CH683851A5

CH683851A5 - Water storage and cleaning system - has storage under collection basin, all set in foil lined pit, and storage contains layers of tyres with drainage holes and flushing channels

Info

Publication number: CH683851A5
Application number: CH3262/91A
Authority: CH
Inventors: Giorgio Morandini
Original assignee: Oekag Ag
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1994-05-31

Abstract

The shore zone (Z) has an emptiable and flushable store room (41) underneath the ground which accommodates the overflow water from the artificial collecting basin (29). The storage chamber (1) is close to, under or partly close to and under the artificial basin and has a greater surface area than that of the basin. The basin and storer are set in a pit (2) which is lined with foil (5) and whose walls are formed by the ground (3). The store room is filled with layers of connected car tyres (11) with drainage holes (19), the lowest layer having tyres of a smaller diameter forming flushing channels (15) between them. USE/ADVANTAGE - For intermediate storage of pre-selectable rain or washing water from artificial or natural collecting surfaces. Has a large storage capacity and does not require large amounts of high quality gravel.

Description

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Beschreibung description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Wasserspeicher- und Reinigungsanlage zur Zwi-schenspeicherung von vorselektiertem Regen- oder Spülwasser gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1. Überbauungen mit Ein- oder Mehrfamilienhäusern weisen künstliche Sammelflächen für Regenwasser, z.B. Dachflächen und asphaltierte Plätze und Strassen auf, von denen bei Regenfällen grosse Mengen von Regenwasser abgeführt werden müssen. Diese kurzfristig anfallenden riesigen Wassermengen übersteigen bei weitem die Kapazitäten der Kläranlagen. Abwässer und Regenwasser werden deshalb von diesen Anlagen weitgehend ungereinigt einem Gewässer zugeführt. Mit diesem Regenwasser werden bei einem Regenereignis dann auch Hausabwässer und andere Verunreinigungen mitgespült und gelangen ungereinigt in natürliche Gewässer. The present invention relates to a water storage and cleaning system for intermediate storage of preselected rain or rinsing water according to the preamble of claim 1. Buildings with single or multi-family houses have artificial collecting areas for rain water, e.g. Roof areas and asphalted squares and streets, from which large amounts of rainwater have to be drained off when it rains. These huge amounts of water, which occur in the short term, far exceed the capacities of the sewage treatment plants. Wastewater and rainwater are therefore largely unpurified fed into a body of water. With this rainwater, house wastewater and other contaminants are also flushed out during a rainy event and reach unpurified natural waters.

Die nachhaltige Auswirkung der Oberflächenversiegelung führt dazu, dass die natürliche Grundwasseranreicherung verhindert wird. Das Wasser wird ungebremst direkt von dem Niederschlagsgebiet in die Bäche und Flüsse oder der Kanalisation geführt. Dies führt zu Überschwemmungen und damit verbundenen Hochwasserschäden. The sustainable impact of surface sealing means that natural groundwater accumulation is prevented. The water is fed directly from the precipitation area into the streams and rivers or into the sewage system. This leads to flooding and the associated flood damage.

Aus dem Schweizer Patent Nr. 682 399 ist eine im Gelände angelegte Wasserspeicher- und Reinigungsanlage mit einem Sammeibecken bekannt, das von einer Flachwasser- und einer bewachsenen Sumpfzone umgeben ist, wobei die Fiachwas-serzone durch eine Wand von tiefem Wasser des Sammelbeckens getrennt ist und das Sammelbek-ken sowie die Flachwasser- und Sumpfzone gegenüber dem Untergrund abgedichtet sind. Als Speicher für das nicht im Becken sammelbare Wasser dient die Umgebung des Beckens, welche durch eine wasserdichte Folie gegenüber dem umliegenden Boden abgedichtet und mit Kies angefüllt ist. Kies ist ein wertvolles Naturprodukt und sollte daher geschont und in möglichst nur geringen Mengen verbraucht werden. From Swiss Patent No. 682 399, an off-site water storage and cleaning system with a collecting basin is known, which is surrounded by a shallow water and a vegetated swamp zone, the drinking water zone being separated by a wall from deep water of the collecting basin and the pool and the shallow water and swamp zone are sealed off from the subsoil. The surroundings of the basin serve as storage for the water that cannot be collected in the basin, which is sealed against the surrounding soil by a waterproof film and filled with gravel. Gravel is a valuable natural product and should therefore be spared and used in as little amount as possible.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wasserspeicher- und Reinigungsanlage zu schaffen, welche eine grosse Speicherkapazität bei grossem Wasseranfall aufweist und ohne die Verwendung riesiger Mengen von Kies hoher Qualität auskommt. Gelöst wird diese Aufgabe gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. The present invention is therefore based on the object of creating a water storage and cleaning system which has a large storage capacity with a large amount of water and does not require the use of huge amounts of high-quality gravel. This object is achieved in accordance with the characterizing features of patent claim 1. Further advantageous refinements of the invention are defined in the dependent claims.

Durch die Verwendung von gebrauchten Fahrzeugreifen, welche einerseits in grossen Mengen anfallen und für die andererseits bis heute noch keine sinnvolle Entsorgungsmöglichkeit besteht, kann in kostengünstiger Weise ein Speichervolumen hoher Kapazität erzeugt werden. Dem Speicher kann jederzeit Wasser entnommen werden, und es ist möglich, letzteren durch Zufuhr von Spülwasser bei Bedarf zu reinigen. Die Decke des Speichers kann in einfacher Weise aus streifenförmig zugeschnittenen Laufflächen von Reifen erzeugt, welche über den übereinandergeschichteten Reifen ausgelegt werden. Ein dickes Viies über den flach aufgelegten Laufflächen verhindert das Eindringen von Kies aus der Flachwasserzone in der Umgebung des Speicherbiotops. Zur Erhöhung der Stabilität der das Speichervolumen bildenden Reifen sind letztere mittels Verbindungsmitteln, z.B. Klammern oder Drähten, miteinander verbunden. Die Reifen weisen an deren unten zu liegen kommenden Seitenflächen Drainageöffnungen auf, durch welche beim Entleeren des Speichers das Wasser und allenfalls darin angesammelter Schlamm austreten können bzw. ausgespült werden. The use of used vehicle tires, which occur in large quantities on the one hand and for which there is still no sensible disposal option to date, enables a storage capacity of high capacity to be produced in a cost-effective manner. Water can be drawn from the tank at any time, and it is possible to clean the latter by adding rinsing water if necessary. The ceiling of the store can be produced in a simple manner from tire treads cut into strips, which are laid out over the tires stacked on top of one another. A thick viies over the flat treads prevents gravel from entering the shallow water zone in the vicinity of the storage biotope. To increase the stability of the tires forming the storage volume, the latter are connected by means of connecting means, e.g. Brackets or wires, connected together. The tires have drainage openings on their side surfaces lying below, through which the water and any sludge accumulated therein can escape or be flushed out when the reservoir is emptied.

Der Wasserspeicher benötigt folglich keinen umbauten Raum und er kann ohne spezielle Bauinstallationen im freien Gelände erstellt werden. Die Speicherung des Wassers im Boden ermöglicht das Halten einer gleichbleibenden Temperatur und verhindert einen Zutritt von Licht, womit das Algenwachstum vermieden wird. Bakterien können sich an den grossen Oberflächen sowohl des Kieses sowie im Feinboden des Uferbereiches als auch an den Altreifen selbst festsetzen und das Wasser reinigen. The water storage therefore does not require any converted space and it can be built in the open area without special building installations. Storing the water in the soil enables the temperature to be kept constant and prevents light from entering, thus preventing algae growth. Bacteria can attach themselves to the large surfaces of the gravel and the fine soil of the bank area as well as to the old tires themselves and clean the water.

Die Verwendung von Folien als Wassersperre zum umgebenden Boden ergibt eine erdbebensichere Konstruktion und ist auch gegen Erschütterungen, z.B. von nahegelegenen Strassen, unempfindlich. The use of foils as a water barrier to the surrounding soil results in an earthquake-proof construction and is also resistant to vibrations, e.g. from nearby streets, insensitive.

Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail with the aid of an illustrated embodiment. Show it:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch ein Retentions-speicherbiotop, 1 shows a partial cross section through a retention storage biotope,

Fig. 2 einen Teilschnitt längs Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch einen Wasserentnahmeschacht, der seitlich des Retentionspeicherbio-tops angeordnet sein kann, 2 shows a partial section along line II-II in FIG. 1, FIG. 3 shows a section through a water extraction shaft which can be arranged to the side of the retention storage biotope,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Reifen 11, Fig. 5 einen Grundriss des Biotops und des Entnahmeschachtes mit unter dem Biotop liegendem Speicherbecken und Fig. 4 shows a cross section through a tire 11, Fig. 5 shows a floor plan of the biotope and the extraction shaft with the storage basin lying under the biotope and

Fig. 6 einen Grundriss des Biotops und des Entnahmeschachtes mit einem seitlich des Biotops liegenden Wasserspeicher. Fig. 6 is a plan of the biotope and the removal shaft with a water reservoir located on the side of the biotope.

Die Wasserspeicher- und Reinigungsanlage 1 wird durch Ausheben einer Grube 2 direkt im gewachsenen Boden 3 erstellt. Die ausgehobene Grube 2 wird durch eine wasserundurchlässige Folie 5, die sich von der Oberfläche 7 des gewachsenen Bodens 3 nahtlos bis zum Boden 8 der Grube 2 erstreckt, abgedichtet. Auf dem Grund 9 des Wasserspeicherbeckens 1 werden in regelmässigen Abständen Altreifen 11 mit einem Durchmesser d ausgelegt. Zwischen den Laufflächen 13 der Altreifen 11 wird ein Abstand von der Grösse a zur Bildung eines Zwischenraumes 15 offengelassen. Koaxial über den Altreifen 11 mit Durchmesser d werden weitere, etwas grössere Altreifen 11 mit Durchmesser D koaxial gestapelt. Im gezeigten Beispiel sind dies drei Stück. Die Breite a des Zwischenraumes 15 ist so bemessen, dass sich die über dem untersten kleinen Reifen 11 gestapelten grösseren Reifen an den Laufflächen 13 berühren. Im Berührungsbereich sind die Reifen 11 durch Verbindungs- The water storage and cleaning system 1 is created by digging a pit 2 directly in the grown soil 3. The excavated pit 2 is sealed by a water-impermeable film 5, which extends seamlessly from the surface 7 of the grown soil 3 to the bottom 8 of the pit 2. On the bottom 9 of the water storage basin 1, old tires 11 with a diameter d are laid out at regular intervals. A distance of size a is left open between the treads 13 of the old tires 11 to form an intermediate space 15. Further, somewhat larger old tires 11 with diameter D are stacked coaxially over the old tire 11 with diameter d. In the example shown, these are three. The width a of the intermediate space 15 is dimensioned such that the larger tires stacked above the lowermost small tire 11 touch on the treads 13. In the contact area, the tires 11 are connected

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elemente 17, z.B. Klammern, Drähte, Schrauben, etc. miteinander verbunden. elements 17, e.g. Brackets, wires, screws, etc. connected together.

Mindestens an den unten zu liegen kommenden Flanken 18 weisen die Altreifen 11 Löcher 19 auf, durch die in den Reifen 11 gestautes Wasser aus-fliessen kann. In Fig. 4 sind die Löcher 19 im Übergangsbereich zwischen der Lauffläche 13 und den unten liegenden Flanken 18 sichtbar. Weitere Löcher 19 können auch in den oben liegenden Flanken und/oder den Laufflächen eingestanzt sein. Die Löcher in den Laufflächen können auch zum Anbringen der Verbindungselemente 17 benutzt werden. Über den Reifen 11 werden Streifen 21 von Laufflächen 13 nebeneinander und in gegenseitigem Abstand ausgelegt. Diese Streifen 21 dienen dazu, die später auf die Reifen 11 wirkende Last gleichmässig zu verteilen. Ein Kunstfaservlies 23 kann unter der am Boden 8 liegenden Folie 5 und zwischen dieser und den kleinen Altreifen 11 eingelegt sein, um einer Beschädigung der als Wassersperre dienenden Folie durch scharfkantige Steine entgegenzuwirken. Über den Streifen 21 ist ein weiteres Vlies 25 ausgelegt, welches den Durchtritt von Sand und Kies durch die Zwischenräume zwischen den Streifen 21 verhindert und zugleich als Auflage für eine zweite Folie 27 dienen kann, welche innerhalb des Wasserspeichers ein künstliches Becken 29 bildet. Der obere Rand 31 des künstlichen Beckens 29 liegt auf der Höhe A und unterhalb der Oberfläche 7 des gewachsenen Bodens 3. Die Fläche des künstlichen Beckens 29 ist im Beispiel gemäss den Fig. 1 und 5 kleiner als die Fläche des Speichers 1 und es ist von einem Kiesbett 33 umgeben, welches über den Streifen 21 und dem Vlies 25 aufgeschüttet ist. Im Beispiel nach Fig. 6 liegt das künstliche Becken 29 des Biotops teilweise neben dem Speicherraum 1; das Becken 29 kann auch völlig getrennt liegen und durch eine entsprechende Leitung oder einen Graben mit dem Speicherraum verbunden sein. Vom Rand 35 des künstlichen Beckens 29 zum Rand 37 des Speichers 1 steigt das Kiesbett 33 kontinuierlich an. Vorzugsweise ist das Kiesbett 33 von einer Kies-, Sand- und Feinbodenschicht 39 überdeckt, welche sich auch über die Oberfläche des künstlichen Bek-kens 29 erstreckt. At least on the flanks 18 that come to lie at the bottom, the old tires 11 have holes 19 through which water accumulated in the tires 11 can flow out. 4, the holes 19 are visible in the transition area between the tread 13 and the flanks 18 located below. Further holes 19 can also be punched into the flanks lying above and / or the running surfaces. The holes in the treads can also be used to attach the connecting elements 17. Strips 21 of treads 13 are laid out next to one another and at a mutual distance above the tire 11. These strips 21 serve to evenly distribute the load later acting on the tires 11. A synthetic fiber fleece 23 can be inserted under the film 5 lying on the bottom 8 and between the latter and the small old tires 11 in order to counteract damage to the film serving as a water barrier by sharp-edged stones. A further fleece 25 is designed over the strip 21, which prevents sand and gravel from passing through the spaces between the strips 21 and at the same time can serve as a support for a second film 27 which forms an artificial basin 29 within the water reservoir. The upper edge 31 of the artificial basin 29 lies at the level A and below the surface 7 of the grown soil 3. In the example according to FIGS. 1 and 5, the area of the artificial basin 29 is smaller than the area of the reservoir 1 and it is from surround a gravel bed 33, which is heaped up over the strips 21 and the fleece 25. In the example according to FIG. 6, the artificial basin 29 of the biotope is partially adjacent to the storage space 1; the basin 29 can also be completely separate and connected to the storage space by a corresponding line or a trench. The gravel bed 33 rises continuously from the edge 35 of the artificial basin 29 to the edge 37 of the reservoir 1. The gravel bed 33 is preferably covered by a layer of gravel, sand and fine soil 39 which also extends over the surface of the artificial basin 29.

Vorteilhafterweise wird die Uferzone bepflanzt, damit die Ufer-Infiltrationszone Z gebildet werden kann. The bank zone is advantageously planted so that the bank infiltration zone Z can be formed.

Wenn Wasser in das Biotop fliesst, wird dieses bis zur Höhe A, d.h. dem oberen Rand 35 des künstlichen Beckens 29, in diesem zurückgehalten. Fliesst mehr Wasser zu, so steigt das Wasser und gelangt in die Uferzone Z zwischen dem Rand 35 des künstlichen Beckens 29 und dem Rand 37 des Speichers 1. Das Wasser kann dort durch die Kies-, Sand- und Feinbodenschicht 39 und das Kiesbett 33 nach unten sickern und gelangt durch die Zwischenräume in den Streifen 21 in den darunterliegenden, aus den Altreifen 11 gebildeten Speicherraum 41. Das Wasser steigt bei weiterem Zufluss bis zum Niveau B an. Zusätzlich zumessendes Wasser verlässt den Speicher 1 durch einen nachfolgend beschriebenen Überlauf 43 (Fig. 3). Der Überlauf 43 mündet in einen Entnahmeschacht When water flows into the biotope, it is raised to level A, i.e. the upper edge 35 of the artificial basin 29, retained in this. If more water flows in, the water rises and reaches the bank zone Z between the edge 35 of the artificial basin 29 and the edge 37 of the reservoir 1. The water can follow through the gravel, sand and fine soil layer 39 and the gravel bed 33 there seep down and passes through the gaps in the strips 21 into the storage space 41 below, formed from the old tires 11. The water rises to level B with further inflow. In addition to the water to be measured, it leaves the reservoir 1 through an overflow 43 (FIG. 3) described below. The overflow 43 opens into a removal shaft

45, der vorzugsweise direkt neben dem Speicher 1 angeordnet ist und aus einem Schacht aus Betonrohren 47 und einem Boden 49 besteht. Der Überlauf besteht aus dem horizontalen, den Speicher 1 mit dem Entnahmeschacht 45 verbindenden Rohr 43 (in Fig. 1 nicht sichtbar). Ein weiteres Rohr 51 dient als Speicherauslauf und verbindet den Speicher 1 und den Entnahmeschacht 45 im Bereich von deren Böden 8 und 49. Eine dritte Verbindungsleitung 53 führt vom Entnahmeschacht 45 als Spülrohr bis nahe an den Boden 8 des Wasserspeichers 1. Etwas tiefer als die Höhe (B) des Überlaufes 43 liegt ein Überlaufrohr 55, das ein-gangsseitig eine Abflussdrossel 57 aufweisen kann. Ein Entnahmerohr 59, das mit einer Pumpe, z.B. mit einer Tauchförderpumpe 61, die im Entnahmeschacht 45 eingesetzt ist, verbindet letzteren mit einem Verbraucher, z.B. Toiletten in einem Wohngebäude oder einem Tagesverbrauchsspeicher. Steigt der Wasserspiegel durch weiteren Zufluss zum Speicher 1 an, so fliesst das Wasser, wie bereits erwähnt, durch den Überlauf 43 in den Entnahmeschacht 45 und, wenn dieser ebenfalls angefüllt ist, durch das Überlaufrohr 55 einem Gewässer zu. Bei starkem Wasserzufluss und gedrosseltem Abfluss im Überlaufrohr 55 kann das Niveau des Wassers im Speicher 1 bis Höhe C ansteigen und wird dort vorübergehend zurückgehalten. Es fliesst, sobald kein Zufluss oder ein geringerer Zufluss vorhanden ist, dann weiter durch den Uberlauf 55 ab. 45, which is preferably arranged directly next to the store 1 and consists of a shaft made of concrete pipes 47 and a floor 49. The overflow consists of the horizontal pipe 43 connecting the store 1 to the removal shaft 45 (not visible in FIG. 1). Another pipe 51 serves as a storage outlet and connects the storage 1 and the removal shaft 45 in the area of the bottoms 8 and 49 thereof. A third connecting line 53 leads from the removal shaft 45 as a flushing pipe to close to the bottom 8 of the water storage tank 1. A little lower than the height (B) of the overflow 43 is an overflow pipe 55, which may have a discharge throttle 57 on the inlet side. A sampling tube 59, which is connected to a pump, e.g. with a submersible feed pump 61, which is inserted in the removal shaft 45, connects the latter to a consumer, e.g. Toilets in a residential building or a daily consumption store. If the water level rises due to a further inflow to the reservoir 1, the water flows, as already mentioned, through the overflow 43 into the removal shaft 45 and, if this is also filled, through the overflow pipe 55 to a body of water. With strong water inflow and throttled outflow in the overflow pipe 55, the level of the water in the reservoir 1 can rise to level C and is temporarily held back there. As soon as there is no inflow or a smaller inflow, it continues to flow through the overflow 55.

Der Speicher 1 ist derart bemessen, dass bei einem normalen Regenereignis kein Überlaufen stattfindet. The memory 1 is dimensioned such that there is no overflow during a normal rain event.

Nach dem Regenereignis bleibt das Biotop gefüllt. Das dem Entnahmeschacht 45 zufliessende Wasser wird von Verunreinigungen gereinigt, weil es zuvor die Kies-, Sand- und Feinbodenschicht 39 passiert hat. The biotope remains filled after the rain event. The water flowing into the removal shaft 45 is cleaned of impurities because it has previously passed through the gravel, sand and fine soil layer 39.

Zur Reinigung des Speicherraumes 1 und zu dessen Entleerung für die erneute Abspeicherung von Wasser während eines Regenereignisses kann das Wasser durch das bodennahe Verbindungsrohr 51 aus dem Entnahmeschacht 45 ausfliessen oder von dort mit der Förderpumpe 61 ausgepumpt werden. Dieses gereinigte Wasser kann entweder über das Überlaufrohr 55 einem Fliessgewässer zugeführt oder als Brauchwasser durch die Leitung 59 an eine Wohnsiedlung geleitet werden. Damit auch allfällig sich angesammelter Schlamm im Speicherraum 41 aus diesem entfernt werden kann, wird Wasser über das Rohr 53 in die Zwischenräume 15 zwischen den Altreifen 11 gepumpt. For cleaning the storage space 1 and emptying it for the renewed storage of water during a rain event, the water can flow out of the removal shaft 45 through the connecting pipe 51 near the ground or can be pumped out from there with the feed pump 61. This purified water can either be fed to a river via the overflow pipe 55 or can be passed as service water through line 59 to a housing estate. So that any accumulated sludge in the storage space 41 can also be removed from it, water is pumped through the pipe 53 into the spaces 15 between the old tires 11.

Claims

1. Water storage and cleaning system for the temporary storage of pre-selected rain or rinse water from artificial or natural collecting areas with an artificial basin designed as a storage biotope and a plantable riparian zone surrounding the basin, characterized in that the riparian zone (Z) has an emptying and Flushable storage space (41) sealed laterally and below to the ground for receiving over the edge (35) of the artificial

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Basin (29) running out, seeping through the bank zone (Z) is connected.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the storage space (1) is arranged next to, below, or partially next to and below the artificial pool (29).

3. Plant according to claim 1, characterized in that the base area of the water reservoir (1) is larger than the base area of the artificial basin (29).

4. Installation according to one of claims 1 to 3, characterized in that the artificial basin (29) and / or the water reservoir (1) are used in a pit (2) lined with a film (5).

5. Plant according to claim 4, characterized in that the pit (2) by the water reservoir (1) and up to the surface (7) of the grown soil (3) which surrounds the plant, walls is formed.

6. Installation according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the storage space (41) of the water reservoir (1) are inserted by stacked vehicle tires (11).

7. Plant according to claim 6, characterized in that at least some of the tires (11) are mutually connected by connecting means (17).

8. Installation according to one of claims 6 or 7, characterized in that for the formation of serving as removal and / or rinsing channels (15) in the area of the bottom (8) of the water reservoir (1) tires (11) with a smaller diameter ( d) are inserted.

9. Installation according to one of claims 1 to 8, characterized in that the storage space (41) is covered on its upper side by a water-permeable mat which distributes the load acting from above.

10. Installation according to claim 9, characterized in that the mat consists of juxtaposed strips (21) of treads of tires (11).

11. Plant according to one of claims 5 to 10, characterized in that the tires (11) have drainage openings (19).

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