CN108104247B

CN108104247B - 具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池

Info

Publication number: CN108104247B
Application number: CN201711216666.0A
Authority: CN
Inventors: 张伟; 钟兴; 车伍; 李俊奇; 孙超逸; 田笑尘; 高乐; 张郁媛
Original assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Current assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: CN108104247A

Abstract

本发明公开了一种具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，该滞留池具有一底部和侧壁，包括初期雨水弃流及配水井（10）、滞留池主体（20）和溢流和出流集水井（30）三部分。可实现初期雨水的有效弃流与分离，有效控制径流污染；且无下凹要求，可有效削减进入设施的径流中颗粒态污染物，显著降低生物滞留池堵塞的可能性，保障设施长期高效运行；通过“上流+下流”混合流方式，增加的径流在设施中的过流路径，可显著提高设施的对径流污染的控制效果。

Description

具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池

技术领域

本发明属于城市排水与海绵城市建设领域，具体地，本发明涉及一种具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池。

背景技术

海绵城市建设是应对城市内涝积水、水体黑臭、水生态破坏等一系列城市环境问题的重要举措。作为海绵城市建设源头径流控制设施中的典型设施，雨水生物滞留设施（又称雨水花园），具有在源头削减径流总量、延缓径流峰值排放、控制径流污染等多种功能，在海绵城市建设中应用十分广泛。

传统生物滞留设施的径流控制是通过设施表面下凹200~300mm形成蓄水层，实现径流滞蓄，超过这部分滞蓄能力的雨水溢流排放，滞蓄部分雨水在12~24h内通过渗透补充地下水或通过底部穿孔排水管实现净化后收集或排放。其径流污染控制功能通过设施填充的各类填料与植物、微生物的共同作用实现。

传统生物滞留设施因其结构和设计特点，存在以下问题。（1）设施本身没有初期雨水弃流功能，其初期雨水污染控制主要通过设施渗滤过程实现，通常情况下，经过一段时间运行，大量污染物将富集在设施表层土壤或填料中，需要定期更换填料；（2）道路地表径流中颗粒态污染物较多，不同粒径颗粒态污染物，尤其是大颗粒污染物易在设施表层积聚，造成设施渗透能力下降，严重影响设施雨水控制性能的发挥；（3）当设施承接的汇水区为污染较重或维护较差的道路时，如清扫保洁工作不足的停车场、道路等，大量路面垃圾、街尘等将随雨水径流冲入生物滞留设施中，造成设施日常运行维护工作量和难度增加；（4）对于一些在建筑小区、公建区建设的生物滞留设施，绿地下沉可能对周边居民日常生活造成一定潜在危险。

综合以上，需要通过对生物滞留设施结构和运行方式进行改进，克服上述困难和问题，以实现在源头高效削减径流总量、控制径流污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，该滞留池同时具有初期弃流+无下凹要求+混合流的功能，可以显著提高雨水过流路径，污染物去除效果显著增强。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，该滞留池具有一底部和侧壁，包括初期雨水弃流及配水井10、滞留池主体20和溢流和出流集水井30三部分，所述初期雨水弃流及配水井10与滞留池主体20之间、滞留池主体20和溢流和出流集水井30之间大致以隔板40、50分隔为相对独立的区域，隔板40、50下方分别具有一连通孔41、51将相邻两区域连通，所述初期雨水弃流及配水井10包括由一挡板13分隔开的初期雨水贮存区11和配水区12，所述配水区12通过隔板40与滞留池主体相邻，所述配水区12顶部具有防止雨水直接流入的盖板14，所述滞留池主体20自下而上分为砾石层21和填料层22，且主体内具有一自底部延伸至填料层22内部的主体挡板23，所述溢流和出流集水井30下方具有排水口31与雨水管道连通。

进一步地，所述滞留池底部为混凝土底面，所述侧壁为水泥砂浆抹面的水泥砂浆砖墙、混凝土或聚氯乙烯一体化成型材料。

进一步地，所述初期雨水贮存区11顶部具有防止杂物流入的雨水篦子，所述雨水篦子为铸铁或混凝土材质。

进一步地，所述填料层22上方还有植被层。

进一步地，所述滞留池主体的砾石层21分别设置有多个端封闭的配水管24、集水管25与隔板40、50的连通孔相接，所述配水管24、集水管25侧壁分布多个出水孔。

进一步地，所述盖板14为混凝土或铸铁材质。

进一步地，所述挡板13上部为溢流堰。

进一步地，所述挡板13、隔板40、50材质为不锈钢、玻璃钢、聚氯乙烯、铝合金或钛合金材质。

进一步地，所述滞留池主体挡板23低于初期雨水弃流及配水井10的一挡板13200-300mm。

进一步地，所述砾石层21和填料层22之间敷设有透水土工布。

本发明的一种具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池所能达到的有益效果是：

（1）本发明滞留池的初期雨水弃流及配水井可实现将污染较重的初期雨水的大颗粒污染物初次分离，初步净化了径流的污染物；

（2）本发明滞留池无下凹要求，可有效削减进入滞留池的径流中颗粒态污染物，显著降低生物滞留池堵塞的可能性，保障设施长期高效运行；

（3）本发明滞留池在降雨中后期，初期雨水弃流及配水井部分充满后，雨水越过左侧雨水弃流及配水井部分的雨水篦子和盖板后，穿过植被区进入出流集水井，植被区还具有表流湿地作用，进一步净化雨水，与前期过滤后雨水径流一并汇流进入雨水管道。通过“上流+下流”混合流方式，增加的径流在设施中的过流路径，可进一步显著提高设施的对径流污染的控制效果。

附图说明

图1是根据本发明实施例的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池的俯视图。

图2 是图1中A-A断面剖视图。

图3 是图1中B-B断面剖视图。

图4是图1中C-C断面剖视图。

图5 是图1中D-D断面剖视图。

图6 是根据本发明实施例的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池的工作原理图。

具体实施方式

参阅图1-图5，为根据本发明实施例的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池的示意图。该滞留池具有一底部和侧壁，所述滞留池底部为混凝土底面，所述侧壁为水泥砂浆抹面的水泥砂浆砖墙、混凝土或聚氯乙烯一体化成型材料。滞留池包括初期雨水弃流及配水井10、滞留池主体20和溢流和出流集水井30三部分。其中，初期雨水弃流及配水井10通常设置在道路边缘的汇水口处。所述初期雨水弃流及配水井10与滞留池主体20之间、滞留池主体20和溢流和出流集水井30之间大致以隔板40、50分隔为相对独立的区域，隔板40、50下方分别具有连通孔41、51将相邻两区域连通。隔板40、50材质为不锈钢、玻璃钢、聚氯乙烯、铝合金或钛合金材质。

所述初期雨水弃流及配水井10包括由一挡板13分隔开的初期雨水贮存区11和配水区12，所述配水区12通过隔板40与滞留池主体相邻，所述配水区12顶部具有防止初期雨水直接流入的盖板14。所述盖板14为混凝土或铸铁材质。所述挡板13上部为溢流堰15，挡板13材质为不锈钢、玻璃钢、聚氯乙烯、铝合金或钛合金材质。所述初期雨水贮存区11顶部设置有防止杂物流入的雨水篦子16，所述雨水篦子为铸铁或混凝土材质制作而成。

所述滞留池主体20自下而上分为砾石层21和填料层22，且主体内具有一自底部延伸至填料层22内部的主体挡板23，为了保证作用水头，滞留池主体挡板23要比初期雨水弃流及配水井10的挡板13低200-300mm。主体挡板23材质为不锈钢、玻璃钢、聚氯乙烯、铝合金或钛合金材质。在填料层22上方可进一步设计为植被层。填料层22与砾石层21之间敷设透水土工布，防止细颗粒填料进入砾石层21。在近配水区一侧砾石层中敷设配水管24，配水管24一端与配水区12相连，另一端为堵头，其侧壁设置有多个穿孔，穿孔孔径小于砾石层最小级配砾石粒径，防止砾石层颗粒进入配水管24。在近集水区一侧砾石层敷设集水管25，集水管一端为堵头，另一端与出流集水井30相连，其侧壁设置有多个穿孔，穿孔孔径小于砾石层最小级配砾石直径。所述出流集水井30下方具有排水口31与雨水管道连通。

根据本发明实施例的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池运行原理和运行过程如下：

降雨产流后，初期污染较重的雨水径流通过雨水篦子进入初期雨水贮存区11，初期雨水中大颗粒污染物逐步沉积至底部沉泥区并储存。随着降雨持续、水位上升，当初期雨水贮存区水位达到挡板13溢流堰15高度时，溢流进入配水区12，并通过配水管24进入生物滞留池主体，由于滞留池主体中部设置主体挡板23，可以实现“上流”+“下流”渗透过程。相对传统设施，延长了渗流路径，可显著提高径流污染控制效果。经过渗透处理的雨水径流通过底部集水管25收集，进入出流集水井30，并通过排水管排入市政雨水管道。

在降雨中后期，初期雨水弃流及配水井部分充满后，雨水越过左侧雨水弃流及配水井部分的雨水篦子和盖板后，穿过植被区进入出流集水井，植被区还具有表流湿地作用，进一步净化雨水，与前期过滤后雨水径流一并汇流进入雨水管道。通过“上流+下流”混合流方式，增加的径流在设施中的过流路径，可进一步显著提高设施的对径流污染的控制效果。

降雨结束后，初期雨水区积存雨水处于静止沉淀阶段，其中颗粒态污染物可逐步沉积至底部沉泥区，实现一定程度的固液分离，上部清水在非降雨日可通过蒸发部分散失，底部沉积底泥可定期清掏。

尽管初期污染较重径流得到分离，削减了进入雨水生物滞留池的大颗粒污染物，但对于设施长期运行来说，配水区仍有少量的维护需求。配水区顶部设置盖板，需要的情况下，可在非降雨日定期打开盖板，对配水区和配水管进行运行维护。

本发明具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，可实现初期雨水的有效弃流与分离，有效控制径流污染；相对于传统生物滞留设施而言，本发明无下凹要求，可在不下凹的情况下实现雨水径流控制（甚至在可采用“高绿地”，植被区高于周围地坪情况下实现径流控制）；通过初期雨水的弃流，可有效削减进入设施的径流中颗粒态污染物，显著降低生物滞留池堵塞的可能性，保障设施长期高效运行；本发明滞留池在降雨中后期，初期雨水弃流及配水井部分充满后，雨水越过左侧雨水弃流及配水井部分的雨水篦子和盖板后，穿过植被区进入出流集水井，植被区还具有表流湿地作用，进一步净化雨水，与前期过滤后雨水径流一并汇流进入雨水管道。通过“上流+下流”混合流方式，增加的径流在设施中的过流路径，可进一步显著提高设施的对径流污染的控制效果。

本发明参考附图，以实施例为核心，详细说明和公开的以上技术特征并不局限于此。本发明所属领域技术人员应当理解，在不脱离权利要求书请求的本发明的实质的范畴与情况下，可以对本发明进行各种变形。由此，对于本发明进行的各种变形均该解释为涵盖在本发明的权利要求书范围当中的所有实施形态。

Claims

1.一种具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，该滞留池具有一底部和侧壁，其特征在于，包括初期雨水弃流及配水井（10）、滞留池主体（20）和溢流和出流集水井（30）三部分，

所述初期雨水弃流及配水井（10）与滞留池主体（20）之间、滞留池主体（20）和溢流和出流集水井（30）之间大致以隔板（40、50）分隔为相对独立的区域，隔板（40、50）下方分别具有连通孔（41、51）将相邻两区域连通，

所述初期雨水弃流及配水井（10）包括由一挡板（13）分隔开的初期雨水贮存区（11）和配水区（12），所述配水区（12）通过隔板（40）与滞留池主体相邻，所述配水区（12）顶部具有防止雨水直接流入的盖板（14），

所述滞留池主体（20）自下而上分为砾石层（21）和填料层（22），且主体内具有一自底部延伸至填料层（22）内部的主体挡板（23），

所述挡板（13）的高度高于所述主体挡板（23）；

所述溢流和出流集水井（30）下方具有排水口（31）与雨水管道连通。

2.如权利要求1所述的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，其特征在于，所述滞留池底部为混凝土底面，所述侧壁为水泥砂浆抹面的水泥砂浆砖墙、混凝土或聚氯乙烯一体化成型材料。

3.如权利要求1所述的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，其特征在于，所述初期雨水贮存区（11）顶部具有防止杂物流入的雨水篦子，所述雨水篦子为铸铁或混凝土材质。

4.如权利要求1所述的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，其特征在于，所述填料层（22）上方还有植被层。

5.如权利要求1所述的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，其特征在于，所述滞留池主体的砾石层（21）分别设置有多个一端封闭的配水管（24）、集水管（25）与隔板（40、50）的连通孔相接，所述配水管（24）、集水管（25）侧壁分布多个出水孔。

6.如权利要求1所述的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，其特征在于，所述盖板（14）为混凝土或铸铁材质。

7.如权利要求1所述的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，其特征在于，所述挡板（13）上部为溢流堰（15）。

8.如权利要求1所述的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，其特征在于，所述挡板（13）、隔板（40、50）材质为不锈钢、玻璃钢、聚氯乙烯、铝合金或钛合金材质。

9.如权利要求1所述的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，其特征在于，所述滞留池主体挡板（23）低于初期雨水弃流及配水井（10）的一挡板（13）200-300mm。

10.如权利要求1所述的具有初期雨水弃流功能的混合流非下凹生物滞留池，其特征在于，所述砾石层（21）和填料层（22）之间敷设有透水土工布。