一種北方地區的城市雨水收集與淨化系統的製作方法

2023-04-26 23:05:14

本發明屬於環境生態工程領域具體涉及一種北方地區的海綿城市雨水收集與淨化系統。

背景技術：

隨著城市化進程中不透水面積增加和極端天氣的影響，引發了城市內澇問題，嚴重威脅城市安全。以「慢排緩釋」和「源頭分散」控制為主要規劃設計理念的海綿城市建設將有效緩解城市內澇問題，有效解決城市看海的局面。

海綿城市的具體實現方式包括下凹式綠地、雨水滲透塘、雨水花園、滲透井、滲透地面、滲透管渠和植草溝渠等。雨水經過有組織的收集和植物淨化處理，提高雨水的利用效率，同時有效的改善城市內澇問題。

目前使用海綿城市雨水收集、淨化與利用的專利包括：一種環保節能型庭院式雨水收集、處理及回用系統（201410022505.8）、一種雨水收集分流、涵養地層的調蓄系統（201510394497.4）、一種初期雨水收集、離線處理系統（201310726665.6）、一種旋轉式自動棄流型雨水收集利用系統及其安裝方法（201310256642.3）、基於砼砂基透水磚的雨水滲透收集裝置（201310237771.8）、一種雨水收集與利用裝置（201310038375.2）、雨水處理和利用設施的設計方法（201010195702.1）、一種雨水收集淨化方法及裝置（201010040064.6）、一種雨水綜合利用滲排水管渠（200910249978.0）、一種城市雨水收集和道路防水淹地下水補給系統（200610153088.6）、湖濱區初期雨水收集、分流及生態淨化集成系統（200510023294.0）、一種雨水收集與下滲系統（201510264399.9）、雨水收集處理系統（201510234148.6）、雨水收集系統（201510075589.6）、一種城鎮住區雨水回收系統（201510057011.8）、一種雨水綜合利用系統（201510050775.4）和一種基於低影響開發的動態滲透雨水塘系統（201510046182.0）等。但上述專利因存在製作複雜、運營成本高和效率低等一項或多項缺點，使用範圍受到很大限制，應用效果不明顯，推廣困難。

因此，建立一個操作簡單、運營成本低，能夠有效的收集雨水和植物淨化處理雨水系統，將具有非常重要意義。

技術實現要素：

本發明的目的是建立一個城市雨水收集和淨化處理系統，提高雨水利用率，實現雨水控制和有效利用的目的。

本發明的技術方案是這樣實現的：本發明包括城市道路的雨水收集系統和雨水塘淨化系統兩部分，在人行道的向車行道一側設置綠化帶，背向車行道一側設置綠地，綠化帶內設置過濾雨水口，綠地內設置溢流雨水口，過濾雨水口和溢流雨水口通過管道與道路的雨水管相連，雨水管上設置檢查井，雨水通過過濾雨水口和溢流雨水口收集到雨水管內排入雨水塘淨化系統；雨水管與雨水塘淨化系統的進水口相連，收集的雨水依次通過沉澱池、前置格柵、前置塘、溢流堰、蓄滲區、後置格柵和出水口，前置塘和蓄滲區內設置水生植物，岸邊設置耐衝刷植物；經出水口外排被淨化後的雨水，作為《地表水環境質量標準》中的Ⅳ類或Ⅴ類水體功能使用。

所述的溢流雨水口直徑為100~800mm，間距為10~30m，高於地面50~150mm，上口設置過濾蓋，過濾蓋上設置孔徑為3~6mm的過濾孔，孔間距為2~4mm。

所述的過濾雨水口間距為10~30m，高於地面以上部分設置為上口直徑大於下口直徑，下口直徑為100~300mm，上口直徑為150~500mm。

所述的人行道為透水鋪裝路面，採用透水混凝土路面、透水瀝青路面和透水磚路面中的一種。

所述前置格柵的柵條間隙寬度為5~15mm，後置格柵柵條間隙寬度為3~6mm，後置格柵外包濾網，濾網孔徑為1~2mm。

所述的耐衝刷植物採用巴根草、香附子、高羊草、結縷草和早熟禾中的一種或多種，其種植寬度為2.0~4.0m。

所述的水生植物採用蘆葦、香蒲、荷花、睡蓮、千屈菜和萍蓬草中的一種或多種。

所述的耐衝刷植物的種植土厚度為300~600mm，種植土為土壤、泥炭土和植物碎屑混合製備，製備方法為在土壤中加入重量比為8~20%的泥炭土和5~20%的植物碎屑，土壤採用粉質粘土，泥炭土採用沉澱池沉澱底泥和粉碎的植物秸稈混合厭氧發酵製備，製備方法為在沉澱底泥中加入15~30%的粉碎小於15mm長的植物秸稈厭氧發酵12~20天。

所述的溢流堰採用毛石堆砌，堆砌高度低於岸邊500~1000mm，毛石直徑或邊長為100~500mm，堆砌的毛石空隙中填充碎石，填充的碎石直徑為20~50mm。

本發明的積極效果是通過沉澱和兩次吸收兩次過濾，實現提高雨水的淨化能力和雨水的利用率，本發明取材廣泛，方法簡單，維修方便，環境效益顯著。

附圖說明

圖1為本發明的雨水收集系統平面結構示意圖；

圖2為本發明的雨水收集系統剖面結構示意圖；

圖3為本發明的雨水塘淨化系統平面結構示意圖。

圖中1. 溢流雨水口，2. 綠地，3. 人行道，4. 綠化帶，5. 過濾雨水口，6. 檢查井，7. 雨水管，8. 車行道，9. 進水口，10.沉澱池，11. 前置格柵，12. 前置塘，13. 耐衝刷植物，14. 水生植物，15. 溢流堰，16. 蓄滲區，17. 後置格柵，18. 出水口，19. 地面。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的說明

實施例1，如圖1、圖2和圖3所示，在人行道3兩側設置綠化帶4和綠地2，雨水通過綠化帶4內的過濾雨水口5和綠地2內的溢流雨水口1排入雨水管7，雨水管7上部設置檢查井6，雨水管7與雨水塘淨化系統的進水口9相連，收集的雨水依次通過沉澱池10、前置格柵11、前置塘12、溢流堰15、蓄滲區16、後置格柵17和出水口18，前置塘12和蓄滲區16內設置水生植物14，岸邊設置耐衝刷植物13；經出水口外排被淨化後的雨水，作為城市道路灑水。

溢流雨水口1直徑為100mm，間距為10m，高於地面50mm，上口設置過濾蓋，過濾蓋上設置孔徑為3mm的過濾孔，孔間距為2mm；過濾雨水口5間距為10m，高於地面以上部分設置下口直徑為100mm，上口直徑為150mm；人行道3為透水鋪裝路面，採用透水混凝土路面。

前置格柵11的柵條間隙寬度為5mm，後置格柵17柵條間隙寬度為3mm，後置格柵17外包濾網，濾網孔徑為1mm。

耐衝刷植物13採用巴根草，其種植寬度為2.0m，水生植物14採用蘆葦和香蒲，溢流堰15採用毛石堆砌，堆砌高度低於岸邊500mm，毛石直徑或邊長為100~500mm，堆砌的毛石空隙中填充碎石，填充的碎石直徑為20~50mm。

耐衝刷植物13的種植土厚度為300mm，種植土為土壤、泥炭土和植物碎屑混合製備，製備方法為在土壤中加入重量比為8%的泥炭土和5%的植物碎屑，土壤採用粉質粘土，泥炭土採用沉澱池10沉澱底泥和粉碎的植物秸稈混合厭氧發酵製備，製備方法為在沉澱底泥中加入15%的粉碎小於15mm長的植物秸稈厭氧發酵12天。

實施例2，如圖1至圖3所示，設置雨水收集系統和雨水塘淨化系統，其中溢流雨水口1直徑為800mm，間距為30m，高於地面150mm，上口設置過濾蓋，過濾蓋上設置孔徑為6mm的過濾孔，孔間距為4mm；過濾雨水口5間距為30m，高於地面以上部分下口直徑為300mm，上口直徑為500mm；人行道3為透水鋪裝路面，採用透水磚路面。

前置格柵11的柵條間隙寬度為15mm，後置格柵17柵條間隙寬度為6mm，後置格柵17外包濾網，濾網孔徑為2mm。

耐衝刷植物13採用巴根草和結縷草，其種植寬度為4.0m，水生植物14採用蘆葦和睡蓮。

溢流堰15採用毛石堆砌，堆砌高度低於岸邊1000mm，毛石直徑或邊長為100~500mm，堆砌的毛石空隙中填充碎石，填充的碎石直徑為20~50mm。

耐衝刷植物13的種植土厚度為600mm，種植土製備方法為在土壤中加入重量比為20%的泥炭土和20%的植物碎屑，土壤採用粉質粘土，泥炭土製備方法為在沉澱池10的沉澱底泥中加入30%的粉碎小於15mm長的植物秸稈厭氧發酵20天。

實施例3，如圖1至圖3所示，設置雨水收集系統和雨水塘淨化系統，其中溢流雨水口1直徑為500mm，間距為20m，高於地面100mm，上口設置過濾蓋，過濾蓋上設置孔徑為5mm的過濾孔，孔間距為3mm；過濾雨水口5間距為20m，高於地面以上部分下口直徑為200mm，上口直徑為400mm；人行道3為透水鋪裝路面，採用透水瀝青路面。

前置格柵11的柵條間隙寬度為10mm，後置格柵17柵條間隙寬度為5mm，後置格柵17外包濾網，濾網孔徑為1mm。

耐衝刷植物13採用巴根草和早熟禾，其種植寬度為3.0m，水生植物14採用香蒲和睡蓮。

溢流堰15採用毛石堆砌，堆砌高度低於岸邊800mm，毛石直徑或邊長為100~500mm，堆砌的毛石空隙中填充碎石，填充的碎石直徑為20~50mm。

耐衝刷植物13的種植土厚度為400mm，種植土的製備方法為在土壤中加入重量比為12%的泥炭土和10%的植物碎屑，土壤採用粉質粘土，泥炭土製備方法為在沉澱池10的沉澱底泥中加入20%的粉碎小於15mm長的植物秸稈厭氧發酵15天。