CN105862967A - 适用于城市绿地的雨水蓄水回渗模块和系统 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及绿化工程及雨水再利用技术领域，具体涉及一种适用于城市绿地的雨水蓄水回渗模块和系统，其中所述雨水蓄水回渗模块包括用于埋藏于地下的、封闭式的储水箱，所述储水箱顶面设有与其内部储水腔连通的集水口，还包括安装在所述储水箱上的通气管和能产生毛细作用的逆向回渗导流芯，所述通气管下端伸入所述储水箱的储水腔内，上端穿出所述储水箱，所述逆向回渗导流芯下端同样伸入所述储水箱的储水腔内，上端也穿出所述储水箱，以便向上延伸伸入种植土层中，在所述种植土层土壤中的水含量降低时通过所述逆向回渗导流芯的毛细作用将所述储水腔中的补偿到所述种植土层中。本发明一次投入使用后没有日常使用费用的产生，且无需日常维护。

Description

适用于城市绿地的雨水蓄水回渗模块和系统

技术领域

本发明主要涉及绿化工程及雨水再利用技术领域，具体涉及一种适用于城市绿地的雨水蓄水回渗模块和系统，主要应用于城市绿地养护。

背景技术

由于我国水资源日益紧缺，养护用水一直以来都是城市绿地养护花费各项中最高的。传统的绿地养护，使用的水为市政自来水或者使用中水(中水又名再生水，是指污水经适当处理后，达到一定的水质指标，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水)。使用市政自来水进行绿地养护是一项巨大的浪费，国外某些地区甚至立法严禁使用市政自来水进行绿地浇灌。使用中水则受到了水源地的限制，并且需要修建取水、加压、输送管道等一系列设施设备，造价高。因此，雨水蓄水模块随着海绵城市的推进正在慢慢得到广泛应用。现有的雨水蓄水模块是以聚丙烯注塑而成的结构板件拼装而成的箱子，一定数量这样的塑料模块组成矩阵埋于地下形成一个巨大的储水池，在水池周围根据工程需要包裹防渗土工布或单向渗透土工布，可作为储水池或渗透调洪池两种不同功能的水池。上述储水矩阵安装方便，承载力大，不滋生蚊虫及藻类，还可以拆除迁移。目前，这种类型的雨水蓄水模块广泛应用在快速建造雨水蓄水池、停车场的快速排水等方面。这种雨水蓄水模块更多的只是为了存储雨水而设计，在实际使用时，这种雨水蓄水模块还存在占地大、使用需有配套设施、使用维护成本高等问题，尤其是将其运用到绿地养护时，需要设置加压、管网、喷头等一系列设施设备，造价并未得到有效控制。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种一次投入后没有日常使用费用产生的雨水蓄水回渗模块。

本发明通过如下技术方案解决上述技术问题：一种适用于城市绿地的雨水蓄水回渗模块，包括用于埋藏于地下的、封闭式的储水箱，所述储水箱顶面设有与其内部储水腔连通的集水口，还包括安装在所述储水箱上的通气管和能产生毛细作用的逆向回渗导流芯，所述通气管下端伸入所述储水箱的储水腔内，上端穿出所述储水箱，以便向上延伸外露于空气中连通所述储水腔与外界空气，从而平衡所述储水腔内的气压，所述逆向回渗导流芯下端同样伸入所述储水箱的储水腔内，上端也穿出所述储水箱，以便向上延伸伸入种植土层中，在所述种植土层土壤中的水含量降低时通过所述逆向回渗导流芯的毛细作用将所述储水腔中的补偿到所述种植土层中。

将本发明埋藏于地底下后，当有较大的补水出现时，一部分水渗入更深层的地下，另一部分水通过所述集水口进入所述储水箱。当植物根系从种植土层土壤中汲取水分后，土壤中的水含量降低，水含量降低后的土壤与储水箱中的液态水产生密度差，通过逆向回渗导流芯的毛细作用，将持续向种植土层中补充水分，使种植土层中水分保持在一个适宜的数值范围内，有利于植物生长。

所述逆向回渗导流芯由耐腐蚀的纤维材料经捆扎成条状后形成，所述耐腐蚀的纤维材料可选用玻璃纤维等。

作为本发明储水箱的优选实施方式：

所述储水箱由外壳和填充在所述外壳内充满整个储水腔的层状结构的格子框架组成，该结构的储水箱承载能力更好。

所述储水箱整体采用高强度、耐腐蚀、无污染的塑料制成，所述外壳的厚度应保证在5mm以上。储水箱采用塑料制成，不但经久耐用，而且利于控制成本。

作为所述外壳的可选实施方式，所述外壳包括长方形的顶面和底面，所述顶面和底面沿长度方向平行对中设置，所述顶面在所述底面上的投影位于所述底面范围内，所述底面的长边与所述顶面相应侧的长边通过侧面相接，所述侧面由从所述底面长边边缘开始弯折向上的竖向平面，和从所述竖向平面上边缘开始向内弯折与所述竖向平面形成一级台阶面的水平平面，和连接所述顶面长边边缘与所述水平平面内侧边缘的坡度面构成，所述底面的短边与所述顶面相应侧的短边通过端面相接。储水箱外壳的这种结构能改善储水箱的受力情况，相比于简单的长方体、梯形体等外壳结构，本发明储水箱承载能力更强。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种雨水蓄水回渗系统，包括至少一个埋藏于目标绿地下方的所述雨水蓄水回渗模块，还包括依次覆盖在所述雨水蓄水回渗模块上方的粗砂过滤层、细砂过滤层和种植土层，所述雨水蓄水回渗模块的通气管的上端从地下穿出外露于空气中，所述雨水蓄水回渗模的逆向回渗导流芯的上端伸入所述种植土层中。

所述逆向回渗导流芯伸入所述种植土层中的长度应在50cm以上，以便对种植土层土壤中的水分具有更好的补偿效果。

所述粗砂过滤层主要采用粒径3-5mm的砂石铺成，厚度在10cm以上。

所述细砂过滤层主要采用粒径1-2mm的砂石铺成，厚度在10cm以上。

所述种植土层厚度应在1.2m以上。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1)采用本发明雨水蓄水回渗模块或系统与采用传统的浇灌系统相比，本发明不需要安装加压设备、给水管网，安装方式更为简单，成本低，而且一次投入使用后没有日常使用费用的产生，且无需日常维护；

2)本发明雨水蓄水回渗模块或系统与常见的雨水蓄水模块相比，本发明占地更少，布置灵活，适用的区域更广泛，且施工难度更小。

附图说明

图1为本发明具体实施例的雨水蓄水回渗模块的结构示意图；

图2为图1中格子框架的局部连接结构示意图；

图3为本发明具体实施例一的雨水蓄水回渗系统的结构示意图；

图4为本发明具体实施例二的雨水蓄水回渗系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的总体思路是在种植土层土壤中的水含量降低时，利用逆向回渗导流芯的毛细作用，将储水箱中储存的水分持续补偿到种植土层的土壤中，使种植土层中水份保持在一个适宜的数值范围内，满足种植土层上种植的植物的需要。由于本发明补偿种植土层土壤中水份的手段只利用了逆向回渗导流芯的毛细作用，所以采用本发明雨水蓄水回渗模块的绿地，无需再另外设置其它的配套设施如加压设备、给水管网等，一次投入后没有日常使用费用的产生，也无需日常维护，所以使用成本、安装成本都较低，而且安装方式也更为简单，施工难度也更小，并且还具有占地少，布置灵活等优点，所以相比于现有技术中的雨水蓄水回渗模块，本发明的适用范围更为广泛。

图1给出了本发明雨水蓄水回渗模块的一种可选实施方案。

图1中的储水箱为封闭式结构(图1中储水箱为其纵向剖面图)，封闭式的储水箱能最大程度的储存水分。储水箱的具体结构为：

储水箱由外壳1和填充在外壳1内充满整个储水腔的层状结构的格子框架组成。图2为格子框架的组成单元即格子单元4的连接结构示意图，格子单元4相互连接后，将储水腔划分成一个个储水格3。格子单元4材质与外壳1相同。这种储水箱的结构能改善储水箱的承载能力。为进一步改善储水箱的受力情况，本实施例中对其外壳形状也进行了改进，外壳的具体形状为：外壳1包括长方形的顶面和底面，顶面和底面沿长度方向平行对中设置，顶面在底面上的投影位于底面范围内，底面的长边与顶面相应侧的长边通过侧面相接，侧面由从底面长边边缘开始弯折向上的竖向平面，和从竖向平面上边缘开始向内弯折与竖向平面形成一级台阶面的水平平面，和连接顶面长边边缘与水平平面内侧边缘的坡度面构成，底面的短边与顶面相应侧的短边通过端面相接。该结构的储水箱受力情况更好，相比于简单的长方体、梯形体等结构的储水箱，其承载能力更强。为了控制成本，储水箱整体采用高强度、耐腐蚀、无污染的塑料制成，如可选择PC聚碳酸树酯、PP聚丙烯等注塑而成，外壳1的厚度应保证在5mm以上，以保证强度。

储水箱的集水口2排布在储水箱的顶面，集水口2直接与储水箱内部的储水腔连通。储水箱的集水口2直接与雨水渗入地下的方向相对，能更好的收集水份。

储水箱1顶面上还安装有逆向回渗导流芯5，逆向回渗导流芯5下端伸入储水箱1的储水腔的底部，上端穿出储水箱1，以便向上延伸伸入种植土层中。逆向回渗导流芯5采用油灯灯芯的原理，由耐腐蚀的纤维材料经捆扎成条状后形成，耐腐蚀的纤维材料可选用玻璃纤维、聚酰胺(尼龙)纤维等无机材料制成。当植物根系从土壤中汲取水分后，土壤中的水含量降低，水含量降低后的土壤与储水箱中的液态水产生密度差，通过逆向回渗导流芯的毛细作用，将持续向种植土层中补充水分。

为了平衡储水箱内的气压，使储水箱内的水能顺利回渗到种植土层中，本实施例还设置了通气管6。通气管6安装在储水箱的顶面上，下端伸入储水箱的储水腔顶部，上端穿出储水箱向上延伸，以便从地下穿出而外露于空气中，从而连通储水腔与外界空气，平衡储水腔内的气压。通气管6的设置还可提高地下空气的含氧量。

图3、图4为本发明雨水蓄水回渗模块的具体应用实施例雨水蓄水回渗系统的结构示意图。

本发明雨水蓄水回渗系统可应用于普通绿地，如图3所示，图3中雨水蓄水回渗系统包括一个埋藏于目标绿地下方的雨水蓄水回渗模块，还包括依次覆盖在雨水蓄水回渗模块上方的粗砂过滤层7、细砂过滤层8和种植土层9，雨水蓄水回渗模块的通气管6的上端从地下穿出外露于空气中，雨水蓄水回渗模的逆向回渗导流芯5的上端伸入种植土层9中，且伸入种植土层9中的长度在50cm以上为佳，以便对种植土层9土壤中的水份具有更好的补偿效果。粗砂过滤层7主要采用粒径3-5mm的砂石铺成，厚度最好在10cm以上，主要作用是保证水流能够顺利通过集水口2进入储水腔。细砂过滤层8主要采用粒径1-2mm的砂石铺成，厚度也最好在10cm以上，主要作用是阻挡种植土层9及其它杂质随水流渗入到粗砂过滤层7中。种植土层9厚度最好保证在1.2m以上，厚度计算从细砂过滤层8上表面起算。保证厚度1.2米以上，是出于以下考虑：多年生草本类植物根系能到达地面以下1米左右，为保证根系不进入细砂过滤层8，影响过滤效果，故种植土深度设置在1.2米以上。

本发明雨水蓄水回渗系统补偿种植土层土壤中水份的过程如下：

当有较大的补水出现时，如下雨时，水从种植土层渗入地下，部分水经细砂过滤层8、粗砂过滤层7双层过滤后，经集水口2进入储水腔，从而储存在封闭式的储水箱中，部分水继续渗入更深的土层中；当种植土层9中水份流失后，种植土层9中土壤与储水腔中水产生密度差，在逆向回渗导流芯5的毛细作用下，将储水箱中的水持续补偿到种植土层9中的土壤中，使种植土层9土壤中的含水量保持在一个适宜的数值范围内。

本发明雨水蓄水回渗系统还可应用于大乔木养护，如图4所示，图4中雨水蓄水回渗系统包括两个埋藏于目标绿地下方的雨水蓄水回渗模块，其它结构与图3相同，在此不再重复叙述。

不同于现有技术中的雨水蓄水模块需要形成一个储水矩阵，本发明雨水蓄水模块布置方式更为灵活，不需要形成规模的储水矩阵，占地较少，施工难度也更小，所以适用范围更为广泛。

Claims (10)

1.一种适用于城市绿地的雨水蓄水回渗模块，其特征在于，包括用于埋藏于地下的、封闭式的储水箱，所述储水箱顶面设有与其内部储水腔连通的集水口，还包括安装在所述储水箱上的通气管和能产生毛细作用的逆向回渗导流芯，所述通气管下端伸入所述储水箱的储水腔内，上端穿出所述储水箱，以便向上延伸外露于空气中连通所述储水腔与外界空气，从而平衡所述储水腔内的气压，所述逆向回渗导流芯下端同样伸入所述储水箱的储水腔内，上端也穿出所述储水箱，以便向上延伸伸入种植土层中，在所述种植土层土壤中的水含量降低时通过所述逆向回渗导流芯的毛细作用将所述储水腔中的补偿到所述种植土层中。

2.根据权利要求1所述的雨水蓄水回渗模块，其特征在于，所述逆向回渗导流芯由耐腐蚀的纤维材料经捆扎成条状后形成。

3.根据权利要求2所述的雨水蓄水回渗模块，其特征在于，所述耐腐蚀的纤维材料为玻璃纤维。

4.根据权利要求2所述的雨水蓄水回渗模块，其特征在于，所述储水箱由外壳和填充在所述外壳内充满整个储水腔的层状结构的格子框架组成。

5.根据权利要求4所述的雨水蓄水回渗模块，其特征在于，所述储水箱整体采用高强度、耐腐蚀、无污染的塑料制成，所述外壳的厚度在5mm以上。

6.根据权利要求5所述的雨水蓄水回渗模块，其特征在于，所述外壳包括长方形的顶面和底面，所述顶面和底面沿长度方向平行对中设置，所述顶面在所述底面上的投影位于所述底面范围内，所述底面的长边与所述顶面相应侧的长边通过侧面相接，所述侧面由从所述底面长边边缘开始弯折向上的竖向平面，和从所述竖向平面上边缘开始向内弯折与所述竖向平面形成一级台阶面的水平平面，和连接所述顶面长边边缘与所述水平平面内侧边缘的坡度面构成，所述底面的短边与所述顶面相应侧的短边通过端面相接。

7.一种采用权利要求1～6任一项权利要求所述的雨水蓄水回渗模块的雨水蓄水回渗系统，其特征在于，包括至少一个埋藏于目标绿地下方的所述雨水蓄水回渗模块，还包括依次覆盖在所述雨水蓄水回渗模块上方的粗砂过滤层、细砂过滤层和种植土层，所述雨水蓄水回渗模块的通气管的上端从地下穿出外露于空气中，所述雨水蓄水回渗模的逆向回渗导流芯的上端伸入所述种植土层中。

8.根据权利要求7所述的雨水蓄水回渗系统，其特征在于，所述逆向回渗导 流芯伸入所述种植土层中的长度在50cm以上。

9.根据权利要求8所述的雨水蓄水回渗系统，其特征在于，所述粗砂过滤层采用粒径3-5mm的砂石铺成，厚度在10cm以上；所述细砂过滤层采用粒径1-2mm的砂石铺成，厚度在10cm以上。

10.根据权利要求9所述的雨水蓄水回渗系统，其特征在于，所述种植土层厚度在1.2m以上。