CN215454456U - 一种基于市政道路绿化带雨水循环利用的绿化灌溉系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于市政道路绿化带雨水循环利用的绿化灌溉系统,包括雨水溢流子系统、雨水下渗及过滤子系统、雨水收集子系统和绿化灌溉子系统;所述雨水溢流子系统设于分段式下凹绿化带路缘石一侧,与开设于路缘石上的进水口连通;所述雨水溢流子系统的溢流式雨水口通过管道与市政排水管网连通;所述雨水下渗及过滤子系统设于雨水溢流子系统的下部,所述雨水下渗及过滤子系统的出水端与雨水收集子系统的进水端连通,雨水收集子系统的出水端与绿化灌溉子系统连通。本实用新型的有益效果为:本实用新型对市政道路的路面雨水进行收集、过滤、净化、储存,最后回用于市政绿化带灌溉中,变废为宝,充分利用水资源,缓解了市政排水管道的排水压力。
Description
技术领域
本实用新型属于水资源利用技术领域,具体涉及一种基于市政道路绿化带雨水循环利用的绿化灌溉系统。
背景技术
在全球经济飞速发展之下,水资源短缺已经成为世界性问题。我国人多水少、水资源时空分布不均,节水治水管水兴水任务艰巨。随着工业化、城镇化快速推进和全球气候变化影响加剧,我国水环境出现新老问题交织的严峻形势,目前存在水资源短缺、水灾害频发、水生态损害、水环境污染等各类问题,已经成为制约经济社会发展的突出瓶颈。由此可见,解决水环境问题为大势所趋。
现代城市化的发展使得原本天然土壤被大量的不透水地面代替,雨水不能及时渗透,从而加大了地表径流量,大量地表雨水又直接增加了市政排水管道的排水压力,由此导致的城市内涝和洪涝灾害频发,给人们的生活带来了严重的影响。但是,据调查,我国近一半的城市处于缺水状态,这种相互矛盾的水环境现状需要找到一种方法来解决平衡。
近几年,全国大力推广海绵城市建设,在市政基础建设中已经引入海绵城市设计理念,该理念主要是解决雨水面源污染问题,并通过措施合理控制并利用自然雨水。海绵城市具有良好的弹性,能适应各种环境的变化,能帮助解决城市雨水环境问题,还能在一定程度上应对自然灾害,增强城市的防御能力,提升城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生。
目前,城市市政道路的海绵城市建设主要是通过改变道路下垫或新建一些低影响开发设施实现渗、蓄、净等理念,但有效收集并利用水资源的方法较少,多数设施空而虚,不仅本身存在问题且难以实施,难以缓解水资源匮乏、路面初期雨水面源污染、雨水管网排水压力大等问题;同时,现在对市政道路绿化灌溉主要是依靠市政给水或中水进行人工灌溉,自动化控制未推广。
发明内容
本实用新型的目的在于,针对现有技术的不足,提供一种基于市政道路绿化带雨水循环利用的绿化灌溉系统,解决现有技术中存在的雨水收水存水效率不足、初期雨水面源污染、水资源匮乏、雨水管网排水压力大等问题。
本实用新型采用的技术方案为:一种基于市政道路绿化带雨水循环利用的绿化灌溉系统,包括雨水溢流子系统、雨水下渗及过滤子系统、雨水收集子系统和绿化灌溉子系统;所述雨水溢流子系统设于下凹绿化带内,下凹绿化带为分段式结构,雨水溢流子系统与每段下凹绿化带两侧路缘石上设置的进水口连通;所述雨水溢流子系统的溢流式雨水口通过管道与市政排水管网连通;所述雨水下渗及过滤子系统设于雨水溢流子系统的下部,所述雨水下渗及过滤子系统的出水端与雨水收集子系统的进水端连通,雨水收集子系统的出水端与绿化灌溉子系统连通。
按上述方案,所述雨水溢流子系统包括下凹绿化带凹型槽、溢流式雨水口和雨水口连接管;下凹绿化带凹型槽的最低点标高低于两侧路面;在下凹绿化带凹型槽的上游两侧路缘石上开设有进水口,进水口的出口与本段下凹绿化带凹型槽连通;所述溢流式雨水口设于每段下凹绿化带凹型槽的下游一侧,溢流式雨水口通过雨水口连接管与市政雨水管网连通,溢流式雨水口顶标高高于下凹绿化带凹型槽槽底标高并低于两侧路面标高。
按上述方案,所述雨水下渗及过滤子系统包括种植土层和净化透水层,进行雨水的第一次净化;种植土层和净化透水层自上而下设于下凹绿化带凹型槽下部,且在种植土层和净化透水层之间增设有透水土工布。
按上述方案,在种植土层的外沿和净化透水层的外沿设防渗膜,将种植土层和净化透水层与其他结构分隔,防渗膜延伸至绿化带两侧的路缘石下。
按上述方案,雨水收集子系统包括集水暗沟和蓄水池;所述集水暗沟设于净化透水层的底部,集水暗沟内设级配碎石和透水管,透水管铺设于集水暗沟的内底部;所述透水管的端部通过实壁管与蓄水池连通。
按上述方案,所述蓄水池包括采用具有净化作用的滤板内墙分隔而成的沉泥区和清水区,沉泥区与透水管连通,对雨水进行第二次雨水净化,滤板内墙进行雨水的第三次净化;沉泥区底部为沉泥槽,沉泥槽底部倾斜将沉泥流向一边集中存放待人工清理;沉泥区顶部设置与市政雨水管网连通的溢流管;所述清水区顶部设置与市政给水或中水管网连通的补给管,补给管道上配置止回阀和电磁阀A。
按上述方案,所述绿化灌溉子系统包括一体式泵站、灌溉输水管道和自动控制系统;所述一体式泵站的水泵进水管与蓄水池的清水区连通,一体式泵站的水泵出水管与灌溉输水管道连通,灌溉输水管道铺设在绿化带内,灌溉输水管道上安装有喷头或滴头,灌溉输水管道上还配置电磁阀B。
按上述方案,所述自动控制系统包括监测器、安装在蓄水池内的液位计、控制中心和控制器;所述监测器包括分别与控制中心相连的土壤监测器和气象监测器,监测器为无线装置,用于检测土壤含水率、土壤温度和气象环境,并将该信息发送至控制中心;液位计与控制中心相连,用于检测蓄水池内的液位信息,并将该信息发送至控制中心;控制中心与各电磁阀、一体式泵站相连,控制中心用于接收检测到的土壤水分信息、气象信息和蓄水池液位信息,并根据该信息进行数据分析与决策,通过控制器控制电磁阀和一体式泵站的启闭。
本实用新型的有益效果为:
1、本实用新型所述绿化灌溉系统可对市政道路的路面雨水进行收集、过滤、净化、储存,最后回用于市政绿化带灌溉中,变废为宝,充分利用水资源,缓解水资源短缺的问题。
2、本实用新型所述下凹绿化带结合道路纵坡进行分段设计,大大提高了下凹绿化带的储水能力、下渗收水能力和超量雨水的排放能力。
3、道路路面初期雨水汇入分段式下凹绿化带中,通过在绿化带中的停滞、下渗和过滤,可以有效消减面源污染,减少污染物进入雨水管网系统,改善生态环境。
4、本系统的分段式下凹绿化带具有一定的蓄水深度,通过分段式下凹绿化带的雨水下渗、暂时性存水等作用,可延缓雨水进入市政雨水管网系统的作用,达到错锋的效果;蓄水池具有一定蓄水体积,在雨天可以起到雨水储水作用,缓解了市政排水管道的排水压力。
5、本实用新型系统实现全流程净化:植土层和净化透水层进行雨水的第一次过滤净化;沉泥区进行雨水的第二次沉淀净化,滤板内墙进行雨水的第三次过滤净化。多重净化措施,大大提高雨水的净化能力,保证绿化灌溉用水的清洁,减少灌溉管网的堵塞损坏的风险。
6、本系统,灌溉水量可灵活控制:在雨季的时候,绿化带下渗雨水量超过蓄水池存水体积时,可通过蓄水池设置的溢流管排放至市政雨水管网中,在旱季雨水量不足时,还有灌溉备用水源,通过市政给水或中水管网向蓄水池补水,保证灌溉水量充足。
7、本实用新型所述绿化灌溉系统施工简单,难度低,绿化灌溉系统可实现自动化控制,方便绿化灌溉系统的维护管理。
附图说明
图1为本实用新型一个具体实施例的工艺流程图。
图2为本实施例的结构布置图。
图3为本实施例中分段式下凹绿化带的平面示意图。
图4为本实施例中分段式下凹绿化带结构示意图(A-A剖面图)。
图5为本实施例中分段式下凹绿化带纵剖面示意图(B-B剖面图)。
图6为本实施例中分段式下凹绿化带纵剖面示意图(C-C剖面图)。
图7为自动控制系统流程图。
其中:1、下凹绿化带凹型槽;2、集水暗沟;3、透水管;4、实壁管;5、蓄水池;6、沉泥槽;7、滤板;8、补给管;9、溢流管;10、水泵进水管;11、一体式泵站;12、灌溉输水管道;13、喷头;14、止回阀;15、种植土层;16、透水土工布;17、净化透水层;18、级配碎石;19、防渗膜;20、溢流式雨水口;21、雨水口连接管;22、进水口;23、电磁阀;24、土壤监测器;25、气象监测器;26、液位计;27、无线控制器;28、控制中心。
具体实施方式
下面将结合附图1~7,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,但是所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例,本领域其他技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
以市政道路有中央分隔带(中央绿化带)的情况下设计本实用新型所述绿化灌溉系统,中央绿化带有5~6m宽,且采用海绵城市设计理念设计为分段式下凹绿化带。
如图1~6所示的一种基于市政道路绿化带雨水循环利用的绿化灌溉系统,包括雨水溢流子系统、雨水下渗及过滤子系统、雨水收集子系统和绿化灌溉子系统;所述雨水溢流子系统设于下凹绿化带内,下凹绿化带为分段式结构,雨水溢流子系统与每段下凹绿化带两侧路缘石上设置的进水口22连通;所述雨水溢流子系统通过管道与市政排水管网连通;所述雨水下渗及过滤子系统设于雨水溢流子系统的下部,所述雨水下渗及过滤子系统的出水端与雨水收集子系统的进水端连通,雨水收集子系统的出水端与绿化灌溉子系统连通。
优选地,所述雨水溢流子系统包括下凹绿化带凹型槽1、溢流式雨水口20和雨水口连接管21;所述下凹绿化带凹型槽1的最低点标高低于两侧路面;在下凹绿化带凹型槽1两侧路缘石上间隔开设有进水口22,进水口22的出口与本段下凹绿化带凹型槽1连通;所述溢流式雨水口20设于下凹绿化带凹型槽1的下游一侧,溢流式雨水口20通过雨水口连接管21与市政雨水管网连通;溢流式雨水口20顶标高高于下凹绿化带凹型槽1槽底标高并低于两侧路面标高。
本实施例中,下凹绿化带的分段间距取30m,路缘石上的进水口22设置间距与绿化带分段间距一致,其中,进水口22的宽度为0.5m,高度为0.2m。下凹绿化带凹型槽1的最低点标高低于两侧路面0.15m。相邻两个溢流式雨水口20的间距为30m,溢流式雨水口20顶标高高出下凹绿化带0.1m,低于两侧路面0.05m;溢流式雨水口20的净尺寸为长1.45m,宽0.38m,高1.3m。雨水口连接管21的直径为300~400mm,雨水口连接管21在溢流式雨水口20接口处的管道内底标高应高出溢流式雨水口20内底标高0.3m。
优选地,所述雨水下渗及过滤子系统包括种植土层15和净化透水层17,种植土层15和净化透水层17自上而下设于下凹绿化带凹型槽1内(种植土层15上有绿化),且在种植土层15和净化透水层17之间增设有透水土工布16;在种植土层15的外沿和净化透水层17的外沿设防渗膜19,将种植土层15和净化透水层17与其他结构分隔,防渗膜19延伸至绿化带两侧的路缘石下。
本实施例中,种植土层15厚度不小于1.5m,土壤应疏松湿润,排水良好,PH5~7,含有机质的肥沃土壤,不含砂石、建筑垃圾等;透水土工布16采用长丝纺织粘针刺非织造土工布,单位面积质量为200g/m2,强度符合《公路土工合成材料应用技术规划》中1级要求,透水土工布16的摊铺宽度需大于下层净化透水层17的宽度,两侧超出宽度为0.3m。净化透水层17厚度为0.2m,由珍珠岩、蛭石、陶粒、石英砂等中一种或多种使用粘结剂制成。防渗膜19采用两布一膜结构,按照土工布200g/m2+HDPE(光面1mm厚)+200g/m2的形式设置,防渗膜19的摊铺宽度需延伸至绿化带两侧的路缘石下;透水土工布16及防渗膜19铺放应平顺,松紧适度,相邻片搭接处不小于30cm,用专用粘剂或热焊方法粘接。
优选地,雨水收集子系统包括集水暗沟2和蓄水池5;所述集水暗沟2设于净化透水层17的底部,集水暗沟2内设级配碎石18和透水管3,透水管3铺设于集水暗沟2的内底部;所述透水管3的端部通过实壁管4与蓄水池5连通。优选地,所述蓄水池5包括采用滤板7作内墙分隔的沉泥区和清水区,透水管3的端部与蓄水池5的沉泥区连通;沉泥区底部为沉泥槽6,沉泥槽6底部倾斜(设置一定坡度)将沉泥流向一边集中存放待人工清理;沉泥区顶部设置与市政雨水管网连通的溢流管9;所述清水区顶部设置与市政给水或中水管网连通的补给管8,补给管8道上配置止回阀14和电磁阀A23;滤板7为可拆卸滤板。
本实施例中,蓄水池5为钢筋混凝土结构,位于绿化带纵向标高最低处;蓄水池5净尺寸为长10m,宽6m(沉泥区宽1m,清水区宽5m),高2.5m;滤板7采用纤维束过滤网制作;补给管8采用DN100mm的焊接钢管;溢流管9采用φ150mm的PE管,管道等级选用S12.5。集水暗沟2的宽0.5m,高为0.3m;透水管3为φ150mm的PE管,管道等级选用S12.5,开孔率为3%;实壁管4采用φ150mm的PE管,管道等级选用S12.5;级配碎石18的级配范围如下表所示:
本实用新型中,下凹绿化带整体结构自上而下,设有种植土层15、透水土工布16、净化透水层17、集水暗沟2、防渗膜19;种植土层15内种植有绿化;分段设计的下凹绿化带的间距根据设计计算雨水口布置间距取值。
本实施例中,所述绿化灌溉子系统包括一体式泵站11、灌溉输水管道12和自动控制系统;所述一体式泵站11的水泵进水管10与蓄水池5的清水区连通,一体式泵站11的水泵出水管与灌溉输水管道12连通,灌溉输水管道12铺设在绿化带内,灌溉输水管道12上安装有喷头13或滴头,灌溉输水管道12上还配置有电磁阀23B。所述自动控制系统包括监测器、安装在蓄水池5内的液位计26、控制中心28和无线控制器27;所述监测器包括分别与控制中心28相连的土壤监测器24和气象监测器25,监测器为无线装置,用于检测土壤含水率、土壤温度和气象环境,并将该信息发送至控制中心;液位计26与控制中心28相连,用于检测蓄水池5内的液位信息,并将该信息发送至控制中心;控制中心28与各电磁阀、一体式泵站11相连,控制中心28用于接收检测到的土壤水分信息、气象信息和蓄水池5液位信息,并根据该信息进行数据分析与决策,通过无线控制器27控制电磁阀23和一体式泵站11的启闭。本实用新型的改进点在于结构部分,自动控制部分为现有技术,这里不再赘述。
本实施例中,水泵进水管10从蓄水池5的清水区取水,通过一体式泵站11加压打入灌溉输水管道12,最后通过滴头/喷头13给绿化带植被供水灌溉;灌溉输水管沿着乔木铺设在绿化带表面,灌溉输水管根据布置范围可以设置主管和支管,主管可取DN100mm,支管可取DN50mm,灌溉输水管12采用PE管,PN取1.6Mpa。
本实用新型的具体工作原理如下:
1、降雨时,市政道路路面的雨水通过路面横坡流向中央绿化带,雨水通过路缘石开口的进水口22流进中央分段式下凹绿化带凹型槽1中。当降雨量较小时,绿化带内的雨水下渗流量大于绿化带的进水流量,则雨水全部下渗;当降雨量较大时,绿化带的雨水下渗流量小于绿化带的进水流量,部分雨水下渗,剩下雨水停留在绿化带内导致绿化带内积水且水位不断上升,当水位标高达到溢流式雨水口20的顶标高时,雨水流进溢流式雨水口20通过雨水口连接管21排入市政雨水管网中。
2、初期雨水先通过绿化带内的植被初净化后下渗,下渗过程中依次流经种植土层15、透水土工布16、净化透水层17。透水土工布16只允许渗透雨水,可以防止种植土层15的泥土流失进入到下层,从而保护下层的过滤、排水功能。净化透水层17起到净化和渗透雨水的作用,最后下渗的雨水汇集到集水暗沟2内铺设的透水管3中,最后通过实壁管4接入蓄水池5。
3、进入到蓄水池5的雨水先在沉泥区进行沉淀净化,泥渣被停留在沉泥槽6中,随后雨水再经过蓄水池5内墙滤板7的二次过滤净化,最后进入到清水区。当降雨量较大时,进入蓄水池5的雨水量不断增加,当水位升至沉泥区顶部设置的溢流管9时,多余的水量则通过溢流管9排入市政雨水管网中。
4、绿化带内安装的监测器实时将监测的数据发送到控制中心,蓄水池5中的液位计也将水位情况发送到控制中心,由控制中心进行数据分析和决策,控制流程如图7所示,其中灌溉工况设计如下:
a、当土壤监测器监测土壤含水率不足且气象监测器监测无降雨、空气湿度低等数据,控制中心接受到信号数据后判断需要进行绿化灌溉时,且蓄水池5的液位计监测水位满足水泵启动要求,控制中心发送信号给控制器,由控制器控制开启各电磁阀,即可进行灌溉工作。
b、当蓄水池5水位不满足灌溉工况设计的最低水位要求时,控制中心发送信号给控制器,由控制器控制开启补给管8上电磁阀23,即可通过市政给水/中水管网向蓄水池5补充清水,直到水位达到蓄水池5设计的最高水位时关闭补给管8上电磁阀23。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明,本具体实施方式的实施例为本实用新型的常规实施例,并非依此限制本实用新型的保护范围,故凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于市政道路绿化带雨水循环利用的绿化灌溉系统,其特征在于,包括雨水溢流子系统、雨水下渗及过滤子系统、雨水收集子系统和绿化灌溉子系统;所述雨水溢流子系统设于下凹绿化带内,下凹绿化带为分段式结构,雨水溢流子系统与每段下凹绿化带两侧路缘石上设置的进水口连通;所述雨水溢流子系统通过管道与市政排水管网连通;所述雨水下渗及过滤子系统设于雨水溢流子系统的下部,所述雨水下渗及过滤子系统的出水端与雨水收集子系统的进水端连通,雨水收集子系统的出水端与绿化灌溉子系统连通。
2.如权利要求1所述的绿化灌溉系统,其特征在于,所述雨水溢流子系统包括下凹绿化带凹型槽、溢流式雨水口和雨水口连接管;下凹绿化带凹型槽的最低点标高低于两侧路面;在下凹绿化带凹型槽的上游两侧路缘石上开设有进水口,进水口的出口与本段下凹绿化带凹型槽连通;所述溢流式雨水口设于每段下凹绿化带凹型槽的下游一侧,溢流式雨水口通过雨水口连接管与市政雨水管网连通,溢流式雨水口顶标高高于下凹绿化带凹型槽槽底标高并低于两侧路面标高。
3.如权利要求2所述的绿化灌溉系统,其特征在于,所述雨水下渗及过滤子系统包括种植土层和净化透水层,进行雨水的第一次过滤净化;种植土层和净化透水层自上而下设于下凹绿化带凹型槽下部,且在种植土层和净化透水层之间增设有透水土工布。
4.如权利要求3所述的绿化灌溉系统,其特征在于,在种植土层的外沿和净化透水层的外沿设防渗膜,将种植土层和净化透水层与其他结构分隔,防渗膜延伸至绿化带两侧的路缘石下。
5.如权利要求3所述的绿化灌溉系统,其特征在于,雨水收集子系统包括集水暗沟和蓄水池;所述集水暗沟设于净化透水层的底部,集水暗沟内设级配碎石和透水管,透水管铺设于集水暗沟的内底部;所述透水管的端部通过实壁管与蓄水池连通。
6.如权利要求5所述的绿化灌溉系统,其特征在于,所述蓄水池包括采用具有净化作用的滤板内墙分隔而成的沉泥区和清水区,沉泥区与透水管连通,对雨水进行第二次雨水净化,滤板内墙进行雨水的第三次净化;沉泥区底部为沉泥槽,沉泥槽底部倾斜将沉泥流向一边集中存放待人工清理;沉泥区顶部设置与市政雨水管网连通的溢流管;所述清水区顶部设置与市政给水或中水管网连通的补给管,补给管道上配置止回阀和电磁阀A。
7.如权利要求6所述的绿化灌溉系统,其特征在于,所述绿化灌溉子系统包括一体式泵站、灌溉输水管道和自动控制系统;所述一体式泵站的水泵进水管与蓄水池的清水区连通,一体式泵站的水泵出水管与灌溉输水管道连通,灌溉输水管道铺设在绿化带内,灌溉输水管道上安装有喷头或滴头,灌溉输水管道上还配置电磁阀B。
8.如权利要求7所述的绿化灌溉系统,其特征在于,所述自动控制系统包括监测器、安装在蓄水池内的液位计、控制中心和控制器;所述监测器包括分别与控制中心相连的土壤监测器和气象监测器,监测器为无线装置,用于检测土壤含水率、土壤温度和气象环境,并将该信息发送至控制中心;液位计与控制中心相连,用于检测蓄水池内的液位信息,并将该信息发送至控制中心;控制中心与各电磁阀、一体式泵站相连,控制中心用于接收检测到的土壤水分信息、气象信息和蓄水池液位信息,通过控制器控制电磁阀和一体式泵站的启闭。
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