CN116065678A - 一种乡村景观用雨水花园 - Google Patents

Abstract

本发明属于海绵城市建设应用技术领域，具体公开了一种乡村景观用雨水花园，包括由外向内依次为配水区、一级过滤区、沉淀区、二级过滤区、三级过滤区和排水井等；由外向内的配水区、一级过滤区、沉淀区、二级过滤区、三级过滤区、排水井表面为圆形结构，雨水沿整个圆周全角度进入。本发明的有益效果在于：既体现了海绵的渗滞蓄净用排功能，又具有构造了独特的景观性，适用于乡村村落、活动中心以及文化广场等；针对雨水量的不同，分别利用一级、二级和三级过滤区进行了针对性且充分的过滤净化，将雨水利用效率提高到最大；逐级递增的高度，营造了小型的蓄水环境，延缓水流速度的同时，提高向下渗透时间，同时吸水带使用可持续为植物提供水分。

Description

一种乡村景观用雨水花园

技术领域

本发明属于海绵城市建设应用技术领域，具体涉及一种乡村景观用雨水花园。

背景技术

海绵乡村是指乡村能够像海绵一样，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。

景观，一般意义上，是指一定区域呈现的景象，即视觉效果，这种视觉效果反映了土地，及土地上的空间和物质所构成的综合体，是复杂的自然过程和人类活动在大地上的烙印。

如今在新农村改造过程中，由于乡村过度开发和无规则建设，破坏了自然的海绵体，导致逢雨必涝、雨后即旱，同时引发了水环境污染、水资源紧缺、水文化消失以及乡村景观失调等一系列问题，而如何建设一种景观效果好、海绵功能齐全的海绵设施的问题亟需解决。

因此，基于上述问题，本发明提供一种乡村景观用雨水花园。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种乡村景观用雨水花园，解决现有背景技术中所存在的问题。

技术方案：本发明的一种乡村景观用雨水花园，包括由外向内依次设置的配水区、一级过滤区、沉淀区、二级过滤区、三级过滤区和排水井；所述配水区顶部、一级过滤区顶部和二级过滤区顶部齐平；所述沉淀区顶部高度分别高于一级过滤区顶部、二级过滤区顶部；所述三级过滤区顶部高度高于沉淀区顶部；所述排水井顶部溢流口高度高于三级过滤区顶部；其中，由外向内设置的配水区、一级过滤区、沉淀区、二级过滤区、三级过滤区、排水井表面为圆形结构，雨水沿整个圆周全角度进入。

本技术方案的，所述配水区为呈凹形的沟槽，外壁与周围缓坡连接，内壁与一级过滤区连接。

本技术方案的，所述一级过滤区呈环形结构布设于配水区内侧，表面种植绿草；所述一级过滤区被与排水井圆心相交的若干个隔断板分割成大小一致的扇环段；其中，扇环段包括低位扇环段和高位扇环段，所述低位扇环段和高位扇环段交错布设；所述沉淀区靠近高位扇环段的扇环部分，其底部高度低于沉淀区靠近低位扇环段的扇环部分；所述沉淀区靠近低位扇环段，且伸出一级过滤区和二级过滤区顶部的扇环部分，其外侧为开口状态，安装有过滤格栅。

本技术方案的，所述低位扇环段顶部与配水区顶部齐平，所述高位扇环段靠近配水区一侧的顶部高度高于低位扇环段。

本技术方案的，所述一级过滤区靠近高位扇环段的扇环部分，自上而下依次设置有第一土壤层、固定化菌藻层和铝污泥填料层；所述一级过滤区靠近低位扇环段的扇环部分设置有第二土壤层，且第二土壤层底部封闭。

本技术方案的，所述沉淀区呈环形结构布设于一级过滤区内侧；其中，沉淀区为内部空心的预制混凝土圆环柱。

本技术方案的，所述二级过滤区呈环形结构布设于沉淀区内侧，包括自上而下依次设置的砾石层和砂层。

本技术方案的，所述三级过滤区呈环形结构布设于二级过滤区内侧，包括自上而下依次设置的第三土壤层和沸石层，沸石层上部内埋设有布水管；所述排水井布设于三级过滤区内侧的中心位置；所述第二土壤层底部设置有蓄水区，蓄水区中安装有蓄水模块；所述二级过滤区靠近低位扇环段的扇环部分设置有盆栽净化装置；所述盆栽净化装置，由头部和尾部构成，其中头部为顶部开口、侧面密布孔洞的倒圆台，尾部为闭合的圆柱；所述头部内设置有头部土壤层，尾部内部从下往上间隔设置有厚度一致的铝污泥填料柱和固定化菌藻柱，其中铝污泥填料柱和固定化菌藻柱的总体积占尾部空间的1/6-1/3；所述尾部设有进水口、出水口，进水口位于尾部的侧面底部，并与沉淀区靠近低位扇环段的扇环部分底部连通，出水口位于尾部的侧面顶部，并与埋设于沸石层中的布水管水平连接；所述头部、尾部构成的腔体内设有溢流管，溢流管贯穿头部和尾部，在到达尾部底部时以折角从尾部的侧面伸出，延伸并穿过二级过滤区和三级过滤区后，与排水井连接，其中溢流管的顶部高度高于头部顶部高度，且低于排水井顶部高度；所述头部、尾部构成的腔体内设有吸水带，吸水带的一端位于头部土壤层中，另一端位于尾部底部，其中吸水带采用聚丙烯腈系吸水纤维制成；所述头部土壤层和第三土壤层表面均种植耐淹型植物，以遮挡住溢流管、排水井。

与现有技术相比，本发明的一种乡村景观用雨水花园的有益效果在于：

（1）既体现了海绵的渗滞蓄净用排功能，又具有构造了独特的景观性，适用于乡村村落、活动中心以及文化广场等；

（2）针对雨水量的不同，分别利用一级、二级和三级过滤区进行了针对性且充分的过滤净化，将雨水利用效率提高到最大；

（3）逐级递增的高度，营造了小型的蓄水环境，延缓水流速度的同时，提高向下渗透时间；

（4）沉淀区和盆栽净化装置构成了一个类U型构造，内部长时间存有雨水，配合吸水带使用可持续为植物提供水分。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实

施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种乡村景观用雨水花园的平面结构示意图；

图2是本发明的一种乡村景观用雨水花园的剖面结构示意图；

图3是本发明的一种乡村景观用雨水花园的沉淀区的构造示意图；

图4是本发明的一种乡村景观用雨水花园的盆栽净化装置的构造示意图；

其中，图中序号如下：10-配水区、11-一级过滤区、12-隔断板、13-低位扇环段、14-高位扇环段、15-沉淀区、16-二级过滤区、17-盆栽净化装置、18-三级过滤区、19-排水井、20-第一土壤层、21-固定化菌藻层、22-铝污泥填料层、23-第二土壤层、24-铝污泥填料柱、25-固定化菌藻柱、26-头部土壤层、27-溢流管、28-第三土壤层、29-沸石层、30-布水管、31-吸水带、32-砾石层、33-砂层、34-蓄水区、35-过滤格栅、36-贯通孔、37-头部、38-尾部、39-出水口、40-进水口。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶部”、“底部”、“一侧”“另一侧”、“前面”、“后面”、“中间部位”、“内部”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

如图1所示的一种乡村景观用雨水花园，表面为圆形结构，雨水沿整个圆周全角度进入集水渠，并且由外向内依次设置为配水区10、一级过滤区11、沉淀区15、二级过滤区16、三级过滤区18和排水井19。

一级过滤区11被与排水井19圆心相交的若干个隔断板12分割成大小一致的扇环段，扇环段包括低位扇环段13和高位扇环段14，低位扇环段13和高位扇环段14交错布设。

如图2所示，低位扇环段13顶部与配水区10顶部齐平，高位扇环段14靠近配水区10一侧的顶部高度高于低位扇环段13。

配水区10顶部、一级过滤区11顶部和二级过滤区16顶部齐平，沉淀区15的顶部高度高于一级过滤区11顶部和二级过滤区16顶部，三级过滤区18顶部高度高于沉淀区15顶部，排水井19顶部溢流口高度高于三级过滤区18顶部。

上述的逐级递增的高度，营造了小型的蓄水环境，延缓水流速度的同时，提高向下渗透时间。

此外，配水区10为呈凹形的沟槽，一端与周围缓坡连接，另一端与一级过滤区11连接。

一级过滤区11，呈环形结构布设于配水区10内侧，表面种植绿草。

一级过滤区11靠近高位扇环段14的扇环部分，自上而下依次设置有第一土壤层20、固定化菌藻层21和铝污泥填料层22。

特别地，构成固定化菌藻层21的菌藻为直径2-3 mm的颗粒状胶球，构成铝污泥填料层22的填料为给水厂废弃物铝污泥经加工后直径1-2 mm的颗粒物。

一级过滤区11靠近低位扇环段13的扇环部分，设置有第二土壤层23，且第二土壤层23底部封闭。

如图3所示，沉淀区15，呈环形结构布设于一级过滤区11内侧，其中，沉淀区15为内部空心的预制混凝土圆环柱。

沉淀区15靠近高位扇环段14的扇环部分，其底部高度低于沉淀区15靠近低位扇环段13的扇环部分。

特别地，为提高沉淀效果和收集效率，沉淀区15靠近低位扇环段13的扇环部分，其底部具有中间高、两边低的特点，倾斜角度为5°-10°，实际应用时，其底部沉淀的颗粒物会自动滑落至两边的沉淀区15靠近高位扇环段14的扇环部分。

特别地，沉淀区15靠近低位扇环段13，且伸出一级过滤区11和二级过滤区16顶部的扇环部分，其外侧为开口状态，安装有过滤格栅35。

过滤格栅35为细格栅，栅距5-8 mm。

二级过滤区16，呈环形结构布设于沉淀区15内侧，包括自上而下依次设置的砾石层32和砂层33。

砾石层32为10-20 mm的砾石填充构成，较大粒径的砾石之间孔隙较大，便于快速排水。

砂层33为0.8-1 mm的砂子填充构成，起到过滤净化的作用。

三级过滤区18，呈环形结构布设于二级过滤区16内侧，包括自上而下依次设置的第三土壤层28和沸石层29。

沸石层29为2-5 mm的沸石填充构成，起到过滤净化的作用。

排水井19，布设于三级过滤区18内侧即整个系统的中心位置，排水井19为PPR材质的空心圆柱管。

特别地，二级过滤区16靠近低位扇环段13的扇环部分，设置有盆栽净化装置17，优选的盆栽净化装置17的数量至少为3个。

如图4所示，盆栽净化装置17，由头部37和尾部38构成，头部37为顶部开口、侧面密布孔洞的倒圆台，尾部38为闭合的圆柱。

尾部38内部从下往上间隔设置有厚度一致的铝污泥填料柱24和固定化菌藻柱25，铝污泥填料柱24和固定化菌藻柱25的总体积占尾部38空间的1/6-1/3，减少水流阻力。

盆栽净化装置17的尾部38设有进水口40和出水口39。

进水口40位于尾部38的侧面底部，并与沉淀区15靠近低位扇环段13的扇环部分底部连通；出水口39位于尾部38的侧面顶部，并与埋设于沸石层29中的布水管30水平连接。

头部37、尾部38所构成的腔体内设有溢流管27，溢流管27贯穿构成盆栽净化装置17的头部37、尾部38中心，即将到达尾部38底部时以90°折角从尾部38的侧面伸出，延伸并穿过二级过滤区16和三级过滤区18后，与排水井19连接。

溢流管27顶部高于头部37顶部，但低于排水井19顶部，由于底部互通的头部37、尾部38和沉淀区15构成了一个类U型构造，内部长时间存有雨水，因此头部37、尾部38所构成的腔体内还设有吸水带31，吸水带31的一端位于头部土壤层26中，另一端位于尾部38底部。

特别地，吸水带31采用聚丙烯腈系吸水纤维制成，吸水能力强，通过吸水带31将水补充到头部土壤层26内，为植物提供水分，保证植物生长。

优选的，在头部土壤层26、第三土壤层28的表面均种植耐淹型植物，以遮挡住溢流管27和排水井19，实现美观的作用。

本发明的乡村景观用雨水花园的工作原理或结构原理：

在具体降雨过程中，

（1）当雨量较小时，由配水区10分配的雨水首先进入低位扇环段13，经过表面种植的绿草拦截水流中较大的杂物后，再通过过滤格栅35过滤后进入沉淀区15，并经沉淀区15沉淀后，由进水口40进入尾部38内部后，依次经过铝污泥填料柱24、固定化菌藻柱25净化，并出水口39流出经布水管30将水流均匀分配至沸石层29中，最终流入蓄水区34中。

（2）当雨量较大时，水量超过头部37、尾部38和沉淀区15的过水负荷，系统整体水位上升，部分水流进入高位扇环段14，并由第一土壤层20、固定化菌藻层21和铝污泥填料层22进行净化、渗透；当雨量继续增大，雨水翻过沉淀区15顶部进入二级过滤区16，大粒径的砾石层32使雨水快速渗透，砂层33进一步净化雨水，最终流入蓄水区34。

（3）当雨量很大时，雨水水位逐渐上升，通过头部37、尾部38内的溢流管27，快速排入排水井19中，减少雨水花园的压力。

（4）当遭遇暴雨时，溢流管27也无法快速排出雨水，雨水水位快速上涨时，通过排水井19的顶部迅速排出。

此外，过滤格栅35的下部内设置有贯通孔36，用于与沉淀区15可拆卸式组装。

特别地，本发明中的第一土壤层20、第二土壤层23、第三土壤层28、头部土壤层26的底部均铺设有一层透水土工布，防止土壤随水流流失。

优选的，本结构的乡村景观用雨水花园，蓄水区34中安装有蓄水模块。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种乡村景观用雨水花园，其特征在于：包括由外向内依次设置的配水区（10）、一级过滤区（11）、沉淀区（15）、二级过滤区（16）、三级过滤区（18）和排水井（19）；

所述配水区（10）顶部、一级过滤区（11）顶部和二级过滤区（16）顶部齐平；

所述沉淀区（15）顶部高度分别高于一级过滤区（11）顶部、二级过滤区（16）顶部；

所述三级过滤区（18）顶部高度高于沉淀区（15）顶部；

所述排水井（19）顶部溢流口高度高于三级过滤区（18）顶部；

其中，由外向内设置的配水区（10）、一级过滤区（11）、沉淀区（15）、二级过滤区（16）、三级过滤区（18）、排水井（19）表面为圆形结构，雨水沿整个圆周全角度进入。

2.根据权利要求1所述的一种乡村景观用雨水花园，其特征在于：所述配水区（10）为呈凹形的沟槽，外壁与周围缓坡连接，内壁与一级过滤区（11）连接。

3.根据权利要求1所述的一种乡村景观用雨水花园，其特征在于：所述一级过滤区（11）呈环形结构布设于配水区（10）内侧，表面种植绿草；

所述一级过滤区（11）被与排水井（19）圆心相交的若干个隔断板（12）分割成大小一致的扇环段；

其中，扇环段包括低位扇环段（13）和高位扇环段（14），所述低位扇环段（13）和高位扇环段（14）交错布设；

所述沉淀区（15）靠近高位扇环段（14）的扇环部分，其底部高度低于沉淀区（15）靠近低位扇环段（13）的扇环部分；

所述沉淀区（15）靠近低位扇环段（13），且伸出一级过滤区（11）和二级过滤区（16）顶部的扇环部分，其外侧为开口状态，安装有过滤格栅（35）。

4.根据权利要求3所述的一种乡村景观用雨水花园，其特征在于：所述低位扇环段（13）顶部与配水区（10）顶部齐平，所述高位扇环段（14）靠近配水区（10）一侧的顶部高度高于低位扇环段（13）。

5.根据权利要求3或4所述的一种乡村景观用雨水花园，其特征在于：所述一级过滤区（11）靠近高位扇环段（14）的扇环部分，自上而下依次设置有第一土壤层（20）、固定化菌藻层（21）和铝污泥填料层（22）；

所述一级过滤区（11）靠近低位扇环段（13）的扇环部分设置有第二土壤层（23），且第二土壤层（23）底部封闭。

6.根据权利要求1所述的一种乡村景观用雨水花园，其特征在于：所述沉淀区（15）呈环形结构布设于一级过滤区（11）内侧；其中，沉淀区（15）为内部空心的预制混凝土圆环柱。

7.根据权利要求1所述的一种乡村景观用雨水花园，其特征在于：所述二级过滤区（16）呈环形结构布设于沉淀区（15）内侧，包括自上而下依次设置的砾石层（32）和砂层（33）。

8.根据权利要求1所述的一种乡村景观用雨水花园，其特征在于：所述三级过滤区（18）呈环形结构布设于二级过滤区（16）内侧，包括自上而下依次设置的第三土壤层（28）和沸石层（29），沸石层（29）上部内埋设有布水管（30）；

所述排水井（19）布设于三级过滤区（18）内侧的中心位置；

所述第二土壤层（23）底部设置有蓄水区（34），蓄水区（34）中安装有蓄水模块；

所述二级过滤区（16）靠近低位扇环段（13）的扇环部分设置有盆栽净化装置（17）；

所述盆栽净化装置（17），由头部（37）和尾部（38）构成，其中头部（37）为顶部开口、侧面密布孔洞的倒圆台，尾部（38）为闭合的圆柱；

所述头部（37）内设置有头部土壤层（26），尾部（38）内部从下往上间隔设置有厚度一致的铝污泥填料柱（24）和固定化菌藻柱（25），其中铝污泥填料柱（24）和固定化菌藻柱（25）的总体积占尾部（38）空间的1/6-1/3；

所述尾部（38）设有进水口（40）、出水口（39），进水口（40）位于尾部（38）的侧面底部，并与沉淀区（15）靠近低位扇环段（13）的扇环部分底部连通，出水口（39）位于尾部（38）的侧面顶部，并与埋设于沸石层（29）中的布水管（30）水平连接；

所述头部（37）、尾部（38）构成的腔体内设有溢流管（27），溢流管（27）贯穿头部（37）和尾部（38），在到达尾部（38）底部时以折角从尾部（38）的侧面伸出，延伸并穿过二级过滤区（16）和三级过滤区（18）后，与排水井（19）连接，其中溢流管（27）的顶部高度高于头部（37）顶部高度，且低于排水井（19）顶部高度；

所述头部（37）、尾部（38）构成的腔体内设有吸水带（31），吸水带（31）的一端位于头部土壤层（26）中，另一端位于尾部（38）底部，其中，吸水带（31）采用聚丙烯腈系吸水纤维制成；

所述头部土壤层（26）和第三土壤层（28）表面均种植耐淹型植物，以遮挡住溢流管（27）、排水井（19）。

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