CN208762819U - 一种城市大范围地下智慧水库集水系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种城市大范围地下智慧水库集水系统，包括由方形地面和长条形地面组成的地面层，其特征在于，方形地面的横向和纵向每隔5m设置有一条渗水缝，长条形地面的两侧设置有两条竖向的渗水缝，长条形地面的中间条形区域每隔5m设置有一条横向渗水缝，渗水缝宽度为4—10cm，地面层下方从上到下依次设置有中砂找平层、混合集水层、地下隔水层和天然地基，中砂找平层的厚度为20mm，由粒径大于0.25mm的中砂组成，混合集水层由厚度为0.8m—1.2m的集水单元组成，集水单元由边长大于等于15cm的块石构成，每个集水单元内地势最低的地方设置有集水箱，集水箱的外壁设有过滤透水层，集水箱上方地面层安装有太阳能光伏水泵。本系统可减小城市排水压力且节能环保。
Description
技术领域
本实用新型属于海绵城市建设领域，具体涉及一种城市大范围地下智慧水库集水系统。
背景技术
随着城市的不断扩张，全国各地的硬化地面面积也在不断的增大。地面硬化导致地面径流系数增大，城市内涝现象频发。而地面积水作为城市内涝的一部分，给居民的生活带来了诸多不便。近年来，透水地面越来越多的出现在城市的公园，人行道，停车场等地面中。透水地面可以有效的收集雨水资源，雨水是最直接、最根本、最经济的水资源，回收利用水资源能够缓解城市内涝，同时减小城市用水压力，有利于海绵城市的建设发展。
目前常见的透水地面主要有透水砖铺装地面，中空植草砖地面，木质架空地面，大块铺石与天然种草地面相间地面等。这些技术的应用大大增加了雨水下渗率，但是局限性在于不能大面积应用，雨水下渗能力有限，更无法形成庞大的地下储水空间。
另外目前针对地下海绵体储水结构的研究已经比较成熟，在很多新建城市区域也投入了实际应用。但是目前的地下海绵体储水结构只能储蓄一定量的水，在海绵体饱和之后不可以继续容纳地面多余的积水。所以，提出一种可以循环储水的地下储水结构是必要的。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种城市大范围地下智慧水库集水系统，本系统用于提高城市地面吸收和容纳雨水的能力并且存储雨水加以利用，使得城市地面上的雨水基本自行下渗收集而不形成地面径流，减小城市排水压力。另外，当外界需水量较多或者内涝压力过大时，可将地下天然智慧水库中的水抽出利用或排走，增强集水系统解决内涝的能力并且增加雨水资源利用率。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种城市大范围地下智慧水库集水系统，包括由方形地面和长条形地面组成的地面层，其特征在于，所述方形地面的横向和纵向每隔5m设置有一条渗水缝，所述长条形地面的两侧设置有两条竖向的渗水缝，长条形地面的中间条形区域每隔5m设置有一条横向渗水缝，所述渗水缝宽度为4—10cm，所述地面层下方从上到下依次设置有中砂找平层、混合集水层、地下隔水层和天然地基，所述中砂找平层的厚度为20mm，由粒径大于0.25mm的中砂组成，混合集水层由厚度为0.8m—1.2m的集水单元组成，所述集水单元由边长大于等于15cm的块石构成，每个所述集水单元内地势最低的地方设置有集水箱，所述集水箱的外壁设有过滤透水层，以使集水单元内汇集的水经过滤后流入集水箱内等待回收利用，所述集水箱上方地面层安装有太阳能光伏水泵，利用太阳能提供动力，将集水箱里面的水抽出利用。
优选的，所述集水单元的长和宽均为1km以上。
优选的，若地面层位于城市行车交通道路上，采用厚度为50-100mm的沥青路面；若地面层应用于非交通道路，采用厚度为60mm的荷兰砖。
优选的，所述块石包括建筑垃圾中的碎石块、砖瓦碎块和混凝土块。
优选的，渗水缝的边缘为弧形，以便水流流入，渗水缝中心的高程低于地面层0.8-1.2cm。
优选的，设置于长条形地面两侧的渗水缝距离路缘石内侧5cm，缝宽为10cm。
优选的，集水单元的周边设有隔水层。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：
(1)本实用新型提出了对于现有城市地面的建设或改造方案，有利于减少地面径流，增加地面雨水下渗量，解决城市内涝；利用智慧水库中的集水，提高城市水资源利用率。
(2)本实用新型适用范围较广，可以应用于城市内任何无建筑地面，可大范围实施，可将大范围地下空间整体利用，形成一个范围很大的连续集水区域，且可在无动力情况下利用地势将地下水库中的水引入集水箱，继而被抽排或加以利用，为地下集水系统提供可灵活调整的储水空间。
(3)本系统的一些情况下可以利用建筑垃圾作为混合集水层的填筑材料，有利于社会资源的合理利用，也降低了造价。
(4)本系统可将大范围区域地面的雨水收集起来，储存在一个地下封闭系统中，并且可通过太阳能光伏水泵将系统中的水抽出加以利用，缓解城市水压力；在雨水超出地下集水区域的容纳量时可将水持续抽排到附近排水区域，使得地下集水系统可继续容纳该区域地面积水，较好的解决该区域内涝问题，达到可蓄可放的天然智慧水库的效果。
附图说明
图1a和图1b分别为本实用新型方形地面和长条形地面中渗水缝的布置结构示意图；
图2为本实用新型地下横剖面示意图；
图3为本实用新型集水单元结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体事例对本实用新型做以详细描述。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
一种城市大范围地下智慧水库集水系统，应用于城市所有无建筑区域，包括道路，公园用地，停车场，绿地等。本实用新型利用透水地面结构和地下大孔径透水材料填筑的混合集水层两大主要部分，构成一个储水面积很大且具有超强集水能力的封闭式地下水库。以较大范围的区域为一个集水单元，在每个集水单元地势较低的位置放置集水箱，用以完成对地下水库内储水的自动收集。另外，可在每个集水单元安装一个太阳能光伏水泵，储存太阳能提供动力，用以将集水箱中的水抽出排走或加以利用。
如图1a和图1b所示，为了使得城市地面的雨水能够很快下渗，地面上采用透水结构且进行分缝处理，每隔一段距离设置一条渗水缝2，渗水缝2用来收集形成地面径流的雨水，使不能马上通过透水地面下渗的雨水流入缝中并且下渗，解决地面径流，渗水缝2缝宽约5cm。对于大块的方形地面横向和纵向分别每隔5m设置一条，渗水缝2将大块的方形地面分成正方形块状，如图1a所示。对于条形地面，如道路，均在两侧设置两条竖向渗水缝，构造和路面分缝相同，竖向渗水缝距离路缘石内侧约5cm处位置，缝宽10cm，条形地面的中间条形区域则每隔5m设置一条横向缝，如图1b所示。
渗水缝2的边缘为弧形，便于水流流入，渗水缝2中心的高程相对路面要稍低一些，约低于地面层1约1cm左右。填充渗水缝2的材料可选择一种具有弹性并且透水性很大的材料，由于渗水缝2本身宽度较小，而且填缝材料具有弹性，所以在道路上行车或者步行都不会感到颠簸不平。当路面遭遇雨天时，除了地面本身下渗之外，形成地面径流的那部分雨水会流向地势较低的渗水缝2。
图2为本实用新型地下横剖面示意图。地面层1下方由上至下包括中砂找平层3、混合集水层4、地下隔水层5和天然地基6。地面层1的材料选择可根据地面类型不同而定，如果应用在城市行车交通道路上，则采用厚度为50-100mm的大粒径渗水沥青层；如果应用在人行小路、公园用地，停车场等地面，则采用厚度为60mm的荷兰砖等透水砖铺装地面，对于城市绿地则不需要进行地面处理。中砂找平层3的厚度为20mm，由粒径大于0.25mm的中砂构成。
混合集水层4由厚度为1m左右的多个集水单元组成，集水单元由边长大于等于15cm的块石构成，如果是对承载力要求较低的公园、绿地、人行道路等地面则可以选择块石与建筑垃圾中的碎石块、砖瓦碎块、混凝土块混合填筑，这样不仅可以减少块石使用量，还能处理掉一部分建筑垃圾，更加环保。收集的水资源在集水单元的孔隙中积存，每个集水单元独立形成一个庞大的水库，集水单元的边缘做防渗处理。集水单元的大小可根据城市建筑环境不同灵活选择。
图3为本实用新型集水单元结构示意图。本实施例中集水单元为一个2km×2km的城市区域范围，厚度为1m，每个集水单元的周边设有隔水层7，在每个集水单元地势最低的位置安置一个体积很大的集水箱8，集水箱8外围设置过滤透水层9，使得地下水库中的水随地势自由流动到集水箱8里面储存并等待被回收利用。集水箱8近安装太阳能光伏水泵10，利用太阳能提供动力，用于将集水箱8里面的水抽出利用。当遭遇降水时，降落在地面层1上的雨水除了直接通过透水地面下渗之外，还流向地面渗水缝2下渗到作为地下水库的混合集水层4。存储在混合集水层4中的水，在流向地势较低的地方的过程中进行了过滤和自净，最终使得从整个区域汇集的水流入集水箱8内。假设本实施例中混合集水层4的空隙率为35％，那么每单位面积的集水单元可容纳350mm厚度的雨水，对于一次降雨量达到100mm或者更大的大雨来说也是可以全部容纳的。而本方案的混合集水层，由于范围大，面积广，可以作为一个巨大的地下水库用来存蓄雨水，每个集水单元的集水量可达40万立方米以上。
本实用新型并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本实用新型的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种城市大范围地下智慧水库集水系统，包括由方形地面和长条形地面组成的地面层，其特征在于，所述方形地面的横向和纵向每隔5m设置有一条渗水缝，所述长条形地面的两侧设置有两条竖向的渗水缝，长条形地面的中间条形区域每隔5m设置有一条横向渗水缝，所述渗水缝宽度为4—10cm，所述地面层下方从上到下依次设置有中砂找平层、混合集水层、地下隔水层和天然地基，所述中砂找平层的厚度为20mm，由粒径大于0.25mm的中砂组成，混合集水层由厚度为0.8m—1.2m的集水单元组成，所述集水单元由边长大于等于15cm的块石构成，每个所述集水单元内地势最低的地方设置有集水箱，所述集水箱的外壁设有过滤透水层，以使集水单元内汇集的水经过滤后流入集水箱内等待回收利用，所述集水箱上方地面层安装有太阳能光伏水泵，利用太阳能提供动力，将集水箱里面的水抽出利用。
2.根据权利要求1所述一种城市大范围地下智慧水库集水系统，其特征在于，所述集水单元的长和宽均为1km以上。
3.根据权利要求1所述一种城市大范围地下智慧水库集水系统，其特征在于，若地面层位于城市行车交通道路上，采用厚度为50-100mm的沥青路面；若地面层应用于非交通道路，采用厚度为60mm的荷兰砖。
4.根据权利要求1所述一种城市大范围地下智慧水库集水系统，其特征在于，所述块石包括建筑垃圾中的碎石块、砖瓦碎块和混凝土块。
5.根据权利要求1所述一种城市大范围地下智慧水库集水系统，其特征在于，渗水缝的边缘为弧形，以便水流流入，渗水缝中心的高程低于地面层0.8-1.2cm。
6.根据权利要求1或5所述一种城市大范围地下智慧水库集水系统，其特征在于，设置于长条形地面两侧的渗水缝距离路缘石内侧5cm，缝宽为10cm。
7.根据权利要求1所述一种城市大范围地下智慧水库集水系统，其特征在于，所述集水单元的周边设有隔水层。
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