CN105926709B - 多功能蓄排雨水花园*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能蓄排雨水花园***，包括：基坑、景观蓄水池和浇灌蓄水池，在所述基坑由下向上依次铺设防水基质层、粗砾基质层、钾长石基质层、石英砂基质层、混合基质层和覆盖层，所述钾长石基质层在厚度方向上呈波浪形铺设于所述粗砾基质层上，所述石英砂基质层在厚度方向上呈波浪形铺设于所述钾长石基质层上，所述混合基质层的填料为种植土和膨胀土的组合。本发明的雨水花园***具有高效的雨水过滤效果，能对雨水进行快速有效的净化、过滤并储存，以备雨水不足时利用，具有多功能的蓄排水特征，实现了生态可持续的雨洪控制与雨水利用。

Description

多功能蓄排雨水花园***
技术领域
本发明涉及对城市道路景观中收集处理雨水的雨水花园***领域，尤其是一种多功能蓄排雨水花园***。
背景技术
雨水是城市水循环***中的重要环节，对调节、补充地区水资源、改善生态环境起着极为关键的作用。在城市化进程的快速推动中，由于土地利用方式的转变和硬化地表对自然地表的替代而导致城市形态发生了巨大变化，城市雨水问题愈发凸现出来，由暴雨径流造成的城市面源污染已引起国际社会的高度重视。雨水花园作为一种应对雨水径流的市政景观技术应运而生。雨水花园是一种有效的雨水自然净化与处置技术，也是一种生物滞留设施。一般建在地势较低的区域，通过天然土壤或更换人工土和种植植物净化初期雨水，同时将小面积汇流的雨水暂时滞留而后慢慢渗入土壤，以减小径流量。它因具有建造费用低，运行管理简单，自然美观，易与景观结合等优点而被广泛应用。
目前，城市内道路的排水均是通过在马路上设置的排水井和排水沟来实现的，但是在降雨量较大时，受排水量的限制排水不那么及时，会导致路面出现积水，影响路面上的交通运行；马路上设置有很多由路缘石构成的绿化带，在绿化带内种植草坪或者其他植物起到绿化、清洁空气、收集雨水的作用，但是绿化带仅仅能够对落入绿化带内的雨水进行吸收，而没有办法帮助排放消除路面的积水；雨水花园也被应用到城市道路景观中，以吸收消除地面的积水，对雨水进行有效的净化、过滤，实现生态可持续的雨洪控制与雨水利用，同时美化城市。
但是，对于许多多雨的地区，由于降雨量大且雨水径流中含有大量的有机污染物，径流流速较大，冲刷作用明显。当含有大量雨水径流进入雨水花园，雨水花园过滤能力有限，导致流速下降，水流阻力增大，泥砂沉淀、滞留于雨水花园，日积月累将会导致雨水花园净水能力和消纳能力下降，不利于雨水的及时排除和有效利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多功能蓄排雨水花园***，该雨水花园***具有高效的雨水过滤效果，能对雨水进行快速有效的净化、过滤并储存，以备雨水不足时利用，该雨水花园***具有多功能的蓄排水特征，能实现生态可持续的雨洪控制与雨水利用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多功能蓄排雨水花园***，包括：基坑、景观蓄水池和浇灌蓄水池，在所述基坑由下向上依次铺设防水基质层、粗砾基质层、钾长石基质层、石英砂基质层、混合基质层和覆盖层，所述钾长石基质层在厚度方向上呈波浪形铺设于所述粗砾基质层上，所述石英砂基质层在厚度方向上呈波浪形铺设于所述钾长石基质层上，所述防水基质层上铺设有第一溢流排水管，所述粗砾基质层上铺设有第二溢流排水管，所述钾长石基质层上铺设有第三溢流排水管，所述第一溢流排水管与所述景观蓄水池连通，所述第二溢流排水管和第三溢流排水管分别与所述浇灌蓄水池连通，所述混合基质层铺设在所述石英砂基质层上，所述混合基质层的填料为种植土和膨胀土的组合。
优选的是，所述混合基质层的填料为：粒径为1-5mm的种植土和粒径为2-5mm的膨胀土的组合，厚度为30-50cm；所述膨胀土选自蒙脱石、伊利石和高岭土中的一种或多种，所述膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形的特性，当雨水流入所述混合基质层时，所述膨胀土吸水膨胀，所述混合基质层中产生裂缝、土壤变松动，雨水渗透下流速度加快；当所述混合基质层变干燥时，所述膨胀土失水收缩，所述混合基质层土壤变紧缩，土壤中的水分流失减少。
优选的是，所述石英砂基质层的填料为：粒径为5-10mm的石英砂，厚度为15-20cm，所述石英砂基质层在厚度方向上呈波浪形铺设于所述钾长石基质层上，增大了所述石英砂基质层对雨水的渗透过滤面积，所述石英砂基质层的上层界面和下层界面处各铺设有一层所述波浪形固定筛板，以使所述石英砂基质层在厚度方向上保持波浪形，位于所述石英砂基质层上层界面的所述波浪形固定筛板的筛孔直径为0.5-1mm，位于所述石英砂基质层下层界面的所述波浪形固定筛板的筛孔直径为3-5mm。
优选的是，所述钾长石基质层的填料为：粒径为10-25mm的钾长石，厚度为20-30cm，所述钾长石基质层在厚度方向上呈波浪形铺设于所述粗砾基质层上，增大了所述钾长石基质层对雨水的渗透过滤面积，所述钾长石基质层的下层界面处铺设有一层筛孔直径为5-10mm的波浪形固定筛板，以使所述钾长石基质层在厚度方向上保持波浪形。
优选的是，，所述基坑底部在垂直方向上砌筑成波浪形，所述粗砾基质层铺设于所述基坑的波浪形底部上，所述粗砾基质层的填料为：粒径为25-50mm的砾石，厚度为30-50cm，在所述粗砾基质层的底部与基坑底部之间还铺设有所述防水基质层，所述防水基质层包括1-2层防水土工膜。
优选的是，所述第一溢流排水管铺设于所述防水基质层上的波谷位置，所述第一溢流排水管采用开孔管，所述第一溢流排水管的外部包裹有土工布，所述第一溢流排水管的排水口连通到所述景观蓄水池，所述第一溢流排水管的排水口比所述基坑地坪低15-20cm。
优选的是，所述第二溢流排水管铺设于所述粗砾基质层上的波谷位置，所述第二溢流排水管采用开孔管，所述第二溢流排水管的外部包裹有土工布，所述第二溢流排水管的排水口连通到所述浇灌蓄水池，所述第二溢流排水管的排水口比所述第一溢流排水管的排水高3-5cm。
优选的是，所述第三溢流排水管铺设于所述钾长石基质层上的波谷位置，所述第三溢流排水管采用开孔管，所述第三溢流排水管的外部包裹有土工布，所述第三溢流排水管的排水口连通到所述浇灌蓄水池,所述第三溢流排水管的排水口比所述第二溢流排水管的排水高3-5cm。
优选的是，所述混合基质层中种植具有耐湿和耐旱性能的草本植物或灌木，所述覆盖层铺设于所述混合基质层上，所述覆盖层的填料为：粒径为1-2cm的细石，厚度为3-5cm。
优选的是，所述浇灌蓄水池和景观蓄水池均布设于所述基坑的周围，所述浇灌蓄水池收集由所述第二溢流排水管和第三溢流排水管排出的水，并用于在雨水不足时浇灌植物或清洗道路；所述景观蓄水池储蓄由所述第一溢流排水管排出的净化后的雨水。
本发明的有益效果为：通过在混合基质层中加入膨胀土和通过设置波浪形的填料层提高了雨水花园***对雨水的过滤能力和蓄水能力，使该雨水花园***具有高效的雨水过滤效果，能对雨水进行快速有效的净化、过滤并储存，以备雨水不足时利用，具有多功能的蓄排水特征，实现了生态可持续的雨洪控制与雨水利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
附图标记说明：
1—混合基质层；2—石英砂基质层；3—钾长石基质层；4—粗砾基质层；5—防水基质层；6—第一溢流排水管；7—第二溢流排水管；8第三溢流排水管；9—波浪形固定筛板；10—覆盖层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本实施例的一种多功能蓄排雨水花园***，包括：基坑、景观蓄水池和浇灌蓄水池，在基坑由下向上依次铺设防水基质层5、粗砾基质层4、钾长石基质层3、石英砂基质层2、混合基质层1和覆盖层10，钾长石基质层3在厚度方向上呈波浪形铺设于粗砾基质层4上，石英砂基质层2在厚度方向上呈波浪形铺设于钾长石基质层3上，防水基质层5上铺设有第一溢流排水管6，粗砾基质层4上铺设有第二溢流排水管7，钾长石基质层3上铺设有第三溢流排水管8，第一溢流排水管6与景观蓄水池连通，第二溢流排水管7和第三溢流排水管8分别与浇灌蓄水池连通，混合基质层1铺设在石英砂基质层2上，混合基质层1的填料为种植土和膨胀土的组合。
其中，基坑底部在垂直方向上砌筑成波浪形，基坑底部上铺设有防水基质层5，防水基质层5包括1-2层防水土工膜。
其中，在防水基质层5上铺设粗砾基质层4，粗砾基质层4的填料选择粒径为25-50mm的砾石，厚度为30-50cm。
其中，在粗砾基质层4上铺设钾长石基质层3，钾长石基质层3的填料选择粒径为10-25mm的砾石，厚度为20-30cm。钾长石基质层3的下层界面铺设有一层波浪形固定筛板9，以使钾长石基质层3在厚度方向上保持波浪形铺设在粗砾基质层4上。位于钾长石基质层3下层界面的波浪形固定筛板9的筛孔直径为5-10mm。与水平形态的过滤层相比，将钾长石基质层3布置成波浪层增大了钾长石基质层3对雨水的渗透过滤面积，加强了钾长石基质层3对雨水的过滤效果。由于钾长石呈架状结构，可以形成较多的空位，利于雨水过滤；另外，钾长石中所含的钾元素还有利于植物的生长。
其中，在钾长石基质层3上铺设石英砂基质层2，石英砂基质层2的填料选择粒径为5-10mm的砾石，厚度为15-20cm。石英砂基质层2的上层界面和下层界面处各铺设有一层波浪形固定筛板9，以使石英砂基质层2在厚度方向上保持波浪形铺设在钾长石基质层3上。位于石英砂基质层上层界面的波浪形固定筛板9的筛孔直径为0.5-1mm，位于石英砂基质层2下层界面的波浪形固定筛板9的筛孔直径为3-5mm。与水平形态的过滤层相比，将石英砂基质层2布置成波浪层增大了石英砂基质层2对雨水的渗透过滤面积，加强了石英砂基质层2对雨水的过滤效果。
其中，混合基质层1铺设在石英砂基质层2上，混合基质层1与石英砂基质层2的接触面为波浪形。混合基质层1的填料为：粒径为1-5mm的种植土和粒径为2-5mm的膨胀土的组合，厚度为30-50cm。膨胀土选自蒙脱石、伊利石和高岭土中的一种或多种，膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形的特性，当雨水流入混合基质层1时，膨胀土吸水膨胀，混合基质层1中产生裂缝、土壤变松动，雨水渗透下流速度加快；当缺少雨水，混合基质层1变干燥时，膨胀土失水收缩，混合基质层1土壤变紧缩，土壤中的水分流失减少，是雨水花园的保水蓄水能力增强。膨胀土的加入使混合基质层1具有一定的胀缩变形能力，膨胀土占混合基质层1总填料的质量百分比根据实际情况来确定，膨胀土越多，混合基质层1的胀缩变形能力则越强，对雨水渗透能力越强，根据该雨水花园***使用地的实际情况来选择膨胀土的添加量，一般选择1％-10％。
其中，第一溢流排水管6铺设于防水基质层5之上的波谷位置，以利于收集过滤后的雨水，第一溢流排水管6采用开孔管，第一溢流排水管6的外部包裹有土工布，第一溢流排水管6的排水口连通到景观蓄水池，第一溢流排水管6的排水口比基坑地坪低15-20cm。
其中，在混合基质层1中种植具有耐湿和耐旱性能的草本植物或灌木。
其中，在混合基质层1上铺设覆盖层10，覆盖层10选用粒径为1-2cm的细石，厚度为3-5cm，覆盖层10能有效减少雨水对混合基质层1的直接冲击。
其中，各层的波浪形固定筛板9的端边均与基坑壁固定连接，各层的波浪形固定筛板9可采用耐磨防腐的硬质塑料筛板或金属筛板。
其中，第一溢流排水管6铺设于钾长石基质层3波浪形层底的波谷处，以利于收集过滤后的雨水，第二溢流排水管7采用开孔管，第二溢流排水管7的外部包裹有土工布，第二溢流排水管7的排水口连通到浇灌蓄水池，第二溢流排水管7的排水口比第一溢流排水管6的排水高3-5cm。
其中，第一溢流排水管6铺设于石英砂基质层2波浪形层底的波谷处，第三溢流排水管8采用开孔管，第三溢流排水管8的外部包裹有土工布，第三溢流排水管8的排水口连通到浇灌蓄水池,第三溢流排水管8的排水口比第二溢流排水管7的排水高3-5cm。
其中，第一溢流排水管6、第二溢流排水管7、第三溢流排水管8的排水口高度依次降低，使***的排水顺序为从下层到上层。
其中，浇灌蓄水池和景观蓄水池均布设于基坑的周围，浇灌蓄水池收集由第二溢流排水管7和第三溢流排水管8排出的水，并用于在雨水不足时浇灌植物或清洗道路；景观蓄水池储存由第一溢流排水管6排出的净化后的雨水，用作观赏景观。
本实施例中，将该多功能蓄排雨水花园***应用于道路景观中，按照以上结构参数设计，该雨水花园每年可有效净化处理大中小雨的降雨径流约为500m3，处理暴雨强度下(12h降雨量大于30mm)污染物浓度最高的初期降雨径流约250m3，对COD的削减率约为83％，对TSS的削减率约为92％，对TP的削减率约为93％，对TN的削减率约为80％。同时，此雨水花园每年为该片绿地节约用水约为80吨。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种多功能蓄排雨水花园***，其特征在于，包括：基坑、景观蓄水池和浇灌蓄水池，在所述基坑由下向上依次铺设防水基质层、粗砾基质层、钾长石基质层、石英砂基质层、混合基质层和覆盖层，所述钾长石基质层在厚度方向上呈波浪形铺设于所述粗砾基质层上，所述石英砂基质层在厚度方向上呈波浪形铺设于所述钾长石基质层上，所述防水基质层上铺设有第一溢流排水管，所述粗砾基质层上铺设有第二溢流排水管，所述钾长石基质层上铺设有第三溢流排水管，所述第一溢流排水管与所述景观蓄水池连通，所述第二溢流排水管和第三溢流排水管分别与所述浇灌蓄水池连通，所述混合基质层铺设在所述石英砂基质层上，所述混合基质层的填料为种植土和膨胀土的组合。
2.根据权利要求1所述的多功能蓄排雨水花园***，其特征在于，所述混合基质层的填料为：粒径为1-5mm的种植土和粒径为2-5mm的膨胀土的组合，厚度为30-50cm；所述膨胀土选自蒙脱石、伊利石和高岭土中的一种或多种，所述膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形的特性，当雨水流入所述混合基质层时，所述膨胀土吸水膨胀，所述混合基质层中产生裂缝、土壤变松动，雨水渗透下流速度加快；当所述混合基质层变干燥时，所述膨胀土失水收缩，所述混合基质层土壤变紧缩，土壤中的水分流失减少。
3.根据权利要求1所述的多功能蓄排雨水花园***，其特征在于，所述石英砂基质层的填料为：粒径为5-10mm的石英砂，厚度为15-20cm，所述石英砂基质层在厚度方向上呈波浪形铺设于所述钾长石基质层上，增大了所述石英砂基质层对雨水的渗透过滤面积，所述石英砂基质层的上层界面和下层界面处各铺设有一层波浪形固定筛板，以使所述石英砂基质层在厚度方向上保持波浪形，位于所述石英砂基质层上层界面的所述波浪形固定筛板的筛孔直径为0.5-1mm，位于所述石英砂基质层下层界面的所述波浪形固定筛板的筛孔直径为3-5mm。
4.根据权利要求1所述的多功能蓄排雨水花园***，其特征在于，所述钾长石基质层的填料为：粒径为10-25mm的钾长石，厚度为20-30cm，所述钾长石基质层在厚度方向上呈波浪形铺设于所述粗砾基质层上，增大了所述钾长石基质层对雨水的渗透过滤面积，所述钾长石基质层的下层界面处铺设有一层筛孔直径为5-10mm的波浪形固定筛板，以使所述钾长石基质层在厚度方向上保持波浪形。
5.根据权利要求1所述的多功能蓄排雨水花园***，其特征在于，所述基坑底部在垂直方向上砌筑成波浪形，所述粗砾基质层铺设于所述基坑的波浪形底部上，所述粗砾基质层的填料为：粒径为25-50mm的砾石，厚度为30-50cm，在所述粗砾基质层的底部与基坑底部之间还铺设有所述防水基质层，所述防水基质层包括1-2层防水土工膜。
6.根据权利要求1所述的多功能蓄排雨水花园***，其特征在于，所述第一溢流排水管铺设于所述防水基质层上的波谷位置，所述第一溢流排水管采用开孔管，所述第一溢流排水管的外部包裹有土工布，所述第一溢流排水管的排水口连通到所述景观蓄水池，所述第一溢流排水管的排水口比所述基坑地坪低15-20cm。
7.根据权利要求1所述的多功能蓄排雨水花园***，其特征在于，所述第二溢流排水管铺设于所述粗砾基质层上的波谷位置，所述第二溢流排水管采用开孔管，所述第二溢流排水管的外部包裹有土工布，所述第二溢流排水管的排水口连通到所述浇灌蓄水池，所述第二溢流排水管的排水口比所述第一溢流排水管的排水高3-5cm。
8.根据权利要求1所述的多功能蓄排雨水花园***，其特征在于，所述第三溢流排水管铺设于所述钾长石基质层上的波谷位置，所述第三溢流排水管采用开孔管，所述第三溢流排水管的外部包裹有土工布，所述第三溢流排水管的排水口连通到所述浇灌蓄水池,所述第三溢流排水管的排水口比所述第二溢流排水管的排水高3-5cm。
9.根据权利要求1所述的多功能蓄排雨水花园***，其特征在于，所述混合基质层中种植具有耐湿和耐旱性能的草本植物或灌木，所述覆盖层铺设于所述混合基质层上，所述覆盖层的填料为：粒径为1-2cm的细石，厚度为3-5cm。
10.根据权利要求1所述的多功能蓄排雨水花园***，其特征在于，所述浇灌蓄水池和景观蓄水池均布设于所述基坑的周围，所述浇灌蓄水池收集由所述第二溢流排水管和第三溢流排水管排出的水，并用于在雨水不足时浇灌植物或清洗道路；所述景观蓄水池储蓄由所述第一溢流排水管排出的净化后的雨水。
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