CN213114892U - 一种适用于海绵城市的功能型雨水花园 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于海绵城市的功能型雨水花园，包括依次串联且高度逐级递减的多级折流区，多级折流区包括第一级折流区、若干个中间级折流区和最后级折流区，其中第一级折流区和中间级折流区自上而下依次设置第一蓄水层和第一覆盖层，最后级折流区自上而下依次设置第二蓄水层、第二覆盖层、种植土层、中砂过滤层、土工布、储渗层、砾石排水层及渗水管，第一覆盖层和第二覆盖层包含砾石和建筑垃圾颗粒，储渗层采用建筑垃圾；将建筑垃圾用于覆盖层和储渗层的建设，不但可以解决建筑垃圾的堆放难题，节省处置费用，减少环境污染，而且可利用绿地滞蓄雨水就地入渗，减小暴雨径流峰值和雨水外排，增加对地下水的回补。
Description
技术领域
本实用新型属于公路工程建设领域，尤其涉及一种适用于海绵城市的功能型雨水花园。
背景技术
第二次世界大战以来世界各国的城市化快速发展且呈迅速扩张态势，出现了两大城市问题，一是每年产生大量的建筑垃圾；二是城市雨洪问题日益严重。随着垃圾分类的深入进行，特殊垃圾处理将进入针对性处理时代，目前我国城市建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的30％～40％，随着城市化进程的加快，大量工程建设会使建筑垃圾总量不断增加，如何排放和处理城市建筑垃圾已经成为建筑施工企业和环境保护部门面临的一个重要课题。建筑垃圾具有资源化属性，将其经过资源化处置，95％以上可成为原材料应用到建设工程中去。许多发达国家如日本、德国的建筑垃圾资源化率已经高达90％以上，多采用回收加工再利用、粉碎再利用等方式。这样不仅可以从根本上解决建筑垃圾堆放带来的危害，而且还能将其变成“绿色”建筑材料再用于工程建设，使城市建设走上可持续发展的道路。
目前园林景观行业的从业者对于建筑废弃物的应用途径和合理使用还处于比较模糊的阶段，将建筑固体垃圾产生的再生建材科学的用于园林生态建设中，对园林景观建设的建筑材料体系进行完善，已经成为了需要迫切解决的问题。
2014年10月中国“海绵城市”建设理念的提出，旨在以更加自然生态的方式解决城市内涝、初期雨水污染和河道黑臭等问题，雨水花园作为生物滞留设施的一种，不仅能够满足蓄渗要求还可以对雨水进行过滤净化，有效降低水中污染物的含量。目前国内外研究主要是城市固体垃圾在地形、园林建筑、道路桥梁及小品等方面的利用较多，但在土壤组分方面研究较少，特别是国内相关产品在市场上也很少见。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种适用于海绵城市的功能型雨水花园，实现当地的建筑废弃物在“海绵城市”建设中的再利用，解决建筑垃圾的去处及良好的生态景观材料的来源两大现存问题。
为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：
一种适用于海绵城市的功能型雨水花园，包括依次串联且高度逐级递减的多级折流区，所述多级折流区包括第一级折流区、若干个中间级折流区和最后级折流区，所述第一级折流区和所述中间级折流区之间、所述中间级折流区之间、所述中间级折流区与所述最后级折流区之间均设置有溢流隔墙，所述溢流隔墙上开设有溢流口；
所述第一级折流区和所述中间级折流区在素土地基层上表面自上而下依次设置第一蓄水层和第一覆盖层，所述第一覆盖层包括砾石和建筑垃圾颗粒，所述第一覆盖层用于雨水过滤；
所述最后级折流区在素土地基层上表面自上而下依次设置第二蓄水层、第二覆盖层、种植土层、中砂过滤层、土工布、储渗层、砾石排水层及渗水管，所述第二覆盖层包含砾石和建筑垃圾颗粒，所述储渗层采用建筑垃圾，所述第二覆盖层、所述中砂过滤层及所述储渗层均用于雨水过滤。
优选地，所述储渗层自上而下依次包括粗料层、中粗料层和细料层，所述粗料层的厚度为250～350mm，所述中粗料层的厚度为100～ 200mm，所述细料层的厚度为20～70mm。
优选地，所述储渗层的孔隙率为30％～45％，密度为1.4～1.8t/m3。
优选地，所述第一覆盖层和所述第二覆盖层中的砾石的体积百分含量为30％～50％，建筑垃圾颗粒的体积百分含量为50％～70％。
优选地，所述第一蓄水层和所述第二蓄水层的厚度大于150mm。
优选地，所述中砂过滤层的厚度为20～70mm，所述中砂过滤层的中砂粒径为5～15mm。
优选地，所述砾石排水层的厚度为250～350mm，所述砾石排水层的砾石粒径为30～50mm。
优选地，所述渗水管采用PVC渗水管，所述渗水管的直径为15～ 25mm。
本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1)本实用新型提供了一种适用于海绵城市的功能型雨水花园，包括依次串联且高度逐级递减的多级折流区，多级折流区包括第一级折流区、若干个中间级折流区和最后级折流区，其中第一级折流区和中间级折流区在素土地基层上表面自上而下依次设置第一蓄水层和第一覆盖层，最后级折流区在素土地基层上表面自上而下依次设置第二蓄水层、第二覆盖层、种植土层、中砂过滤层、土工布、储渗层、砾石排水层及渗水管，第一覆盖层和第二覆盖层包含砾石和建筑垃圾颗粒，储渗层采用建筑垃圾，第一覆盖层、第二覆盖层、中砂过滤层及储渗层均用于雨水过滤；垃圾处理和雨水资源利用是城市建设必须面对的两个问题，本实用新型提供的一种适用于海绵城市的功能型雨水花园，将建筑垃圾用于覆盖层和储渗层的建设，不但可以解决建筑垃圾的堆放难题，节省处置费用，减少环境污染，而且可利用绿地滞蓄雨水就地入渗，减小暴雨径流峰值和雨水外排，增加对地下水的回补。储渗层建设技术上可行，经济上合理，环保效果突出，应用场所灵活多样，推广应用前景。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种适用于海绵城市的功能型雨水花园的多级折流区的平面图；
图2为图1中第一级折流区和中间级折流区的主体结构图；
图3为图1中最后级折流区的主体结构图；
图4为本实用新型实施例提供的一种适用于海绵城市的功能型雨水花园的多级折流区的雨水流向图；
图5为本实用新型实施例提供的一种适用于海绵城市的功能型雨水花园的示范点平面图；
图6为本实用新型实施例提供的一种适用于海绵城市的功能型雨水花园的示范点竖向高差图。
附图标记说明：
1：多级折流区；11：第一级折流区；111：第一蓄水层；112：第一覆盖层；12：中间级折流区；13：最后级折流区；131：第二蓄水层；132：第二覆盖层；133：种植土层；134：中砂过滤层；135：土工布；136：储渗层；137：砾石排水层；138：渗水管；2：溢流隔墙；21：溢流口；3：1号池；4：2号池；A:第一级折流区；B：中间级折流区；C：中间级折流区；D：最后级折流区。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种虹吸式快速排水井盖作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。
参看图1至图3所示，本实用新型提供了一种适用于海绵城市的功能型雨水花园，参看图1所示，整个功能型雨水花园平面主要分为两大区域，第一大区域为依次串联且高度逐级递减的多级折流区1，第二大区域为多级折流区1之间设置的溢流隔墙2；多级折流区1包括第一级折流区11和若干个中间级折流区12和最后级折流区13，第一级折流区11和中间级折流区12之间、中间级折流区12之间、中间级折流区12与最后级折流区13之间均设置有溢流隔墙2，溢流隔墙2上开设有溢流口21，第一级折流区11、中间级折流区12及最后级折流区13的功能等同于传统滤池，故第一级折流区11、中间级折流区12及最后级折流区13形成多级净化区；
参看图2所示，第一级折流区11和中间级折流区12在素土地基层上表面自上而下依次设置第一蓄水层111和第一覆盖层112，第一蓄水层111的厚度大于150mm；第一覆盖层112的厚度为20～70mm，第一覆盖层112包括砾石和建筑垃圾颗粒，其中砾石的体积百分含量为30％～50％，建筑垃圾颗粒的体积百分含量为50％～70％，第一覆盖层112用于雨水过滤，第一级折流区11和中间级折流区12主要起初步过滤作用；
参看图3所示，最后级折流区13在素土地基层上表面自上而下依次设置设置第二蓄水层131、第二覆盖层132、种植土层133、中砂过滤层134、土工布135、储渗层136、砾石排水层137及渗水管 138。第二蓄水层131的厚度大于150mm；第二覆盖层132的厚度为 20～70mm，第二覆盖层132包括砾石和建筑垃圾颗粒，其中砾石的体积百分含量为30％～50％，建筑垃圾颗粒的体积百分含量为50％～ 70％；第二覆盖层132的下面为种植土层133；种植土层133下面为中砂过滤层134，中砂过滤层134的厚度为20～70mm，中砂过滤层 134的中砂粒径为5～15mm；中砂过滤层134的底部设置一层土工布 135；土工布135下为储渗层136，储渗层136采用建筑垃圾，储渗层136自上而下依次包括粗料层、中粗料层和细料层，其中粗料层的厚度为250～350mm，中粗料层的厚度为100～200mm，细料层的厚度为20～70mm，储渗层136的孔隙率为30％～45％，密度为1.4～ 1.8t/m3；储渗层136下面为砾石排水层137，砾石排水层137的厚度为250～350mm，砾石排水层137的砾石粒径为30～50mm；砾石排水层137下部布置入直径为15～25mm的PVC渗水管，最后级折流区13的外侧将素土夯实；最后级折流区13中的第二覆盖层132、中砂过滤层134及储渗层136均用于雨水过滤，最后级折流区13是雨水流入的终端区域，其设置以建筑垃圾作为内置材料的多层滤池(即功能型雨水花园核心)，具体表现在第二覆盖层132由建筑垃圾颗粒组成，同时用建筑垃圾构建空隙较大的储渗层136(储渗层136是快速接收和滞留雨水的空间，以存贮未能及时渗透的雨水)，利用绿地表土层植物根系发达，土壤相对较疏松，雨水入渗率高的性能，使地表雨水迅速入渗并暂存于储渗层136内，雨后再慢慢地渗入地下，相当于增大了雨水的入渗时间，达到减少地表径流和集水利用的目的。
实施例一
参看图4所示，本实施例提供了一种适用于海绵城市的功能型雨水花园，整个功能型雨水花园系统占地面积约100-400平方米，整个功能型雨水花园平面主要分为两大区域，第一大区域为依次串联且高度逐级递减的多级折流区1，第二大区域为多级折流区1之间设置的溢流隔墙2；多级折流区1包括第一级折流区11(图上的A区)和两个中间级折流区12(图上的B、C区)和最后级折流区13(图上的D区)，第一级折流区11和中间级折流区12之间、中间级折流区 12之间、中间级折流区12与最后级折流区13之间均设置有溢流隔墙2，溢流隔墙2上开设有溢流口21，第一级折流区11、中间级折流区12及最后级折流区13的功能等同于传统滤池，故第一级折流区 11、中间级折流区12及最后级折流区13形成多级净化区，实现 A→B→C→D的雨水流向；
参看图2所示，第一级折流区11和中间级折流区12在素土地基层上表面自上而下依次设置第一蓄水层111和第一覆盖层112，第一蓄水层111的厚度为150mm；第一覆盖层112的厚度为50mm，第一覆盖层112包括砾石和建筑垃圾颗粒，其中砾石的体积百分含量为40％，建筑垃圾颗粒的体积百分含量为60％，第一覆盖层112以下为种植土壤层；一级折流区11和中间级折流区12之间、中间级折流区 12之间的溢流隔墙2的溢流口21沿竖直方向穿设于第一蓄水层111，且溢流隔墙2的溢流口21高于第一蓄水层111，溢流口21用于各折流区之间的雨水流动。第一覆盖层112用于雨水过滤，第一级折流区 11和中间级折流区12主要起初步过滤作用；
参看图3所示，雨水流入的终端区域为最后级折流区13，最后级折流区13在素土地基层上表面自上而下依次设置设置第二蓄水层131、第二覆盖层132、种植土层133、中砂过滤层134、土工布135、储渗层136、砾石排水层137及渗水管138。第二蓄水层131的厚度为150mm；第二覆盖层132的厚度为50mm，第二覆盖层132包括砾石和建筑垃圾颗粒，其中砾石的体积百分含量为40％，建筑垃圾颗粒的体积百分含量为60％；第二覆盖层132的下面为种植土层133，采用200mm厚的改良种植土，种植土成分参考当地相关的主流研究成果；种植土层133下面为中砂过滤层134，中砂过滤层134的厚度为 50mm，中砂过滤层134的中砂粒径为5～15mm；中砂过滤层134的底部设置一层土工布135，土工布应尽量薄一些，避免过度减缓雨水入渗速度；土工布135下为储渗层136，储渗层136采用建筑垃圾，储渗层136自上而下依次包括300mm厚粗料层、150mm厚中粗料层和50mm厚细料层，经实验测算，储渗层136的孔隙率为30％～45％，密度为1.4～1.8t/m3；储渗层136下面为砾石排水层137，砾石排水层 137的厚度为300mm，砾石排水层137的砾石粒径为30～50mm；砾石排水层137下部布置入直径为20mm的PVC渗水管，最后级折流区13的外侧将素土夯实；最后级折流区13中的第二覆盖层132、中砂过滤层134及储渗层136均用于雨水过滤，最后级折流区13是雨水流入的终端区域，其设置以建筑垃圾作为内置材料的多层滤池(即功能型雨水花园核心)，具体表现在第二覆盖层132由建筑垃圾颗粒组成，同时用建筑垃圾构建空隙较大的储渗层136(储渗层136是快速接收和滞留雨水的空间，以存贮未能及时渗透的雨水)，利用绿地表土层植物根系发达，土壤相对较疏松，雨水入渗率高的性能，使地表雨水迅速入渗并暂存于储渗层136内，雨后再慢慢地渗入地下，相当于增大了雨水的入渗时间，达到减少地表径流和集水利用的目的。
由于雨水就地入渗要避免造成地下水的污染，污染物主要来源于建筑垃圾和雨水本身，建筑垃圾的污染物可通过其产生过程的管理和分拣得到控制；雨水中的污染物则通过植物的吸收、土层渗透得到净化。本实用新型提供功能性雨水花园，其最后级折流区的主体结构采用多级渗滤系统对降雨径流进行过滤、沉淀、渗透、吸附和植物吸收等作用，削减径流中的重金属、有机物、氮磷等污染物，实现径流的吸收净化，同时减少绿地用水减缓城市内涝与市政排水压力，补充日益枯竭的地下水以修复生态，对建筑垃圾进行再利用以减少环境污染，缓解“热岛效应”，构建生态城市。
实施例二
参看图5至图6所示，本实施例选取位于金桥园区S18地块的东侧作为示范点，提供了一种适用于海绵城市的功能型雨水花园，面积约为400平方米，场地原为一处草坪为主的小型绿地，土壤基质中掺有大量的建筑垃圾，场地的透水性差，地表径流基本通过西侧道路后，全部流入西侧的水体中，并将周边区域的大量污染物冲如水体，加大了水体的污染负荷。给予雨洪控制的理念，对场地的形态进行了深度的改造，将该区域改造建设为一个雨水花园的示范区，既能提升场地的综合效应，又能消纳周边场地(包括东侧的停车场)。参看图5所示，本实施例提供的功能型雨水花园示范区场地布局呈规则形态，包括两处雨水收集处理池，即1号池3和2号池4，参看图6所示(图 6相对于图5顺时针旋转90度)，1号池3面积约280平方米，主要结构包括第一级折流区11和两个第二折流区12，1号池3从上自下依次为蓄水层和覆盖层，覆盖层由建筑垃圾骨料覆盖而成，1号池3 东侧为面积200平方面的停车场，场地原有两处下水口，雨水径流通过下水口搜集后直接排入小水管道流出场地，本次设计改造中也对两处排水沟的排水进行改造，铺设管线将两处排口收集的雨水全部引入 1号池3内，第一级折流区11和第二级折流区12、两个第二级折流区12之间均设置有溢流隔墙，溢流隔墙上开设有溢流口，雨水由第一级折流区11流入第二级折流区12内；第二级折流区12和2号池 4之间也设置有溢流隔墙，溢流隔墙上开设有溢流口，雨水经过1号池3的初步净化和蓄水后，多余的雨水流入2号池4内，2号池4为最后级折流区13，2号池4的面积约为120平方米，为功能型雨水花园的核心部分，将2号池4挖深1.2米，移除土壤中的全部砖块、石块等垃圾，然后重新填入填料层等，从上到下依次为：不小于150mm 厚蓄水层、50mm厚覆盖层(覆盖层主要成分为建筑垃圾颗粒)、 200mm厚改良种植土(种植土成分参考当地相关的主流研究成果)、 50mm厚中砂过滤层、中砂过滤层底部置一层土工布、500mm厚的储渗层(储渗层自上而下依次为300mm厚粗料层、150mm厚中粗料层、 50mm厚细料层)、300mm厚砾石排水层，最后在砾石排水层下部置入直径为20mm的PVC渗水管，主体结构外侧将素土夯实，雨水进入2号池后可以经过进一步的净化处理，处理后的雨水可以通过溢水管排入西侧的水池中。内部园路以规则式为主，铺装采用透水砖(卵石填充缝隙)，园路下部留有连通两侧的排水管道，局部区域设计为汀步形式，保持两侧的水流和生物流。场地内绿化植物种植采用近自然方式配置，以耐水湿、深根性的各类植物为主，通过自然的配置，形成可以自然更新的植物群落。
雨水花园的示范点绿地雨水收集利用系统建成后，主要形成了如下系统：新型渗渠系统包括植被草沟和植被台阶，新型雨水生物滞留系统如雨水花园，雨水收集系统和雨水利用系统等。
目前，距离该示范案例施工结束已经近一年的时间，总体取得了较好的生态效应，如基地大部分植物生长旺盛，同时明显减少了暴雨时的径流并净化了水质。此外，数据显示雨水花园的示范点绿地蓄水总量为15m3，实现了零排放，可以说达到了预期效果。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种适用于海绵城市的功能型雨水花园，其特征在于，包括依次串联且高度逐级递减的多级折流区，所述多级折流区包括第一级折流区、若干个中间级折流区和最后级折流区，所述第一级折流区和所述中间级折流区之间、所述中间级折流区之间、所述中间级折流区与所述最后级折流区之间均设置有溢流隔墙，所述溢流隔墙上开设有溢流口；
所述第一级折流区和所述中间级折流区在素土地基层上表面自上而下依次设置第一蓄水层和第一覆盖层，所述第一覆盖层用于雨水过滤；
所述最后级折流区在素土地基层上表面自上而下依次设置第二蓄水层、第二覆盖层、种植土层、中砂过滤层、土工布、储渗层、砾石排水层及渗水管，所述储渗层采用建筑垃圾，所述第二覆盖层、所述中砂过滤层及所述储渗层均用于雨水过滤。
2.根据权利要求1所述的适用于海绵城市的功能型雨水花园，其特征在于，所述储渗层自上而下依次包括粗料层、中粗料层和细料层，所述粗料层的厚度为250～350mm，所述中粗料层的厚度为100～200mm，所述细料层的厚度为20～70mm。
3.根据权利要求2所述的适用于海绵城市的功能型雨水花园，其特征在于，所述储渗层的孔隙率为30％～45％，密度为1.4～1.8t/m3。
4.根据权利要求1所述的适用于海绵城市的功能型雨水花园，其特征在于，所述第一蓄水层和所述第二蓄水层的厚度大于150mm。
5.根据权利要求1所述的适用于海绵城市的功能型雨水花园，其特征在于，所述中砂过滤层的厚度为20～70mm，所述中砂过滤层的中砂粒径为5～15mm。
6.根据权利要求1所述的适用于海绵城市的功能型雨水花园，其特征在于，所述砾石排水层的厚度为250～350mm，所述砾石排水层的砾石粒径为30～50mm。
7.根据权利要求1所述的适用于海绵城市的功能型雨水花园，其特征在于，所述渗水管采用PVC渗水管，所述渗水管的直径为15～25mm。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113349013A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-09-07 | 上海应用技术大学 | 一种利用建筑垃圾配置小叶栀子种植基质的方法 |
| CN113802665A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-17 | 上海应用技术大学 | 一个利用建筑颗粒废弃物制作雨水花园的方法 |
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2020
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