CN110206094A - 一种适用于季风性气候的雨水花园 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于季风性气候的雨水花园，包括雨水花园、环绕雨水花园的环形池、对环形池内水位进行水位调节的水位调节装置、以及对环形池内水回收再利用的雨水净化回用装置。本发明维护、管理效果好，费用低，使用时间长；防止土壤板结、雨水冲刷、土壤流失；一年四季保持在合适的范围内，实现雨水花园的水循环；解决了目前雨水花园雨季储水的浪费、污染，旱季无雨水资源可用，易引起植物枯萎、景观变形、土壤板结的问题。

Description

一种适用于季风性气候的雨水花园
技术领域
本发明属于海绵城市低影响开发技术建设领域，具体涉及一种适用于季风性气候的雨水花园。
技术背景
我国季风气候地区面积占国土总面积的三分之二，季风气候干湿季明显，四季分明，全年降水量主要分布在夏季，春、秋、冬三季降水较少。近年来，随着极端气候的普遍出现（如暴雨等）、城市化进程的加速，我国季风气候地区大多数城市雨季时常都会出现雨水堆积过多、排水不便、城市内涝现象，旱季时，降水量较少，则会出干旱、无雨水资源可用（易引起雨水花园植物枯萎、景观变形、土壤板结等）的问题。而海绵城市作为新一代城市雨洪管理概念，越来越引起人的注意，雨水花园作为打造海绵城市的“主力军”，在雨季时起吸水、蓄水、渗水、净水的作用，在旱季时则将蓄存的水"释放"并加以利用，因此在减少城市洪涝灾害现象的发生和提升城市生态***功能等方面起到重要作用。
然而目前，我国大部分雨水花园设计主要考虑其景观效果和对雨水径流的水量控制效果，而忽略了季节变化对雨水花园的影响，在天气的不断变化下，现有的雨水花园***不足以支撑整个水体的循环。比如专利号为CN201721432172.1的专利公开了一种运用多级排水管来进行分层排水处理的方式，该方式能提高径流污染的去除效率，但忽略了对雨水的长期利用效果。又如专利号为CN201820172990.0的专利公布了一种运用蓄水颗粒中的蓄水腔来进行短暂的蓄水功能，该方式在短期内能进行储水功能，及时补充地下水，缓解城市地下水位下降的情况，但从长期的效益来看，该方式属于单向传导，如果在长期干旱的条件下，就不能达到理想的状况了。因此，总的来说，不同的季节有不同的降水量，而不同的降水量又会给予雨水花园不同的“压力”，从而导致在一些时候，雨水花园中的水量会达到两个极端，从而不能达到对雨水长期、高效的利用。
目前雨水花园雨季储水的浪费和污染，旱季无雨水资源可用（易引起植物枯萎、景观变形、土壤板结等）的问题限制了雨水花园的推广和应用。本专利基于此背景下，提出了一种可持续水循环的雨水花园***，有效地解决了这类问题。
发明内容
发明目的：针对现有雨水花园雨季蓄水能力不足引起内涝、储水浪费、污染，旱季干旱、无雨水资源可用，易引起植物枯萎、景观变形、土壤板结等的问题，本发明提供了一种针对季风性气候地区的雨水花园***，旨在实现雨水花园中水的可持续循环、回收利用的特点。
本发明解决上述问题的技术方案如下：一种适用于季风性气候的雨水花园，其特征在于：包括雨水花园、环绕雨水花园的环形池、对环形池内水位进行水位调节的水位调节装置、以及对环形池内水回收再利用的雨水净化回用装置。
作为本发明所述的一种适用于季风性气候的雨水花园的优化方案：所述雨水花园由下至上依次铺设有砾石层、海绵条、种植土壤、以及海绵层；所述海绵层上铺设鹅卵石；
所述雨水花园上设有与环形池连通的溢流管，所述溢流管用于将雨水花园内的雨水排入环形池内；
所述环形池外边缘部分设有植草沟；
所述植草沟由下至上依次铺设有海绵底层、种植土层、植草沟海绵层以及卵石层。
作为本发明所述的一种适用于季风性气候的雨水花园的优化方案：所述种植土壤和种植土层均由碾碎的坚果壳、腐殖质、砂石、土壤按1：1：2：4的质量比混合而成。
作为本发明所述的一种适用于季风性气候的雨水花园的优化方案：所述水位调节装置，包括水压调解室，以及用于储存和补充环形池内水量的蓄水池；
所述水压调解室上安装有与环形池连通呈上下分布的排水管和补水管，其中排水管位于补水管上部，且补水管与环形池相连处设有单向水进出网；
所述水压调解室上还安装有蓄水池连通呈上下分布的蓄水进水管和蓄水出水管，其中蓄水进水管水平高度高于蓄水出水管；
所述水压调解室内安装有用于调节补充环形池内水位的单向水进出装置；所述蓄水出水管与单向水进出装置连通，其中所述补水管水平高度位于单向水进出装置与蓄水进水管之间；所述蓄水进水管水平高度低于排水管。
作为本发明所述的一种适用于季风性气候的雨水花园的优化方案：所述单向水进出网上设有若干个排水孔，且单向水进出网上铰接有若干个可开启/关闭每个所述排水孔的挡水片；所述挡水片仅向环形池一侧开启，实现水压调解室向环形池内补水，而环形池内水无法通过补水管进入水压调解室内。
作为本发明所述的一种适用于季风性气候的雨水花园的优化方案：所述单向水进出装置为箱体结构，其顶部设有若干个补水孔，所述箱体结构顶部上还设有若干个可开启/关闭每个所述补水孔的调压片；所述调压片通过调压弹簧与箱体结构内底部连接；
所述箱体结构与所述蓄水出水管相连通；
所述单向水进出装置非使用状态下，调压片处于开启，此时箱体结构内的水可通过补水孔排出；在所述单向水进出装置上的调压片受到压力的作用下，调压弹簧处于压缩状态，调压片处于关闭，此时箱体结构内的水无法通过补水孔排出。
作为本发明所述的一种适用于季风性气候的雨水花园的优化方案：
所述雨水净化回用装置，包括与环形池相连通呈倒U型的过滤装置，以及通过输水管与过滤装置连通的水龙头、洒水枪和/或厕所，实现过滤后水的再次利用。
所述过滤装置由外至内依次包括PP棉过滤层，活性炭过滤层以及陶瓷芯过滤层；所述输水管位于U型过滤装置内心处。
作为本发明所述的一种适用于季风性气候的雨水花园的优化方案：所述输水管还可安装有水泵，用于提供水流动的动力。
本发明的优点：
可持续水循环。雨水花园中的水位调节装置中可根据水位进行调节，使环形池内水位一年四季保持在合适的范围内，实现雨水花园的水循环。
有效的利用雨水资源。雨水经雨水净化回用装置既得到了净化，又被利用于多种方面（洗手、清洗路面、灌溉、冲洗厕所等），增强了雨水花园的实用性。
作用范围大，蓄水能力强。本发明植草沟进行引流，扩大了雨水花园的作用范围，在相同的面积下，增强了雨水花园对水的处理效率。
维护、管理效果好，费用低，使用时间长。
防止土壤板结、雨水冲刷、土壤流失。雨水花园中的海棉层起蓄水和减少蒸发的作用，可以有效防止土壤板结，鹅卵石层可以有效的避免土壤流失。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明俯视图；
图3是本发明植草沟结构示意图；
图4是本发明水位调节装置结构示意图；
图5是本发明单向水进出网结构示意图；
图6是图5中A-A截面剖视图；
图7是单向水进出装置结构示意图；
图8是雨水净化回用装置结构示意图；
图中：1-雨水花园，2-海绵层，3-种植土壤，4-海绵条，5-砾石层，6-溢流管，7-环形池，8-植草沟，9-水位调节装置，10-雨水净化回用装置，11-细叶芒，12-旱伞草，13-睡眼莲，14-PP棉过滤层，15-活性炭过滤层，16-陶瓷芯过滤层，17-输水管，18-水龙头，19-洒水枪，20-厕所，21-卵石层，22-植草沟海绵层，23-种植土层，24-海绵底层，25-蓄水进水管，26-单向水进出网，26.1-排水孔，26.2-挡水片，27-补水管，28-单向水进出装置，28.1-补水孔，28.2-调压片，28.3-调压弹簧，29-蓄水出水管，30-排水管，31-蓄水池，32-水压调解室。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1和图2所示，一种适用于季风性气候的雨水花园，其特征在于：包括雨水花园1、环绕雨水花园1的环形池7、对环形池7内水位进行水位调节的水位调节装置9、以及对环形池7内水回收再利用的雨水净化回用装置10。
如图1所示，所述雨水花园1由下至上依次铺设有砾石层5、海绵条4、种植土壤3、以及海绵层2；所述海绵层2上铺设鹅卵石；
所述雨水花园1上设有与环形池7连通的溢流管6，所述溢流管6用于将雨水花园1内的雨水排入环形池7内；
所述环形池7外边缘部分设有植草沟8；
如图3所示，所述植草沟8由下至上依次铺设有海绵底层24、种植土层23、植草沟海绵层22以及卵石层21。
所述种植土壤3和种植土层23均由碾碎的坚果壳、腐殖质、砂石、土壤按1：1：2：4的质量比混合而成。
如图4所示，所述水位调节装置9，包括水压调解室32，以及用于储存和补充环形池7内水量的蓄水池31；
所述水压调解室32上安装有与环形池7连通呈上下分布的排水管30和补水管27，其中排水管30位于补水管27上部，且补水管27与环形池7相连处设有单向水进出网26；
所述水压调解室32上还安装有蓄水池31连通呈上下分布的蓄水进水管25和蓄水出水管29，其中蓄水进水管25水平高度高于蓄水出水管29；
所述水压调解室32内安装有用于调节补充环形池7内水位的单向水进出装置28；所述蓄水出水管29与单向水进出装置28连通，其中所述补水管27水平高度位于单向水进出装置28与蓄水进水管25之间；所述蓄水进水管25水平高度低于排水管30。
如图5和图6所示，所述单向水进出网26上设有若干个排水孔26.1，且单向水进出网26上铰接有若干个可开启/关闭每个所述排水孔26.1的挡水片26.2；所述挡水片26.2仅向环形池7一侧开启，实现水压调解室32向环形池7内补水，而环形池7内水无法通过补水管27进入水压调解室32内。
如图7所示，所述单向水进出装置28为箱体结构，其顶部设有若干个补水孔28.1，所述箱体结构顶部上还设有若干个可开启/关闭每个所述补水孔28.1的调压片28.2；所述调压片28.2通过调压弹簧28.3与箱体结构内底部连接；
所述箱体结构与所述蓄水出水管29相连通；
所述单向水进出装置28非使用状态下，调压片28.2处于开启，此时箱体结构内的水可通过补水孔28.1排出；在所述单向水进出装置28上的调压片28.2受到压力的作用下，调压弹簧28.3处于压缩状态，调压片28.2处于关闭，此时箱体结构内的水无法通过补水孔28.1排出。
如图8所示，所述雨水净化回用装置10，包括与环形池7相连通呈倒U型的过滤装置，以及通过输水管17与过滤装置连通的水龙头18、洒水枪19和/或厕所20，实现过滤后水的再次利用。
所述过滤装置由外至内依次包括PP棉过滤层14，15-活性炭过滤层15以及陶瓷芯过滤层16；所述输水管17位于U型过滤装置内心处。
所述输水管17还可安装有水泵，用于提供水流动的动力。
具体地，雨水花园1中海绵层主要起美化环境、收集雨水、蓄水的作用，海绵条起蓄水、提供景观用水的作用，砾石层起补给地下水的作用。
植草沟8，其主要起汇集雨水，净化雨水，水循环的功能。
环形池7主要起增强蓄水能力，调节雨水的作用。
水位调节装置9，雨季时，环形池7内水位上升，环形池7补给蓄水池31，旱季时，环形池7内水位下降，蓄水池31补给环形池7，实现雨水花园1的水循环。
雨水净化回用装置10，可将净化后的雨水运用于洗手、清洗路面、灌溉、冲洗厕所等方面。
其中，溢流管6为直径为0.1m的圆管，上半部分长0.5 m，下半部分长5.0 m，露出高度为0.05 m。
鹅卵石层是由鹅卵石组成的厚0.03 m，半径为5.0 m的鹅卵石层；海绵层2厚0.05m，半径为5.0 m；种植土层3，厚1.0 m，半径为5.0 m；海绵条4是4根半径为0.05 m，长10.0 m的海绵条，其上有10根长0.5 m的海绵条，砾石层5，厚0.5 m，半径为5.0 m。
其中，PP棉过滤层14厚0.05 m，活性炭过滤层15厚0.05 m，陶瓷芯过滤层16厚0.05m，洒水枪19可用于清洗路面、灌溉、灭火等方面。
其中，水位调节装置9是长2.0 m，宽1.0 m，高2.0 m的长方体。单向水进出网26的半径为0.05 m，补水管27位于水位调节装置1.0 m处，半径为0.05 m，长2.0 m，排水管30位于水位调节装置2.0 m处，半径为0.05 m，长2.0 m，蓄水出水管29位于水位调节装置底部，半径为0.05 m，长度按情况而定，蓄水进水管25位于水位调节装置1.9 m处，半径为0.05 m，长度按情况而定。

Claims (8)

1.一种适用于季风性气候的雨水花园，其特征在于：包括雨水花园（1）、环绕雨水花园（1）的环形池（7）、对环形池（7）内水位进行水位调节的水位调节装置（9）、以及对环形池（7）内水回收再利用的雨水净化回用装置（10）。
2.根据权利要求1所述的一种适用于季风性气候的雨水花园，其特征在于：所述雨水花园（1）由下至上依次铺设有砾石层（5）、海绵条（4）、种植土壤（3）、以及海绵层（2）；所述海绵层（2）上铺设鹅卵石；
所述雨水花园（1）上设有与环形池（7）连通的溢流管（6），所述溢流管（6）用于将雨水花园（1）内的雨水排入环形池（7）内；
所述环形池（7）外边缘部分设有植草沟（8）；
所述植草沟（8）由下至上依次铺设有海绵底层（24）、种植土层（23）、植草沟海绵层（22）以及卵石层（21）。
3.根据权利要求2所述的一种适用于季风性气候的雨水花园，其特征在于：所述种植土壤（3）和种植土层（23）均由碾碎的坚果壳、腐殖质、砂石、土壤按1：1：2：4的质量比混合而成。
4.根据权利要求1或2所述的一种适用于季风性气候的雨水花园，其特征在于：所述水位调节装置（9），包括水压调解室（32），以及用于储存和补充环形池（7）内水量的蓄水池（31）；
所述水压调解室（32）上安装有与环形池（7）连通呈上下分布的排水管（30）和补水管（27），其中排水管（30）位于补水管（27）上部，且补水管（27）与环形池（7）相连处设有单向水进出网（26）；
所述水压调解室（32）上还安装有蓄水池（31）连通呈上下分布的蓄水进水管（25）和蓄水出水管（29），其中蓄水进水管（25）水平高度高于蓄水出水管（29）；
所述水压调解室（32）内安装有用于调节补充环形池（7）内水位的单向水进出装置（28）；所述蓄水出水管（29）与单向水进出装置（28）连通，其中所述补水管（27）水平高度位于单向水进出装置（28）与蓄水进水管（25）之间；所述蓄水进水管（25）水平高度低于排水管（30）。
5.根据权利要求4所述的一种适用于季风性气候的雨水花园，其特征在于：所述单向水进出网（26）上设有若干个排水孔（26.1），且单向水进出网（26）上铰接有若干个可开启/关闭每个所述排水孔（26.1）的挡水片（26.2）；所述挡水片（26.2）仅向环形池（7）一侧开启，实现水压调解室（32）向环形池（7）内补水，而环形池（7）内水无法通过补水管（27）进入水压调解室（32）内。
6.根据权利要求4所述的一种适用于季风性气候的雨水花园，其特征在于：所述单向水进出装置（28）为箱体结构，其顶部设有若干个补水孔（28.1），所述箱体结构顶部上还设有若干个可开启/关闭每个所述补水孔（28.1）的调压片（28.2）；所述调压片（28.2）通过调压弹簧（28.3）与箱体结构内底部连接；
所述箱体结构与所述蓄水出水管（29）相连通；
所述单向水进出装置（28）非使用状态下，调压片（28.2）处于开启，此时箱体结构内的水可通过补水孔（28.1）排出；在所述单向水进出装置（28）上的调压片（28.2）受到压力的作用下，调压弹簧（28.3）处于压缩状态，调压片（28.2）处于关闭，此时箱体结构内的水无法通过补水孔（28.1）排出。
7.根据权利要求1所述的一种适用于季风性气候的雨水花园，其特征在于：
所述雨水净化回用装置（10），包括与环形池（7）相连通呈倒U型的过滤装置，以及通过输水管（17）与过滤装置连通的水龙头（18）、洒水枪（19）和/或厕所（20），实现过滤后水的再次利用；
所述过滤装置由外至内依次包括PP棉过滤层（14），活性炭过滤层（15）以及陶瓷芯过滤层（16）；所述输水管（17）位于U型过滤装置内心处。
8.根据权利要求7所述的一种适用于季风性气候的雨水花园，其特征在于：所述输水管（17）还可安装有水泵，用于提供水流动的动力。
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