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涡流控制器在城市排水防涝中的应用研究

文档作者：李桃，吴燕明，程文韬，马光飞，李超，章蕾，郑寓文档来源：水利部产品质量标准研究所		点击数：	更新时间： 2023年10月28日
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涡流控制器在城市排水防涝中的应用研究
李桃，吴燕明，程文韬，马光飞，李超，章蕾，郑寓
(水利部产品质量标准研究所，浙江杭州310012)
摘要：涡流控制器作为城市防洪排涝的一种新型装置，安装于地势较高的雨水井出水口处。当雨量较大时，利用漩
涡流原理，可使上游排水管路中水的流量减少，减轻低地势雨水的排放压力，从而缓解地势低洼地区的内涝情况。对其工
作性能和应用情况进行了相关介绍。图5幅。
关键词：排水系统；集水井；涡流控制器；应用
0引言
近年来，由暴雨引发的雨水排放问题日益严
重。随着城市快速发展，绿化带减少，地表下渗几
乎不起作用，导致雨水只能通过下水管路排走；而
原有管路设计容量没有考虑城市扩容等因素，部分
管路在暴雨水时排放超出最大允许容量，导致部分
城区发生水淹，造成很大的经济损失。洪涝灾害淹
没、破坏道路和住宅建筑等，严重地危害人民生
命、财产的安全，每年给国家带来巨大的经济
损失。
为了解决这些问题，通常通过改造排水管径、
加大排水力度等措施来增加排水速度，这种方法在
一定程度上已经取得了成效。但是，该方法投入较
大且效率较低，并不能从根本上解决目前城市的排
水问题。目前城市排水系统基本上是一个“连通
器”，城区由于地势的高低不同，各个排水口之间
存在高差，当遇到暴雨水时，不同的排水口存在背
收稿日期：2016—12—12
基金项目：水利部公益性行业专项《城市排水防涝涡流流
量控制器及其系统研发》(201501026)，浙江省
公益技术应用研究项目《城市污水排放中固液
两相涡流控制技术的应用研究》(2017C33010)。
作者简介：李桃(1974一)，女，高级工程师，主要从事
流体机械的模拟仿真分析工作。
E．mail：btaoHl@qq．com
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压，地势高的地方的雨水很快排走，地势低洼地带
的雨水很难排走，甚至雨水从地势低的排水口外
溢，导致地势低洼地带发生水涝，很难做到有序排
水。本文提出的这种装置，可应对城市暴雨水引发
的局部被淹的现状，最大限度地减少损失；在不改
变地下排水管网的情况下，使用这种设备可以提高
城市排水效率15％以上；并且这种设备结构简单，
制造成本低廉，坚固耐用，在下水道管道中易于安
装，没有活动部件，不需要外部能量驱使，具有高
效性和自动功能。该设备的投人使用，能协调上下
游排水，使地势低洼、容易水淹地区的水优先排
走，利用下水管路对雨水的存储能力，使地势高、
不容易发生水淹地区的雨水减慢排走，最大限度地
利用下水管路对雨水的存储能力，实现有序排水。
1涡流控制器工作性能
1．1控制器的工作特性
涡流控制器是一种独立、自激活的涡流装置u J
(见图1)，不含任何活动件，也不需要外部提供能
量。装置整体是环形结构，入口为切向入口，这样
的结构使得液体经过该装置时形成一个围绕中心轴
旋转的空心涡流，从而调节排水管路中水的流量。
低水位时，涡流控制器相当于大孔板，保证水快速
排走，随着集水井水位的升高，涡流控制器内部开
始形成涡流；随着水位的继续上升，涡流控制器内
部形成稳定的涡流；此时，其工作效果相当于小孔
板，即出水管水流的实际出流面积相当于小孔板出

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