CN114105401B - 一种垂直流智慧海绵湿地调蓄系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的垂直流智慧海绵湿地调蓄系统及其施工方法，涉及海绵城市建设领域，包括第一集配水区、垂直流湿地区、第二集配水区、花园滞留区、第三集配水区和蓄水区，以及关键部位布设的海绵智慧设施；其中，第一集配水区向垂直流湿地区和第二集配水区分配雨水，垂直流湿地区针对雨水的雨量采取调节措施进行强化处理；第二集配水区为向花园滞留区和第三集配水区分配雨水；本发明将湿地技术与雨水花园、滞留池、智慧海绵等技术相结合，将雨水分级处理，提高雨水处理效率，实现雨水的高效“渗、滞、蓄、净”。

Description

一种垂直流智慧海绵湿地调蓄系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及海绵城市及市政工程技术领域，具体涉及一种垂直流智慧海绵湿地调蓄系统其施工方法。

背景技术

人工湿地从本质上来讲属于一种能够被控制的工程化的湿地体系,在海绵城市建设中发挥着不容小觑的作用。人工湿地可以实现对雨水的有效净化，降低雨水对地下水资源的影响，从根本上提升对水资源的有效利用率，但由于湿地是多种作用下共同的结果，水力停留时间较长，人工湿地在对雨水的快速调蓄、存储释放等方面效率较低，与其他海绵设施相比，应用受到一定程度限制。

生物滞留池、雨水花园等海绵设施在因其雨水调蓄、存储较好、构造简单、成本低且兼具较好的景观效果，在海绵城市建设中被广泛应用，但是此类设施对雨水的处理方式较为粗糙，针对不同时期、不同类型、不同雨量的雨水统一处理，整体处理效果一般，与人工湿地的深度处理存在一定差距。且随着智慧城市理念的提出，各种大数据数字信息技术的融入，对当前海绵城市建设提出更高要求。为提高水资源的利用效率，在对海绵城市进行建设的过程中，需要将人工湿地技术与其他技术的规范性要求、跨专业技术结合起来,以此来实现更好的建设效果。为解决上述问题，本发明提出了一种垂直流智慧海绵湿地调蓄系统其施工方法。

发明内容

本发明通过提供一种垂直流智慧海绵湿地调蓄系统其施工方法，将湿地高效处理与海绵设施进行集成，针对不同类型、不同时期和水量的雨水进行分配、处理、调蓄，实现不同类型雨水的分时分类处理，各部分形成层次分明结构，同时植入智能化低成本传感器实现实时监测、调控。

为实现上述目的，本申请具体提供了一种垂直流智慧海绵湿地调蓄系统，该系统沿水平方向呈扇形分布、沿竖直方向呈阶梯分布，所述雨水自扇形分布的外围向圆心方向流动；所述垂直流海绵湿地调蓄系统包括沿雨水流动方向依次设置的第一集配水区、垂直流湿地区、第二集配水区、花园滞留区、第三集配水区和蓄水区，以及设置在垂直流智慧海绵湿地调蓄系统内的若干信号连接于智能终端的智慧海绵装置；所述第一集配水区用于向垂直流湿地区和第二集配水区分配雨水，第二集配水区用于向花园滞留区和第三集配水区分配雨水；所述垂直流湿地区用于对雨水进行第一次净化，并根据第二集配水区的雨水量调节其内部存水的滞留时间；所述花园滞留区用于对雨水进行第二次净化，并在净化后传输至蓄水区存蓄；所述智慧海绵装置用于监测雨水水质和/或水量信息反馈至智能终端，以使智能终端进行故障判断。

进一步的，所述第一集配水区设置为沿水平方向截面为扇形的第一箱体结构，所述第一箱体结构靠近圆心的侧壁上设置有第一排水口和第二排水口；

定义竖直方向为上下方向；所述第一排水口位于第一箱体结构的下端，第一排水口连通至垂直流湿地区；所述第二排水口位于第一箱体结构的上端，第二排水口连通至第二集配水区。

进一步的，所述第二集配水区设置为沿水平方向截面为扇形的第二箱体结构，第二箱体结构间隔平行于第一箱体结构；所述第二箱体结构靠近圆心的侧壁上设置有第三排水口，所述第三排水口连通至花园滞留区；

所述垂直流湿地区设置在第一集配水区和第二集配水区之间，包括自上而下依次布置的湿地种植层、吸附层、湿地过滤层和湿地垫层；

所述湿地种植层内埋设有排水管，所述排水管一端连通第二排水口，另一端连通第二集配水区；所述湿地种植层靠近第二集配水区设置有连通第二集配水区的自动调节出水口，所述自动调节出水口为包含第一智慧海绵装置的闸阀，所述第一智慧海绵装置用于检测第二集配水区内水量，并且所述第一智慧海绵装置预设有闸阀启动闭合的第二集配水区内水量阈值；当第一智慧海绵装置检测到第二集配水区内水量达到闸阀启动闭合的第二集配水区内水量阈值时，闸阀启动闭合，阻断自动调节出水口向第二集配水区供水；

所述湿地过滤层和湿地垫层之间设置有穿孔配水管，所述穿孔配水管靠近第一集配水区的端部连通第一排水口，所述穿孔配水管为垂直流湿地区布水管道。

进一步的，所述湿地种植层的种植土由土壤与河沙体积比例1：1配制而成，所述种植土的厚度为300mm～400mm；所述种植土中种植有深根性挺水植物，所述深根性挺水植物的种植密度为15～20株/平方，深根性挺水植物为黄花鸢尾、菖蒲、千屈菜中的一种或几种；

所述吸附层由铺设厚度为350mm～450mm的功能性吸附填料构成，所述功能性吸附填料为活性炭、轻质陶粒、沸石中的一种或两种混合，所述功能性吸附填料的粒径为8mm～15mm；

所述湿地过滤层由铺设厚度为300mm～400mm的过滤性填料构成，所述过滤性填料为石英砂、碎石、矿渣中的一种或两种混合，过滤性填料的粒径为 10mm～20mm；

所述湿地垫层为缓冲稳定层，由铺设厚度为200mm～250mm的卵石材料构成，所述卵石材料的粒径为15mm～30mm。

进一步的，所述垂直流湿地区还包括智能过滤装置，所述智能过滤装置设置为圆台形蜂窝结构，智能过滤装置设置在第一箱体结构靠近圆心的侧壁上，智能过滤装置自第一排水口连接于穿孔配水管端部；所述智能过滤装置内设有第二智慧海绵装置，所述第二智慧海绵装置为水质传感器，用于检测第一集配水区内水质并反馈至智能终端；

所述垂直流湿地区还包括设置在第三排水口的第三智慧海绵装置，所述第三智慧海绵装置为信息处理装置，用于捕捉垂直流湿地区雨水流出的流量与浊度信号并反馈至智能终端。

进一步的，所述第一箱体结构的下端均匀设置有位于同一直线的若干第一排水口，所述湿地过滤层和湿地垫层之间均匀设置有若干穿孔配水管，所述穿孔配水管与第一排水口的一一对应安装；所述穿孔配水管为DN100配水管，穿孔孔径为5mm，穿孔率为50％，相邻穿孔配水管的间隔为400mm。

进一步的，所述花园滞留区包括自上而下依次布置的蓄水层、花园种植层、花园过滤层、和花园垫层；

所述蓄水层设置为预留设定高度的蓄水空间，所述第三排水口连通蓄水层；所述花园种植层的种植土由土壤与河沙体积比例1：1配制而成，所述种植土的厚度为300mm～500mm，花园种植层种植有挺水植物美人蕉和/或香蒲；所述花园过滤层由铺设厚度为400mm～500mm的过滤填料构成，所述过滤填料为石英砂和/或碎石，过滤填料的粒径为10mm～20mm；所述花园垫层由铺设厚度为300mm～350mm的卵石填料构成，所述卵石填料的粒径为15mm～30mm；并且所述花园垫层内设置有贯穿花园滞留区靠近蓄水区侧壁的花园出水口，所述花园出水口连通蓄水区。

进一步的，所述第三集配水区包括两个，设置为方槽结构，分别安装在花园滞留区上端面邻接于第二集配水区靠近圆心的侧壁的两条直边上；所述第三集配水区与第二集配水区构成L型结构，并且第三集配水区与第二集配水区靠近圆心的侧壁采用高差台阶连通。

进一步的，所述蓄水区采用蓄水模块拼装而成，所述蓄水区内部沿竖直方向设置有水位探针，所述水位探针顶部设置显示器，用于实时监测蓄水区内部水量。

本发明还提供一种基于前述垂直流智慧海绵湿地的施工方法，遵循由下而上，先地下后地上的施工原则，包括以下步骤：

步骤一：根据设计要求进行基坑的开挖，基坑分两层开挖，每次开挖控制周围变形，防止坍塌；开挖完成后分别对基坑底部压实，满足压实度达到95％以上后进行整体基坑防水层施工；

步骤二：地基处理完成后分别进行结构施工，垂直流智慧海绵湿地调蓄系统整体采用砖砌结构，混凝土砂浆抹面，各区同时放线施工，并且施工过程中采用高程控制，并预留孔道进行构建安装；

步骤三：结构施工完成后需进行结构强度检测，检测完成后进行管道、雨水进出口装置的安装，安装完成后进行整体结构防水的施工，以结构自防水为主，施工完成后进行注水实验，并及时修复缺陷部位；

步骤四：整体结构完成后进行填料层的铺设，根据设计分层铺设；

步骤五：安装水质传感器、水位探针，并进行调试；

步骤六：垂直流智慧海绵湿地调蓄系统整体施工完成后进行空载及负荷运行，测量不同水量条件下系统的运行状况以及设备精准度。

由以上技术方案可知，本发明的技术方案提供的垂直流智慧海绵湿地调蓄系统及其施工方法，获得了如下有益效果：

本发明公开的垂直流智慧海绵湿地调蓄系统及其施工方法，系统设置为沿水平方向呈扇形分布、沿竖直方向呈阶梯分布，所述雨水自扇形分布的外围向圆心方向流动；所述垂直流海绵湿地调蓄系统包括沿雨水流动方向依次设置的第一集配水区、垂直流湿地区、第二集配水区、花园滞留区、第三集配水区和蓄水区，以及设置在垂直流智慧海绵湿地调蓄系统内的若干信号连接于智能终端的智慧海绵装置；其中，第一集配水区用于向垂直流湿地区和第二集配水区分配雨水，第二集配水区用于向花园滞留区和第三集配水区分配雨水；垂直流湿地区用于对雨水进行第一次净化，花园滞留区用于对雨水进行第二次净化，并在净化后传输至蓄水区存蓄；智慧海绵装置用于监测雨水水质和/或水量信息反馈至智能终端，以使智能终端进行故障判断。

本发明利用集配水方法，将不同降水强度下雨水进行分配，当降水量较少时，雨水依次按顺序处理，当降水量较大时，雨水初期雨水正常进入湿地，中期洁净雨水越级进入滞留花园或者蓄水区，实现了雨水的分级精细处理；为提升垂直流湿地区的处理效果，根据水量情况，通过控制出水实现水力停留时间的自动调节，保证不同情况下雨水与填料的接触时间；增加雨水水质、水量监测设备点，实现实时监测。本发明将湿地技术与雨水花园、滞留池、智慧海绵等技术相结合，克服各自存在的限制，实现雨水的高效“渗、滞、蓄、净”。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/ 或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为本发明垂直流智慧海绵湿地调蓄系统俯视图；

图2为本发明垂直流智慧海绵湿地调蓄系统在竖直方向截面图；

图3为本发明中水质传感器结构图；

图4(a)为本发明自动调节出水口结构图；

图4(b)为本发明自动调节出水口面板开启状态图；

图4(c)为本发明自动调节出水口面板闭合状态图；

图5为本发明第二集配水区、第三集配水区结构图。

图中，各标记的具体意义为：

1-第一集配水区；2-垂直流湿地区；21-排水管；22-湿地种植层；23-吸附层；24-湿地过滤层；25-湿地垫层；26-智能过滤装置；261-水质传感器；27- 穿孔配水管；28-自动调节出水口；281-矩形滑轨面板；282-面板开启；283-面板闭合；29-信息处理装置；3-第二集配水区；31-开孔墙；4-花园滞留区；41- 蓄水层；42-花园种植层；43-花园过滤层；44-花园垫层；45-花园出水口；5- 第三集配水区；51-高差台阶；6-蓄水区；61-水位探针。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件,并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。

基于现有技术中的人工湿地虽然能实现对雨水的有效净化，但是由于水力停留时间较长，使得其在雨水的快速调蓄、存储释放等方面具有较低的工作效率，因此相较于生物滞留池、雨水花园等在快速调蓄方面，应用受限；本发明将湿地高效处理与其他海绵设施进行集成，提出一种垂直流智慧海绵湿地调蓄系统其施工方法，针对不同类型、不同时期和水量的雨水进行分配、处理、调蓄，实现不同类型雨水的分时分类处理，显著扩大应用范围。

结合图1和图2所示的垂直流智慧海绵湿地调蓄系统，该系统沿水平方向呈扇形分布、沿竖直方向呈阶梯分布，雨水自扇形分布的外围向圆心方向流动；垂直流海绵湿地调蓄系统包括沿雨水流动方向依次设置的第一集配水区1、垂直流湿地区2、第二集配水区3、花园滞留区4、第三集配水区5和蓄水区6，以及设置在垂直流智慧海绵湿地调蓄系统内的若干信号连接于智能终端的智慧海绵装置；其中，第一集配水区1用于向垂直流湿地区2和第二集配水区3 分配雨水，第二集配水区3用于向花园滞留区4和第三集配水区5分配雨水；在技术效果上，垂直流湿地区2用于对雨水进行第一次净化，并根据第二集配水区3的雨水量调节其内部存水的滞留时间；花园滞留区4用于对雨水进行第二次净化，并在净化后传输至蓄水区6存蓄；智慧海绵装置用于监测雨水水质和/或水量信息反馈至智能终端，以使智能终端进行故障判断，及时进行故障处理。

图示中，第一集配水区1设置为沿水平方向截面为扇形的第一箱体结构，第一箱体结构靠近圆心的侧壁上设置有第一排水口和第二排水口；定义竖直方向为上下方向；第一排水口位于第一箱体结构的下端，第一排水口连通至垂直流湿地区2；第二排水口位于第一箱体结构的上端，第二排水口连通至第二集配水区3。第二集配水区3设置为沿水平方向截面为扇形的第二箱体结构，第二箱体结构间隔平行于第一箱体结构，并且第二箱体结构靠近圆心的侧壁上设置有第三排水口，第三排水口连通至花园滞留区4。具体实施时，降水量较小时，雨水直接通过第一集配水区1的第一排水口进入垂直流湿地区2；降水量较大，第一集配水区1的存水达到第二排水口，雨水直接通过垂直流湿地区2 的排水管21进入第二集配水区3。一些实施例中，第二集配水区3靠近花园滞留区4的侧壁直接采用开孔墙31，以开孔墙31上的开孔最为第三排水口。

垂直流湿地区2设置在第一集配水区1和第二集配水区3之间，包括自上而下依次布置的湿地种植层22、吸附层23、湿地过滤层24和湿地垫层25；湿地种植层22内埋设有排水管21，排水管21一端连通第二排水口，另一端连通第二集配水区3；第一箱体结构的上端可均匀设置若干第二排水口，湿地种植层22内对应设置若干排水管21，排水管21与第二排水口一一对应，如图1 所示，加快向第二集配水区3排水。湿地种植层22靠近第二集配水区3设置有连通第二集配水区3的自动调节出水口28，自动调节出水口28为包含第一智慧海绵装置的闸阀，第一智慧海绵装置用于检测第二集配水区3内水量，并且第一智慧海绵装置预设有闸阀启动闭合的第二集配水区3内水量阈值；当第一智慧海绵装置检测到第二集配水区3内水量达到闸阀启动闭合的第二集配水区内水量阈值时，闸阀启动闭合，阻断自动调节出水口28向第二集配水区3 供水；湿地过滤层24和湿地垫层25之间设置有穿孔配水管27，穿孔配水管 27靠近第一集配水区1的端部连通第一排水口，穿孔配水管27为垂直流湿地区2布水管道。

垂直流湿地区2从第一集配水区1下端接受雨水，雨水类型为初期雨水或者雨量较小时期的全部雨水，雨水在垂直流湿地中自下而上漫延。

如图4(a)至4(c)所示的实施例中，自动调节出水口28的闸阀设置为一管道出水口和用于封闭管道出水口的矩形滑轨面板281，当第一智慧海绵装置检测到第二集配水区3水量低，始终小于预设的闸阀启动闭合的第二集配水区3内水量阈值，自动调节出水口28的矩形滑轨面板281始终处于面板开启282状态；当第一智慧海绵装置检测到第二集配水区3水量低，达到预设的闸阀启动闭合的第二集配水区3内水量阈值，自动调节出水口28的矩形滑轨面板281 处于面板闭合283状态；自动调节出水口28设置的目的在于，当雨量较小时，无过量雨水通过排水管21进入第二集配水区3，向垂直流湿地区2的进水速度平缓，水力停留时间较差，对于雨水的处理效果较好；当雨量较大时，第一集配水区1水量迅速充满，多余雨水直接通过排水管21进入第二集配水区3，此时进入垂直流湿地区2的水流较快，正常出流效果较差，而第二集配水区3水量提升后，自动调节出水口28闭合，垂直流湿地区2停止出水，进入垂直流湿地区2的雨水可在垂直流湿地区2内部停留较长的时间，可显著提升垂直流湿地区2的净化效果。

具体实施时，湿地种植层22的种植土由土壤与河沙体积比例1：1配制而成，种植土的厚度为300mm～400mm；种植土中种植有深根性挺水植物，深根性挺水植物的种植密度为15～20株/平方，深根性挺水植物选择黄花鸢尾、菖蒲、千屈菜中的一种或几种混合种植；吸附层23由铺设厚度为350mm～450mm 的功能性吸附填料构成，功能性吸附填料为活性炭、轻质陶粒、沸石中的一种或两种混合，功能性吸附填料的粒径为8mm～15mm；湿地过滤层24由铺设厚度为300mm～400mm的过滤性填料构成，过滤性填料为石英砂、碎石、矿渣中的一种或两种混合，过滤性填料的粒径为10mm～20mm；湿地垫层25为缓冲稳定层，由铺设厚度为200mm～250mm的卵石材料构成，卵石材料的粒径为 15mm～30mm。

为减少进入垂直流湿地区2的雨水中的杂质，垂直流湿地区2还设置了智能过滤装置26，智能过滤装置26设置为圆台形蜂窝结构，蜂窝孔径3mm，如图3所示，智能过滤装置26设置在第一箱体结构靠近圆心的侧壁上，智能过滤装置26自第一排水口连接于穿孔配水管27端部；智能过滤装置26内设有第二智慧海绵装置，第二智慧海绵装置为水质传感器261，用于检测第一集配水区1内水质并反馈至智能终端。实施例中，为便于方便后期检修，智能过滤装置26采用螺纹与连接穿孔配水管27端部。此外，垂直流湿地区2还包括设置在第三排水口的第三智慧海绵装置，第三智慧海绵装置为信息处理装置29，用于捕捉垂直流湿地区2雨水流出的流量与浊度信号并反馈至智能终端，智能终端可根据检测结果确定设施处理效果以及进行故障判断。

为提升垂直流湿地区2内部布水效果，第一箱体结构的下端均匀设置有位于同一直线的若干第一排水口，湿地过滤层24和湿地垫层25之间均匀设置有若干穿孔配水管27，穿孔配水管27与第一排水口的一一对应安装，并且穿孔配水管27安装时前端、后端预留空间余量；本实施例中，穿孔配水管27为 DN100配水管，穿孔孔径为5mm，穿孔率为50％，相邻穿孔配水管27的间隔为400mm，确保布水均匀。其他实施例中，穿孔配水管27的规格可根据实际设计确定。

进一步结合图2和图5所示，花园滞留区4包括自上而下依次布置的蓄水层41、花园种植层42、花园过滤层43、和花园垫层44；其中，蓄水层41设置为预留设定高度的蓄水空间，垂直流湿地区2的第三排水口连通蓄水层41；花园种植层42的种植土由土壤与河沙体积比例1：1配制而成，种植土的厚度为300mm～500mm，花园种植层42种植有挺水植物美人蕉和/或香蒲；花园过滤层43由铺设厚度为400mm～500mm的过滤填料构成，过滤填料为石英砂和/或碎石，过滤填料的粒径为10mm～20mm；花园垫层44由铺设厚度为 300mm～350mm的卵石填料构成，卵石填料的粒径为15mm～30mm；并且花园垫层44内设置有贯穿花园滞留区4靠近蓄水区6侧壁的花园出水口45，花园出水口45连通蓄水区6；花园滞留区4实现上部进水，下部出水。

蓄水区6用于雨水的存储或回用，采用蓄水模块拼装而成；蓄水区6内部沿竖直方向设置有水位探针61，水位探针1顶部设置显示器，用于实时监测蓄水区6内部水量，监测水位。

第三集配水区5包括两个，设置为方槽结构，分别安装在花园滞留区4上端面邻接于第二集配水区3靠近圆心的侧壁的两条直边上；第三集配水区5与第二集配水区3构成L型结构，并且第三集配水区5与第二集配水区3靠近圆心的侧壁采用高差台阶51连通，并且第三集配水区5远离第二集配水区3的端部连通蓄水区6或市政管道。

具体实施时，第二集配水区3为花园滞留区4供水为常规供水，即正常降雨情况下，雨水直接通过第三排水口进入花园滞留区4；当降雨较大时，第一集配水区1和垂直流湿地区2已滞留污染浓度较大的初期雨水后，水质较好的雨水达到在第二集配水区3内高差台阶51高度时，雨水直接通过第三集配水区5进入蓄水区6或直接排入市政管道。

垂直流海绵湿地调蓄系统向圆心方向自然形成交错布置的植物带，具有较好的景观效果。

本发明另一实施例公开了一种基于前述垂直流智慧海绵湿地的施工方法，该方法遵循由下而上，先地下后地上的施工原则，包括以下步骤：

步骤一：根据设计要求进行基坑的开挖，基坑分两层开挖，每次开挖控制周围变形，防止坍塌；开挖完成后分别对基坑底部压实，满足压实度达到95％以上后进行整体基坑防水层施工；

步骤二：地基处理完成后分别进行结构施工，垂直流智慧海绵湿地调蓄系统整体采用砖砌结构，混凝土砂浆抹面，各区同时放线施工，并且施工过程中采用高程控制，并预留孔道进行构建安装；

步骤三：结构施工完成后需进行结构强度检测，检测完成后进行管道、雨水进出口装置的安装，安装完成后进行整体结构防水的施工，以结构自防水为主，施工完成后进行注水实验，并及时修复缺陷部位；

步骤四：整体结构完成后进行填料层的铺设，根据设计分层铺设，铺设过程中注意已安装构件的保护，防止变形；

步骤五：安装水质传感器261、水位探针61等，并进行技术调试；

步骤六：垂直流智慧海绵湿地调蓄系统整体施工完成后进行空载及负荷运行，测量不同水量条件下系统的运行状况以及设备精准度，若出现断流或短流情况，应及时进行处理。

本发明公开的垂直流智慧海绵湿地调蓄系统其施工方法，将湿地可实现对雨水高效净化处理的效能和生物滞留池、雨花花坛实现雨水快速调蓄、存储释放的效能进行集成，实现对不同时期和水量的雨水进行分配、处理、调蓄，实现不同类型雨水的分类处理，同时配备智能化本传感器实现雨水水质、水量的实时监测、调控，充分实现海绵城市要求的对雨水的高效“渗、滞、蓄、净”。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种垂直流智慧海绵湿地调蓄系统，其特征在于，所述垂直流智慧海绵湿地调蓄系统沿水平方向呈扇形分布、沿竖直方向呈阶梯分布，雨水自扇形分布的外围向圆心方向流动；所述垂直流海绵湿地调蓄系统包括沿雨水流动方向依次设置的第一集配水区、垂直流湿地区、第二集配水区、花园滞留区、第三集配水区和蓄水区，以及设置在垂直流智慧海绵湿地调蓄系统内的若干信号连接于智能终端的智慧海绵装置；所述第一集配水区用于向垂直流湿地区和第二集配水区分配雨水，第二集配水区用于向花园滞留区和第三集配水区分配雨水；所述垂直流湿地区用于对雨水进行第一次净化，并根据第二集配水区的雨水量调节其内部存水的滞留时间；所述花园滞留区用于对雨水进行第二次净化，并在净化后传输至蓄水区存蓄；所述智慧海绵装置用于监测雨水水质和/或水量信息反馈至智能终端，以使智能终端进行故障判断；

所述第一集配水区设置为沿水平方向截面为扇形的第一箱体结构，所述第一箱体结构靠近圆心的侧壁上设置有第一排水口和第二排水口；

定义竖直方向为上下方向；所述第一排水口位于第一箱体结构的下端，第一排水口连通至垂直流湿地区；所述第二排水口位于第一箱体结构的上端，第二排水口连通至第二集配水区；

所述第二集配水区设置为沿水平方向截面为扇形的第二箱体结构，第二箱体结构间隔平行于第一箱体结构；所述第二箱体结构靠近圆心的侧壁上设置有第三排水口，所述第三排水口连通至花园滞留区；

所述垂直流湿地区设置在第一集配水区和第二集配水区之间，包括自上而下依次布置的湿地种植层、吸附层、湿地过滤层和湿地垫层；

所述湿地种植层内埋设有排水管，所述排水管一端连通第二排水口，另一端连通第二集配水区；所述湿地种植层靠近第二集配水区设置有连通第二集配水区的自动调节出水口，所述自动调节出水口为包含第一智慧海绵装置的闸阀，所述第一智慧海绵装置用于检测第二集配水区内水量，并且所述第一智慧海绵装置预设有闸阀启动闭合的第二集配水区内水量阈值；当第一智慧海绵装置检测到第二集配水区内水量达到闸阀启动闭合的第二集配水区内水量阈值时，闸阀启动闭合，阻断自动调节出水口向第二集配水区供水；

所述湿地过滤层和湿地垫层之间设置有穿孔配水管，所述穿孔配水管靠近第一集配水区的端部连通第一排水口，所述穿孔配水管为垂直流湿地区布水管道；

所述垂直流湿地区包括智能过滤装置，所述智能过滤装置设置为圆台形蜂窝结构，智能过滤装置设置在第一箱体结构靠近圆心的侧壁上，智能过滤装置自第一排水口连接于穿孔配水管端部；所述智能过滤装置内设有第二智慧海绵装置，所述第二智慧海绵装置为水质传感器，用于检测第一集配水区内水质并反馈至智能终端；

所述垂直流湿地区包括设置在第三排水口的第三智慧海绵装置，所述第三智慧海绵装置为信息处理装置，用于捕捉垂直流湿地区雨水流出的流量与浊度信号并反馈至智能终端；

所述蓄水区采用蓄水模块拼装而成，所述蓄水区内部沿竖直方向设置有水位探针，所述水位探针顶部设置显示器，用于实时监测蓄水区内部水量。

2.根据权利要求1所述的垂直流智慧海绵湿地调蓄系统，其特征在于，所述湿地种植层的种植土由土壤与河沙体积比例1：1配制而成，所述种植土的厚度为300mm~400mm；所述种植土中种植有深根性挺水植物，所述深根性挺水植物的种植密度为15~20株/平方，深根性挺水植物为黄花鸢尾、菖蒲、千屈菜中的一种或几种；

所述吸附层由铺设厚度为350mm~450mm的功能性吸附填料构成，所述功能性吸附填料为活性炭、轻质陶粒、沸石中的一种或两种混合，所述功能性吸附填料的粒径为8mm~15mm；

所述湿地过滤层由铺设厚度为300mm~400mm的过滤性填料构成，所述过滤性填料为石英砂、碎石、矿渣中的一种或两种混合，过滤性填料的粒径为10mm~20mm；

所述湿地垫层为缓冲稳定层，由铺设厚度为200mm~250mm的卵石材料构成，所述卵石材料的粒径为15mm~30mm。

3.根据权利要求1所述的垂直流智慧海绵湿地调蓄系统，其特征在于，所述第一箱体结构的下端均匀设置有位于同一直线的若干第一排水口，所述湿地过滤层和湿地垫层之间均匀设置有若干穿孔配水管，所述穿孔配水管与第一排水口的一一对应安装；所述穿孔配水管为DN100配水管，穿孔孔径为5mm，穿孔率为50%，相邻穿孔配水管的间隔为400mm。

4.根据权利要求1所述的垂直流智慧海绵湿地调蓄系统，其特征在于，所述花园滞留区包括自上而下依次布置的蓄水层、花园种植层、花园过滤层和花园垫层；

所述蓄水层设置为预留设定高度的蓄水空间，所述第三排水口连通蓄水层；所述花园种植层的种植土由土壤与河沙体积比例1：1配制而成，所述种植土的厚度为300mm~500mm，花园种植层种植有挺水植物美人蕉和/或香蒲；所述花园过滤层由铺设厚度为400mm~500mm的过滤填料构成，所述过滤填料为石英砂和/或碎石，过滤填料的粒径为10mm~20mm；所述花园垫层由铺设厚度为300mm~350mm的卵石填料构成，所述卵石填料的粒径为15mm~30mm；并且所述花园垫层内设置有贯穿花园滞留区靠近蓄水区侧壁的花园出水口，所述花园出水口连通蓄水区。

5.根据权利要求4所述的垂直流智慧海绵湿地调蓄系统，其特征在于，所述第三集配水区包括两个，设置为方槽结构，分别安装在花园滞留区上端面邻接于第二集配水区靠近圆心的侧壁的两条直边上；所述第三集配水区与第二集配水区构成L型结构，并且第三集配水区与第二集配水区靠近圆心的侧壁采用高差台阶连通；第三集配水区远离第二集配水区的端部连接于蓄水区或市政管道。

6.一种基于权利要求1-5任一所述的垂直流智慧海绵湿地调蓄系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据设计要求进行基坑的开挖，基坑分两层开挖，每次开挖控制周围变形，防止坍塌；开挖完成后分别对基坑底部压实，满足压实度达到95%以上后进行整体基坑防水层施工；

步骤二：地基处理完成后分别进行结构施工，垂直流智慧海绵湿地调蓄系统整体采用砖砌结构，混凝土砂浆抹面，各区同时放线施工，并且施工过程中采用高程控制，并预留孔道进行构建安装；

步骤三：结构施工完成后需进行结构强度检测，检测完成后进行管道、雨水进出口装置的安装，安装完成后进行整体结构防水的施工，以结构自防水为主，施工完成后进行注水实验，并及时修复缺陷部位；

步骤四：整体结构完成后进行填料层的铺设，根据设计分层铺设；

步骤五：安装水质传感器、水位探针，并进行调试；

步骤六：垂直流智慧海绵湿地调蓄系统整体施工完成后进行空载及负荷运行，测量不同水量条件下系统的运行状况以及设备精准度。

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