集雨型屋顶雨水花园的制作方法

本发明涉及雨水花园，具体涉及一种集雨型屋顶雨水花园。

背景技术：

现代城市开发规模日益加大，对生态的影响也日益凸显，大量硬化土地的出现，不仅占用了原有的涵养水源地，也改变了原有自然生态本底和水文特征，破坏了自然“海绵体”，带来了城市水生态恶化，水资源紧缺，水环境污染，水安全缺乏保障等一系列问题。雨水花园，一个由时代应运而生的全新生态环境模式。它的出现，保护了开发区域的水文状态，同时也迎合了现代人们的景观需求。同时雨水花园也能吸收和汇聚雨水，涵养地下水，补给城市景观等多种用水，是一种生态可持续的雨洪控制和雨水利用的措施，可谓一举多得。

目前传统的雨水花园存在着以下不足：对雨水中含有的重金属、有机污染物的去除能力有限；雨水花园中的植物能有效吸收污染物质；还有，农药、化肥的施入又会带来新的污染源；再有，雨水花园在晴天时，由于土壤的保水能力较差，因而需要不定时的进行浇注，造成水资源的浪费。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种集雨型屋顶雨水花园，不仅解决了雨水排放和过滤的问题，同时还创造了优美的景观环境空间，完美的将雨水进行收集、净化和循环利用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

集雨型屋顶雨水花园，包括露天绿化系统和雨水循环系统，所述露天绿化系统自上而下包括屋顶植被层、砂性土层、粗砂层、土工布层、碎石垫层、砾石层、隔挡层、二次过滤层和素土夯实层，屋顶植被层、砂性土层、粗砂层、土工布层、碎石垫层、砾石层、隔挡层均为倾斜设置，露天植被层、砂性土层、粗砂层、土工布层、碎石垫层、砾石层、隔挡层的上表面或下表面与竖直方向的夹角a为84—88°，所述隔挡层的倾斜底端处设有若干过液孔，所述二次过滤层的截面形状为等腰梯形结构，二次过滤层中被三个过滤网分隔成第一过滤腔室、第二过滤腔室、第三过滤腔室和第四过滤腔室，第一过滤腔室位于过液孔的下方，且第一过滤腔室的长度为L1、第二过滤腔室的长度为L2、第三过滤腔室长度为L3、第四过滤腔室长度为L4，L4＝1.2*L3，L3＝1.2*L2，L2＝1.2*L1，所述第一过滤腔室、第二过滤腔室、第三过滤腔室和第四过滤腔室内分别填充有若干第一卵石、第二卵石、第三卵石和第四卵石，第一卵石的直径＜第二卵石的直径＜第三卵石的直径＜第四卵石的直径，所述素土夯实层贴合固定在二次过滤层下方，素土夯实层的截面形状为直角梯形；

所述雨水循环系统包括蓄水箱、净水器、水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、土壤湿度传感器、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道和PLC控制器，所述第一管道一端设置在二次过滤层上，另一端与蓄水箱相连接，蓄水箱通过第二管道与屋顶植被层相连通，第二管道上设有第一电磁阀和水泵，蓄水箱与净水器之间通过第三管道相连接，第三管道上设有第二电磁阀，净水器上设有第四管道，第四管道上设有第三电磁阀，土壤湿度传感器设置在屋顶植被层中，所述净水器、水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、土壤湿度传感器均与PLC控制器相连接；

所述第一管道上设有进水机构，所述进水机构为中空的球体结构，进水机构上分散的设有若干进水通道，进水机构埋设于第四过滤腔室内，所述第二管道上设有出水机构，出水机构为圆锥体结构，出水机构埋设于屋顶植被层中。

上述集雨型屋顶雨水花园，其中，所述进水机构的组成成分按重量份数计如下：

聚氯乙烯树脂30-60份、

环氧树脂10-20份、

聚氨酯15-30份、

粒径50-60纳米的滑石粉5-10份、

甲基丙烯酸甲酯20-25份、

石蜡8-14份、

环己酮10-15份、

过氧化氢0-8份、

季戊四醇5-8份、

氧化铝10-16份、

异辛酸钙2.5-4份

去离子水7.5-12份；

所述聚氯乙烯树脂、环氧树脂和聚氨酯的重量份数比为3:1:2；

所述季戊四醇、氧化铝、异辛酸钙和去离子水的重量份数比为2:4:1:3。

上述集雨型屋顶雨水花园，其中，所述进水机构的制备方法为：

(1)将聚氯乙烯树脂、环氧树脂和聚氨酯在50-60℃的温度下边加热边搅拌均匀得混合物A；

(2)将季戊四醇、氧化铝、异辛酸钙、去离子水在常温下搅拌均匀后得混合物B；

(3)将混合物A、混合物B、粒径50-60纳米的滑石粉、甲基丙烯酸甲酯、石蜡、环己酮、过氧化氢混合后进行加热，以5℃/4min的速度进行升温，直至温度升高至120-130℃后，继续保持这一温度加热30-40min即可的混合料；

(4)将混合料加入注塑机中注塑成型即可。

上述集雨型屋顶雨水花园，其中，所述隔挡层为泡沫混凝土。

上述集雨型屋顶雨水花园，其中，所述第一管道、第二管道、第四管道的数量至少为1个。

本发明的有益效果为：

1.本发明构造简单明了，上部的一次过滤层为屋顶植被层、砂性土层、粗砂层、土工布层、碎石垫层、砾石层，下部的二次过滤层分割为四个腔室，并通过泡沫混凝土作为隔挡层分隔开来，能够有效的对雨水中的杂质进行过滤，提高了过滤效率，减轻了净水器的工作压力，保证了雨水循环使用的安全性能；

2.本发明通过述雨水循环系统收集雨水，与一般的公园地面结构相比，多了土工布、粗砂等渗水防水材料，成本可以说是较为低廉的，然而正是这几层的材料，相比于其他绿化地，它更能汇聚并吸收来自屋顶雨水，通过植物、沙土的综合作用使雨水得到净化，并使之逐渐渗入土壤，涵养地下水，进行有效的雨水渗透；

3.本发明将雨水导入蓄水箱，蓄水箱再将雨水导出作为景观用水，或通过净水器净化后做其他利用，以此将雨水循环再利用，保证一定的水力停留时间，减少城市排水压力，是一个“缓释剂”，另外从广义上回灌地下水是有长远效益的，干旱地区可以凭此解决景观用水的困境；

4.本发明通过PLC控制器与各相应部件相连接，通过土壤湿度传感器实施感知土壤环境并将数据反馈，如果土壤处于干旱状态，则可通过PLC控制器启动水泵和第一电磁阀，向屋顶植被层进行浇灌；

5.本发明露天绿化系统各层的特殊分布以及倾斜设置，提高雨水收集的效率，节约了能效；

6.通过本发明的方法和配方制作得到的进水机构，延展性、抗开裂性好，承压能力和耐腐蚀性能均有大幅度提高，即提高了雨水收集效率，又提高了使用寿命，其使用寿命达到30年以上。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为本发明露天绿化系统剖视图。

图3为本发明雨水循环系统结构图。

图4为本发明进水机构剖视图。

图5为本发明电气控制图。

具体实施方式

附图标记

屋顶植被层1、砂性土层2、粗砂层3、土工布层4、碎石垫层5、砾石层6、隔挡层7、二次过滤层8、素土夯实层9、过液孔10、过滤网11、第一过滤腔室12、第二过滤腔室13、第三过滤腔室14、第四过滤腔室15、第一卵石16、第二卵石17、第三卵石18、第四卵石19、蓄水箱20、净水器21、水泵22、第一电磁阀23、第二电磁阀24、第三电磁阀25、土壤湿度传感器26、第一管道27、第二管道28、第三管道29、第四管道30、PLC控制器31、进水机构32、进水通道33、出水机构34。

如图所示集雨型屋顶雨水花园，包括露天绿化系统和雨水循环系统，所述露天绿化系统自上而下包括屋顶植被层1、砂性土层2、粗砂层3、土工布层4、碎石垫层5、砾石层6、隔挡层7、二次过滤层8和素土夯实层9，屋顶植被层、砂性土层、粗砂层、土工布层、碎石垫层、砾石层、隔挡层均为倾斜设置，露天植被层、砂性土层、粗砂层、土工布层、碎石垫层、砾石层、隔挡层的上表面或下表面与竖直方向的夹角a为86°，所述隔挡层的倾斜底端处设有若干过液孔10，所述二次过滤层的截面形状为等腰梯形结构，二次过滤层中被三个过滤网11分隔成第一过滤腔室12、第二过滤腔室13、第三过滤腔室14和第四过滤腔室15，第一过滤腔室位于过液孔的下方，且第一过滤腔室的长度为L1、第二过滤腔室的长度为L2、第三过滤腔室长度为L3、第四过滤腔室长度为L4，L4＝1.2*L3，L3＝1.2*L2，L2＝1.2*L1，所述第一过滤腔室、第二过滤腔室、第三过滤腔室和第四过滤腔室内分别填充有若干第一卵石16、第二卵石17、第三卵石18和第四卵石19，第一卵石的直径＜第二卵石的直径＜第三卵石的直径＜第四卵石的直径，所述素土夯实层贴合固定在二次过滤层下方，素土夯实层的截面形状为直角梯形；

所述雨水循环系统包括蓄水箱20、净水器21、水泵22、第一电磁阀23、第二电磁阀24、第三电磁阀25、土壤湿度传感器26、第一管道27、第二管道28、第三管道29、第四管道30和PLC控制器31，所述第一管道一端设置在二次过滤层上，另一端与蓄水箱相连接，蓄水箱通过第二管道与屋顶植被层相连通，第二管道上设有第一电磁阀和水泵，蓄水箱与净水器之间通过第三管道相连接，第三管道上设有第二电磁阀，净水器上设有第四管道，第四管道上设有第三电磁阀，土壤湿度传感器设置在屋顶植被层中，所述净水器、水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、土壤湿度传感器均与PLC控制器相连接，所述PLC控制器为三菱PLC FX2N-80MT-D；将过滤过的雨水通过第一管道导入蓄水箱，土壤湿度传感器实施感知土壤环境并将数据反馈，如果土壤处于干旱状态，则可通过PLC控制器启动水泵和第一电磁阀，向屋顶植被层进行浇灌，作为景观用水，或PLC控制器控制第二电磁阀、第三电磁阀启动，通过净水器净化后做其他利用；

所述第一管道上设有进水机构32，所述进水机构为中空的球体结构，进水机构上分散的设有若干进水通道33，进水机构埋设于第四过滤腔室内，所述第二管道上设有出水机构34，出水机构为圆锥体结构，出水机构上设有若干出水通道，出水通道与第二管道相连通，出水机构埋设于屋顶植被层中；

所述隔挡层为泡沫混凝土，所述第一管道的数量为10个、第二管道的数量为5个、第四管道的数量为2个。

实施例一

上述的进水机构的制备方法为：

(1)按重量份数计将聚氯乙烯树脂45份、环氧树脂15份和聚氨酯30份在50-60℃的温度下边加热边搅拌均匀得混合物A；

(2)按重量份数计将季戊四醇7份、氧化铝14份、异辛酸钙3.5份、去离子水10.5份在常温下搅拌均匀后得混合物B；

(3)按重量份数计将混合物A、混合物B、粒径55纳米的滑石粉8份、甲基丙烯酸甲酯22.5份、石蜡11份、环己酮12份、过氧化氢4份混合后进行加热，以5℃/4min的速度进行升温，直至温度升高至125℃后，继续保持这一温度加热40min即可的混合料；

(4)将混合料加入注塑机中注塑成型即可。

实施例二

上述的进水机构的制备方法为：

(1)按重量份数计将聚氯乙烯树脂30份、环氧树脂10份和聚氨酯15份在50℃的温度下边加热边搅拌均匀得混合物A；

(2)按重量份数计将季戊四醇5份、氧化铝10份、异辛酸钙2.5份、去离子水7.5份在常温下搅拌均匀后得混合物B；

(3)按重量份数计将混合物A、混合物B、粒径55纳米的滑石粉5份、甲基丙烯酸甲酯20份、石蜡8份、环己酮10份混合后进行加热，以5℃/4min的速度进行升温，直至温度升高至120℃后，继续保持这一温度加热30min即可的混合料；

(4)将混合料加入注塑机中注塑成型即可。

实施例三

上述的进水机构的制备方法为：

(1)按重量份数计将聚氯乙烯树脂60份、环氧树脂20份和聚氨酯30份在60℃的温度下边加热边搅拌均匀得混合物A；

(2)按重量份数计将季戊四醇8份、氧化铝16份、异辛酸钙4份、去离子水12份在常温下搅拌均匀后得混合物B；

(3)按重量份数计将混合物A、混合物B、粒径60纳米的滑石粉10份、甲基丙烯酸甲酯25份、石蜡14份、环己酮15份、过氧化氢8份混合后进行加热，以5℃/4min的速度进行升温，直至温度升高至130℃后，继续保持这一温度加热40min即可的混合料；

(4)将混合料加入注塑机中注塑成型即可。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。