一种基于低影响开发的源头雨水净化存蓄系统及安装方法

摘要

本发明公开了一种基于低影响开发的源头雨水净化与存蓄系统，包括透水铺装路面、下凹式绿地，所述透水铺装路面与下凹式绿地相连接，下凹式绿地的底部设有生物滞留层，生物滞留层包括生物层、砂层和砾石层，且依次分布，砾石层底部设有雨水收集池，砾石层与雨水收集池的之间的连接处设有土工布，雨水收集池由若干雨水收集模块组成，雨水收集池的两侧池壁上部分别设有溢流管，雨水收集池设有水位监测装置，采用模块相互拼接的方法，施工方便且工期短，收集的雨水可以长期为地面上的绿色植物提供生长所需要的水分，有效利用自然雨水，减少人工取用自来水浇灌植物的水量，与此同时存蓄滞留雨水、减少了地面径流，有利于海绵城市的建设，保护生态环境。

说明书

技术领域

本发明属于城市排水防涝和面源污染治理技术领域，更具体地，涉及 一种基于低影响开发的源头雨水利用、净化和存蓄系统及安装方法。

背景技术

近年来，高速的城市化使得不透水下垫面比例不断增加，造成雨水汇 流时间缩短，峰值流量增大，内涝灾害频现。我国大部分城市的雨水径流 污染较为严重，雨水的利用能有效缓解水资源短缺，促进当地经济的可持 续发展。目前，雨水的利用已经越来越得到政府的重视，已启动海绵城市 的建设。

低影响开发(LowImpactDevelopment，LID)技术是20世纪90年 代末发展起的暴雨管理和面源污染处理技术，LID技术是通过分散的，小 规模的源头控制来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制，使开发地区尽 量接近于自然的水文循环。低影响开发能有效解决现有城市雨水排除体系 存在的问题：城市硬化地面快速增长加大了实际综合径流系数，造成已建 雨水管网排水能力不足；城市雨洪消纳能力有限，调蓄设施严重缺乏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于低影响开发的源头雨水净 化与存蓄系统，以解决现有技术中导致的雨水管网排水能力不足；城市雨 洪消纳能力有限，调蓄设施严重缺乏等缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于低影响开发的源头雨水净化 与存蓄系统，包括透水铺装路面和下凹式绿地，所述透水铺装路面与下凹 式绿地相连接，下凹式绿地的下面设有生物滞留层，生物滞留层包括生物 层、砂层和砾石层，且从上往下依次分布，砾石层底部设有雨水收集池， 砾石层与雨水收集池的之间的连接处设有土工布，雨水收集池由若干个雨 水收集模块拼接组成，雨水收集池的池壁上部设有溢流管。

本发明提供的源头雨水净化与存蓄系统，主要由透水铺装路面和下凹 式绿地组合而成，能够节约占地面积，不占用宝贵的空间；并且重量轻， 易拆装，运输方便；由于雨水收集模块可以根据蓄水池大小组合拼装，设 计灵活；承载力强，施工方便，省工期；使用寿命长；成本低，经济效益 明显；

优选地，在所述雨水收集池设有水位监测装置。使人在地面上就能够 对雨水收集池的雨水进行了解，显示蓄水池中的水位变化，当水位低于一 定的警戒值时会发出警报，提醒市政管理人员及时补水。

优选的，所述透水铺装路面在靠近下凹式绿地的边缘设有路缘石，路 缘石上设置20～60cm宽度的缺口，缺口处设有雨水截污挂篮，雨水截污挂 篮固定连接于路缘石靠近下凹式绿地的一侧。其有益效果在于对垃圾进行 拦截，同时可以从当储存垃圾的容器，起到一个初期过滤的效果，从而使 后期的水处理和收集过程变得更加简单有效。

优选的，所述雨水截污挂篮的底部设有滤网。

优选的，所述水位监测装置包括水位探头和水位显示报警仪，水位探 头设于所述雨水收集池的底部，水位探头的连接线经雨水收集池一侧的所 述溢流管连接至透水铺装路面上方的水位显示报警仪。

优选的，所述水位显示报警仪包括显示屏和报警灯。

优选的，所述水位监测装置采用柱状结构，竖直设于雨水收集池内部， 且穿过生物滞留层。

优选的，所述水位监测装置内部设有水柱。

优选的，所述雨水收集模块的材料采用PP材料。雨水收集模块由再生 环保材料制作，绿色环保，深埋地下，维护简单，且可回收再利用。

按照本发明的另一方面，还提供了一种上述基于低影响开发的源头雨 水净化与存蓄系统的安装方法，具体如下：

A、挖掘出安装雨水收集池所需要的空地，且挖位必须大于安装雨水收 集池所需要的大小；

B、平整地面，夯实地基；

C、在雨水收集池中垂直重叠安装雨水收集模块，保持上下左右整齐；

D、在雨水收集池上铺设土工布，施工时保持土工布完全覆盖雨水收集 池和生物滞留层，多余和重叠的部分用胶带粘接；

E、雨水收集池四周回填泥土，并安装溢流管和水位监测装置；

F、雨水收集池上先铺设一层砾石层，再铺设砂层，最后在顶层铺设生 物层；

G、在生物滞留层上铺设下凹式绿地；

H、在下凹式绿地四周铺设路缘石，并安装雨水截污挂篮。

采用以上技术方案的有益效果是：本发明的雨水收集模块安装于地下， 可按需设置于城市、小区、工厂、景观等场所的地下，不占用底面空间， 且雨水收集池由若干个雨水收集模块组合成一个水池，水池的形状不同地 形综合确定，任意组合，不受场地限制，因为采用模块相互拼接的方法， 无需大型机械，施工方便、工期短。具有支撑，蓄水，净化的功效，同时 收集的水不仅可以为上层绿植等生物提供水分，还可以进一步经过雨水汇 总管汇总到雨水收集池，过滤净化雨水、存蓄滞留雨水、消纳周边雨水， 同时还具有减少噪音，缓解热岛效应，美化环境，经济效益好的优点，根 据需要选取两种水位监测装置，能够对雨水收集池的雨水进行了解，便于 控制，且精确度高，便于使用，PP材料为再生环保材料，绿色环保，深埋 地下不破坏整个生态环境，维护简单，且可回收再利用。

附图说明

图1是本发明实施例1中源头雨水净化与存蓄系统的结构示意图；

图2是本发明实施例2中源头雨水净化与存蓄系统的结构示意图；

其中，1-下凹式绿地、2-生物滞留层、3-路缘石、4-雨水截污挂篮、 5-透水铺装路面、6-生物层、7-砂层、8-砾石层、9-土工布、10-溢流管、 11-雨水收集模块、12-雨水收集池、13-土壤、14-水位探头、15-水位显示 报警仪、16-连接线、17-柱状结构、18-有色气体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的 本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可 以相互组合。

图1和图2出示本发明的具体实施方式：一种基于低影响开发的源头 雨水净化与存蓄系统，包括透水铺装路面5、下凹式绿地1，所述透水铺装 路面5与下凹式绿地1相连接，下凹式绿地1的底部设有生物滞留层2，生 物滞留层2包括生物层6、砂层7和砾石层8，且从上往下依次分布，砾石 层8底部设有雨水收集池12，砾石层8与雨水收集池12的之间的连接处设 有土工布9，雨水收集池12由若干雨水收集模块11组成，雨水收集池12 的两侧池壁上部分别设有溢流管10，雨水收集池12的内部设有水位监测装 置。

在本发明中，所述透水铺装路面5在靠近下凹式绿地1的边缘设有路 缘石3，路缘石3上设置20～60cm宽度的缺口，缺口处设有雨水截污挂篮4， 雨水截污挂篮4固定连接于路缘石3靠近下凹式绿地1的一侧。

带有路缘石3的透水铺装路面5，透水铺装路面5与下凹式绿地1相连 接，用于消纳硬化地表产生的雨水径流，所述路缘石3上设置20～60cm宽 度的缺口，在所述缺口处设置有雨水截污挂篮4，径流通过缺口汇入雨水截 污挂篮4后经初步浮沉后流入下凹式绿地1，路缘石3上的缺口将雨水径流 集中汇入雨水截污挂篮4后能将体积较大的污染物拦截下来，起到初期过 滤的作用，下凹式绿地1下面是生物滞留层2，生物滞留层2包括生物层6、 砂层7和砾石层8，且依次分布，砾石层8底部设有雨水收集池12，砾石 层8与雨水收集池的之间的连接处设有土工布9，土工布9具有优秀的过滤、 排水、隔离、加筋、防渗、防护作用，雨水收集池12中的水可以应用于植 物的日常浇灌，所述下凹式绿地1和雨水收集池12之间是雨水渗透净化区 域，所述若干个雨水收集模块12构成雨水收集池，所述池壁上部有溢流管。

下凹式绿地1以及生物滞留层2可汇集周围硬化地表产生的降雨径流， 利用植被、土壤、微生物的作用，截留和净化小流量雨水径流，超过绿地 蓄渗容量的雨水经雨水口排入雨水管网。下凹式绿地1和生物滞留层2不 仅可以起到削减径流量、减轻城市洪涝灾害，有效地在源头去除雨水中的 营养物质、病原体、重金属离子等的作用，而且下渗的雨水可以起到增 加土壤水分含量以减少绿地浇灌用水量。同时，径流携带的氮、磷等污染 物可以转变为植被所需的营养物质，促进植物的生长。

在本发明中，雨水收集模块11的材料采用PP材料，PP材料为再生环 保材料，绿色环保，深埋地下不破坏整个生态环境，维护简单，且可回收 再利用，生物层6由腐质土、苔藓菌类植物和蚯蚓等填料构成，用于吸收 净化污染物；下凹式绿地1上表面种植有植被，植物应以当地常用的绿化 植物为选择对象，从抗旱、耐淹、耐污、抗寒等抗逆性，景观性，维护要 求等方面进行综合评价，筛选出适宜在湖泊周边生物滞留槽内种植的植物 品种2～3种；透水铺装路面5通过透水铺装材料本身的多孔隙特性，可以 过滤净化雨水、存蓄滞留雨水、消纳周边雨水，同时还具有减少噪音，缓 解热岛效应，美化环境，经济效益好等优点。

在本发明中，生物层6填料应根据道路雨水水量、水质特点，以当地 种植、建筑、水处理等方面常用的材料为选择对象，筛选出透水性能较高、 满足排水要求，持水性能较强、满足植物生长要求，净化能力较强、满足 水质改善要求的填料。通过填料的优化组合和结构配合，得出不同净化需 求和不同流量要求的填料配合模式3～5种。重点考虑碎石、高炉矿渣、陶 粒、蛭石、砂、壤土等填料类型。

本发明还提供了一种上述基于低影响开发的源头雨水净化与存蓄系统 的安装方法，具体如下：

1、挖掘出与所需要的雨水收集池12所需要的空地的大小，且挖位的 大小须大于安装雨水收集池12所需要的大小。

2、平整地面，夯实地基。

3、在雨水收集池中垂直重叠安装雨水收集模块，保持上下左右整齐；

4、在雨水收集池12上铺设土工布9，施工时保持土工布9完全阻隔雨 水收集池12和生物滞留层2，多余和重叠的部分用胶带粘接。

5、雨水收集池四周回填泥土，并安装溢流管和水位监测装置。

6、雨水收集池12上先铺设一层砾石层8，再铺设砂层7，最后在顶层 铺设生物层，例如腐质土、苔藓菌类植物和蚯蚓等填料。

7、铺设下凹式绿地1的上层铺设路缘石3，并安装雨水截污挂篮4。

所述雨水收集池12由若干个雨水收集模块11组合而成，雨水收集池 12的形状可根据需求如径流的大小，植物种类、路面空间等情况综合确定。 任意组合，不受场地限制，因为采用模块相互拼接的方法，无需大型机械， 并且可现场组装成箱，可以实现当天开挖当天回填。施工方便、工期短。 具有支撑，蓄水，净化的功效。同时雨水收集池12中的水可以为上层绿植 等生物提供水分。

实施例1

水位监测装置采用水位探头14和水位显示报警仪15结合，水位探头 14感受到水压的变化，然后将数据传输给水位显示报警仪15，使人在地面 上就能够对雨水收集池12的雨水进行了解，显示雨水收集模块11组成的 蓄水池中的水位变化，当水位低于一定的警戒值时会发出警报，提醒市政 管理人员及时补水。

对雨水收集池的雨水进行了解，便于控制，且精确度更高，便于精确 控制，但是需要提供电才能使用，且安装不便。

实施例2

水位监测装置采用柱状结构17，竖直设于雨水收集池12内部，且穿过 生物滞留层2，水位监测装置内部有用于观察的液体。将柱状结构17置于 雨水收集池12内部，水从柱状结构17的底部向上顶起，并延伸至下凹式 绿地1的上表面，通过液柱的液面高度，判断雨水收集池12中水位的变化， 柱状结构17的水位监测装置安装方便，且便于观测，不需要供电，但使用 寿命短。

雨水收集模块安装于地下，可按需设置于城市、小区、工厂、景观等 场所的地下，不占用底面空间，且雨水收集池12由若干个雨水收集模块11 组合成一个水池，水池的形状不同地形综合确定，任意组合，不受场地限 制，因为采用模块相互拼接的方法，无需大型机械，施工方便、工期短。 具有支撑，蓄水，净化的功效。收集的雨水可以长期为地面上的绿色植物 提供生长所需要的水分，有效利用自然雨水，减少人工取用自来水浇灌植 物的水量，与此同时存蓄滞留雨水、减少了地面径流，有利于海绵城市的 建设，保护生态环境，经济效益好的优点。根据需要选取两种水位监测装 置，能够对雨水收集池12的雨水进行了解，便于控制，且精确度高，便于 使用，PP材料为再生环保材料，绿色环保，深埋地下不破坏整个生态环境， 维护简单，且可回收再利用。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等 同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。