CN111919736A - 一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，属于节能灌溉技术领域。本发明旨在不妨碍雨水正常排放的同时，通过雨水截留净化装置、储水箱、J型管和直型管等装置部件对雨水进行截留净化；当雨量较小时，将雨水储存在储水箱通过海绵集体供植株灌溉；若雨量较大时，将多余的雨水通过管道排入河道；旱季可将水源灌入J型管，补充储水箱水源，及时给植株提供水源。在一定程度上既减轻了污染，又节约了水源。

Description

一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置

技术领域

本发明涉及的是一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，属于地表径流净化技术领域。

背景技术

近年来，随着气候的极端变化，再加之我国大面积的季风气候，在初夏季节降雨量突增。但由于城市化的加快，不透水面积激增导致的地表水下渗能力的减弱，雨水得不到及时排放。危害不仅如此，一方面，降雨初期，雨水从空中携带工业污染物物质降至地面，接着冲刷路面，又夹杂着大量的污染物质，污染程度过高，有时甚至会超过污染排放标准。河道、湖泊成为雨水排放的主要场所，因此，初期雨水的排放势必会造成一定程度的污染；另一方面，雨季过后，炎热干燥，雨季的降水没有及时得到储存，为了让绿植保持生命，水源的供给又必不可少。由此，初期雨水截留净化入河湖，和旱季绿植水源的供给的必要性也渐渐走进了人们的视野。

然而，就目前而言，生态护坡是最适合实现地表初期雨水净化的方式，也是雨水入河湖的最后一道防线，同时也可以是护坡层面上绿植的水源供给者。但许多的生态护坡都注重河岸的生态美观和水土保持技术，在雨水截留方面并没有做出实际的解决措施，致使初期雨水净化不到位，致使河湖污染；干旱时植株枯竭。比如专利号为CN201721365789.6的专利就公开了一种通过绳索、凹槽连接的生态护坡砌块，再加上栽种植株的根系固定作用，在水土保持、斜坡美化方面有一定作用。但仅仅靠雨水短暂的水停留时间和植株的净化作用对初期雨水中的复杂有机污染物的截留净化是完全不够的，也因此，雨水入河造成污染。再比如CN201910754790.5的专利使用了一种雨水收集单元和雨水截留净化单元组合装置对初期雨水很好的截留净化，也有一定的美化城市功能。但没有考虑到干旱时护坡上面的植被养护，若此，植被死亡会带来经济上的损失。

在地表水不经净化，直接排入河流造成不可小觑的面源污染，以及旱季斜坡植被得不到及时供水的背景下。本发明提出了一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，目的是在不影响正常雨水排放的同时进行适时的截留及净化，也兼具植被对水分的需求。

发明内容

针对上述现有技术中，初期雨水经过路面排入河流携带的污染物，造成的面源污染；以及干旱时节植株的供水不足，水资源浪费严重这种现象，本发明提出了一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，旨在不妨碍雨水正常排放的同时，对初期雨水进行截留净化，若雨量较小时，将其储存起来以供植株利用；若雨量较大时，将多余的雨水通过管道排入河道，有效地解决了雨水径流经过地表携带的污染物对河流的侵害。

本发明是通过如下方案实现的，一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，它包括雨水截留净化装置、储水箱、J型管和直型管，所述雨水截留净化装置包括截留装置和净化装置；所述截留装置上端是两侧带有竖立筛网的挡板，所述挡板的一端连接斜筛网；所述挡板的背面设有插片；所述斜筛网下方设置净化装置，所述净化装置上端设有过滤层，所述过滤层下端设有长管，所述长管活动连接从储水箱开口延伸出的通水细管；

所述储水箱是上端开口的箱体，所述储水箱内设有若干海绵集体；所述海绵集体包括设置在储水箱底部的海绵块，所述海绵块连接海绵条，所述海绵条内设有通水细管，所述海绵条顶端周围分布若干海绵触手条，所述的海绵集体由隔挡块固定；所述储水箱的侧壁设有端口，所述端口与直型管活动连接；

所述直型管包括直型外管和置于直型外管内的可伸缩的直型内管，所述直型外管和可伸缩的直型内管之间设有支撑块，工作时支撑块可以限制可伸缩直型内管的缩放距离；

所述直型管的一端与储水箱的侧壁的接口活动连接；所述直型管的另一端与J型管下端接口活动连接，所述J型管由J型外层管和可伸缩的J型内层管组成，J型外层管外嵌于可伸缩J型内层管的上端，所述J型外层管上端口下方设有过滤板，所述过滤板下方设有支撑块，所述J型外层管的末端和J型内层管的上端均设有橡胶圈，工作时橡胶圈、支撑块可以限制可伸缩J型内层管的缩放距离提供伸缩阻力；所述J型内层管下端凹形管的内侧和外侧分别设有接口，一侧接口设有与之相适配的盖子，另一侧接口与所述直型管的一端活动连接。

进一步，漏斗过滤层的顶层为碎石层，中间层是砾石层，下层是耐水性活性炭层。

进一步，过滤板是圆形，过滤板的过滤孔是直径为0.7cm的圆形。

进一步，直型外管和直型内管一侧端头都装有橡胶圈，所述直型管的一端接口与J型管的底端螺纹接口可以通过2号螺帽连接；所述的储水箱通过3号螺帽与直型管连接。

进一步，的海绵条的横切面为矩形，海绵触手条分布在海绵条的四个面上。

进一步，J型内层管的下端两侧分别带有螺纹接口，所述螺纹接口外设于与之相适配的盖子；所述螺纹接口与所述直型管的一端螺纹连接。

进一步，所述的储水箱的长宽高之比为2.5：1：1.5。

进一步，截留装置可根据当地水量缩放比例，间隔设置。

进一步，土壤层与1号斜坡成45⁰角，与2号斜坡成30⁰角。所述的插片插入2号斜坡中固定截留装置。

本发明的有益效果是：

（1）初期雨水截流净化和后期雨水快速排放，根据当地水量的大小决定截留装置的多少，截留装置大小随着水平面的降低而缩小，不同的比例有效的使污水中的固体杂物被截留，截流后的水通过简易的净化装置，再通过通水细管到达储水箱，若水量较小时，则储存在储水箱中，如果水量大时，则经过管道排入河道。实现了不妨碍排水的同时，达到雨水净化，储存水源的效果。

（2）过滤效果好，通过碎石层，砾石层过滤掉固体污染物，再通过耐水性活性炭，可净化液体污染物，接着到达储水箱，经过海绵块的吸附作用，又可以将剩余的杂志吸附，不至于储水箱中有泥沙沉淀。

（3）保持水土，一方面通过截流净化装置中的碎石和砾石，另一方面，通过斜坡下方的海绵条，通过海绵条与土壤的较大的接触面积产生的摩擦力，都可以对土壤进行一定的固定作用。

（4）提供植株水源，减少水分蒸发，通过储水箱中的雨水储存，在气温较高，干旱时节可以通过海绵条的吸水性将水分送达海绵条的顶端，然后再，传递给土壤，共给植株水分。相比于传统的浇灌方式，减少了与空气的接触时间，从而减少了水分的蒸发，节约了水源。

（5）减轻劳动力，节约时间。干旱时节，且储水箱中无水状态下，可以通过露出斜坡的J型管从外界输入水源，通过重力作用和海绵条的吸水作用，使水源依次到达植株附近的土壤。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明结构示意图；

图2是图1在坡面下方的立体图；

图3是雨水收集装置中的J型管示意图；

图4图3中A-A截面结构示意图；

图5是雨水收集装置中螺帽示意图；

图6是雨水收集装置中的直型管示意图；

图7是雨水收集装置中的储水箱示意图；

图8是雨水截留净化装置示意图；

图9是雨水截留装置示意图；

图10是图9中M方向视图；

图11是坡面下方装置的安装示意图；

图中：1-螺纹，2-支撑块，3-圆形过滤板，4-过滤孔，5-橡胶圈，6-J型外层管，7-凸起长条，8-封闭盖子，9- J型内层管，10-1号螺帽，11-2号螺帽，12-3号螺帽，13-槽口，14-直型外管，15-直型内管，16-储水箱，17-隔挡块，18-海绵块，19-海绵条，20-通水细管，21-海绵触手条，22-1号斜坡，23-2号斜坡，24-碎石层，25-砾石层，26-耐水性活性炭层，27-净化装置，28-截留装置，29-竖立筛网，30-插片，31-斜筛网，32-挡板，33-土壤层，34-填充层，35-雨水截留净化装置，36-直型管，37-J型管。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对于本领域技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

如图1图2所示，一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，生态护坡装置包括若干个J型管37，若干直型管36，雨水截留净化装置35以及储水箱16。

具体地，在斜坡上使用该生态护坡装置时，为了适用于不同程度的斜坡，采用若干个相互拼接的直型管36，J型管37，储水箱16和雨水截留净化装置35。便于运输及推广使用。

如图8，图9，图10所示，所述的雨水截留净化装置35中包括截留装置28和净化装置27，雨水截留净化装置（35）半嵌入土壤，截留装置28上端是两侧带有竖立筛网29的挡板32，挡板32的一端连接斜筛网31，斜筛网31用于截留雨水中的杂物，以便于清理，挡板32，便于延长水力停留时间，竖立筛网29、斜筛网31中的网格是边长为0.5cm的正方形；挡板32的背面设有插片30，插片30将截留装置28固定在土壤内；所述斜筛网31下方设置净化装置27，所述净化装置27上端设有漏斗形的过滤层，漏斗内从上到下依次为碎石层24，砾石层25，耐水性活性炭层26，用以净化雨水；截留装置28可根据当地水量缩放比例，间隔装置。土壤层33与1号斜坡22成450角，与2号斜坡23成300角。所述的插片30插入2号斜坡23中固定截留装置28。如图11所示，所述的是不同斜度坡面下方装置的两种安装方式。

如图3，图4及图5所示，所述的J型管37包括带有螺纹1的J型外层管6，以及末端带有螺纹1的 J型内层管9，可以用1号螺帽10使J型管互相连接，J型内层管9的末端口与另一J型内层管9的末端口相连接，J型外层管6的上端口与另一个J型外层管6的上端口相连接。

所述的J型外层管6上端口的下方设有由支撑块2固定的圆形过滤板3，圆形过滤板3中的过滤孔4是直径为0.7cm的圆形；J型外层管6的末端设有橡胶圈5，限制J型内层管的伸缩，同时也起到隔水作用；J型内层管9的上端置有橡胶圈5，J型内层管9下端凹形管的内侧和外侧分别设有接口9-1，一侧接口9-1设有与之相适配的盖子8，根据需要可以用封闭盖子8封闭。封闭盖子8上面附有凸起长条7，封闭接口时便于发力，另一侧接口9-1与所述直型管36的一端活动连接。J型外层管6 的半径稍大于J型内层管9的半径，可以在一定范围内伸缩，最大距离由J型外层管6末端的橡胶圈限制，便于适用于斜坡的不同深度及坡度，封闭盖子8的存在可以适用于不同距离，连接直型管36的要求。

如图6所示，所述J型管37底端接口接口9-1处连接有直型管36，直型管36包括直型外管14，直型内管15，直型外管14的半径稍大于直型内管15的半径，可以在一定范围内自由伸缩，支撑块2限制直型内管15的伸缩，同时橡胶圈5起到隔水作用，通过槽口13与J型管37底端接口相接；所述的直型管36的一端与J型管37可以通过2号螺帽11根据需要连接，直型管36的另一端与储水箱16通过3号螺帽12连接。

如图7所示，储水箱16包括方形的外壳，长宽高之比为2.5：1：1.5；储水箱16内设有海绵组成的一个集体，其中有储水箱16底部的海绵块18，由隔挡块17固定，延伸出储水箱16的海绵条19，与储水箱16接触的地方用橡胶圈5封住，通水细管20在海绵条19内，顶端部分还有若干海绵触手条21；净化装置27的下端管口插入海绵条19的顶端的圆形缺口，与通水细管20连接；海绵条19的横切面为矩形，海绵触手条21分布在海绵条19的四个面上，便于给植株供水，减少不必要的水分蒸发。

本发明具体的工作过程：

雨水的收集和排放：初期雨水经过地表，经过雨水截流净化装置35，再流入通水细管20到达储水箱16，将部分雨水储存起来，如若储水箱16水量满至管口，雨水会顺着直型管36流入J型管37，多余的净化后的雨水顺着组装好的管道排入河道。

斜坡上，水平面由高到低的截流装置28，截流由大到小的固体杂物。净化后的雨水流至储水箱16，通过海绵的强吸水性，将水送至海绵触手条21处，再由其扩散至土壤层33，以便相对干旱时供给植株根部水分。当储水箱16中的水量用尽时，可以通过露出斜坡表面的J型管37从外界输入的水源，这样避免与空气的长时间接触，减少不必要的水分蒸发，保证植株生长对水的需求，又节约了水源。

雨水的净化；雨水截流净化装置35上的截流装置28中有挡板32，可以延长水力停留时间，使雨水停留时间增加，筛网由边长为0.5cm的正方体孔洞组成，可以粗略的过滤掉较大的固体污染物；碎石层24和砾石层25可以过滤掉大小不同的固体污染物，如果装置使用时间长了，还会存在生物膜可以吸附一些液体污染物。活性炭层26可以有效的去除初期雨水中的重金属离子。顺着通水细管20流至储水箱16，当中的海绵块18也有一定的吸附作用。

可根据具体情况检查斜坡上的雨水截留净化装置，通常2个星期清理截留装置28中截留的固体杂物，3个月清理净化装置27中的残留固体杂质，1年换一次耐水性活性炭层26。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，其特征在于：它包括雨水截留净化装置（35）、储水箱（16）、J型管（37）和直型管（36），

所述雨水截留净化装置（35）包括截留装置（28）和净化装置（27）；所述截留装置（28）上端是两侧带有竖立筛网（29）的挡板（32），所述挡板（32）的一端连接斜筛网（31）；所述挡板（32）的背面设有插片（30）；所述斜筛网（31）下方设置净化装置（27），所述净化装置（27）上端设有过滤层，所述过滤层下端设有长管，所述长管活动连接从储水箱（16）开口延伸出的通水细管（20）；

所述储水箱（16）是上端开口的箱体，所述储水箱（16）内设有若干海绵集体；所述海绵集体包括设置在储水箱（16）底部的海绵块（18），所述海绵块（18）连接海绵条（19），所述海绵条（19）内设有通水细管（20），所述海绵条（19）顶端周围分布若干海绵触手条（21），所述的海绵集体由隔挡块（17）固定；所述储水箱（16）的侧壁设有端口，所述端口与直型管（36）活动连接；

所述直型管（36）包括直型外管（14）和置于直型外管（14）内的可伸缩的直型内管（15），所述直型外管（14）和可伸缩的直型内管（15）之间设有支撑块（2），工作时支撑块（2）用于限制可伸缩直型内管（15）的缩放距离；

所述直型管（36）的一端与储水箱（16）的侧壁的接口活动连接；所述直型管（36）的另一端与J型管（37）下端接口活动连接，所述J型管（37）由J型外层管（6）和可伸缩的J型内层管（9）组成，J型外层管（6）外嵌于可伸缩J型内层管（9）的上端，所述J型外层管（6）上端口下方设有过滤板（3），所述过滤板（3）下方设有支撑块（2），所述J型外层管（6）的末端和J型内层管（9）的上端均设有橡胶圈（5），工作时橡胶圈（5）、支撑块（2）可以限制可伸缩J型内层管（9）的缩放距离提供伸缩阻力；所述J型内层管（9）下端凹形管的内侧和外侧分别设有接口（9-1），一侧接口（9-1）设有与之相适配的盖子（8），另一侧接口（9-1）与所述直型管（36）的一端活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，其特征在于：所述漏斗过滤层的顶层为碎石层（24），中间层是砾石层（25），下层是耐水性活性炭层（26）。

3.根据权利要求1所述的一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，其特征在于：所述过滤板（3）是圆形，过滤板（3）的过滤孔（4）是直径为0.7cm的圆形。

4.根据权利要求1所述的一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，其特征在于：所述直型外管（14）和直型内管（15）一侧端头都装有橡胶圈（5），所述直型管（36）的一端接口（13）与J型管（37）的底端螺纹接口（9-1）可以通过2号螺帽（11）连接；所述的储水箱（16）通过3号螺帽（12）与直型管（36）连接。

5.根据权利要求1所述的一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，其特征在于：所述的海绵条（19）的横切面为矩形，海绵触手条（21）分布在海绵条（19）的四个面上。

6.根据权利要求1所述的一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，其特征在于：所述J型内层管（9）的下端两侧分别带有螺纹接口（9-1），所述螺纹接口（9-1）外设于与之相适配的盖子；所述螺纹接口（9-1）与所述直型管（36）的一端螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，其特征在于：所述的储水箱的长宽高之比为2.5：1：1.5。

8.根据权利要求1所述的一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，其特征在于：所述的截留装置（28）根据当地水量缩放比例且间隔设置。

9.根据权利要求1所述的一种雨水截留净化兼灌溉植株的生态护坡装置，其特征在于：所述土壤层（33）与1号斜坡（22）成45⁰角，与2号斜坡（23）成30⁰角，所述的插片（30）插入2号斜坡（23）中固定截留装置（28）。

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