CN207958061U - 一种山地城市暴雨径流调蓄及雨水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种山地城市暴雨径流调蓄及雨水处理系统，它由依次布设的沉淀消能池（1）、组合模块式大坡度径流控制滤池（2）、微型水景滞存系统（3）、复杂地质条件促渗区（4）、径流入湖强化侧向流生物滤池（5）组成。本实用新型的优点是：1、适用于地面坡度较大、冲刷强烈的山地城市暴雨径流控制；2、实现了暴雨水量的削减和污染的控制；3、具有消能、滞蓄、渗滤和造景功能；4、提高了冲击负荷的能力强，去除N、P效果好。

Description

一种山地城市暴雨径流调蓄及雨水处理系统

技术领域

本实用新型属于雨水处理技术领域，具体涉及一种集雨水消能、滞蓄、渗滤和造景功能于一体的组合式雨水径流处理系统，特别适用于山地城市暴雨径流水量和水质的控制。

背景技术

近年来，随着城市化进程的推进以及全球气候变化带来的极端天气，城市暴雨径流产生的危害日益凸显。一方面，由于城市下垫面不透水率的增加，地面径流系数增大，暴雨产生的径流量急剧增大，使得越来越多的城市出现内涝问题；另一方面，在暴雨径流的冲刷作用下，城市下垫面累积的污染物随径流进入水体，造成严重的面源污染，成为水体污染的主要途径之一。因此，暴雨径流的有效控制技术是解决城市内涝、降低水环境污染的关键。

在海绵城市理念的指导下，我国在降雨径流控制技术的研究上取得了一定的进展。但多以单一功能的技术应用为主，缺乏多类技术组合的尝试，难以实现水量和水质的同时控制，也难以抵御水量水质变化带来的冲击负荷。特别地，山地城市具有地面坡度大、暴雨冲刷强烈、水流速度快、水流携带的能量大等特点，而传统的径流控制技术流程较短，难以在山地城市取得良好效果。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种山地城市暴雨径流调蓄及雨水处理系统，它能集雨水消能、滞蓄、渗滤和造景功能于一体，为山地城市暴雨径流的调蓄和雨水净化处理提供一种有效方案。

本实用新型所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它由依次布设的沉淀消能池、组合模块式大坡度径流控制滤池、微型水景滞存系统、复杂地质条件促渗区、径流入湖强化侧向流生物滤池组成。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：1、适用于地面坡度较大、冲刷强烈的山地城市暴雨径流控制；2、实现了暴雨水量的削减和污染的控制；3、具有消能、滞蓄、渗滤和造景功能；4、提高了冲击负荷的能力强，去除N、P效果好。

附图说明

本实用新型的附图说明如下：

图1为本实用新型的组合结构图；

图2为图1中沉淀消能池的结构示意图；

图3为图1中组合模块式大坡度径流控制滤池的结构示意图；

图4为图1中微型水景滞存系统的结构示意图；

图5为图1中复杂地质条件促渗区的结构示意图；

图6为图1中径流入湖强化侧向流生物滤池的结构示意图。

图1中：1.沉淀消能池；2.组合模块式大坡度径流控制滤池；3.微型水景滞存系统；4. 复杂地质条件促渗区；5.径流入湖强化侧向流生物滤池；

图3中：6.第一布水渠；7.第一滞水层；8.第一种植基质层；9.储水层；10.第一穿孔排水管； 11.溢流井；

图5中：12.第二滞水层；13.第二种植基质层；14.第一排水层；15第二.穿孔排水管；

图6中：16.第三滞水层；17.第二布水渠；18.第三种植基质层；19.填料层；20.第二排水层； 21.导水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型由依次布设的沉淀消能池1、组合模块式大坡度径流控制滤池2、微型水景滞存系统3、复杂地质条件促渗区4、径流入湖强化侧向流生物滤池5组成。

雨水径流首先进入沉淀消能池1，经消能和预沉淀后，雨水径流溢流进入组合模块式大坡度径流控制滤池2的第一布水渠，实现均匀配水；雨水由溢流井进入微型水景滞存系统 3，当降雨历时过长或降雨强度过大时，进入微型水景滞存系统的雨水量超过微型水景的设计调蓄容量后，微型水景滞存系统将溢流进入复杂地质条件促渗区4，从复杂地质条件促渗区4 的排水管排出的过剩径流进入径流入湖强化侧向流生物滤池5，雨水由径流入湖强化侧向流生物滤池5向水体排水。

本实用新型为两级消能、一级滞蓄和三级渗滤：沉淀消能池1进行初级消能；组合模块式大坡度径流控制滤池2通过延长流程的方式实施二级消能，并对初期重污染径流进行一级渗滤；微型水景滞存系统3主要功能是滞蓄；复杂地质条件促渗区4对雨水进行二级渗滤，径流入湖强化侧向流生物滤池为第三级渗滤。

如图2所示，沉淀消能池1内投放的大型长江石和卵石，能够应对来水冲刷和分散水流，使得水流速度减缓，部分泥沙得到沉淀。沉淀消能池也具备一定的下渗能力，起到削减暴雨径流的作用。经消能和沉淀后的雨水溢流进入下一环节。

沉淀消能池1停留时间按60～90s计，池壁采用钢筋混凝土墙，以保证暴雨期雨水冲刷时的结构强度。池内投放大型长江石和卵石，以应对来水冲刷和分散水流。底部采用300～500mm砾石衬底，以强化雨水的下渗。

如图3所示，组合模块式大坡度径流控制滤池2由多个阶梯式滤池单元组成，每个滤池单元的内侧边设有第一布水渠6，滤池单元中从上至下包括第一滞水层7、第一种植基质层 8和储水层9，储水层9内部安装有向下一级滤池单元排水的第一穿孔排水管10，最后一级滤池单元设有低于外墙的溢流井11。雨水通过溢流井11进入微型水景滞存系统3。

第一滞水层7提供地表径流暂时的储存滞留与颗粒污染物的沉降；第一种植基质层8 的填料逐级变化，以河砂为主，搭配不同比例的紫色土，植物选择高大禾草类草本植物芒草、玉带草和狼尾草；储水层9由粒径为20～40mm的砾石组成，储水层表层铺设土工布，防止种植基层土壤颗粒向下迁移而堵塞储水层9内部的第一穿孔排水管10。

第一布水渠6用于均匀配水，初期重污染径流在第一滞水层7中停留，部分SS得以沉淀。随后渗入第一种植基层8，经植物的吸收和砂土的吸附，部分溶解态的N、P得以拦截，滤后水最后由储水层9中的第一穿孔排水管10进行收集，输送到下一级滤池单元。这种阶梯式多级渗滤在坡度较陡的地方修建，不仅能提高初期径流的处理效果，还延长了径流流程，进一步起到消能作用。阶梯式的跌水还能增加水中溶解氧，促进硝化反应的进行。

如图4所示，所述微型水景滞存系统3为一种注重景观化的表面流人工湿地，水力停留时间按2.0～4.0h计，平均水深为1.0～2.0m。池底敷设卵石，便于微生物的附着生长。微型水景内的植物以睡莲、石菖蒲和水竹芋为主，池周搭配美人蕉、芦竹、棕竹等，美人蕉，株距在0.4～0.6m。

微型水景滞存系统3的水力停留较长，对径流起到滞留作用，同时利用水景中植物、基质、微生物等的共同作用对径流起到净化作用，尤其是容易在底部形成缺氧环境，有利于反硝化的进行。

如图5所示，复杂地质条件促渗区4是由700～1000mm深的砂质壤土及种植其上的植物组成的促渗减流设施。它由上至下覆盖有第二滞水层12、第二种植基质层13和第一排水层14，第二种植基质层13的填料为50mm厚80％河砂混20％紫色土，植被选择斑叶芒；第一排水层14由粒径为30～40mm的碎石组成，用于延长地表径流向深层土壤的渗透时间，第一排水层14的砾石中设有第二穿孔排水管15。外墙为溢流墙。

雨水进入复杂地质条件促渗区4，通过第二滞水层12暂时填洼蓄水和向深层土壤入渗。第二种植基质层13的植物根系发达有利于促进地表径流的快速入渗削减径流量，同时回补地下水。当亚表层土壤渗透率较低时，未入渗的径流暂时滞留在第一排水层14的碎石间隙中，给径流提供时间继续向深层土壤入渗，过多的径流可通过在碎石层设置第二穿孔排水管15，排放至下一处理系统。雨水径流中的污染物主通过沉淀与基质过滤、吸附而去除。

如图6所示，径流入湖强化侧向流生物滤池5由多个阶梯式生物滤池单元组成，每个生物滤池单元的内侧设有第二布水渠17，生物滤池单元中从上至下包括第三滞水层16、第三种植基质层18、填料层19和第二排水层20，第二排水层(20)底部通过导水管(21)连通至下一级生物滤池单元的第二布水渠(17)，最后一级生物滤池单元通过溢流排水。

第三种植基质层18顺着处理流程河砂的比例逐渐降低，渗透率逐渐下降，种植植被选择吸磷能力较强的铜钱草和菖蒲，种植密度选择20株/m2。填料层19中的滤料随流程改变，第一段滤池以沸石为滤料，第二段滤池以陶粒为滤料，设置反硝化作用区；第三段滤池以功能性填料包括海绵铁、铁矿石、炉渣等为填料。

径流入湖强化侧向流生物滤池5是集渗滤、吸附以及生物转化于一体的三段滤池系统，径流流态为垂向流。水流在第三滞水层16中暂时停留，随后渗入第三种植基质层18下部的填料层19，第一级滤池的沸石滤料吸附NH4+-N并发生硝化作用；第二级滤池的陶粒滤料在缺氧条件促进反硝化脱N作用；第三级滤池的功能性滤料能加强对可溶态P的吸附。

Claims (6)

1.一种山地城市暴雨径流调蓄及雨水处理系统，其特征是：由依次布设的沉淀消能池(1)、组合模块式大坡度径流控制滤池(2)、微型水景滞存系统(3)、复杂地质条件促渗区(4)、径流入湖强化侧向流生物滤池(5)组成。

2.根据权利要求1所述的山地城市暴雨径流调蓄及雨水处理系统，其特征是：沉淀消能池(1)池壁为钢筋混凝土墙，池底为300～500mm砾石衬底，池底上放置大型长江石和卵石。

3.根据权利要求2所述的山地城市暴雨径流调蓄及雨水处理系统，其特征是：组合模块式大坡度径流控制滤池(2)由多个阶梯式滤池单元组成，每个滤池单元的内侧边设有第一布水渠(6)，滤池单元中从上至下包括第一滞水层(7)、第一种植基质层(8)和储水层(9)，储水层(9)内部安装有向下一级滤池单元排水的第一穿孔排水管(10)，最后一级滤池单元设有低于外墙的溢流井(11)。

4.根据权利要求3所述的山地城市暴雨径流调蓄及雨水处理系统，其特征是：微型水景滞存系统(3)为表面流人工湿地。

5.根据权利要求4所述的山地城市暴雨径流调蓄及雨水处理系统，其特征是：复杂地质条件促渗区(4)由上至下覆盖有第二滞水层(12)、第二种植基质层(13)和第一排水层(14)，第一排水层(14)的砾石中设有第二穿孔排水管(15)。

6.根据权利要求5所述的山地城市暴雨径流调蓄及雨水处理系统，其特征是：径流入湖强化侧向流生物滤池(5)由多个阶梯式生物滤池单元组成，每个生物滤池单元的内侧设有第二布水渠(17)，生物滤池单元中从上至下包括第三滞水层(16)、第三种植基质层(18)、填料层(19)和第二排水层(20)，第二排水层(20)底部通过导水管(21)连通至下一级生物滤池单元的第二布水渠(17)，最后一级生物滤池单元通过溢流排水。