CN110185087B - 海绵城市居民雨水生态系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了海绵城市居民雨水生态系统，属于海绵城市技术领域，其技术方案要点是包括由上至下排布的植被层、蓄水层、净水层以及集水层，所述植被层上方设置有遮雨板，遮雨板在植被层表面上的投影将植被层覆盖，植被层边缘相邻的设置有排水槽，排水槽与蓄水层之间连通有通水管，排水槽与植被层之间设置有支撑杆，支撑杆与遮雨板之间设置有转动组件和驱动件，驱动件驱动遮雨板通过转动组件沿水平轴线转动以离开植被层正上方，达到在降雨量大时防止植被受涝的效果。

Description

海绵城市居民雨水生态系统
技术领域
本发明涉及海绵城市的技术领域，特别涉及一种海绵城市居民雨水生态系统。
背景技术
海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，也可称之为“水弹性城市”。国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。海绵城市，指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对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。
现有的可参考公告号为CN207959424U的中国专利，其公开了一种海绵城市雨水处理系统，包括河道、植被层、导水件、排水口、滤水层、储水层、雨水管道和蓄水层，植被层设置在滤水层顶部并用于种植植被，并在植被层上设置一定数量的排水口，储水层设置在最底端，导水件设置在植被层和滤水层之间，导水件包括集水部和导流管，排水口在储水层上端，储水层和排水口中间不设置滤水层，植被层有由高到低的地势差，雨水管道在植被层旁边，靠近河道，雨水管道下面是蓄水池，并在蓄水槽一定高度处设置导流管，导流管出口设置在河道。降雨量在过量时不会造成路面的积水，能够实现雨水在城市市区的积存、渗透和净化。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：植被层包括植土层以及种植在植土层上的植被。植被层在整个海绵城市雨水处理系统中位于最上层，以用于吸水，植被在降雨量大的时候会有受涝的危险，影响植被的正常生长，进而影响植被层在海绵城市雨水处理系统中的生态平衡和正常使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海绵城市居民雨水生态系统，达到在降雨量大时防止植被受涝的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种海绵城市居民雨水生态系统，包括由上至下排布的植被层、蓄水层、净水层以及集水层，所述植被层上方设置有遮雨板，遮雨板在植被层表面上的投影将植被层覆盖，植被层边缘相邻的设置有排水槽，排水槽与蓄水层之间连通有通水管，排水槽与植被层之间设置有支撑杆，支撑杆与遮雨板之间设置有转动组件和驱动件，驱动件驱动遮雨板通过转动组件沿水平轴线转动以离开植被层正上方，所述遮雨板上设置有若干个第一穿孔，遮雨板覆盖植被层时遮雨板的上表面靠近排水槽的一侧向下倾斜，所述遮雨板设置有遮孔板，遮孔板设置有若干第二穿孔，遮孔板与遮雨板之间设置有滑移组件，滑移组件供遮孔板滑移运动以带动第二穿孔与第一穿孔连通或遮孔板将第一穿孔封闭，所述遮雨板上设置有喷淋装置，集水层连接有供水装置，供水装置与喷淋装置连接。
通过采用上述技术方案，下雨时，植被层使得地表的水能够下渗，渗透至蓄水层，蓄水层把雨水留下来，在蓄水层有大量的脏水，净水层对雨水进行净化，被净水层净化的水到达集水层，集水层对雨水进行最终的收集工作。当雨水量大时，通过驱动件驱动遮雨板转动，使得遮雨板转动至植被层的上方，使得遮雨板在植被层表面上的投影将植被层覆盖，对植被层起到挡雨的作用。能够避免单位时间内的降雨量超过植被层单位时间内能够下渗的雨水量，从而避免植被层在降雨量大时产生受涝的现象。当雨水量减少时，驱动组件驱动遮雨板转动至离开植被层上方，雨水可以直接落在植被层上，继续通过植被层向下雨水。综上，根据不同的降雨量，可以适当调节植被层接收的雨水量，以避免植被层在降雨量大时受涝，保证植被层的植被健康成长，保证生态平衡和可持续发展。遮雨板第一穿孔供风吹过，减少遮雨板受到的风压，减少由于外界风力较大，吹的遮雨板晃动，提高遮雨板的稳定性。在降雨量较大时，遮雨板转动至覆盖植被层的上表面的位置，大部分的雨水会有沿着遮雨板倾斜的表面向下滑落的趋势，并最终掉落至排水槽内，少量的雨水会通过第一穿孔直接落下，少量的雨水并不会造成植被层受涝灾害，植被层仍可以执行向下吸水的工作。遮孔板通过滑移组件滑移时，遮孔板将第一穿孔封闭，遮孔板将第一穿孔封闭后，遮雨板起到完全遮雨的功能，集水层用于收集雨水，供水装置将集水层的雨水供给喷淋装置，遮雨板转动至植被层上方时，喷淋装置随遮雨板转动至植被层上方，喷淋装置用收集到的雨水对植被层进行喷水。当不是雨水多的季节时，喷淋装置对植被层进行水的补充，保证植被层的植被的健康生长，保证生态平衡。
本发明进一步设置为：所述遮孔板与遮雨板之间设置有驱动组件，驱动组件包括与遮孔板固定连接的齿条，齿条的长度方向与滑移组件的滑移方向平行，遮雨板转动连接有与齿条啮合的齿轮，齿轮与遮雨板之间设置有驱动电机，驱动电机与遮雨板固定连接。
通过采用上述技术方案，驱动电机带动齿轮转动，齿轮带动与其啮合的齿条移动，由于齿条和遮孔板固定连接，齿条带动遮孔板移动，以实现遮孔板的移动。
本发明进一步设置为：所述排水槽顶部由上至下依次设置有带有第一网孔的第一过滤网以及带有第二网孔的第二过滤网，第一网孔的尺寸大于第二网孔的尺寸。
通过采用上述技术方案，在排水槽顶部实现两层过滤，能够防止异物落入排水槽内部，提高排水槽收集到雨水的纯净度，避免异物将通水管堵塞。
本发明进一步设置为：所述排水槽顶端靠近植被层的边缘处设置有挡水板，挡水板的顶端向植被层倾斜。
通过采用上述技术方案，挡水板能够起到挡雨的作用，对落下的雨水进入排水槽内起到引导作用。
本发明进一步设置为：所述蓄水层与植被层之间设置有暂存层，通水管与暂存层连通。
通过采用上述技术方案，排水槽内的水通过通水管流入暂存层，暂存层的水能够向下流入蓄水层，保证雨水继续向下渗透。
本发明进一步设置为：所述暂存层包括暂存箱，暂存箱的顶壁和底壁均开设有若干过水孔，暂存箱底壁固定连接有若干支撑柱，支撑柱顶端与顶壁抵接。
通过采用上述技术方案，暂存箱顶壁的过水孔供植被层向下渗水，暂存箱底壁的过水孔供暂存箱内的水向下渗透。支撑柱起到支撑暂存箱内部空间的作用，避免暂存箱内长时间无水后产生塌陷。
本发明进一步设置为：所述排水槽的底壁中部向下凹陷，通水管一端与排水槽的凹陷处连通，通水管另一端设置在暂存箱的中部位置。
通过采用上述技术方案，排水槽内的水会在重力作用下向凹陷处汇集，从而便于水流入通水管内，在另一侧通水管将水从暂存箱中部位置释放，更便于水的集中。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1、根据不同的降雨量，可以适当调节植被层接收的雨水量，以避免植被层在降雨量大时受涝，保证植被层的植被健康成长，保证生态平衡和可持续发展；
2、结构稳定，扛风压；
3、当不是雨水多的季节时，喷淋装置对植被层进行水的补充，保证植被层的植被的健康生长，保证生态平衡，将集水层集的水进行充分利用。
附图说明
图1是本发明海绵城市居民雨水生态系统的结构示意图；
图2是图1中A处的局部放大示意图；
图3是图1中B处的局部放大示意图；
图4是为了体现暂存箱结构的示意图；
图5是为了体现遮雨板和遮孔板结构的示意图；
图6是图5中C处的局部放大示意图；
图7是海绵城市居民雨水生态系统的剖视图；
图8是遮雨板转动至不竖直状态时的示意图。
图中，1、植被层；11、蓄水层；12、净水层；13、集水层；
2、遮雨板；21、第一穿孔；
3、排水槽；31、第一过滤网；32、第二过滤网；33、挡水板；
4、通水管；5、支撑杆；51、转动组件；511、转动杆；512、转动孔；52、驱动件；
6、遮孔板；61、第二穿孔；62、滑移组件；621、滑移块；622、滑移槽；63、驱动组件；631、齿条；632、齿轮；633、驱动电机；
7、暂存箱；71、过水孔；72、支撑柱；8、喷淋装置；81、喷淋管；82、喷淋头；9、供水装置；91、供水泵；92、第一水管；93、第二水管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种海绵城市居民雨水生态系统，包括由上至下排布的植被层1、暂存层、蓄水层11、净水层12以及集水层13。植被层1包括种植土层，种植土层上种植有植被，供雨水向下渗入。
如图4所示，暂存层用于暂时储存雨水，暂存层包括暂存箱7，暂存箱7的顶壁和底壁均开设有若干过水孔71，暂存箱7底壁固定连接有若干支撑柱72，支撑柱72顶端与顶壁抵接。
回看图1，蓄水层11内蓄有雨水，对暂存层渗下的雨水起到收集的目的。净水层12起到净水的作用，采用石料填充结构或者竹炭填充结构等。雨水经过净水层12后达到集水层13内，被集水层13收集。
如图4所示，植被层1边缘相邻的设置有排水槽3。排水槽3顶部由上至下依次设置有带有第一网孔的第一过滤网31以及带有第二网孔的第二过滤网32，第一网孔的尺寸大于第二网孔的尺寸。排水槽3的底壁中部向下凹陷。排水槽3与蓄水层11之间连通有通水管4，通水管4一端与排水槽3的凹陷处连通，通水管4另一端设置在暂存箱7的中部位置。排水槽3顶端靠近植被层1的边缘处设置有挡水板33，挡水板33的顶端向植被层1倾斜。
如图7所示，植被层1上方设置有遮雨板2，遮雨板2覆盖植被层1时遮雨板2的上表面靠近排水槽3的一侧向下倾斜。遮雨板2在植被层1表面上的投影将植被层1覆盖。
如图5和图8所示，遮雨板2上设置有若干个第一穿孔21。遮雨板2第一穿孔21供风吹过，减少遮雨板2受到的风压，减少由于外界风力较大，吹的遮雨板2晃动，提高遮雨板2的稳定性。在降雨量较大时，遮雨板2转动至覆盖植被层1的上表面的位置，大部分的雨水会有沿着遮雨板2倾斜的表面向下滑落的趋势，并最终掉落至排水槽3内，少量的雨水会通过第一穿孔21直接落下，少量的雨水并不会造成植被层1受涝灾害，植被层1仍可以执行向下吸水的工作。
如图5所示，遮雨板2设置有遮孔板6，遮孔板6设置有若干第二穿孔61。结合图6，遮孔板6与遮雨板2之间设置有滑移组件62，滑移组件62供遮孔板6滑移运动以带动第二穿孔61与第一穿孔21连通或遮孔板6将第一穿孔21封闭。本实施例中的滑移组件62包括开设在遮雨板2上表面的滑移槽622，滑移槽622内滑移连接有滑移块621，滑块块与遮孔板6下表面固定连接。
如图3所示，遮孔板6与遮雨板2之间设置有驱动组件63，驱动组件63包括与遮孔板6侧壁固定连接的齿条631，齿条631的长度方向与滑移组件62的滑移方向平行，遮雨板2转动连接有与齿条631啮合的齿轮632，齿轮632与遮雨板2之间设置有驱动电机633，驱动电机633与遮雨板2固定连接。
驱动电机633带动齿轮632转动，以带动与齿轮632啮合的齿条631移动，从而带动与齿条631固定连接的遮孔板6移动，以使得第二穿孔61相对于第一穿孔21实现位移，使得第一穿孔21与第二穿孔61连通或遮孔板6将第一穿孔21封闭。
如图7所示，遮雨板2设置有喷淋装置8，喷淋装置8包括固定设置在遮雨板2上的喷淋管81，喷淋管81上设置有若干喷淋头82。集水层13连接有供水装置9，供水装置9包括与集水层13连通的喷淋泵，喷淋泵远离集水层13的端头设置有第一水管92和第二水管93，第一水管92与喷淋装置8连通，对喷淋装置8起到供水的作用，第二水管93用于生活用水使用。第一水管92和第二水管93上均设置有阀门，图中未画出。
结合图1和图2，排水槽3与植被层1之间设置有支撑杆5，支撑杆5与遮雨板2之间设置有转动组件51和驱动件52，驱动件52驱动遮雨板2通过转动组件51沿水平轴线转动以离开植被层1正上方。驱动组件63包括与支持杆转动连接的转动杆511，在遮雨板2侧壁上开设有供转动杆511伸入的转动孔512，转动杆511与转动孔512固定连接。驱动件52为电机，电机与支撑杆5固定连接，电机的输出轴与转动杆511固定连接。电机驱动转动杆511转动，从而带动遮雨板2转动。
本实施例的实施原理为：下雨时，植被层1使得地表的水能够下渗，渗透至蓄水层11，蓄水层11把雨水留下来，在蓄水层11有大量的脏水，净水层12对雨水进行净化，被净水层12净化的水到达集水层13，集水层13对雨水进行最终的收集工作。当雨水量大时，通过驱动件52驱动遮雨板2转动，使得遮雨板2转动至植被层1的上方，使得遮雨板2在植被层1表面上的投影将植被层1覆盖，对植被层1起到挡雨的作用。能够避免单位时间内的降雨量超过植被层1单位时间内能够下渗的雨水量，从而避免植被层1在降雨量大时产生受涝的现象。当雨水量减少时，驱动组件63驱动遮雨板2转动至离开植被层1上方，雨水可以直接落在植被层1上，继续通过植被层1向下雨水。综上，根据不同的降雨量，可以适当调节植被层1接收的雨水量，以避免植被层1在降雨量大时受涝，保证植被层1的植被健康成长，保证生态平衡和可持续发展。集水层13用于收集雨水，供水装置9将集水层13的雨水供给喷淋装置8，遮雨板2转动至植被层1上方时，喷淋装置8随遮雨板2转动至植被层1上方，喷淋装置8用收集到的雨水对植被层1进行喷水。当不是雨水多的季节时，喷淋装置8对植被层1进行水的补充，保证植被层1的植被的健康生长，保证生态平衡。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种海绵城市居民雨水生态系统，包括由上至下排布的植被层(1)、蓄水层(11)、净水层(12)以及集水层(13)，其特征在于：所述植被层(1)上方设置有遮雨板(2)，遮雨板(2)在植被层(1)表面上的投影将植被层(1)覆盖，植被层(1)边缘相邻的设置有排水槽(3)，排水槽(3)与蓄水层(11)之间连通有通水管(4)，排水槽(3)与植被层(1)之间设置有支撑杆(5)，支撑杆(5)与遮雨板(2)之间设置有转动组件(51)和驱动件(52)，驱动件(52)驱动遮雨板(2)通过转动组件(51)沿水平轴线转动以离开植被层(1)正上方,所述遮雨板(2)上设置有若干个第一穿孔(21)，遮雨板(2)覆盖植被层(1)时遮雨板(2)的上表面靠近排水槽(3)的一侧向下倾斜,遮雨板(2)设置有遮孔板(6)，遮孔板(6)设置有若干第二穿孔(61)，遮孔板(6)与遮雨板(2)之间设置有滑移组件(62)，滑移组件(62)供遮孔板(6)滑移运动以带动第二穿孔(61)与第一穿孔(21)连通或遮孔板(6)将第一穿孔(21)封闭,所述遮雨板(2)上设置有喷淋装置(8)，集水层(13)连接有供水装置(9)，供水装置(9)与喷淋装置(8)连接。
2.根据权利要求1所述的海绵城市居民雨水生态系统，其特征在于：所述遮孔板(6)与遮雨板(2)之间设置有驱动组件(63)，驱动组件(63)包括与遮孔板(6)固定连接的齿条(631)，齿条(631)的长度方向与滑移组件(62)的滑移方向平行，遮雨板(2)转动连接有与齿条(631)啮合的齿轮(632)，齿轮(632)与遮雨板(2)之间设置有驱动电机(633)，驱动电机(633)与遮雨板(2)固定连接。
3.根据权利要求1所述的海绵城市居民雨水生态系统，其特征在于：所述排水槽(3)顶部由上至下依次设置有带有第一网孔的第一过滤网(31)以及带有第二网孔的第二过滤网(32)，第一网孔的尺寸大于第二网孔的尺寸。
4.根据权利要求1所述的海绵城市居民雨水生态系统，其特征在于：所述排水槽(3)顶端靠近植被层(1)的边缘处设置有挡水板(33)，挡水板(33)的顶端向植被层(1)倾斜。
5.根据权利要求1所述的海绵城市居民雨水生态系统，其特征在于：所述蓄水层(11)与植被层(1)之间设置有暂存层，通水管(4)与暂存层连通。
6.根据权利要求5所述的海绵城市居民雨水生态系统，其特征在于：所述暂存层包括暂存箱(7)，暂存箱(7)的顶壁和底壁均开设有若干过水孔(71)，暂存箱(7)底壁固定连接有若干支撑柱(72)，支撑柱(72)顶端与顶壁抵接。
7.根据权利要求6所述的海绵城市居民雨水生态系统，其特征在于：所述排水槽(3)的底壁中部向下凹陷，通水管(4)一端与排水槽(3)的凹陷处连通，通水管(4)另一端设置在暂存箱(7)的中部位置。
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