CN107447839B - 一种生态型雨水花园 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及城市雨洪管理的技术领域,特别是符合海绵城市理念的雨洪控制与雨水利用设施,具体地是一种生态型雨水花园,其包括陆地景观部分、管道系统和水生态系统部分;陆地景观部分包括水平路面、近路端草坪、陆地草坪和陆生景观植物,管道系统包括直立喷洒管、环形喷洒管、雨水汇集管道、电子控制水泵和回水浇灌管道;水生态系统部分包括水体微生物群落、水生动物群落和水生植物群落。本发明以海绵城市理念为基础,能够做到完善的后期维护管理;并能够在改善城市内涝、中水回用、保护生态环境等方面发挥重要作用,通过科学合理的设计理念,助力生态和谐城市景观生态环境的建设。

Description

一种生态型雨水花园
技术领域
[0001 ]本发明涉及城市雨洪管理的技术领域,特别是符合海绵城市理念的雨洪控制与雨 水利用设施,具体地是一种生态型雨水花园。
背景技术
[0002] 随着城市化进程的加快,城市内涝灾害,水环境的污染与资源短缺也随之而来,于 是海绵城市理念应运而生。在2012年4月的《2012低碳城市与区域发展科技论坛》上,“海绵 城市”概念首次提出,海绵城市是新一代城市雨洪管理概念,是指城市在适应环境变化和应 对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将 蓄存的水“释放”并加以利用。雨水花园是在海绵城市的理念下发展起来的,其利用自然形 成的或人工挖掘的浅凹绿地,用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水,通过植物、沙土的综 合作用使雨水得到净化,并使之逐渐渗入土壤,涵养地下水,或使之补给景观用水、厕所用 水等城市用水,是一种生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施。这样以来能够改变传统的 雨水排放模式,在雨洪管理上充分接近自然生态,减少地表径流和雨水的就地下渗并做到 中水回用。雨水花园通过绿地渗透作用形成低洼地势,利用植物及其他结构型基质来控制 雨水径流。即在构建雨水利用及生态安全格局的同时也从单纯的工程技术层面转向与景观 生态设计紧密结合。
[0003] 目前,所出现的雨水花园在实际应用上很少有能完全达到这种理念要求,例如中 国专利CN201410513176.7公开了一种适用于上海城市社区绿地内部的功能型雨水花园,所 述功能型雨水花园位于社区绿地中,所述功能型雨水花园的结构包括预处理设施、蓄水层、 渗水设施和溢流设施,所述预处理设施包括环形边坡和砾石,所述环形边坡位于所述功能 型雨水花园的周边,所述砾石覆盖于所述环形边坡上;所述蓄水层为所述环形边坡与所述 功能型雨水花园的底部水平围合所构成的空间;所述渗水设施位于所述功能型雨水花园的 底部;所述溢流设施包括贯穿所述蓄水层的厚度方向的溢流管和位于所述功能型雨水花园 的底部的溢流排水管,所述溢流管与所述溢流排水管是连通的。又例如专利 CN201620295525.7公开了一种用于处理初期雨水的多级折流式雨水花园系统,包括依次串 联的过滤区、多级折流区和下渗回用区,所述多级折流区包含第一级折流区、奇数个中间级 折流区和最后级折流区,所述过滤区与第一级折流区之间设置有非溢流隔墙,所述过滤区 底部和第一级折流区底部相连通以传输雨水,奇数级折流区与后端相邻的偶数级折流区之 间设置有传输雨水的溢流隔墙,所述偶数级折流区与后端相邻的奇数级折流区之间设置有 非溢流隔墙,所述偶数级折流区底部和后端相邻的奇数级折流区底部相连通以传输雨水, 所述最后级折流区与下渗回用区之间设置有传输雨水的溢流隔墙,所述下渗回用区末端设 置有超标雨水溢流堰;还有专利CN2〇6232572U公开了一种适用于海绵社区的功能型雨水花 园,包括预渗滤层、蓄水层和溢流设施,预渗滤层包括设置在花园周边的环形边坡,环形边 坡上铺设有沸石-活性炭过滤系统,环形边坡远离花园的部位高于靠近花园的部位,蓄水层 包括由上而下依次设置的覆盖层、种植土壤层、渗滤层和填料层,溢流设施的溢流管沿竖直 方向穿设于所述蓄水层,所述溢流设施的溢流口高于所述蓄水层;这些技术方案虽然有些 做到了景观效果,但都没有做到中水回用,而仅仅是将雨水通过一系列地下管道连通市政 管道一起排走;还有一些甚至根本就无法蓄水,只能起到单纯的景观效果,达到雨洪排水要 求等等。综上所述,目前还没有遵循海绵城市的理念建立的完整生态链的雨水花园出现。
发明内容
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术提供的雨水花园存在不能做到中水 回用、无法蓄住水和没有遵循海绵城市理念等缺点,提供一种生态型雨水花园。
[0005]本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:一种生态型雨水花园,其特征在于: 包括陆地景观部分、管道系统和水生态系统部分;所述陆地景观部分包括水平路面、近路端 草坪、陆地草坪和陆生景观植物,近路端草坪位于水平路面的两侧,陆地草坪位于近路端草 坪的外侧,陆生景观植物种植在陆地草坪上;管道系统包括直立喷洒管、环形喷洒管、雨水 汇集管道、电子控制水泵和回水浇灌管道;直立喷洒管设置在陆地草坪上,环形喷洒管埋设 在陆地草坪下方且与至少部分陆生景观植物的根部连通,雨水汇集管道将陆地景观部分汇 集的雨水输入到水生态系统部分中,电子控制水泵位于水生态系统部分中,回水浇灌管道 的一端与电子控制水栗连通,回水浇灌管道的另一端与直立喷洒管和环形喷洒管连通;水 生态系统部分包括水体微生物群落、水生动物群落和水生植物群落,水生态系统部分位于 水平路面下边的低洼处。
[0006]进一步地,水生植物群落由中心向岸边依次构建沉水植物一挺水植物一湿生植 物,以水下森林式结构蔓延。
[0007] 进一步地,所述水平路面上铺装结构性透水材料。
[0008] 进一步地,近路端草坪的下方覆盖粒径为5〜10mm的沙粒层,覆盖宽度为0.8〜1.0 米,并在沙粒层上覆盖草皮。
[0009] 进一步地,近路端草坪与水平路面之间的过渡部分采用角度为〇〜5°的下凹式坡 度设计。
[0010] 进一步地,陆地草坪包括填料层和种植土以及覆盖在填料层和种植土上的草皮, 所述填料层和种植土具有向上5〜1 〇 °的坡面角度。
[0011] 进一步地,所述陆地景观部分还包括假山,假山设置在陆地草坪上。
[0012] 进一步地,连通有环形喷洒管的至少部分陆生景观植物的根部还布置有电子感应 式湿度计,当对应的陆生景观植物的根部湿度低于设定值时,环形喷洒管开关自动打开,直 接向根部提供水分。
[0013] 进一步地,所述管道系统还包括粒径为2〜5mm的细粒径蓄水池和粒径为1〜2mm的 活性炭滤水池,雨水汇集管道依次与细粒径蓄水池和活性炭滤水池连通,陆地景观部分汇 集的雨水经过雨水汇集管道进入细粒径蓄水池中,经过过滤后进入活性炭滤水池中,经过 再次过滤后进入水生态系统部分中。
[0014] 进一步地,所述生态型雨水花园还包括蓄水井,蓄水井的一端与水生态系统部分 连通,当蓄水井的水位低于设定水位时,水生态系统部分向蓄水井中蓄水;蓄水井的另一端 与市政雨水管道连通,市政雨水管道与蓄水井连通的管口高于水生态系统部分与蓄水井连 通的管口。
[0015] 本发明由于采取了上述技术方案,其具有如下有益效果:
[0016] 本发明所述的一种生态型雨水花园,以海绵城市理念为基础,考虑了城市洪涝灾 害,从雨洪管理的角度解决了雨水径流的排放;在考虑景观效果的同时又兼顾生态价值,采 用本土植物,不仅具有较强生态价值,还能彰显地方景观特色;采用陆生环境与水生环境结 合,同时应用陆生植被和过滤吸附方式对径流雨水处理,并建立完善健康的的水生态系统 部分,增加了生态系统多样性和景观多样性;中水回用采用电子智能控制器件,科学合理且 精准的方法应用于生态工程,与飞速发展的城市化进程保持一致,能够做到完善的后期维 护管理;本发明的整体技术方案能够在改善城市内涝、中水回用、保护生态环境等方面发挥 重要的作用,通过科学合理的设计理念,助力生态和谐城市景观生态环境的建设。
附图说明
[0017] 图1为本发明所述的生态型雨水花园的结构示意图。
具体实施方式
[0018] 以下结合附图对本发明的内容作进一步说明。
[0019]如图1所示,本发明所述的一种生态型雨水花园,其包括陆地景观部分、管道系统 和水生态系统部分;所述陆地景观部分包括水平路面1、近路端草坪2、陆地草坪3和陆生景 观植物4,近路端草坪2位于水平路面1的两侧,陆地草坪3位于近路端草坪2的外侧,陆生景 观植物4种植在陆地草坪3上。
[0020]管道系统包括直立喷洒管5、环形喷洒管6、雨水汇集管道7、电子控制水栗8和回水 浇灌管道9;直立喷洒管5设置在陆地草坪3上,直立喷洒管5用来进行浇灌,环形喷洒管6埋 设在陆地草坪3下方且与至少部分陆生景观植物4的根部连通,特别是与特定乔木的根部连 通,直接向根部提供水分;雨水汇集管道7将陆地景观部分汇集的雨水输入到水生态系统部 分中,电子控制水栗8位于水生态系统部分中,回水浇灌管道9的一端与电子控制水泵8连 通,回水浇灌管道9的另一端与直立喷洒管5和环形喷洒管6连通,通过电子控制水栗8可以 将水生态系统部分中的水经过回水浇灌管道9传输给直立喷洒管5和环形喷洒管6,从而在 达到中水回用效果。
[0021]水生态系统部分包括水体微生物群落、水生动物群落和水生植物群落13,水生态 系统部分位于水平路面1下边的低洼处;水体微生物群落中的微生物是水生态系统部分中 最重要的分解者,微生物链在水体自净作用中通过氧化、还原、光合、同化、异化等途径把有 机物转变成简单的化合物,保证了水体正常功能,通过加入一定的微生物如光合细菌等来 调控底质与水质;水生动物群落可以包括虾类14、鱼类15和螺类16,采用生物操纵理论,将 通过澡类转化的营养物质如氮、磷以水生动物产量的形式得以固定,奸类如青好、米奸摄 食有机碎肩和水生植物叶片上附着生物,鱼类15可以根据水体浮游植物的初级生产力,投 放一定比例的鲢鳙鱼、草食性鱼类或是肉食性鱼类,螺类I6如环棱螺、河蛛等一些底栖动物 滤食水体藻类和颗粒悬浮物;还有一些滤食性浮游动物,对水体藻类有较好控制作用,在水 生动物的调控与维护中,应用“中度干扰理论”适当的进行不同食性鱼类投放或是人为干扰 可以有效地活跃整个系统;水生植物群落13则可以根据水体深度,由中心向岸边依次构建 沉水植物一挺水植物一湿生植物,以水下森林式结构蔓延;最后做好后期的管理维护,如枯 死植物的更替补植,打捞清理等,这样根据实际环境,进行合理的水生植物群落配置,就能 够构建健康的水生植物群落;这样以来,水生态系统部分以生态学原理为基础,以ESB一一 生态演替式理念,构建完整的水生态系统食物链,形成一个健康稳定的系统。水体生物多样 性的调控,通过合理的生态调节配置和完整健康的食物链,形成物质循环和能量流动的统 一体,最终形成一个健康稳定的水域生态系统。
[0022] 其中,所述水平路面1的路面宽度设计为1.0〜1.5米宽,采用结构性透水材料作为 路面铺装,从而形成结构性透水路面,用以防止雨水在路面汇集,其结构性透水程度根据地 区的多年径流量而定。
[0023] 其中,近路端草坪2的下方覆盖粒径为5〜10mm的沙粒层,覆盖宽度为〇.8〜1.0米, 并在沙粒层上覆盖草皮;这样不但保持了近路端草坪2与水平路面1之间的过渡部分地形的 饱满与顺畅,同时还能够对经流泥水起到一个过滤净化作用。优选地,近路端草坪2与水平 路面1之间的过渡部分采用角度为0〜5°的下凹式坡度设计,更方便径流雨水的汇集,而不 造成路面积水。
[0024] 其中,陆地草坪3包括填料层和种植土以及覆盖在填料层和种植土上的草皮,所述 填料层和种植土具有向上5〜10°的坡面角度。
[0025]其中,陆生景观植物4优选具有景观效果又具有生态价值的陆生植被,以美学和生 态的角度出发,更优先选用本土植物,具有较强生态价值,还能彰显地方景观特色;常用耐 水湿乔木有:湿地松、水杉、落羽杉、池杉、垂柳等,还有一些湿生植物如芦苇、芦竹、美人蕉、 姜花等。
[0026] 其中,所述陆地景观部分还包括假山(未示出),假山设置在陆地草坪3上,假山结 合陆地草坪3和陆生景观植物4以一定的结构配置模式形成较好的陆地景观。
[0027] 优选地,连通有环形喷洒管6的至少部分陆生景观植物4的根部还布置有电子感应 式湿度计10,当对应的陆生景观植物4的根部湿度低于设定值时,该设定值根据不同种类的 陆生景观植物4而不同,环形喷洒管6开关自动打开,直接向根部提供水分。
[0028] 优选地,所述管道系统还包括粒径为2〜5mm的细粒径蓄水池11和粒径为1〜2mm的 活性炭滤水池12,雨水汇集管道7依次与细粒径蓄水池11和活性炭滤水池12连通,陆地景观 部分汇集的雨水经过雨水汇集管道7进入细粒径蓄水池11中,经过过滤后进入活性炭滤水 池I2中,经过再次过滤后进入水生态系统部分中;这样就能够对径流雨水进行过滤净化,构 建健康环保的生态型雨水花园。
[0029]在图1中,所述生态型雨水花园还包括蓄水井17,蓄水井17的一端与水生态系统部 分连通,当蓄水井I7的水位低于设定水位时,水生态系统部分向蓄水井17中蓄水;蓄水井17 的另一端与市政雨水管道连通,市政雨水管道与蓄水井17连通的管口高于水生态系统部分 与蓄水井17连通的管口,防止蓄水井17中的水满溢至路面上。
[0030]如图1所示,在回水浇灌管道9上还设置有第一电子自动阀门18,当直立喷洒管5或 环形喷洒管6需要洒水浇灌时,第一电子自动阀门18使电子控制水泵8抽取的水生态系统部 分中的水经过回水浇灌管道9提供给直立喷洒管5或环形喷洒管6;在细粒径蓄水池11和活 性炭滤水池I2之间还设置有第二电子自动阀门19,细粒径蓄水池11中的雨水过滤完成后, 经过第二电子自动阀门19进入活性炭滤水池12中;在蓄水井17和水生态系统部分之间还设 置有第三电子自动阀门20,第三电子自动阀门20能够在蓄水井17的水位低于设定水位时, 使水生态系统部分中的水自动蓄水进入蓄水井17中。

Claims (4)

1. 一种生态型雨水花园,其特征在于:包括陆地景观部分、管道系统和水生态系统部 分;所述陆地景观部分包括水平路面、近路端草坪、陆地草坪和陆生景观植物,近路端草坪 位于水平路面的两侧,陆地草坪位于近路端草坪的外侧,陆生景观植物种植在陆地草坪上; 管道系统包括直立喷洒管、环形喷洒管、雨水汇集管道、电子控制水泵和回水浇灌管道;直 立喷洒管设置在陆地草坪上,环形喷洒管埋设在陆地草坪下方且与至少部分陆生景观植物 的根部连通,连通有环形喷洒管的至少部分陆生景观植物的根部还布置有电子感应式湿度 计,当对应的陆生景观植物的根部湿度低于设定值时,环形喷洒管开关自动打开,直接向根 部提供水分;雨水汇集管道将陆地景观部分汇集的雨水输入到水生态系统部分中,电子控 制水泵位于水生态系统部分中,回水浇灌管道的一端与电子控制水栗连通,回水浇灌管道 的另一端与直立喷洒管和环形喷洒管连通;水生态系统部分包括水体微生物群落、水生动 物群落和水生植物群落,水生动物群落包括虾类、鱼类和螺类;水生植物群落由中心向岸边 依次构建沉水植物一挺水植物一湿生植物,以水下森林式结构蔓延;水生态系统部分位于 水平路面下边的低洼处; 近路端草坪的下方覆盖粒径为5〜10mm的沙粒层,覆盖宽度为〇. 8〜1.0米,并在沙粒层上 覆盖草皮; 近路端草坪与水平路面之间的过渡部分采用角度为〇〜5°的下凹式坡度设计; 所述管道系统还包括粒径为2〜5mm的细粒径蓄水池和粒径为1〜2mm的活性炭滤水池,雨 水汇集管道依次与细粒径蓄水池和活性炭滤水池连通,陆地景观部分汇集的雨水经过雨水 汇集管道进入细粒径蓄水池中,经过过滤后进入活性炭滤水池中,经过再次过滤后进入水 生态系统部分中; 所述生态型雨水花园还包括蓄水井,蓄水井的一端与水生态系统部分连通,当蓄水井 的水位低于设定水位时,水生态系统部分向蓄水井中蓄水;蓄水井的另一端与市政雨水管 道连通,市政雨水管道与蓄水井连通的管口高于水生态系统部分与蓄水井连通的管口; 所述回水浇灌管道上设置有第一电子自动阀门,在所述细粒径蓄水池和活性炭滤水池 之间设置有第二电子自动阀门,在所述蓄水井和水生态系统部分之间设置有第三电子自动 阀门。
2. 根据权利要求1所述的生态型雨水花园,其特征在于:所述水平路面上铺装结构性透 水材料。
3. 根据权利要求1所述的生态型雨水花园,其特征在于:陆地草坪包括填料层和种植土 以及覆盖在填料层和种植土上的草皮,所述填料层和种植土具有向上5〜10°的坡面角度。
4. 根据权利要求1所述的生态型雨水花园,其特征在于:所述陆地景观部分还包括假 山,假山设置在陆地草坪上。
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