CN107386404A - 一种树箱过滤器及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种树箱过滤器及其使用方法，包括混凝土树箱，混凝土树箱内设有透水混凝土板，透水混凝土板将混凝土树箱的内部空间分割为雨水径流存储腔、雨水存储腔；雨水径流存储腔的顶部设有入水口、透气口；雨水存储腔内存储有混合土壤，混合土壤由粗沙、细沙、碳土、复合有机土混合而成，复合有机土包括粘性土、秸秆渣、陶粒；混合土壤内种植有行道树，且行道树伸出混合土壤最上层的种植土层；雨水径流存储腔和雨水存储腔底部均铺设有碎石层，且雨水存储腔底部的碎石层内设有排水管、溢流管。通过本发明，本发明旨在存储和过滤道路以及广场等大面积不透水地表的径流，使得道路广场减少积水，方便行人，并且使得雨水得到有效的利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种树箱过滤器及其使用方法，具体是提供一种用于道路及广场的海绵城市建设措施的树箱过滤器，包括一套用于收集与净化道路及广场等大面积不透水产生的暴雨径流的低影响开发(Low Impact Development, 简称LID)装置，属于市政工程领域。
背景技术
随着我国城市化进程的加快，不透水地面面积迅速增加，其中包括大量的不透水路面。不透水地面破坏了城市原有的自然入渗系统，导致城市雨水径流量大幅增加；为防止内涝，只能通过地下水网管道直接排除，造成了大量的雨水资源被浪费。与此同时，随着雨水冲刷城市不透水地面，地表径流将大量的污染物带入接纳水体，威胁水生态环境的安全。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种结构合理、方法先进的树箱过滤器及其使用方法。
本发明的目的是这样实现的，一种树箱过滤器，其特征是：包括混凝土树箱，混凝土树箱内设有透水混凝土板，透水混凝土板将混凝土树箱的内部空间分割为雨水径流存储腔、雨水存储腔；
所述雨水径流存储腔的顶部设有入水口、透气口，入水口上设有过滤网；所述雨水存储腔内存储有混合土壤，所述混合土壤由粗沙、细沙、碳土、复合有机土混合而成，其中各质量百分比分别为，粗沙5%、细沙5%、碳土25%、复合有机土65%；所述粗沙的粒径为0.5mm-1.0mm，细沙的粒径为0.25mm-0.35mm；所述复合有机土包括粘性土、秸秆渣、陶粒，其中各质量百分比分别为粘性土60%、秸秆渣30%、陶粒10%；所述混合土壤内种植有行道树，且行道树伸出混合土壤最上层的种植土层；
所述雨水径流存储腔和雨水存储腔底部均铺设有碎石层，且雨水存储腔底部的碎石层内设有排水管、溢流管，排水管穿出混凝土树箱侧壁，置于混凝土树箱外部，溢流管一端与排水管贯通，另一端穿过碎石层、混合土壤伸出混合土壤最上层的种植土层。
所述雨水径流存储腔内的碎石层顶部倾斜，雨水径流存储腔内碎石层的顶部自混凝土树箱的侧壁向透水混凝土板倾斜；所述雨水存储腔内的碎石层的顶部为平面。
一种树箱过滤器的使用方法，其特征是：包括混凝土树箱，混凝土树箱内设有透水混凝土板，透水混凝土板将混凝土树箱的内部空间分割为雨水径流存储腔、雨水存储腔；在雨水径流存储腔的顶部设有入水口、透气口，入水口上设有过滤网；在雨水存储腔内存储有混合土壤，混合土壤由粗沙、细沙、碳土、复合有机土混合而成，其中各质量百分比分别为，粗沙5%、细沙5%、碳土25%、复合有机土65%；所述粗沙的粒径为0.5mm-1.0mm，细沙的粒径为0.25mm-0.35mm；所述复合有机土包括粘性土、秸秆渣、陶粒，其中各质量百分比分别为粘性土60%、秸秆渣30%、陶粒10%；在混合土壤内种植有行道树，且行道树伸出混合土壤最上层的种植土层；在所述雨水径流存储腔和雨水存储腔底部均铺设有碎石层，且雨水存储腔底部的碎石层内设有排水管、溢流管，排水管穿出混凝土树箱侧壁，置于混凝土树箱外部，溢流管一端与排水管贯通，另一端穿过碎石层、混合土壤伸出混合土壤最上层的种植土层；
下雨后，雨水形成地表径流以后雨水通过入水口上的过滤网先过滤掉无法通过过滤网的污染物，然后雨水经入水口流入混凝土树箱内的雨水径流存储腔，进入到雨水径流存储腔内的雨水经透水混凝土板流入雨水存储腔，透水混凝土板对雨水进行二次过滤，经透水混凝土板二次过滤后的雨水流入雨水存储腔内，雨水可以对雨水存储腔内的行道树充分灌溉，当雨水存储腔内的雨水过多时，雨水漫过溢流管最上端，雨水流入溢流管，经排水管排出混凝土树箱；当种植土层上的雨水水量过大，雨水高度高于种植土层上的溢流管时，高于溢流管的雨水流入溢流管，经排水管排出混凝土树箱。
所述雨水径流存储腔内的碎石层顶部倾斜，雨水径流存储腔内碎石层的顶部自混凝土树箱的侧壁向透水混凝土板倾斜；所述雨水存储腔内的碎石层的顶部为平面；雨水径流存储腔内倾斜的碎石层顶部便于雨水径流存储腔内雨水经透水混凝土板流向雨水存储腔。
本发明结构合理、使用方便、方法先进科学，本发明旨在存储和过滤道路以及广场等大面积不透水地表的径流，使得道路广场减少积水，方便行人，并且使得雨水得到有效的利用。
1）根据不同的水力需求，合理确定不同透水特性的材质组成，如通过选用不同颗粒大小的有机物及矿物材料，调节树箱过滤器的渗水性能，结合当地的降雨特性，确定树箱过滤器尺寸大小以及内部介质。若大雨（≥25mm）居多，则可增加有机物含量，加大渗透性能。
2）针对不同的水质状况，采用不同的填料填充树箱过滤器，填料组成有：粗沙（5%）、细沙（5%），碳土（25%），复合有机土（65%），粗沙的粒径为0.5mm-1.0mm，细沙的粒径为0.25mm-0.35mm，复合有机土包括粘性土60%、秸秆渣30%、陶粒10%。道路径流中氮磷含量较高，可以通过吸附过滤，植物根系吸收，微生物同化实现氮磷的削减。而对于TSS的去除，主要通过介质的截流和沉淀。
树箱过滤器有两个部分组成，一部分是雨水存储，一部分是雨水过滤。雨水形成地表径流以后通过入水口先过滤掉大型污染物（如一些塑料垃圾等），然后进入树箱过滤器左半边的径流存储部分，然后经过混凝土透水隔板，或者掺杂一些过滤介质，使得存储的雨水渐渐进入右半边的种有行道树的树箱过滤器主要部分，不仅可以充分灌溉行道树，又可以经过第二次深层过滤，减少径流污染物。在雨水径流存储腔的顶部设置通气口，可以防止储存的径流变质。树箱过滤器体积大小可以根据当地降雨特性以及道路积水状况设置。
针对道路等径流污染的特点，本发了解决了以下问题：
1）净化道路和广场等大面积硬化地面径流水质，降低流入地下水污染物浓度；
2）削减道路和广场等大面积硬化地面径流水量；
3）针对不同功能区的道路特性和道路径流污染情况，采用不同填料处理径流。
本发明产生的有益效果为：
1）树箱过滤器可以有效的削减道路和广场等大面积硬化地面径流量，减少道路积水，降低地表径流对城市地下水官网的压力。
2）树箱过滤器还可以去除道路和广场等大面积硬化地面径流中大部分污染物，包括TSS，总氮，总磷等，减少污水处理的成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1混凝土树箱、2透水混凝土板、3雨水径流存储腔、4雨水存储腔、5入水口、6透气口、7碎石层、8排水管、9混合土壤、10行道树、11溢流管、12种植土层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
一种树箱过滤器，包括混凝土树箱1，在混凝土树箱1内设置透水混凝土板2，透水混凝土板2将混凝土树箱1的内部空间分割为雨水径流存储腔3、雨水存储腔4；在雨水径流存储腔3的顶部设置入水口5、透气口6，在入水口5上设置过滤网；在雨水存储腔5内存储有混合土壤9，混合土壤9由粗沙、细沙、碳土、复合有机土混合而成，其中各质量百分比分别为，粗沙5%、细沙5%、碳土25%、复合有机土65%；粗沙的粒径为0.5mm-1.0mm，细沙的粒径为0.25mm-0.35mm；复合有机土包括粘性土、秸秆渣、陶粒，其中各质量百分比分别为粘性土60%、秸秆渣30%、陶粒10%；在混合土壤9内种植有行道树10，且行道树10伸出混合土壤9最上层的种植土层12；在雨水径流存储腔3和雨水存储腔4底部均铺设置碎石层7，且在雨水存储腔4底部的碎石层7内设置排水管8、溢流管11，排水管8穿出混凝土树箱1侧壁，置于混凝土树箱1外部，溢流管11一端与排水管8贯通，另一端穿过碎石层7、混合土壤9伸出混合土壤9最上层的种植土层12。
且雨水径流存储腔3内的碎石层7顶部倾斜，雨水径流存储腔3内碎石层7的顶部自混凝土树箱1的侧壁向透水混凝土板2倾斜；雨水存储腔4内的碎石层7的顶部为平面；雨水径流存储腔3内倾斜的碎石层7顶部便于雨水径流存储腔3内雨水经透水混凝土板2流向雨水存储腔4。
下雨后，雨水形成地表径流以后雨水通过入水口5上的过滤网先过滤掉无法通过过滤网的污染物，然后雨水流入混凝土树箱1内的雨水径流存储腔3，进入到雨水径流存储腔3内的雨水经透水混凝土板2流入雨水存储腔4，透水混凝土板2对雨水进行二次过滤，经透水混凝土板2二次过滤后的雨水流入雨水存储腔4内，雨水可以对雨水存储腔4内的行道树10充分灌溉，当雨水存储腔4内的雨水过多时，雨水漫过溢流管11最上端，雨水流入溢流管11，经排水管8排出混凝土树箱1；当种植土层上的雨水水量过大，雨水高度高于种植土层上的溢流管11时，高于溢流管11的雨水流入溢流管11，经排水管8排出混凝土树箱1。
本实施例在制作时，包括以下步骤：
1）制作树箱过滤器，根据广场可以种树的区域面积以及树种的选择来决定树箱过滤器的尺寸大小，然后按照模板，制作混凝土树箱过滤器。
2）调查道路和广场等大面积硬化地面径流的水文水质情况，可以在一次中型降雨以后（扬州地区大部分为中小型降雨）取道路径流和广场径流（多个取样点）分别做介质分析试验，以确定哪种污染物含量较高或者危害较大，比如TSS、氮磷污染物等。根据鉴定结果中污染物水质浓度在当地砂性土中添加相应的处理介质，如TSS含量较多，可以在主要材料砂性土中添加活性碳吸附水中的悬浮物，而氮磷污染物浓度通过树箱过滤器的土质层过滤已经大幅度去除。根据不同取样点的污染物浓度和汇流状况，并且考虑广场各种建筑物的布置图以及美观效果，来规划设计树箱过滤器的建设位置。
3）通过相关实验确定加了相应介质的树箱过滤器过滤土层的孔隙率与入渗率，以确定树箱过滤器自身可以存储的水量，并且存储的水流通过下渗，可以达到持续削减道路或者广场径流的特点。
4）完成上述三个部分的工作以后，则可以安装树箱过滤器。
Claims (4)
1.一种树箱过滤器，其特征是：包括混凝土树箱（1），混凝土树箱（1）内设有透水混凝土板（2），透水混凝土板（2）将混凝土树箱（1）的内部空间分割为雨水径流存储腔（3）、雨水存储腔（4）；
所述雨水径流存储腔（3）的顶部设有入水口（5）、透气口（6），入水口（5）上设有过滤网；所述雨水存储腔（4）内存储有混合土壤（9），所述混合土壤（9）由粗沙、细沙、碳土、复合有机土混合而成，其中各质量百分比分别为，粗沙5%、细沙5%、碳土25%、复合有机土65%；所述粗沙的粒径为0.5mm-1.0mm，细沙的粒径为0.25mm-0.35mm；所述复合有机土包括粘性土、秸秆渣、陶粒，其中各质量百分比分别为粘性土60%、秸秆渣30%、陶粒10%；所述混合土壤（9）内种植有行道树（10），且行道树（10）伸出混合土壤（9）最上层的种植土层；
所述雨水径流存储腔（3）和雨水存储腔（4）底部均铺设有碎石层（7），且雨水存储腔（4）底部的碎石层（7）内设有排水管（8）、溢流管（11），排水管（8）穿出混凝土树箱（1）侧壁，置于混凝土树箱（1）外部，溢流管（11）一端与排水管（8）贯通，另一端穿过碎石层（7）、混合土壤（9）伸出混合土壤（9）最上层的种植土层。
2.根据权利要求1所述的一种树箱过滤器，其特征是：所述雨水径流存储腔（3）内的碎石层（7）顶部倾斜，雨水径流存储腔（3）内碎石层（7）的顶部自混凝土树箱（1）的侧壁向透水混凝土板（2）倾斜；所述雨水存储腔（4）内的碎石层（7）的顶部为平面。
3.一种树箱过滤器的使用方法，其特征是：包括混凝土树箱（1），混凝土树箱（1）内设有透水混凝土板（2），透水混凝土板（2）将混凝土树箱（1）的内部空间分割为雨水径流存储腔（3）、雨水存储腔（4）；在雨水径流存储腔（3）的顶部设有入水口（5）、透气口（6），入水口（5）上设有过滤网；在雨水存储腔（4）内存储有混合土壤（9），混合土壤（9）由粗沙、细沙、碳土、复合有机土混合而成，其中各质量百分比分别为，粗沙5%、细沙5%、碳土25%、复合有机土65%；所述粗沙的粒径为0.5mm-1.0mm，细沙的粒径为0.25mm-0.35mm；所述复合有机土包括粘性土、秸秆渣、陶粒，其中各质量百分比分别为粘性土60%、秸秆渣30%、陶粒10%；在混合土壤（9）内种植有行道树（10），且行道树（10）伸出混合土壤（9）最上层的种植土层；在所述雨水径流存储腔（3）和雨水存储腔（4）底部均铺设有碎石层（7），且雨水存储腔（4）底部的碎石层（7）内设有排水管（8）、溢流管（11），排水管（8）穿出混凝土树箱（1）侧壁，置于混凝土树箱（1）外部，溢流管（11）一端与排水管（8）贯通，另一端穿过碎石层（7）、混合土壤（9）伸出混合土壤（9）最上层的种植土层；
下雨后，雨水形成地表径流以后雨水通过入水口（5）上的过滤网先过滤掉无法通过过滤网的污染物，然后雨水流入混凝土树箱（1）内的雨水径流存储腔（3），进入到雨水径流存储腔（3）内的雨水经透水混凝土板（2）流入雨水存储腔（4），透水混凝土板（2）对雨水进行二次过滤，经透水混凝土板（2）二次过滤后的雨水流入雨水存储腔（4）内，可以对雨水存储腔（4）内的行道树（10）充分灌溉，当雨水存储腔（4）内的雨水过多时，雨水漫过溢流管（11）最上端，雨水流入溢流管（11），经排水管（8）排出混凝土树箱（1）；当种植土层上的雨水水量过大，雨水高度高于种植土层上的溢流管（11）时，高于溢流管（11）的雨水流入溢流管（11），经排水管（8）排出混凝土树箱（1）。
4.根据权利要求3所述的一种树箱过滤器的使用方法，其特征是：所述雨水径流存储腔（3）内的碎石层（7）顶部倾斜，雨水径流存储腔（3）内碎石层（7）的顶部自混凝土树箱（1）的侧壁向透水混凝土板（2）倾斜；所述雨水存储腔（4）内的碎石层（7）的顶部为平面；雨水径流存储腔（3）内倾斜的碎石层（7）顶部便于雨水径流存储腔（3）内雨水经透水混凝土板（2）流向雨水存储腔（4）。
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