CN106193250B - 一种无动力的蓄水补水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无动力的蓄水补水系统,所述蓄水补水系统包括设置在地面下的漏斗状的导水纤维网、与所述导水纤维网下端相连的导水立管、水平设置在导水立管下方的蓄水器连通管、至少一个与蓄水器连通管相连的球形蓄水器,所述导水立管下端插入所述球形蓄水器的底部,所述导水立管内自上而下依次填充有第一碎块层、渗滤净化层、第二碎块层,所述蓄水器连通管末端连接有通向地表土壤上部的观测防溢管。本发明的无动力的蓄水补水系统融入海绵城市理念,形成适用于不同环境、地域条件的水资源循环系统,有效地降低绿地灌溉及降雨造成的水资源流失,最大程度地降低雨洪对于周围生态环境的影响,从而保护并合理利用城市水资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄水补水系统,特别是涉及一种无动力的蓄水补水系统,尤其适合在城市绿地及绿化带中使用。
背景技术
我国是全球气候变暖特征最显著的国家之一,近年来过度城市化及不合理的城市开发也带来了一系列复杂的城市水文问题,包括频发的洪涝灾害、雨水径流严重污染以及水资源消耗枯竭等等,严重影响到城市发展的方方面面。
在传统的水循环系统中,径流通过城市雨水管网直接排入城市排水系统或受纳水体。然而,当降水形成路面径流时,大量污染物进入水体,造成城市内水域面源污染,在降水量过多的时候还会导致地表径流过大,雨水在地势低处聚积等问题。另一方面,雨水从城市排水系统到污水处理厂,再经过一系列的净化措施后作为中水回用于灌溉和冷却,期间周期过长,造成城市中储水量多而可用水量少,大大降低了城市的空间利用效率。
伴随着城市绿化建设的迅速发展,绿地面积的日益增加,绿地用水量也逐年提高。目前,我国城市绿化大多以自来水为水源,且利用率很低,这使城市有限的水资源更加紧缺,在一定程度上也阻碍了城市经济的发展。
综上,在气候变暖的背景下,城市一方面需要应对降雨引发的内涝灾害,一方面又存在水资源严重缺失的困境,面对以上两个互为矛盾的现实,如何缓解城市内涝,同时实现水资源的合理利用是当下需要解决的紧迫问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题,提出一种无动力的蓄水补水系统,融入海绵城市理念,形成适用于不同环境、地域条件的水资源循环系统,有效地降低绿地灌溉及降雨造成的水资源流失,最大程度地降低雨洪对于周围生态环境的影响,从而保护并合理利用城市水资源。
为实现上述目的,本发明提供了一种无动力的蓄水补水系统,所述蓄水补水系统包括设置在地面下的漏斗状的导水纤维网、与所述导水纤维网下端相连的导水立管、水平设置在导水立管下方的蓄水器连通管、至少一个与蓄水器连通管相连的球形蓄水器,所述导水立管下端插入所述球形蓄水器的底部,所述导水立管内自上而下依次填充有第一碎块层、渗滤净化层、第二碎块层,所述蓄水器连通管末端连接有通向地表土壤上部的观测防溢管,所述蓄水器连通管与所述观测防溢管的连接处设有阀门。
优选地,所述导水纤维网的材质为竹纤维或亚麻纤维。
优选地,所述导水纤维网为导水纤维成束编织成的网格结构,所述网格结构的网格长宽均为5~15cm,所述导水纤维网的水平覆盖面为半径在150~250cm的圆形。
优选地,所述导水纤维网的中心低点处距所述地面30~50cm,所述导水纤维网的边缘处距地面10~20cm,并且所述导水纤维网的中心低点处与所述导水立管顶端相连。
优选地,所述导水立管长度为100~180cm,直径为8~15cm;所述第一碎块层的长度为10~30cm,所述渗滤净化层的长度为10~30cm,所述第二碎块层的厚度为80~120cm。
优选地,所述第一碎块层、第二碎块层由吸水陶瓷粒或沙积石碎块填充形成。
优选地,所述导水立管下部开具有直径为1~2cm的孔洞,并且所述导水立管下端通过固定支架与所述球形蓄水器的底部固定。
优选地,所述渗滤净化层包括自上而下依次设置的细砂层、第一沸石层、活性炭吸附层、第二沸石层。
优选地,所述球形蓄水器的直径为80~150cm,所述球形蓄水器的材质为高强度防水材料。
优选地,所述观测防溢管的材质为透光玻璃。
基于上述技术方案,本发明的优点是:
本发明的无动力的蓄水补水系统由导水纤维网、导水立管、渗滤净化层、球形蓄水器、观测防溢管等组成,其应用在城市绿地或绿化带中具有节省灌溉用水和调蓄雨洪的功能。其中蓄水补水系统不仅可以单独使用,还可配合其他集水、排水措施使用。进一步,本发明的无动力的蓄水补水系统还融入了海绵城市理念,通过设置在绿地内的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的低影响开发设施,在一定范围内形成一个小的自然循环系统,并将供水与排水相结合,改变了水的利用模式,并且通过无动力的蓄水补水系统使城市绿化从“耗水型绿化”向“节水型绿化”过渡。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为无动力的蓄水补水系统示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种无动力的蓄水补水系统,由导水纤维网、导水立管、渗滤净化层、球形蓄水器、观测防溢管等组成。如图1所示,其中示出了本发明的一种优选实施方式。
如图1所示,所述蓄水补水系统包括设置在地面1下的漏斗状的导水纤维网2、与所述导水纤维网2下端相连的导水立管3、水平设置在导水立管3下方的蓄水器连通管6、至少一个与蓄水器连通管6相连的球形蓄水器5,所述导水立管3下端插入所述球形蓄水器5的底部,所述导水立管3内自上而下依次填充有第一碎块层、渗滤净化层4、第二碎块层,所述蓄水器连通管6末端连接有通向地表土壤上部的观测防溢管7,所述蓄水器连通管6与所述观测防溢管7的连接处设有阀门9。
具体地,所述导水纤维网2的材质为竹纤维或亚麻纤维,具有很高的保水率与水分传递性。优选地,所述导水纤维网2为导水纤维成束编织成的网格结构,所述网格结构的网格长宽均为5~15cm,所述导水纤维网2的整个水平覆盖面为半径在150~250cm的圆形。所述导水纤维网2中心部略低,呈漏斗状,其中心低点处距所述地面30~50cm,所述导水纤维网2的边缘处距地面10~20cm,并且所述导水纤维网2的中心低点处与所述导水立管3顶端相连。
在灌溉或降雨导致地表土壤水分饱和的情况下,水分可通过导水纤维网2快速流向中央的导水立管3,然后通过导水立管3的孔隙流入球形蓄水器5中;在表层土壤较干旱的时候,导水纤维网2可使球形蓄水器5中的水分扩散到土壤中。
导水立管3由外层pp管及内填物组成,所述导水立管3长度为100~180cm,直径为8~15cm。所述导水立管3自上而下分为三段,依次为第一碎块层、渗滤净化层4、第二碎块层。所述第一碎块层的长度为10~30cm,所述渗滤净化层4的长度为10~30cm,所述第二碎块层的厚度为80~120cm。第一碎块层的长度可根据导水纤维网2的深度调整长短,使下方的球形蓄水器5保持在同一深度,内填物使用吸水陶瓷粒或沙积石碎块填充,粒径为1~5cm;所述第二碎块层内填物与第一碎块层相同。所述导水立管3下部开具有直径为1~2cm的孔洞,方便水分流出与进入,并且三段之间无间隔,内填物紧密相连。
导水立管3自球形蓄水器5的中央顶部的孔洞插入球形蓄水器5中,直至球形蓄水器5的底部,导水立管3上端与导水纤维网2中心低点相连。在降雨量大的情况下,积蓄雨洪可通过填充碎块间的大孔隙流入蓄水器中,减少土壤内涝;在降雨稀少的时候,表层土壤部分的导水立管3内水分较少,球形蓄水器5中水分在内填物内部小孔隙的毛细作用下向干旱的一端运移,从而为上层土壤进行水分补充。
进一步,渗滤净化层4为导水立管3的第二段填充层,总共由四层组成,所述渗滤净化层4包括自上而下依次设置的细砂层、第一沸石层、活性炭吸附层、第二沸石层,每层厚度可设置为相同,整个渗滤净化层4厚10~30cm。所述渗滤净化层4中活性炭及沸石主要吸附并净化水中N、P、金属离子及放射性污染物。细沙层能够过滤净化水体中颗粒物并吸附油脂。所述渗滤净化层4的整体结构集吸附、过滤于一体,起到全面净化作用。本系统整体结构稳定,除了净化外,同样可使水分在毛细力的作用下向水分含量较少一端迁移。
优选地,所述球形蓄水器5的直径为80~150cm,所述球形蓄水器5的材质为高强度防水材料如PP。球形蓄水器5正顶部设有直径与所述导水立管3相匹配的孔洞,导水立管3穿过孔洞与所述球形蓄水器5连通。导水立管3与孔洞的接触边缘密封,防止水分溢流。所述导水立管3下端通过固定支架8与所述球形蓄水器5的底部固定,防止导水立管3倾斜。所述球形蓄水器5底部位置设置开口,用于连接蓄水器连通管6。所述球形蓄水器5可增加对上层土壤的支撑力,且不易变形,且在相同表面积下,球的容积最大,可储存的水量最多。
进一步,球形蓄水器5底部使用蓄水器连通管6与其他球形蓄水器5相连,目的是在局部水分集聚过多的时候平衡各区域蓄水量,蓄水器连通管6需保持水平铺设,其材质为pvc管。
更进一步,所述蓄水器连通管6末端连接有通向地表土壤上部的观测防溢管7,所述观测防溢管7是以透光玻璃为材料的管道,拐向地表土壤上部,其可设置于观测井中,方便查看球形蓄水器5中的水位。所述蓄水器连通管6与所述观测防溢管7的连接处设有阀门9,所述观测防溢管7的末端距地表0~50cm,在所述球形蓄水器5中水量过多时使用软管接在所述阀门9处进行放水。
本发明的无动力的蓄水补水系统融入海绵城市理念,形成适用于不同环境、地域条件的水资源循环系统,有效地降低绿地灌溉及降雨造成的水资源流失,最大程度地降低雨洪对于周围生态环境的影响,从而保护并合理利用城市水资源。其构建实施方案可参照如下步骤进行:
1)现场准备。场地清理,材料准备;开挖放置球形蓄水器5及蓄水器连通管6的坑道,选择放置地点时应避开深根灌木的主根附近,防止导水纤维网2与灌木根系相互影响。
2)放置球形蓄水器5。将球形蓄水器5埋入绿化带或绿地深160~180cm处,各蓄水器相距200~300cm,深度保持一致,蓄水器连通管6水平铺设于各个球形蓄水器5之间。将导水立管3插入球形蓄水器5中,并使得渗滤净化层4留在所述球形蓄水器5外,在连接处密封处理,不留缝隙。
3)回填土壤,铺设导水纤维网2。可先将土壤回填至刚好没过导水立管3顶端,并将四周填高,使土坑呈漏斗状,将编织好的导水纤维网2铺设在土坑内,其中心部与导水立管3顶端内部相通。
4)回填土壤至地表。整个蓄水补水系统设置地点可选在较低洼地区,方便水分聚集,上方选择适宜的植被进行栽植。蓄水器连通管6末端的观测防溢管7设置于附近检查井中,以便观察球形蓄水器5中的水位,并且在球形蓄水器5中水量过多时进行放水。
本发明的无动力的蓄水补水系统由导水纤维网、导水立管、渗滤净化层、球形蓄水器、观测防溢管等组成,其应用在城市绿地或绿化带中具有节省灌溉用水和调蓄雨洪的功能。其中蓄水补水系统不仅可以单独使用,还可配合其他集水、排水措施使用。进一步,本发明的无动力的蓄水补水系统还融入了海绵城市理念,通过设置在绿地内的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的低影响开发设施,在一定范围内形成一个小的自然循环系统,并将供水与排水相结合,改变了水的利用模式,并且通过无动力的蓄水补水系统使城市绿化从“耗水型绿化”向“节水型绿化”过渡。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (9)
1.一种无动力的蓄水补水系统,其特征在于:所述蓄水补水系统包括设置在地面(1)下的漏斗状的导水纤维网(2)、与所述导水纤维网(2)下端相连的导水立管(3)、水平设置在导水立管(3)下方的蓄水器连通管(6)、至少一个与蓄水器连通管(6)相连的球形蓄水器(5),所述导水立管(3)下端插入所述球形蓄水器(5)的底部,所述导水立管(3)内自上而下依次填充有第一碎块层、渗滤净化层(4)、第二碎块层,所述蓄水器连通管(6)末端连接有通向地表土壤上部的观测防溢管(7),所述蓄水器连通管(6)与所述观测防溢管(7)的连接处设有阀门(9),所述导水纤维网(2)为导水纤维成束编织成的网格结构,所述第一碎块层、第二碎块层由吸水陶瓷粒或沙积石碎块填充形成。
2.根据权利要求1所述的蓄水补水系统,其特征在于:所述导水纤维网(2)的材质为竹纤维或亚麻纤维。
3.根据权利要求1所述的蓄水补水系统,其特征在于:所述网格结构的网格长宽均为5~15cm,所述导水纤维网(2)的水平覆盖面为半径在150~250cm的圆形。
4.根据权利要求1所述的蓄水补水系统,其特征在于:所述导水纤维网(2)的中心低点处距所述地面30~50cm,所述导水纤维网(2)的边缘处距地面10~20cm,并且所述导水纤维网(2)的中心低点处与所述导水立管(3)顶端相连。
5.根据权利要求1所述的蓄水补水系统,其特征在于:所述导水立管(3)长度为100~180cm,直径为8~15cm;所述第一碎块层的长度为10~30cm,所述渗滤净化层(4)的长度为10~30cm,所述第二碎块层的厚度为80~120cm。
6.根据权利要求1所述的蓄水补水系统,其特征在于:所述导水立管(3)下部开具有直径为1~2cm的孔洞,并且所述导水立管(3)下端通过固定支架(8)与所述球形蓄水器(5)的底部固定。
7.根据权利要求1所述的蓄水补水系统,其特征在于:所述渗滤净化层(4)包括自上而下依次设置的细砂层、第一沸石层、活性炭吸附层、第二沸石层。
8.根据权利要求1所述的蓄水补水系统,其特征在于:所述球形蓄水器(5)的直径为80~150cm,所述球形蓄水器(5)的材质为高强度防水材料。
9.根据权利要求1所述的蓄水补水系统,其特征在于:所述观测防溢管(7)的材质为透光玻璃。
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C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |