專利名稱：利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)及消減內(nèi)澇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及利用該系統(tǒng)消減城市內(nèi)澇的方法。
背景技術(shù)：
近20年來，由于全球氣候變化、人口增加以及城市化進(jìn)程加快等原因，導(dǎo)致我國城市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)，造成慘重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。城市內(nèi)澇不僅影響城市經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展，更威脅著城市居民的生命安全。為了減少內(nèi)澇災(zāi)害引起的損失，確保人民生命財產(chǎn)安全，亟待采用適當(dāng)?shù)姆椒▉砭徑ɑ蛳鞘袃?nèi)澇的發(fā)生。目前，主要有兩種觀點一是提高城市地下排水管網(wǎng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；二是利用城市濕地、湖泊涵蓄雨洪。據(jù)報道，發(fā)生嚴(yán)重內(nèi)澇的城市都斥巨資用于管道改造，如南昌近年更是耗資20多億元改造城市地下排水系統(tǒng)， 但最終依然內(nèi)澇頻發(fā)?？梢?，城市內(nèi)澇不僅是排水管道的問題，更是由于地面硬化、綠地減少、徑流系數(shù)增加而加大了泄洪難的問題，如北京超過80%的地面被混凝土、浙青等不透水材料覆蓋，雨水根本無法滲透入地下。為解決城市雨水發(fā)生大規(guī)模的徑流問題，就地消納是最佳的方法，但需要一個吸納雨水的場所，如雨水調(diào)節(jié)池?；谥袊鞘腥丝诿芏炔粩嘣龃蟮默F(xiàn)狀，城市用地越來越緊張，不具備規(guī)劃專門場地消減內(nèi)澇的條件。因此，急需尋求其它空間來吸納雨水。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的就是要提供一種利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)及利用該系統(tǒng)消減城市內(nèi)澇的方法，利用專門管道將部分雨水引入綠化區(qū)吸附層，借助綠化區(qū)吸附層的良好吸水功能，將雨水儲蓄起來。既能削峰減排，緩解內(nèi)澇；又能補(bǔ)充地下水、灌溉綠化區(qū)植被，節(jié)約寶貴的淡水資源。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)，包括一豎向深井，豎向深井上設(shè)有井蓋，豎向深井周邊主導(dǎo)管通過設(shè)置在豎向深井上的主導(dǎo)管通道與豎向深井相通，在主導(dǎo)管上設(shè)置多個與主導(dǎo)管相通的支導(dǎo)管，豎向深井貫穿植被土壤層和吸附材料層并深入到至天然土層中，吸附材料層的豎向邊界與天然土層接觸部分設(shè)置有防滲土工布。所述的吸附材料層采用多孔建筑廢棄物制成。豎向深井內(nèi)設(shè)置有維修階梯。主導(dǎo)管的進(jìn)水口上設(shè)有濾網(wǎng)。在主導(dǎo)管的管壁的周圍設(shè)置細(xì)孔。豎向深井井壁采用混凝土砌筑，在其四周設(shè)有井壁開孔。主導(dǎo)管的管壁的周圍設(shè)置的細(xì)孔的開孔部位由其位置不同而有所改變，在水平、水平與豎向轉(zhuǎn)折處，以及“U”管圓曲線部分均采用主導(dǎo)管上半部開孔下半部不開孔，而直導(dǎo)管部分則沿管四周開孔。
支導(dǎo)管與主導(dǎo)管的豎向管部分連通，支導(dǎo)管向上傾斜2-3度，在支導(dǎo)管的管壁上也設(shè)置有支管細(xì)孔，支管細(xì)孔均開設(shè)在支導(dǎo)管上部。一種利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)消減城市內(nèi)澇的方法，當(dāng)城市降雨發(fā)生時，雨水進(jìn)入沉淀池進(jìn)入主導(dǎo)管及支導(dǎo)管，一部分雨水經(jīng)主導(dǎo)管通道進(jìn)入到豎向深井中；一部分雨水從主導(dǎo)管及支導(dǎo)管的開孔進(jìn)入到吸附材料層中存儲，并通過豎向深井井壁上的井壁開孔滲流到豎向深井中。集中豎向深井中的雨水用于回灌地下水或抽出用于灌溉植被土壤層中的植被。本發(fā)明提供的利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)及消減內(nèi)澇的方法，具有以下有益效果(I)通過綠化區(qū)吸附層緩解城市排水管網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，并涵養(yǎng)地下水資源； (2)通過綠化區(qū)吸附層回灌地下水，減少了因抽取地下水引起地面的沉降；(3)綠化區(qū)吸附層涵蓄的雨水可供地表植物生長，有效地節(jié)約了寶貴的淡水資源；(4)綠化區(qū)吸附層可用多孔建筑廢棄物，為城市的建筑垃圾再利用提供新渠道。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖I是綠化區(qū)整體布置圖。 圖2是進(jìn)水口布置圖。圖3是支導(dǎo)管大樣圖。圖4是主導(dǎo)管節(jié)點圖。圖5是進(jìn)水口側(cè)視圖。圖6是豎井結(jié)構(gòu)圖。圖I中1_1、植被土壤層，1-2、沉淀池，1-3、防滲土工布，1-4、吸附材料層，1-5、天然土層，1-6、豎向深井，1-7、主導(dǎo)管，1-8、支導(dǎo)管，1-9、維修階梯，1-10、井蓋，1-11、進(jìn)水口，5-1、濾網(wǎng)，6-1、主導(dǎo)管通道。
具體實施例方式本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如圖I 一 6所示一種利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)，包括一豎向深井I 一 6，豎向深井I 一 6上設(shè)有井蓋I 一 10，豎向深井I 一 6周邊主導(dǎo)管I 一 7通過設(shè)置在豎向深井I 一 6上的主導(dǎo)管通道6 - I與豎向深井I 一 6相通，在主導(dǎo)管I 一7上設(shè)置多個與主導(dǎo)管I 一 7相通的支導(dǎo)管I 一 8，豎向深井I 一 6貫穿植被土壤層I 一 I和吸附材料層I 一 4并深入到至天然土層I 一 5中，吸附材料層I 一 4的豎向邊界與天然土層I 一 5接觸部分設(shè)置有防滲土工布I 一 3。所述的吸附材料層I 一 4采用多孔建筑廢棄物制成，如廢棄粘土磚、煤渣等。豎向深井I 一 6內(nèi)設(shè)置有維修階梯I 一 9，用于維修豎向深井。主導(dǎo)管I 一 7的進(jìn)水口 I 一 11上設(shè)有濾網(wǎng)5 — I,以防止主導(dǎo)管堵塞。在主導(dǎo)管I 一 7的管壁的周圍設(shè)置細(xì)孔I 一 12。豎向深井I 一 6井壁采用混凝土砌筑，在其四周設(shè)有井壁開孔I 一 13。
主導(dǎo)管I 一 7的管壁的周圍設(shè)置的細(xì)孔I 一 12的開孔的部位由其位置不同而有所改變，在水平、水平與豎向轉(zhuǎn)折處，以及“U”管圓曲線部分均采用主導(dǎo)管I 一 7上半部開孔下半部不開孔，而直導(dǎo)管部分則沿管四周開孔。支導(dǎo)管I 一 8與主導(dǎo)管I 一 7的豎向管部分連通，支導(dǎo)管I 一 8向上傾斜2-3度，在支導(dǎo)管I 一 8的管壁上也設(shè)置有支管細(xì)孔，支管細(xì)孔均開設(shè)在支導(dǎo)管I 一 8上部。本發(fā)明的具體實施步驟如下I.場地準(zhǔn)備在建造綠化區(qū)時，按照已定的綠化區(qū)高程和區(qū)域向下開挖一定的深度包括吸附材料層1-4厚度和植被生長所需植被土壤層1-1的厚度。2.材料回填及管道布置在已經(jīng)挖好的綠化區(qū)域內(nèi)，采用逐層施工的施工工藝，逐層填筑。在吸附材料層1-4的范圍內(nèi)，按照計算好的主導(dǎo)管1-7位置，從下向上逐節(jié)進(jìn)行安裝，主導(dǎo)管1-7的縱向布置按照計劃的管道數(shù)等間距鋪設(shè)見圖5。其中L為兩主導(dǎo)管1-7中心距。 支導(dǎo)管1-8的位置也按照計算好的間距逐主導(dǎo)管、逐層、逐節(jié)進(jìn)行安裝。豎向深井1-6采用混凝土圍墻，在墻上開孔即井壁開孔I 一 13以使吸附材料層1-4中的水能夠沿著孔道滲流到豎向深井1-6內(nèi)。同時主導(dǎo)管1-7、豎向深井1-6、支導(dǎo)管1-8的開孔處周邊與吸附材料層1-4接觸的部分需要設(shè)置反濾層。3.進(jìn)水口布置在施工進(jìn)行到接近需要硬化的路面與綠化區(qū)的交界處時，會和原有的城市排水管道相遇，為將不能由原有排水管道排走的水引入綠化區(qū)，需要在該交界處設(shè)置進(jìn)水口。進(jìn)水口主導(dǎo)口下方一定區(qū)域在原有的排水溝的基礎(chǔ)上再設(shè)置沉淀池沉淀池1-2，在雨水排入城市排水管道和綠化區(qū)前把水流中的泥沙和垃圾進(jìn)行一次沉淀，防止雜物堵塞排水管道。進(jìn)水口 1-11的高度布置，見圖2。S，沉淀池深度；H，排水溝深度；h，進(jìn)水口距排水溝底部的距離。在每個進(jìn)水口的主導(dǎo)管管口均采用濾網(wǎng)5-1，來攔截一些大粒徑的漂浮物質(zhì)，防止其阻塞管道。4.后期維護(hù)在豎向深井1-6中設(shè)置維修階梯1-9，定期的進(jìn)行人工清理井底的沉淀物，保證井底的沉淀物不因過多而阻塞豎向深井6-1，影響管道的正常工作，同時定期抽取井內(nèi)的水，使吸附材料層中的水能夠自由滲出為下一次吸附雨水騰出空間，從而保證其具有反復(fù)吸附的功能。利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)消減內(nèi)澇的方法利實例當(dāng)城市降雨發(fā)生時，雨水進(jìn)入沉淀池I 一 2進(jìn)入主導(dǎo)管1-7及支導(dǎo)管1-8，一部分雨水經(jīng)主導(dǎo)管通道6-1進(jìn)入到豎向深井1-6中；一部分雨水從主導(dǎo)管I 一 7及支導(dǎo)管I 一8的開孔進(jìn)入到吸附材料層1-4中存儲，并通過豎向深井I 一 6井壁上的井壁開孔I 一 13滲流到豎向深井1-6中。集中豎向深井1-6中的雨水用于回灌地下水或抽出用于灌溉植被土壤層1-1中的植被。以吸附層的穩(wěn)定吸附量約為28m3為例，其吸水過程約為0.8h，則吸附速率約為35m3/h ;抽水過程約30h,則脫附速率約為0. 93m3/h。按照50 99. 9mm/d的暴雨標(biāo)準(zhǔn)計算，完全靠20m寬、8m高、I米厚的吸附層可消減8750m2硬化地面匯集的雨水，這說明綠化區(qū)消減內(nèi)澇效果十分顯著，但如遇到連續(xù)暴雨則需要及時回抽吸附層的雨水，騰出存儲空間供再次消減雨洪。
權(quán)利要求
1.一種利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)，其特征在于包括一豎向深井(I -6)，豎向深井(I- 6)上設(shè)有井蓋(I - 10)，豎向深井(I - 6)周邊主導(dǎo)管(I - 7)通過設(shè)置在豎向深井(I - 6)上的主導(dǎo)管通道(6 - I)與豎向深井(I - 6)相通，在主導(dǎo)管(I -7)上設(shè)置多個與主導(dǎo)管(I- 7)相通的支導(dǎo)管(I - 8)，豎向深井(I - 6)貫穿植被土壤層(I - O和吸附材料層(I 一 4)并深入到至天然土層(I 一 5)中，吸附材料層(I 一 4)的豎向邊界與天然土層(I 一 5)接觸部分設(shè)置有防滲土工布(I 一 3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)，其特征在于所述的吸附材料層(I - 4)采用多孔建筑廢棄物制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)，其特征在于豎向深井(I — 6)內(nèi)設(shè)置有維修階梯(I 一 9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)，其特征在于主導(dǎo)管(I - 7)的進(jìn)水口(I - 11)上設(shè)有濾網(wǎng)(5 - I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)，其特征在于在主導(dǎo)管(I - 7)的管壁的周圍設(shè)置細(xì)孔(I - 12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)，其特征在于豎向深井(I 一 6)井壁采用混凝土砌筑，在其四周設(shè)有井壁開孔(I - 13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)，其特征在于主導(dǎo)管(I - 7)的管壁的周圍設(shè)置的細(xì)孔(I - 12)的開孔的部位由其位置不同而有所改變，在水平、水平與豎向轉(zhuǎn)折處，以及“U”管圓曲線部分均采用主導(dǎo)管(I 一 7)上半部開孔下半部不開孔，而直導(dǎo)管部分則沿管四周開孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)，其特征在于支導(dǎo)管(I 一 8)與主導(dǎo)管(I - 7)的豎向管部分連通，支導(dǎo)管(I - 8)向上傾斜2-3度，在支導(dǎo)管(I 一 8)的管壁上也設(shè)置有支管細(xì)孔，支管細(xì)孔均開設(shè)在支導(dǎo)管(I - 8)上部。
9.利用權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)消減城市內(nèi)澇的方法，其特征在于當(dāng)城市降雨發(fā)生時，雨水進(jìn)入沉淀池(I 一 2)進(jìn)入主導(dǎo)管(1-7)及支導(dǎo)管(1-8)，一部分雨水經(jīng)主導(dǎo)管通道(6-1)進(jìn)入到豎向深井(1-6)中；一部分雨水從主導(dǎo)管(I - 7)及支導(dǎo)管(I 一 8)的開孔進(jìn)入到吸附材料層(1-4)中存儲，并通過豎向深井(I - 6)井壁上的井壁開孔(I - 13)滲流到豎向深井(1-6)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的消減城市內(nèi)澇的方法，其特征在于集中豎向深井(1-6)中的雨水用于回灌地下水或抽出用于灌溉植被土壤層(1-1)中的植被。
全文摘要
一種利用綠化區(qū)吸附層消減城市內(nèi)澇的系統(tǒng)及消減內(nèi)澇的方法，系統(tǒng)主要由主導(dǎo)管、支導(dǎo)管、豎向深井、吸附材料層、植被土壤層、進(jìn)水口等部分構(gòu)成。綠化區(qū)吸附層優(yōu)先選用具有多孔特征的建筑廢渣填筑，利用多孔材料的吸水性能將水暫時的儲存在綠化區(qū)內(nèi)，實現(xiàn)消峰減排、緩解內(nèi)澇的功能。同時，在綠化區(qū)吸附層中設(shè)置豎向深井將吸附的雨水匯集在井中，既能補(bǔ)充地下水源，又能將水抽起就近灌溉綠化區(qū)植物，節(jié)約淡水資源；雨水經(jīng)過多孔材料的吸附凈化后大部分有害物質(zhì)得到去除，起到減輕污染地下水的作用。本方法具有吸附雨水效果好、施工工藝較為簡便、造價低、維修方便、使用壽命長等顯著優(yōu)點。
文檔編號E03F1/00GK102966165SQ201210450678
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者談云志, 喻波, 張華 申請人:三峽大學(xué)