CN114411929B - 一种生物滞留池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海绵城市建设技术领域，公开一种生物滞留池，包括池体，池体包括上下分隔的过滤区和蓄水区，过滤区从上至下包括种植层、生物填料层和滤水层，在过滤区设置有雨水井和溢流管，在滤水层内布设有穿孔管和排水管，雨水井底部以及排水管均与市政雨水管网连接，在雨水井内设置有用于过滤雨水且根据雨水量调节蓄水能力的过滤调节机构，过滤调节机构包括于雨水井内弹性密封升降设置的过滤装置、于过滤装置和雨水井底部之间设置的第一弹性件以及于过滤装置底部凸设的插入至蓄水区的导流管，导流管下端设置有第一单向导水机构，在过滤装置下端延伸有当期下降一定高度后可抵压并打开导流管的分流管，该生物滞留池能够显著降低积水发生的概率。
Description
技术领域
本发明涉及海绵城市建设技术领域，尤其涉及一种生物滞留池。
背景技术
生物滞留池不但能够滞水蓄水，还能通过植物、土壤和微生物的物理、化学和生物的三重协同作用来实现水质净化，是海绵城市建设的重要技术手段。
现有的生物滞留池的结构可参照图1所示，大多设置在水源(河流或湖泊)附近，从上至下包括种植层、生物填料层和砂砾层，在砂砾层中布设有穿孔管，穿孔管与市政雨水管网连接，并竖直设置一溢流管，该溢流管下端与穿孔管连通，上端穿出种植层一米以上，雨水降落到种植层后，经种植层、生物填料层和砂砾层的层层过滤后进入穿孔管内最后进入市政雨水管网内排出，当短时暴雨导致穿孔管内的水无法及时排入到市政雨水管网内后，会经过溢流管再次进入到种植层上方，而设置在水源附近的好处在于，当种植层上方积聚大量雨水后，可进入水源内。
上述的生物滞留池依赖于水源来分散短时积聚的雨水，当将上方的生物滞留池设置在远离水源的地区(例如公路、小区、广场或校园)时，可能会导致地面积水的问题，公告好为CN207845448U的中国专利公开一种公路胖用于取出重金属的雨水生物滞留池，包括开孔道牙、生物滞留池、穿孔排水管、溢流井、重金属过滤柱、防渗层和市政雨水管网，生物滞留池设置在开孔道牙的一侧，生物滞留池顶部的水平高度不高于开孔道牙上的开孔，防渗层设置在生物滞留池与公路的连接处；生物滞留池自上而下依次包括植物层、过滤层、过渡层和排水层；穿孔排水管设置在排水层中，溢流井设置在生物滞留池的一侧，溢流井的下端与市政雨水管网联通，重金属过滤柱设置在溢流井的底部且位于市政雨水管网上端，当短时雨水过多导致市政雨水管网无法及时排出水时，就会导致过多的水自溢流井排出，造成地面积水。
发明内容
针对现有的生物滞留池在短时暴雨时易导致地面积水的问题，本发明的目的在于提供一种能够有效降低短时暴雨导致的地面积水概率的生物滞留池。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物滞留池，包括池体，池体通过支撑隔板分为上方的过滤区和下方的蓄水区，过滤区从上至下包括种植层、生物填料层和滤水层，在过滤区设置有雨水井和溢流管，雨水井上端位于种植层表面且下端位于滤水层底部，在滤水层内布设有穿孔管和排水管，雨水井底部以及排水管均与市政雨水管网连接，在雨水井内设置有用于过滤雨水且根据雨水量调节蓄水能力的过滤调节机构，过滤调节机构包括于雨水井内弹性密封升降设置的过滤装置、于过滤装置和雨水井底部之间设置的第一弹性件以及于过滤装置底部凸设的插入至蓄水区的导流管，过滤装置最高运动位置与雨水井开口处存在雨水蓄积高度差，导流管下端设置有密封导流管且当导流管内部存在从上至下的压力时可打开导流管的第一单向导水机构，在过滤装置下端延伸有当过滤装置下降至一定高度后向下顶压第一单向导水机构并打开导流管的分流管。
采用上述方案，在现有的过滤区下方增设蓄水区，在雨水井内设置过滤调节机构，该过滤调节机构与蓄水区结合，使蓄水区能够积蓄暴雨导致的无法及时从市政雨水管网排出的雨水，具体原理为：雨水井内的过滤装置与雨水井开口存在雨水蓄积高度差，当降雨量较小时，雨水能够直接被过滤装置过滤进入到雨水井底部，这部分过滤的雨水会直接排入市政雨水管网，当降雨量不断增加至过滤装置上方蓄积的雨水加过滤装置的重量大于第一弹性件的弹力时，过滤装置不断下降直至分流管插入导流管并打开导流管后，这时，过滤装置内过滤的雨水一部分经市政雨水管网排出，另一部分经分流管进入蓄水区储存，当降雨量减少后，在第一弹性件作用下，过滤装置上升，分流管远离导流管，导流管再次封住，过滤装置过滤的雨水全部自市政雨水管网排出，该生物滞留池能够将过多的降雨过滤后排入蓄水区内，既能够实现蓄水区的蓄水还能够缓解暴雨导致的排水量超载，从而显著降低积水发生的概率。
作为优选，溢流管上端延伸至种植层上方且下端穿过雨水井后位于雨水井外部，在雨水井内于溢流管上设置有排水槽，在雨水井外于溢流管上连接有穿孔管和排水管，溢流管上端设置有可供溢流管内的水单向流出的第二单向导水机构。
采用上述方案，溢流管上端设置的第二单向导水机构为了避免雨水未经过滤排入市政雨水管网内，排水槽的设置能够将雨水井内经过滤装置过滤的雨水排入溢流管然后与穿孔管内的过滤液一起经排水管排至市政雨水管网，将上述的穿孔管、溢流管和排水管相互连通后，过多的雨水最终可通过溢流管进行分流。
作为优选，第一单向导水机构包括于导流管下端密封设置的封堵、于导流管外部固定设置的第一限位环以及于第一限位环和封堵之间设置的两端与两者固定连接的第二弹性件。
采用上述方案，通过第一限位环和第二弹性件能够驱使封堵再无外力作用时处于封住导流管的状态，当导流管内部向下施力就能驱使封堵脱离导流管从而打开导流管。
作为优选，在导流管上设置有调节第二弹性件弹力的调节机构，调节机构包括于导流管外壁设置的第一外螺纹，第一限位环上设置有与第一外螺纹配合的螺纹孔。
采用上述方案，将限位环螺旋设置于导流管上，通过调节限位环的位置可调节第二弹性件的弹力系数，改变封堵打开或封住的力度。
作为优选，分流管管径小于导流管的管径，在分流管的侧壁设置有出水孔。
采用上述方案，分流管的管径小于导流管后，不仅能够分流雨水井内的雨水，还能分流自穿孔管进入排水管的那部分过量的雨水，从而能够进一步缓解暴雨导致的溢流管大量溢流形成的地面积水问题。
作为优选，过滤装置包括开口向上且底部均布有出水孔的支撑壳、弹性过盈套设于支撑壳外且与雨水井弹性密封插接配合的弹性套以及设置于支撑壳内的过滤芯。
采用上述方案，支撑壳用于放置过滤芯，弹性套则为了实现支撑壳的密封升降，上述结构的过滤装置能够实现过滤芯的更换以及过滤芯密封升降对雨水进行过滤的功能。
作为优选，在支撑壳上设置有便于取出其并更换过滤芯的提拉机构，提拉机构包括于支撑壳上端面水平插接设置的插接板以及于插接板上可拆卸固定设置的拉杆，拉杆的上端延伸至种植层上方。
采用上述方案，设置提拉机构能够将过滤装置自较深的雨水井内拉出，以便对过滤芯进行更换。
作为优选，拉杆对称设置有两根且两拉杆上端与一拉环的底部固定连接，拉环上设置有指示发光件。
采用上述方案，拉环设置在两根拉杆上，能够提高施力的稳定性，避免过滤装置上升过程中发生卡涩，指示发光件能够在夜晚发光对路人进行警示。
作为优选，雨水井上端盖设有井盖，井盖上设置有若干滤水槽，拉杆穿过井盖并延伸至井盖上方。
作为优选，在蓄水区设置有将其内部水抽出的抽水机构，抽水机构包括设置于蓄水区底部的抽水泵，抽水泵外罩设有防水罩，抽水泵包括抽水管和出水管，出水管远离抽水泵的一端延伸至地面。
采用上述方案，抽水机构能够在晴天及时将蓄水区内过多的雨水排出，还能够在干旱时给种植层进行浇水，从而实现雨水的蓄积和利用，实现“海绵城市”的功能。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1.在现有的过滤区下方增设蓄水区，在雨水井内设置过滤调节机构，该过滤调节机构与蓄水区结合，使蓄水区能够积蓄暴雨导致的无法及时从市政雨水管网排出的雨水，具体原理为：雨水井内的过滤装置与雨水井开口存在雨水蓄积高度差，当降雨量较小时，雨水能够直接被过滤装置过滤进入到雨水井底部，这部分过滤的雨水会直接排入市政雨水管网，当降雨量不断增加至过滤装置上方蓄积的雨水加过滤装置的重量大于第一弹性件的弹力时，过滤装置不断下降直至分流管插入导流管并打开导流管后，这时，过滤装置内过滤的雨水一部分经市政雨水管网排出，另一部分经分流管进入蓄水区储存，当降雨量减少后，在第一弹性件作用下，过滤装置上升，分流管远离导流管，导流管再次封住，过滤装置过滤的雨水全部自市政雨水管网排出，该生物滞留池能够将过多的降雨过滤后排入蓄水区内，既能够实现蓄水区的蓄水还能够缓解暴雨导致的排水量超载，从而显著降低积水发生的概率。
2.分流管的管径小于导流管后，不仅能够分流雨水井内的雨水，还能分流自穿孔管进入排水管的那部分过量的雨水，从而能够进一步缓解暴雨导致的溢流管大量溢流形成的地面积水问题。
附图说明
图1是现有技术的生物滞留池的示意图；
图2是本实施例的一种生物滞留池的示意图；
图3是本实施例的雨水井的轴测图；
图4是本实施例的雨水井的主视图；
图5是图4的A-A的剖视图；
图6是图5的A的放大图；
图7是图5的B的放大图；
图8是图5的B-B的剖视图。
图中：1-池体；101-导流槽；2-支撑隔板；3-蓄水区；4-种植层；5-生物填料层；6-滤水层；7-穿孔管；8-排水管；9-通道；10-抽水泵；11-防水罩；12-抽水管；13-出水管；14-压盖；15-溢流管；16-雨水井；1601-导流管；17-井盖；18-过滤装置；1801-支撑壳；1802-弹性套；1803-粗砂层；1804-细沙层；1805-活性炭层；19-第一弹性件；20-盖板；21-市政雨水管网；22-拉杆；23-拉环；24-指示发光件；25-插接板；26-分流管；27-出水孔；28-第一单向导水机构；2801-封堵；2802-限位环；2803-第二弹性件；29-排水槽。
具体实施方式
实施例
一种生物滞留池，参照图2所示，包括池体1，池体1上端高出地面20-50cm，池体1上端设置有一与地面齐平的导流槽101，以便将地面的雨水导入至池体1内，池体1包括过滤区，过滤区从上至下包括种植层4、生物填料层5和滤水层6，种植层4上端与地面齐平，生物填料层5内的生物填料可采用组合填料、立体弹性填料、多孔悬浮球填料和活性生物填料中一种或多种，滤水层6则由砾石制成，在滤水层6内布设有相互连通的穿孔管7和排水管8，排水管8与市政雨水管网21连通，上述结构为现有技术。
本方案的改进点在于，参照图2-图8所示，池体1内于滤水层6下方设置有一支撑隔板2，该支撑隔板2将池体1分为上方的过滤区和下方的蓄水区3，在过滤区设置有雨水井16和溢流管15，雨水井16上端位于种植层4表面且下端位于滤水层6底部，雨水井16上端盖有带滤水槽的井盖17，雨水井16底部与市政雨水管网21连接，在雨水井16内设置有用于过滤雨水且根据雨水量调节蓄水能力的过滤调节机构，过滤调节机构包括于雨水井16内弹性密封升降设置的过滤装置18、于过滤装置18和雨水井16底部之间设置的第一弹性件19以及于过滤装置18底部凸设的插入至蓄水区3的导流管1601，过滤装置18最高运动位置与雨水井16开口处存在雨水蓄积高度差，导流管1601下端设置有密封导流管1601且当导流管1601内部存在从上至下的压力时可打开导流管1601的第一单向导水机构28，在过滤装置18下端延伸有当过滤装置18下降至一定高度后向下顶压第一单向导水机构28的分流管26，溢流管15上端延伸至种植层4上方且下端穿过雨水井16后位于雨水井16外部，在雨水井16内于溢流管15上设置有排水槽29，在雨水井16外于溢流管15上连接有穿孔管7和排水管8，上述结构中，第一弹性件19为一弹簧，该弹簧套接在溢流管15上且上端和下端分别与过滤装置18底部和雨水井16底部弹性抵接配合，溢流管15上端设置有可供溢流管15内的水单向流出的第二单向导水机构，当降雨量较小时，雨水能够直接被过滤装置18过滤进入雨水井16底部，接着经排水槽29进入溢流管15再经排水管8进入到市政雨水管网21，当降雨量不断增加至过滤装置18上方蓄积的雨水加过滤装置18的重量大于第一弹性件19的弹力时，过滤装置18不断下降直至分流管26插入导流管1601并打开导流管1601后，这时，过滤装置18内过滤的雨水一部分经市政雨水管网21排出，另一部分经分流管26进入蓄水区3储存，当降雨量减少后，在第一弹性件19作用下，过滤装置18上升，分流管26远离导流管1601，导流管1601再次封住，过滤装置18过滤的雨水全部自市政雨水管网21排出。
参照图5-图6所示，第一单向导水机构28与第二单向导水机构结构一致，在此，对第一单向导水机构28的结构作出描述，第一单向导水机构28包括于导流管1601下端密封设置的封堵2801，封堵2801包括于导流管1601弹性密封插接配合的弹性块以及于弹性块远离导流管1601的一端固定的硬质板，于导流管1601外部固定设置有两端分别与第一限位环2802以及硬纸板固定连接的第二弹性件2803，第二弹性件2803为一弹簧且套接于导流管1601外部，为了能够实现对第二弹性件2803弹力系数的调节，在导流管1601上设置有调节第二弹性件2803弹力的调节机构，调节机构包括于导流管1601外壁设置的第一外螺纹，第一限位环2802上设置有与第一外螺纹配合的螺纹孔，通过调节限位环2802的位置可调节第二弹性件2803的弹力系数，改变封堵2801打开或封住的力度。
为了进一步提高分流能力，分流管26管径小于导流管1601的管径，参照图6所示，在分流管26的侧壁设置有出水孔27，这样设置不仅能够分流雨水井16内的雨水，还能分流自穿孔管7进入排水管8的那部分过量的雨水，从而能够进一步缓解暴雨导致的溢流管15大量溢流形成的地面积水问题。
雨水井16内的过滤装置18的具体结构参照图5和图7所示，包括开口向上且底部均布有出水孔27的支撑壳1801、弹性过盈套设于支撑壳1801外且与雨水井16弹性密封插接配合的弹性套1802以及设置于支撑壳1801内的过滤芯，过滤芯从上至下包括有粗砂层1803、细沙层1804和活性炭层1805，为了便于过滤芯的更换，在支撑壳1801上设置有便于取出其并更换过滤芯的提拉机构，提拉机构包括于支撑壳1801上端面水平插接设置的插接板25以及于插接板25上可拆卸固定设置的拉杆22，本实施例中，插接板25上端凸设有一螺柱，拉杆22下端设置有螺纹孔，拉杆22的上端延伸至种植层4上方，为了提高过滤装置18提拉稳定性，拉杆22对称设置有两根且两拉杆22上端与一拉环23的底部固定连接，拉环23上设置有指示发光件24，该指示发光件24为一灯环或夜光环。
在蓄水区3设置有将其内部水抽出的抽水机构，参照图2所示，抽水机构包括设置于蓄水区3底部的抽水泵10，抽水泵10外罩设有防水罩11，抽水泵10的线路布设至地面，抽水泵10的开关位于地面上，在开关外部设置防水膜或防水壳，抽水泵10包括抽水管12和出水管13，抽水泵10的出水管13延伸至地面，在地面于抽水泵10正上方设置有一压盖14，压盖14下方形成有可供抽水泵10放置或取出的通道9，出水管13与压盖14穿插配合，通过抽水泵10可将蓄水区3内的水抽出反哺给种植层4内的植物，为了便于安装和铺设，支撑隔板2上端设置有一开口，雨水井16底部设置支撑脚并将支撑脚底部固定在一块盖板20上，穿孔管7和排水管8布设于盖板20和雨水井16之间，盖板20密封盖设于支撑隔板2的开口上。
采用本生物滞留池，地面汇集的雨水经导流槽101进入到种植层4上方，经种植层4、生物填料层5和滤水层6后进入穿孔管7内，并依次经过导流管1601、排水管8后排入到市政雨水管网21内，直接降落到雨水井16内的雨水或积聚到种植层4上方的雨水则会经过过滤调节机构的过滤和分配，具体经过包括：当降雨量较小时，雨水能够直接被过滤装置18过滤进入到雨水井16底部，这部分过滤的雨水会直接排入市政雨水管网21，当降雨量不断增加至过滤装置18上方蓄积的雨水加过滤装置18的重量大于第一弹性件19的弹力时，过滤装置18不断下降直至分流管26插入导流管1601并打开导流管1601后，这时，过滤装置18内过滤的雨水一部分经市政雨水管网21排出，另一部分经分流管26进入蓄水区3储存，当然，穿孔管7内过多的雨水也能够经过导流管1601进行分流，以缓解排水管8的排水压力，当降雨量减少后，在第一弹性件19作用下，过滤装置18上升，分流管26远离导流管1601，导流管1601再次封住，过滤装置18过滤的雨水全部自市政雨水管网21排出，该生物滞留池能够将过多的降雨过滤后排入蓄水区3内，既能够实现蓄水区3的蓄水还能够缓解暴雨导致的排水量超载，从而显著降低积水发生的概率。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (7)
1.一种生物滞留池，包括池体(1)，其特征在于：池体(1)通过支撑隔板(2)分为上方的过滤区和下方的蓄水区(3)，过滤区从上至下包括种植层(4)、生物填料层(5)和滤水层(6)，在过滤区设置有雨水井(16)和溢流管(15)，雨水井(16)上端位于种植层(4)表面且下端位于滤水层(6)底部，在滤水层(6)内布设有穿孔管(7)和排水管(8)，雨水井(16)底部以及排水管(8)均与市政雨水管网(21)连接，在雨水井(16)内设置有用于过滤雨水且根据雨水量调节蓄水能力的过滤调节机构，过滤调节机构包括于雨水井(16)内弹性密封升降设置的过滤装置(18)、于过滤装置(18)和雨水井(16)底部之间设置的第一弹性件(19)以及于过滤装置(18)底部凸设的插入至蓄水区(3)的导流管(1601)，过滤装置(18)最高运动位置与雨水井(16)开口处存在雨水蓄积高度差，导流管(1601)下端设置有密封导流管(1601)且当导流管(1601)内部存在从上至下的压力时可打开导流管(1601)的第一单向导水机构(28)，在过滤装置(18)下端延伸有当过滤装置(18)下降至一定高度后向下顶压第一单向导水机构(28)并打开导流管(1601)的分流管(26)，溢流管(15)上端延伸至种植层(4)上方且下端穿过雨水井(16)后位于雨水井(16)外部，在雨水井(16)内于溢流管(15)上设置有排水槽(29)，在雨水井(16)外于溢流管(15)上连接有穿孔管(7)和排水管(8)，溢流管(15)上端设置有可供溢流管(15)内的水单向流出的第二单向导水机构，第一单向导水机构(28)包括于导流管(1601)下端密封设置的封堵(2801)、于导流管(1601)外部固定设置的第一限位环(2802)以及于第一限位环(2802)和封堵(2801)之间设置的两端与两者固定连接的第二弹性件(2803)，在导流管(1601)上设置有调节第二弹性件(2803)弹力的调节机构，调节机构包括于导流管(1601)外壁设置的第一外螺纹，第一限位环(2802)上设置有与第一外螺纹配合的螺纹孔。
2.根据权利要求1所述的一种生物滞留池，其特征在于：分流管(26)管径小于导流管(1601)的管径，在分流管(26)的侧壁设置有出水孔(27)。
3.根据权利要求1所述的一种生物滞留池，其特征在于：过滤装置(18)包括开口向上且底部均布有出水孔(27)的支撑壳(1801)、弹性过盈套设于支撑壳(1801)外且与雨水井(16)弹性密封插接配合的弹性套(1802)以及设置于支撑壳(1801)内的过滤芯。
4.根据权利要求3所述的一种生物滞留池，其特征在于：在支撑壳(1801)上设置有便于取出其并更换过滤芯的提拉机构，提拉机构包括于支撑壳(1801)上端面水平插接设置的插接板(25)以及于插接板(25)上可拆卸固定设置的拉杆(22)，拉杆(22)的上端延伸至种植层(4)上方。
5.根据权利要求4所述的一种生物滞留池，其特征在于：拉杆(22)对称设置有两根且两拉杆(22)上端与一拉环(23)的底部固定连接，拉环(23)上设置有指示发光件(24)。
6.根据权利要求5所述的一种生物滞留池，其特征在于：雨水井(16)上端盖设有井盖(17)，井盖(17)上设置有若干滤水槽，拉杆(22)穿过井盖(17)并延伸至井盖(17)上方。
7.根据权利要求1所述的一种生物滞留池，其特征在于：在蓄水区(3)设置有将其内部水抽出的抽水机构，抽水机构包括设置于蓄水区(3)底部的抽水泵(10)，抽水泵(10)外罩设有防水罩(11)，抽水泵(10)包括抽水管(12)和出水管(13)，出水管(13)远离抽水泵的一端延伸至地面。
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