一种防堵塞海绵城市建设用雨水花园系统技术方案

本发明专利技术涉及一种防堵塞海绵城市建设用雨水花园系统，包括由上到下依次设置的蓄水层(1)、覆盖层(2)、种植土壤层(3)、透水土工布(4)、人工填料(5)、砂层(6)、砾石层(7)、防水膜(8)和素土夯实(9)；所述的砾石层(7)内设有穿孔排水管(10)和穿孔曝气管(12)，所述的穿孔排水管(10)和穿孔曝气管(12)分别连接至一蓄水池(16)。与现有技术相比，本发明专利技术具有防堵塞、渗透性强、对雨水的净化能力强、使用和维护简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种防堵塞海绵城市建设用雨水花园系统
本专利技术涉及雨水花园
，具体涉及一种防堵塞海绵城市建设用雨水花园系统。
技术介绍
“海绵城市”是指城市能像海绵一样，在适应环境变化及应对自然灾害等方面拥有良好的“弹性”，下雨时能吸水、蓄水、渗水、净水，需要时再将蓄存的水“释放”并利用。其本质是利用“渗、滞、蓄、净、用、排”等手段措施对城市降雨径流进行水量控制、峰值削减、污染削减和资源化利用。即在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。在城市雨洪资源管理的措施中，雨水花园不但可以拦蓄雨水、消减洪峰，还可以通过土壤过滤与吸附、植物吸收、微生物反应等作用净化水质并直接将雨水补充地下水，因此雨水花园成为城市雨洪资源管理中的最佳管理措施(BMPs)之一，应用日益广泛。雨水花园指在人工挖掘的浅凹绿地中，通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流，是一种生态可持续的雨洪控制和雨水利用设施。被用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水，通过植物、沙土的综合作用使雨水得到净化，并使之逐渐渗入土壤，涵养地下水，或使之补给景观用水、厕所用水等城市用水。雨水花园主要作用是：减少雨水径流量、削减峰值流量；净化雨水径流水质，减少径流污染；促进雨水下渗，涵养回补地下水；美化环境，具有一定的社会效益和经济效益。近年来，国内外对雨水花园做了大量的研究。CN04982249B公开了一种用于马路中间绿化带的雨水花园，包括种植层、营养土层、碎石层和透气防渗砂层，雨水花园设置在由路缘石构成的绿化带内，路缘石上有排水孔，路面上的积水能够通过路缘石上的排水孔排至雨水花园内的碎石层内，解决了降雨量过大路面形成积水无法排放的问题；另外在雨水花园的底层增加了透气防渗砂层，能够防止植物烂根，同时，还可以防止进入雨水花园内的雨水渗入地下。CN107642202B公开了一种利用结构梁板进行雨水蓄滞和自动浇灌的雨水花园，包括种植过滤层、结构渗蓄层、雨水自动浇灌系统和雨水蓄滞自动调蓄系统。该专利技术利用建筑物的顶板结构体系，在种植过滤层表面设置大面积的覆土花园绿地，提供充足的雨水渗滞面积；通过潜水泵与雨水灌溉管网系统进行绿地浇灌，实现雨水循环再利用。现有的雨水花园技术仍存在着以下不足：对雨水，尤其是初期雨水地表径流中含有的有机污染物及氮磷等的去除能力有限；在实际使用过程中，地面上的一些轻质杂物或者沙石、固体杂物，很容易随着雨水流到雨水花园内，在渗透过程中易造成透水面层堵塞，从而导致透水性能下降，需要进行及时的冲洗维护且维护难度较大；雨水花园的种植土层和人工填料层渗透性较差，雨水花园总体结构的渗透性不强。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种防堵塞海绵城市建设用雨水花园系统，防堵塞，渗透性强，对雨水的净化能力强，使用和维护简单。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种防堵塞海绵城市建设用雨水花园系统，包括由上到下依次设置的蓄水层、覆盖层、种植土壤层、透水土工布、人工填料、砂层、砾石层、防水膜和素土夯实；所述的砾石层内设有穿孔排水管和穿孔曝气管，所述的穿孔排水管和穿孔曝气管分别连接至一蓄水池。所述的雨水花园系统接纳所汇集雨水前，初期雨水需进入弃流井弃流外排进行单独处理，或排入市政污水管网、雨污合流管网由污水处理厂进行集中处理，以减少初期雨水高浓度污染物对雨水花园系统的负担。雨水管先流经弃流井，井内设液位浮球开关控制进水口阀门，弃流井满井后自动关闭进水口阀门，雨水从雨水管继续流至雨水花园系统蓄水层。所述的初期雨水弃流井为一种容积法弃流井，其按6～8mm径流厚度计算降雨初期径流量设计容积，井内设液位浮球开关控制进出水口阀门，弃流井满井后关闭支管上的进水口阀门，雨水从雨水管直接流入雨水花园系统蓄水层。弃流井内初期雨水通过排空管在18～24小时内缓慢流出，当弃流井内液位低于10％时雨水出水管阀门自动关闭，新一轮初期雨水再次进入弃流井开始新的循环。所述的蓄水层高度为200～300mm，即蓄水层的底部相比于社区绿地向下凹200～300mm，蓄水层的边坡坡度为1:3～4，面积为10～40m2，雨水花园系统的汇水面积(即接收降水流域总体面积)为蓄水层面积的10～25倍。所述的覆盖层厚度为50～100mm，可选用砾石、树皮、腐熟纤维质或堆肥中的一种或多种的混合物。所述的种植土壤层厚度250～500mm，种植土壤选用当地的未受污染的表土，或经有机介质改性的表土，所述的有机介质包括绿化废弃物、草炭、堆肥中的一种或几种，作用在于促进土壤团粒形成、增强土壤的渗透能力，保证土壤渗透系数大于1×10-5m/s，优选堆肥作为改良剂改性种植土壤，其中堆肥的体积百分比为5％～15％，黏土的体积百分比不超过5％；所述的种植土壤层中种有植被，植被为耐水湿、耐旱和耐污染的观赏性多年生草本或灌木，植被的高度为20～80cm，且以本地植物为主；所述的种植土壤层内投加有蚯蚓，包括赤子爱胜蚓，蚯蚓的投加密度为50～200条/m2。为了提高种植土壤层土壤的渗透性，可加入国内广泛人工饲养的食杂性、耐湿和易繁殖的蚯蚓品种，如赤子爱胜蚓等具良好抗逆性的蚯蚓，蚯蚓以腐败的植物落叶等的土壤腐植质、动物粪便、土壤细菌等以及这些物质的分解产物为食，在土壤内可疏通土壤。由于雨水花园水位高度会变化，也会促使蚯蚓在土壤内掘穴频率增加，蚯蚓产生的粪便具有类似活性炭的多孔状结构，都间接提高了土壤的渗透性。同时蚯蚓可以富集重金属等污染物，对水体中氮、磷及有机物均有去除作用，利于净化水质。所述的种植土壤层下铺设透水土工布，减少土壤落入人工填料的缝隙造成堵塞；所述的人工填料的厚度为500～800mm，为沸石、颗粒活性炭和破碎的加气砖的混合物，该混合物中沸石的体积百分比为30～50％，颗粒活性炭的体积百分比15～30％，破碎的加气砖的体积百分比为30～40％；所述的颗粒活性炭的粒径不小于2cm，破碎加气砖的粒径为3～5cm。所述的砂层厚度为50～100mm，粒径为0.3～0.5mm，起到过滤净化水质、防止人工填料的小颗粒堵塞下面的砾石层的作用；所述的砾石层为排水层，厚度为200～300mm，砾石粒径为5～8cm。所述的穿孔排水管管径为DN100～150mm，管上穿孔的孔径1～3cm，与水平呈45度交错向下，穿孔排水管管外部包裹有1～2层透水土工布，并用细绳扎紧，穿孔排水管与蓄水池之间设有排水管阀门。所述的穿孔曝气管管径为DN50～100mm，管上穿孔的孔径10～20mm，与水平呈45度交错向下，所述的穿孔曝气管由曝气风机提供气源，曝气风机由太阳能板及电池组件提供电源；所述的穿孔曝气管还连接有气提喷泉管，该气提喷泉管一端与穿孔曝气管连通，另一端位于蓄水层以上；所述的穿孔曝气管与蓄水池连通，且两者之间设有阀门以控制水量，阀门关闭时，曝气风机产生气体用于给砾石层以上的填料吹气，吹扫堵塞孔，维护系统不堵塞，同时给系统提供氧气，提高土壤中微生物活性，阀门打开时，曝气风机产生的气体有气提作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防堵塞海绵城市建设用雨水花园系统，其特征在于，包括由上到下依次设置的蓄水层(1)、覆盖层(2)、种植土壤层(3)、透水土工布(4)、人工填料(5)、砂层(6)、砾石层(7)、防水膜(8)和素土夯实(9)；所述的砾石层(7)内设有穿孔排水管(10)和穿孔曝气管(12)，所述的穿孔排水管(10)和穿孔曝气管(12)分别连接至一蓄水池(16)。/n

【技术特征摘要】
1.一种防堵塞海绵城市建设用雨水花园系统，其特征在于，包括由上到下依次设置的蓄水层(1)、覆盖层(2)、种植土壤层(3)、透水土工布(4)、人工填料(5)、砂层(6)、砾石层(7)、防水膜(8)和素土夯实(9)；所述的砾石层(7)内设有穿孔排水管(10)和穿孔曝气管(12)，所述的穿孔排水管(10)和穿孔曝气管(12)分别连接至一蓄水池(16)。


2.根据权利要求1所述的防堵塞海绵城市建设用雨水花园系统，其特征在于，所述的雨水花园系统接纳所汇集雨水前，初期雨水需进入弃流井弃流外排进行单独处理，或排入市政污水管网、雨污合流管网由污水处理厂进行集中处理，雨水管先流经弃流井，井内设液位浮球开关控制进水口阀门，弃流井满井后自动关闭进水口阀门，雨水从雨水管继续流至雨水花园系统蓄水层(1)。


3.根据权利要求1所述的防堵塞海绵城市建设用雨水花园系统，其特征在于，所述的蓄水层(1)高度为200～300mm，即蓄水层(1)的底部相比于社区绿地向下凹200～300mm，蓄水层(1)的边坡坡度为1:3～4，面积为10～40m2，雨水花园系统的汇水面积为蓄水层(1)面积的10～25倍。


4.根据权利要求1所述的防堵塞海绵城市建设用雨水花园系统，其特征在于，所述的覆盖层(2)厚度为50～100mm，选用砾石、树皮、腐熟纤维质或堆肥中的一种或多种的混合物。


5.根据权利要求1所述的防堵塞海绵城市建设用雨水花园系统，其特征在于，所述的种植土壤层(3)厚度为250～500mm，种植土壤选用当地的未受污染的表土或经有机介质改性的表土，所述的有机介质包括绿化废弃物、草炭、堆肥中的一种或几种，所述的种植土壤层(3)的渗透系数大于1×10-5m/s；
所述的种植土壤层(3)中种有植被，植被为耐水湿、耐旱和耐污染的观赏性多年生草本或灌木，植被的高度为20～80cm，且以本地植物为主；
所述的种植土壤层(3)内投加有蚯蚓，包括赤子爱胜蚓，蚯蚓的投加密度为50～200条/m2。


6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王进，车生泉，谢长坤，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31