CN204662551U - 海绵生态雨水收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型海绵生态雨水收集装置，涉及一种利用植物处理水的装置，特别是涉及一种用于雨季储存水、需水时释放的利用植物处理水的装置。其目的是为了提供一种净化雨水、加强排水和蓄水能力、对雨水有效收集和利用的海绵生态雨水收集装置。本实用新型海绵生态雨水收集装置包括植草沟和溢流井；植草沟包括顶部开口的防渗壳；防渗壳内由上至下依次铺设有草皮层、基质层、保护层、石英砂层、火山岩层；火山岩层下部设有渗水导流管；溢流井两侧分别设有进水口和出水管；渗水导流管通过溢流井的进水口深入溢流井空腔内。本实用新型能够加强排水和蓄水能力，改善城市微气候条件；对雨水过滤，达到净化雨水的目的；对雨水进行有效的收集和利用。

Description

海绵生态雨水收集装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用植物处理水的装置，特别是涉及一种用于雨季储存水、需水时释放的利用植物处理水的装置。

背景技术

城市小区雨水的收集利用是一项涉及面很广的系统工程，涉及到雨水径流的控制、减缓洪涝、雨水作为中水水源进行收集利用、小区水系统的合理设计及其生态环境建设，是我国发展循环经济的重要内容之一，已被纳入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》。

我国是一个水资源严重短缺的国家，人均水资源量仅为世界人均占有量的1/4，而且近年的年降雨量产生重大偏离，容易导致出现旱涝无常的状况。如何有效的利用雨水，通过合理收集与利用，削减城市洪峰流量，改善城市的生态环境、缓解水资源紧张等，具有重要的社会责任。

城镇化是促进社会进步的必然要求。然而，快速的城镇化的同时，带来了水资源紧缺，环境与生态的压力。“十八大”报告明确提出“面对资源约束趋紧、环境污染扬严重、生态系统退化的严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出地位。”

2014年10月住房城乡建设部下发了《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建》(以下简称《指南》)，规范并大力推广雨水的收集和利用技术。

海绵城市是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。其核心思想是将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化。

常规的生态沟做法是在实土中挖出一条明沟，在明沟内逐层放置填充物，表面再设置草皮等景观面层后而形成的具有受水、蓄水及排水功能的实心沟。这样施工量大，且一旦修建后不宜进行调整，且施工成本高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种净化雨水、加强排水和蓄水能力、对雨水有效收集和利用且施工方便的海绵生态雨水收集装置。

本实用新型海绵生态雨水收集装置，包括草沟和溢流井；所述植草沟包括顶部开口的防渗壳；所述防渗壳纵断面上宽下窄；所述防渗壳内由上至下依次铺设有草皮层、基质层、保护层、石英砂层、火山岩层；所述火山岩层下部设有渗水导流管；

所述溢流井上方设有格栅，侧面设有出水管；所述渗水导流管深入溢流井空腔内，所述渗水导流管的出水端开口向下；所述出水管的进水端深入溢流井空腔内；所述出水管的进水端高于渗水导流管的出水端。

进一步，本实用新型海绵生态雨水收集装置，所述防渗壳的材质为超高分子聚乙烯。

进一步，本实用新型海绵生态雨水收集装置，所述防渗壳纵断面为梯形。

进一步，本实用新型海绵生态雨水收集装置，所述草皮层种植对生长条件要求不高、低矮和抗旱的草类、乔木或灌木。

草皮层种对生长条件要求不高、低矮和抗旱的草类、乔木和灌木等。维护与管理粗放，基本上不需要维护与管理，栽种的植物低矮，不需要剪枝，干枯和落叶变成腐殖质肥料。

进一步，本实用新型海绵生态雨水收集装置，所述基质层包括耕作土壤、腐殖质、有机肥料、泥炭或泥煤、微孔材料。

为了降低荷载总值，本实用新型中所述基质层为混合土壤，比天然土壤轻。基质层具有充分的养料，富含腐殖质、有机肥料，掺入了一定比例的泥炭或泥煤，可以提高土壤的毛细管作用，加强土壤蓄存水的功能；掺入一定量的微孔材料如焙烧过的粘土、多孔泡沫材料等，可改善基质层的透气作用，保证植物生长层松软、通气良好和培养蚯蚓，并兼之具有较好的蓄水作用和排水作用。

进一步，本实用新型海绵生态雨水收集装置，所述保护层为水泥石英砂浆，所述水泥石英砂浆中水泥与石英砂的质量比为1:2-1:1。

更进一步，本实用新型海绵生态雨水收集装置，所述保护层厚度为25-35mm。

进一步，本实用新型海绵生态雨水收集装置，所述石英砂层厚度为350-450mm。

浊度较高的雨水通过350-450mm厚度的石英砂层后，可有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等。

进一步，本实用新型海绵生态雨水收集装置，所述溢流井壁上设有检查梯。

本实用新型海绵生态雨水收集装置与现有技术不同之处在于：

1、使用本实用新型的海绵生态雨水收集装置能够加强排水和蓄水能力，改善城市微气候条件。

2、雨水通过本实用新型的海绵生态雨水收集装置的植草沟的层层物理过滤，达到净化雨水的目的。

3、本实用新型的海绵生态雨水收集装置的溢流井收集的雨水可作为中水和景观用水，用于旱季灌溉、喷泉、洗车，实现对的雨水有效收集和利用。

4、使用本实用新型的海绵生态雨水收集装置，能够减轻排水管网的压力：雨水经“海绵生态雨水收集装置”过滤并储存到蓄水罐中备用，从而减少了流入排水管网的水量，有效缓解排水管网的压力。

5、本实用新型的海绵生态雨水收集装置造价低，施工简单，性价比高；且植草沟的长度按需定制敷设。

下面结合附图对本实用新型的海绵生态雨水收集装置作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型海绵生态雨水收集装置结构示意图，其中，1为草皮层，2为基质层，3为保护层，4为石英砂层，5为火山岩层，6为渗水导流管，7为防渗壳，8为格栅，9为检查梯，10为出水管。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型海绵生态雨水收集装置包括植草沟和溢流井；植草沟包括顶部开口的防渗壳7；防渗壳7纵断面为梯形，防渗壳的宽度自上至下逐渐减小；防渗壳7内由上至下依次铺设有草皮层1、基质层2、保护层3、石英砂层4、火山岩层5；火山岩层下部设有渗水导流管6；草皮层1种植对生长条件要求不高、低矮和抗旱的草类、乔木或灌木；基质层2包括耕作土壤、腐殖质、有机肥料、泥炭或泥煤、微孔材料；保护层3为水泥石英砂浆，厚度为25-35mm；石英砂层4厚度为350-450mm；防渗壳7的材质为超高分子聚乙烯；溢流井上方设有格栅8，侧面设有出水管10，溢流井井壁上设有检查梯9；渗水导流管6深入溢流井空腔内，渗水导流管6的出水端开口向下；出水管10的进水端深入溢流井空腔内；出水管10的进水端高于渗水导流管6的出水端。

防渗壳7的作用：采用超高分子聚乙稀(UPE)板，即分子量高于150万的热塑性工程防渗板。分子链长度是高密度聚乙烯的10-20倍，更长分子链(更高的分子量)赋予的主要优势在于韧性、耐磨性和抗应力开裂性更强了，同时具有润滑性、耐化学性和优良电性能。

UPE板具有极好的耐磨性，良好的耐低温冲击性、自润滑性、无毒、耐水、耐化学药品性，耐热性优于一般PE，具有突出的抗冲击性、耐应力开裂性、耐高温蠕变性、低摩擦系数、自润滑性，卓越的耐化学腐蚀性、抗疲劳性、噪音阻尼性、耐核辐射性。其使用温度为-180～120℃；密度0.935g/cm3，分子量为800万，其断裂拉伸强度40MPa，断裂伸长率350％，弯曲弹性模量600MPa，悬臂梁缺口冲击冲不断，磨耗量(MP法)20mm。

草皮层1的作用：太阳光照射在绿色植物的叶子上，约有60％的太阳能消耗于蒸发水分，约有30％透过植物体，2％用于光合作用和制造大量的生物能,，8％被叶子反射回大气中。通过植物叶片蒸发水分，可以消耗大量的太阳能，并且补充空气中的水分，调节空气的湿度，绿色植物还可滞留尘埃、吸收二氧化碳、放出氧气、吸收有害气体等作用，是改善城市微气候条件的有效办法。

基质层2的作用：基质层2即土壤层，主要功能是满足植物的正常生长要求同时有效降低雨水中BOD、COD、SS含量。

保护层3的作用：植物的根系具有较强的穿透能力，为了防止根系穿损石英砂层4，或将根系对石英砂层4的损害减少到最小程度。

石英砂层4的作用：选用石英砂作为过滤介质，经石英砂过滤的雨水可达到降低水浊度、净化水质的效果。

火山岩层5的作用：火山岩是一种生物滤料，表面粗糙多微孔，微生物在其表面生长、繁殖，形成生物膜。作为生物膜载体，火山岩生物滤料对所固定的微生物无害、无抑制性作用，不影响微生物的活性。可有效去除COD、BOC、SS、氨氮等，以达到净化水质的目的。

渗水导流管6的作用：渗水导流管6的原料为合成纤维，其材质憎水、阻力小，具有极高的表面渗水能力和内部通水能力；并具有极好的抗压能力及适应形变的能力；具有极佳的化学惰性，在工程使用中能保持长久的寿命；重量轻，易裁剪，施工安装方便。其主要作用是排除多余水份和将经过滤处理后的雨水导流至溢流井中备用。

溢流井的作用：将渗水导流管6收集的雨水存入溢流井内，雨水在溢流井内进行二次沉淀，使出水管10排出的水得到进一步的处理。

将海绵生态雨水收集装置安装在道路边，其工作原理为：下雨时，道路地面雨水流入植草沟，雨水依次流经植草沟的草皮层1、基质层2、保护层3、石英砂层4、火山岩层5。雨水大时，雨水被防渗壳7保留在植草沟内，植草沟内水位上升，经植草沟底部设置的渗水导流管6进入溢流井，由于渗水导流管6出水端开口向下并低于出水管10的进水端；进入溢流井的水经过沉淀后变澄清，得到净化的水从溢流井的出水管10排出。将溢流井流出的净化后的水收集储存，用于旱季灌溉，实现雨水再利用。

本实用新型海绵生态雨水收集装置的植草沟是将生态沟的功能集于一身后成品化，将本实用新型的海绵生态雨水收集装置直接敷设到所需位置即可，有效减少了施工环节，从而降低施工成本。经过植草沟收集到的雨水比采用常规的工程雨水管系收集的雨水原水水质好很多，通过自身物理过滤功能就能满足中水回用的水质要求，可达到绿化给水及人工湖补水的水质。植草沟对雨水的处理环节比污水处理环节简单、使用安全、成本低；使用雨水做中水和景观用水费用大大降低。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种海绵生态雨水收集装置，其特征在于：包括植草沟和溢流井；所述植草沟包括顶部开口的防渗壳；所述防渗壳纵断面上宽下窄；所述防渗壳内由上至下依次铺设有草皮层、基质层、保护层、石英砂层、火山岩层；所述火山岩层下部设有渗水导流管；

所述溢流井顶部设有格栅，侧面设有出水管；所述渗水导流管深入溢流井空腔内，所述渗水导流管的出水端开口向下；所述出水管的进水端深入溢流井空腔内；所述出水管的进水端高于渗水导流管的出水端。

2.根据权利要求1所述的海绵生态雨水收集装置，其特征在于：所述防渗壳纵断面为梯形。

3.根据权利要求1所述的海绵生态雨水收集装置，其特征在于：所述防渗壳的材质为超高分子聚乙烯。

4.根据权利要求1所述的海绵生态雨水收集装置，其特征在于：所述保护层为水泥石英砂浆。

5.根据权利要求4所述的海绵生态雨水收集装置，其特征在于：所述保护层厚度为25-35mm。

6.根据权利要求1所述的海绵生态雨水收集装置，其特征在于：所述石英砂层厚度为350-450mm。

7.根据权利要求1所述的海绵生态雨水收集装置，其特征在于：所述溢流井井壁上设有检查梯。