1。
优选地，所述监测时间的装置为计时器。
11.权利要求2-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述排水系统包括一体化处理设施时，所述方法还包括如下步骤：
所述控制系统中的第二监测装置包括监测水体总量的装置且设置在第八水利开关上，在该控制系统的控制单元中设定该调蓄设施中的水体总量Q8;
通过监测水体总量的装置实时监测调蓄设施内水体总量Q8’;
当Q8’≥Q8时，第八水利开关处于开启状态，并保证水体以恒定的流量流经第八水利开关;
当Q8’<Q8时，第八水利开关处于关闭状态。
优选地，根据该调蓄设施的容纳能力和一体化处理设施的处理能力在该控制系统的控制单元中设定该调蓄设施中的水体总量Q8。
优选地，所述监测水体总量的装置选自带有计量功能的电动启闭机。
说明书
一种带有截污管和雨水处理设施的排水系统及排水控制方法
技术领域
本发明属于排水技术领域，具体涉及一种带有截污管和雨水处理设施的排水系统及排水控制方法。
背景技术
当前，城市和建筑群的排水系统主要包括分流制、合流制和混流制，其主要的目的是实现水体的收集、输送和处理。比如，采用一种方式对待所有废水的体制称合流制。它只有一个排水系统，称合流系统，其排水管道称合流管道。采用不同方式对待不同性质的废水的体制称分流制，它一般有两个排水系统。一个可以称为雨水系统，用于收集雨水和污染程度很低的、不经过处理直接排放水体的工业废水，其管道称雨水管道。另一个可以称为污水系统，收集生活污水和需要处理后才能排放的工业废水，其管道称污水管道。混流制是一种介于分流制和合流制之间的体制，其主要是由于在分流制的区域内管路错接、混接等导致部分管道出现了不同性质的废水，即雨水管道或污水管道实际上变成了合流管道。城市的污水管道和合流管道中的废水常统称城市污水。
随着现代房屋卫生设备和高层建筑的出现，人口密集，粪便用水流输送，大大增加城市污水的强度;再加上工业发达，工业废水大量增加，城市附近的河流湖泊就出现不能容忍的污染情况。于是增设污水处理厂，并用管道连接各个出水口，把各排水干管中的废水汇集污水处理厂进行处理，形成截流式合流系统。连接出水口并截流废水至污水处理厂的管道称截流管道或截污管道。
降雨时废水量骤增，如果把所有废水都截留，则截流管道和污水处理厂必然需要很大规模，过分增加工程费用。所以一般将排水干管和截流管相交处的检查井替换为分流井。分流井的构造可以有不同的设计，但是目前的设计并不完善，且针对不同的污水量和雨水量也没有做出改进。旱季时因管中只有污水，分流井可以将污水截住，流往污水管;雨季时将部分雨水与污水截住并流入污水管，其余雨水溢流通过井中堰，继续流向下游。对于雨水和污水的流向，目前的控制方法中多数是采用水位或雨量来控制的，但现有的水位控制法或雨量控制法，对雨水和污水的分流控制并不是很好，从而失去了分流井存在的意义。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种带有截污管和雨水处理设施的排水系统及排水控制方法，所述排水系统用于雨水和/或污水的截流和分流，通过合理的调控，实现水体的自由排放和合理分流，实现资源的合理配置。
本发明提供了一种排水系统，所述排水系统包括分流井，所述分流井包括分流井井体和设置于所述分流井井体中的四个开口，分别是入水口、第一出水口、第二出水口和第三出水口;
所述排水系统还包括过水通道、调蓄设施和截污管;
所述过水通道的入口端与分流井中的第一出水口相连;所述过水通道与调蓄设施相连;所述过水通道的出口端与截污管相连;
所述排水系统还包括在线处理设施，所述在线处理设施与第二出水口相连;
所述排水系统还包括第一水利开关、第二水利开关、第三水利开关和第四水利开关;其中，在靠近所述过水通道的出口端设置第一水利开关，用于控制通过过水通道的出口端的过水量;在靠近所述第一出水口处设置第二水利开关，用于控制通过第一出水口的过水量;在靠近所述第二出水口处设置第三水利开关，用于控制通过第二出水口的过水量;在靠近所述第三出水口处设置第四水利开关，用于控制通过第三出水口的过水量。
本发明还提供上述排水系统的排水控制方法，其包括水位法、水质法、水质-水位法、时间法、总量法、雨量法、时间-水位法、总量-水位法、雨量-水位法中的至少一种。
本发明的有益效果：
1)本发明的排水系统的第二出水口处设置有在线处理设施;所述在线处理设施可以有效解决分流井井体内存有的中后期雨水的处理问题，做到彻底地将初期雨水和中后期雨水分流处理。
2)本发明的排水系统的第一出水口设置过水通道、调蓄设施和截污管，一方面实现生活污水或初期雨水分流到污水处理厂，另一方面，可以将不能及时截流到污水处理厂的初期雨水送至调蓄设施储存，实现了生活污水和初期雨水的有效截流。
3)本发明的排水系统具有占地面积小，功能强大等优点，使用少量的土地面积就可以实现雨水和污水的有效分离处理。所述排水系统的使用不受场合的限定，可以适用于排水管网系统中的任一条管网。
4)本发明的排水系统还可以包括控制系统，在使用过程中无需人为操作，通过控制单元，可以实现水利开关的自动调节，具有灵活多变等特点，减少了大量的人力物力。具体而言，本发明的排水系统具有智能排水的效果，通过控制系统对该排水系统中的水利开关的开度及相关组件的合理控制实现水体的合理排放，在保证了行洪安全的同时，最大程度的对脏水或初期雨水进行截流至污水处理厂，若污水处理厂不能及时处理时，通过过水通道引入到调蓄设施中进行暂时存储，待污水处理厂的处理能力恢复时，再排至污水处理厂。
5)本发明的排水系统还可以在调蓄设施的出口端设置一体化处理设施，并通过一体化处理设施对存储在调蓄设施中的水体进行处理，减缓了汛期时污水处理厂的处理压力，减少由于污水处理厂处理能力不足而发生内涝次数发生的频率。
6)本发明的排水控制方法包括水位法、水质法、水质-水位法、时间法、总量法、雨量法、时间-水位法、总量-水位法、雨量-水位法，所述方法的调控有效解决了现有技术中截污管无法进行限流、干净的水或后期雨水也会进入截污管输送至污水处理厂的现象。通过合理的控制脏水、初期雨水和中后期雨水的排放途径，最大限度的把脏水截流至调蓄设施，把较干净的水排至自然水体。
7)本发明的排水控制方法是在降雨时，由于降雨强度较大，把不能及时截流到污水处理厂的初期雨水送至调蓄设施储存，同时一体化处理设施还可以对调蓄设施中的水体以恒定的流量进行处理，处理后的干净水体直接排放至与自然水体相连的管路中;后期较干净的雨水再直接排放到自然水体，可以减少在降雨时发生溢流的次数和溢流量，从而减少了雨水的溢流污染。
