一种流量自控式雨水湿地的制作方法

1.本实用新型涉及海绵城市技术领域，具体涉及一种流量自控式雨水湿地。


背景技术：

2.海绵城市的建设基于低影响开发理念，统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，控制雨水径流，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式。海绵城市建设将自然途径与人工措施相结合，在确保城市防洪排涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化。雨水湿地作为海绵城市建设的重要环节，是一种生态可持续的雨洪控制与雨水利用设施，其用于汇聚并吸收来自屋顶或地面的雨水，通过植物、沙土的综合作用使雨水得到净化，逐步下渗至土壤，降低暴雨地表径流的洪峰，涵养地下水，或使之补给城市用水。因此，雨水湿地的结构设计和综合技术效果对于海绵城市的建设影响显著。
3.专利cn104982249b公开了一种用于马路中间绿化带的雨水湿地，设置在由路缘石构成的绿化带内，在路缘石上设置有排水孔，在路面形成积水时，路面上的积水能够通过路缘石上的排水孔排至雨水湿地内的碎石层内，解决了降雨量过大路面形成积水无法排放的问题，但是其对于雨水湿地路面径流量大，冲刷大的问题的解决并未提及；专利cn211172270u公开的一种针对大屋面的前池雨水湿地系统，包括雨落管、前池和雨水湿地；前池设有泄水口；雨落管与前池入口端相连通，前池出口端与雨水湿地相连通；前池入口端与前池出口端均位于前池的上端，泄水口位于前池的下端；该专利主要通过增设前池，提高前期雨水的储蓄量，对于冲刷问题和强化处理却并未提及。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于提供一种流量自控式雨水湿地，针对降雨量大时，对雨水湿地的冲刷较为严重，导致雨水湿地的种植土发生严重流失，同时对雨水造成二次污染的技术问题，提出孔堰结合方式缓解对雨水湿地的冲刷，同时增加通过设置透水混凝土丁坝，增加雨水湿地中微生物的量，形成了“植物-微生物”一体化去除系统，增加了污染物去除效率。
5.为达成上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种流量自控式雨水湿地，包括雨水湿地主体和设置在雨水湿地主体外侧的水槽系统；
6.所述水槽系统包括进水槽、若干透水混凝土丁坝和溢流井；所述进水槽开口朝上，首尾相连环设在雨水湿地主体外侧；定义雨水湿地主体为所述流量自控式雨水湿地的内侧，所述进水槽的内侧侧壁为第一侧壁、进水槽的外侧侧壁为第二侧壁，则所述第一侧壁围合构成所述雨水湿地主体的侧壁；所述透水混凝土丁坝均匀且间隔设置在所述进水槽内侧第一侧壁和第二侧壁相对的两侧面上，并在所述两侧面上交错分布；所述溢流井邻接设置在第二侧壁外侧，溢流井底部连通至市政雨水管；
7.所述雨水湿地主体包括自上而下依次布置的种植土层、陶粒层、卵石层和出水层，所述出水层连通至溢流井；
8.所述第一侧壁上设置有若干贯穿第一侧壁的进水孔，所述第二侧壁上设置有一依次贯穿第二侧壁、溢流井侧壁的溢流口；所述进水孔底部高于种植土层上表面，所述进水孔顶部低于溢流口底部。
9.进一步的，所述出水层设置为一具有若干支管的穿孔管，所述支管均匀设置在雨水湿地主体内，所述穿孔管一端抵接于雨水湿地主体的侧壁，另一端依次贯穿第一侧壁、第二侧壁和溢流井侧壁后连通至溢流井；所述穿孔管位于雨水湿地主体内的部分及其支管上设置有渗水孔，所述穿孔管位于所述水槽系统和所述溢流井侧壁内的部分设置为排水盲管。
10.进一步的，所述雨水湿地主体设置为方形，所述进水孔在所述雨水湿地主体任一侧壁的同一高度上均匀且间隔分布。
11.进一步的，所述雨水湿地内还设置有反冲洗管；所述反冲洗管自上向下依次贯穿种植土层、陶粒层和卵石层后连通至穿孔管。
12.进一步的，所述出水层底面设置为一水泥砂浆找平层，所述水泥砂浆找平层自雨水湿地主体底部向雨水湿地主体靠近溢流井侧底部倾斜；所述水泥砂浆找平层的坡度为0.2％。
13.进一步的，所述透水混凝土丁坝为碎石、水泥、水按照质量比800:1500:1 均匀混合后在模具内固化养护而成；所述碎石的粒径为2-3cm。
14.进一步的，所述种植土层种植有耐寒耐涝植物，其厚度为15cm；所述陶粒层的厚度为20cm；所述卵石层的厚度为40cm。
15.进一步的，所述穿孔管的公称直径为150mm，所述市政雨水管的公称直径为300mm。
16.进一步的，所述溢流口设置有一层过滤结构，所述过滤结构为格栅过滤网。
17.由以上技术方案可知，本实用新型的技术方案获得了如下有益效果：
18.本实用新型公开的流量自控式雨水湿地，包括雨水湿地主体和水槽系统；水槽系统包括进水槽、透水混凝土丁坝和溢流井；其中，进水槽环设在雨水湿地主体外侧，定义雨水湿地主体为内侧，进水槽的内侧侧壁为第一侧壁、外侧侧壁为第二侧壁，则第一侧壁围合构成雨水湿地主体的侧壁；透水混凝土丁坝均匀且间隔设置在进水槽内侧第一侧壁和第二侧壁相对的两侧面上，并在两侧面上交错分布；溢流井邻接设置在第二侧壁外侧，连通至市政雨水管；雨水湿地主体包括自上而下依次布置的种植土层、陶粒层、卵石层和出水层，出水层连通至溢流井；第一侧壁上设置有若干贯穿第一侧壁的进水孔，第二侧壁上设置有一依次贯穿第二侧壁、溢流井侧壁的溢流口；进水孔底部高于种植土层上表面，进水孔顶部低于溢流口底部。本实用新型将流量自控式雨水湿地设计为孔堰结合方式充分缓解雨水湿地冲刷，削减径流量，降低雨水污染。
19.此外，本实用新型通过在进水槽内交错布置透水混凝土丁坝，使得雨水首先进入进水槽内，当其经过透水混凝土丁坝时，在透水混凝土内部挂满微生物，一部分水体进入透水混凝土内部达到去除污染物目的，同时透水混凝土使得水流阻力大，污水在槽中滞留时间长，使得透水混凝土内的过水量大，净化效率高。水槽系统内的透水混凝土丁坝与雨水湿地中的植被共同形成“植物-微生物”一体化去除系统，有效的去除水中的多种污染物质，提
高了雨水湿地的净污能力。
20.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。
21.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
22.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
23.图1为本实用新型雨水湿地的俯视图；
24.图2为本实用新型雨水湿地的纵向剖面图；
25.图3为本实用新型雨水湿地中进水孔结构示意图；
26.图4为本实用新型雨水湿地中溢流井截面图。
27.图中，各标记的具体意义为：
28.1-水槽系统；2-透水混凝土丁坝；3-雨水湿地主体；4-进水孔；5-溢流口； 6-溢流井；7-排水盲管；8-穿孔管；9-卵石层；10-陶粒层；11-种植土层；12-植物；13-反冲洗管。
具体实施方式
29.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
30.本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一个”“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件，并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。“上”“下”“左”“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
31.基于海绵城市的建设与雨水湿地的结构优化不可分割，因此需要逐步改进现有的雨水湿地的结构；现有技术中雨水湿地的结构设计基本上未考虑雨水湿地在路面径流量大时严重冲刷雨水湿地、导致雨水湿地处理效率低的技术问题；本实用新型旨在于公开一种流量自控式雨水湿地，通过在雨水湿地上设计孔堰结合结构以及在进水槽内交错布置透水混凝土丁坝，使雨水湿地内形成“植物
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微生物”一体化去除系统，有效避免路面径流量冲
刷雨水湿地，提高污染物去除效率。
32.下面结合附图所示的实施例，对本实用新型的流量自控式雨水湿地作进一步具体介绍。
33.结合图1和图2所示，流量自控式雨水湿地包括雨水湿地主体3和设置在雨水湿地主体3外侧的水槽系统1；水槽系统包括进水槽、若干透水混凝土丁坝 2和溢流井6；其中，进水槽开口朝上，首尾相连环设在雨水湿地主体3外侧；定义雨水湿地主体3为流量自控式雨水湿地的内侧，进水槽的内侧侧壁为第一侧壁、进水槽的外侧侧壁为第二侧壁，则第一侧壁围合构成雨水湿地主体3的侧壁；如图1所示，透水混凝土丁坝2均匀且间隔设置在进水槽内侧第一侧壁和第二侧壁相对的两侧面上，并在两侧面上交错分布；溢流井6邻接设置在第二侧壁外侧，溢流井6底部连通至市政雨水管；实施例中，进水槽的入口设置有一坡度为2％的斜坡，雨水从斜坡向进水槽汇集，避免雨水径流直接冲刷至雨水湿地内，也实现部分雨水存蓄的效果。
34.雨水湿地主体3包括自上而下依次布置的种植土层11、陶粒层10、卵石层 9和出水层，出水层连通至溢流井6；为实现对雨水的流量自控，结合图3和图 4所示，第一侧壁上设置有若干贯穿第一侧壁的进水孔4，第二侧壁上设置有一依次贯穿第二侧壁、溢流井6侧壁的溢流口5；必然的，进水孔4底部高于种植土层11上表面，水量充足时可在种植土层11上形成滞水层，便于种植土层11 种植的植物12与雨水中微生物发生耦合作用，对污染物进行降解；同时，进水孔4顶部低于溢流口5底部，当雨水量大，进水槽不能继续存水，雨水湿地处理量达既定目标时，直接向市政雨水管排水，避免从雨水湿地向外径流溢水，造成雨水湿地的严重冲刷。
35.附图所示的实施例中，为平衡进入雨水湿地主体3内的水量均匀，减少冲刷，进水孔4在第一侧壁上均匀分布；即如图示，雨水湿地主体3设置为方形，进水孔4在雨水湿地主体3任一侧壁的同一高度上均匀且间隔分布。
36.出水层通常采用穿孔管8，穿孔管8埋设在雨水湿地主体3卵石层9的下方，一端连通至溢流井6，将经过雨水湿地主体3净化后的雨水排走；穿孔管8可设置为若干根，依次连通溢流井6；也可以设置为如附图所示的实施例中的结构，具有若干支管的穿孔管8，支管均匀设置在雨水湿地主体3内，穿孔管8一端抵接于雨水湿地主体3的侧壁，另一端依次贯穿第一侧壁、第二侧壁和溢流井6 侧壁后连通至溢流井6；为了便于使用，穿孔管8位于雨水湿地主体3内的部分及其支管上设置有渗水孔，穿孔管8位于水槽系统1和溢流井6侧壁内的部分设置为排水盲管7。
37.附图所示的流量自控式雨水湿地的具体参数如下：雨水湿地主体3中种植土层11种植的植物12为耐寒耐涝植物，其厚度为15cm；陶粒层10的厚度为 20cm，卵石层9的厚度为40cm；出水层的穿孔管8的公称直径为150mm，市政雨水管的公称直径可选择300mm。透水混凝土丁坝2为粒径为2-3cm的碎石、水泥、水按照质量比800:1500:1均匀混合后在模具内固化养护而成；养护条件一般为按比例混合的碎石、水泥、水在搅拌机内搅拌10分钟，取出后倒入已制备好的模具内，连同模具一起在室温下养护3天，每日喷水3-4次，拆除模具后，继续喷水养护25d。上述参数并非本公开的流量自控式雨水湿地的唯一数据，仅作为本公开流量自控式雨水湿地的一优选参数，本技术旨在于公开具有上述孔堰结合结构的雨水湿地，其它未记载在本实施例中、但可应用于本技术孔堰结合结构的参数也应当在本技术公开的
范围内。
38.一些实施例中，为了便于汇集处理后的雨水径流，出水层的底面设置为一水泥砂浆找平层，水泥砂浆找平层自雨水湿地主体3底部向雨水湿地主体3靠近溢流井6侧底部倾斜；如附图1所示的实施例，该水泥砂浆找平层的倾斜坡度一般设置为0.2％。
39.具体实施时，为了防止雨水量过大从溢流口5进入溢流井6时带入过多大体积杂质污染物造成市政雨水管堵塞，在溢流口5设置有一层过滤结构，如过滤结构可设置为格栅过滤网，阻挡溢流带入的树枝等大体积垃圾。
40.已知雨水湿地在长时间使用后会发生堵塞的情况，附图所示的实施例中，在雨水湿地主体3还设置了反冲洗管13，该反冲洗管13自上向下依次贯穿种植土层11、陶粒层10和卵石层9后连通至穿孔管8。通过定时使用反冲洗管13 反向冲洗雨水湿地主体3，有利于清洗雨水湿地主体内部堵塞的污染物，延长雨水湿地的清理效率和使用寿命。
41.本实用新型的多级雨水湿地的工作过程为：当雨水湿地水首先进入外围的水槽系统1，防止对雨水湿地主体3的局部冲刷，保证进水得均匀性；当雨量较小时，通过第一侧壁上的进水孔4进入雨水湿地主体3的种植土层11上方，随后雨水通过种植土层11，水体中的cod、n和p能够被植物12和种植土中的微生物吸收一部分，然后雨水进入陶粒层10和卵石层9，在其中存在缺氧和厌氧环境，n进行反硝化，进一步去除n；同时颗粒表面挂满了生物膜，对cod 和p等污染物进一步降解；同时雨水能积存一部分在雨水湿地主体内，形成了滞水的效果；当水量较大时，雨水经过进水槽后，通过溢流口5后进入溢流井6，最终进入市政雨水管；当进水槽内水流经过透水混凝土丁坝2时，进一步在透水混凝土内部挂满微生物，使得一部分水体进入透水混凝土内部达到去除污染物目的，同时透水混凝土使得水流阻力大，污水在雨水湿地主体3内滞留时间延长，使得透水混凝土丁坝2内的过水量大，净化效率提高。
42.本实用新型通过孔堰结合设计在雨水湿地中形成了植物吸收和生物降解的多联耦合净污效果，解决雨水湿地冲刷严重的技术问题，有效去除雨水中的多种污染物质，提高雨水湿地的净污能力，提高人居环境。
43.虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者准。