利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统及消减内涝的方法

摘要

一种利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统及消减内涝的方法，系统主要由主导管、支导管、竖向深井、吸附材料层、植被土壤层、进水口等部分构成。绿化区吸附层优先选用具有多孔特征的建筑废渣填筑，利用多孔材料的吸水性能将水暂时的储存在绿化区内，实现消峰减排、缓解内涝的功能。同时，在绿化区吸附层中设置竖向深井将吸附的雨水汇集在井中，既能补充地下水源，又能将水抽起就近灌溉绿化区植物，节约淡水资源；雨水经过多孔材料的吸附净化后大部分有害物质得到去除，起到减轻污染地下水的作用。本方法具有吸附雨水效果好、施工工艺较为简便、造价低、维修方便、使用寿命长等显著优点。

权利要求

1.一种利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统，其特征在于：包括一设置在绿化区的竖向深井（1－6），竖向深井（1－6）上设有井盖（1－10），竖向深井（1－6）周边主导管（1－7）通过设置在竖向深井（1－6）上的主导管通道（6－1）与竖向深井（1－6）相通，在主导管（1－7）的管壁的周围设置细孔（1－12），主导管（1－7）的管壁的周围设置的细孔（1－12）的开孔的部位由其位置不同而有所改变，在水平、水平与竖向转折处，以及“U”管圆曲线部分均采用主导管（1－7）上半部不开孔下半部开孔，而直导管部分则沿管四周开孔；

在进水口（1－11）的下方还设有沉淀池（1-2），在主导管（1－7）上设置多个与主导管（1－7）相通的支导管（1－8）；

竖向深井（1－6）贯穿植被土壤层（1－1）和吸附材料层（1－4）并深入到至天然土层（1－5）中，竖向深井（1－6）井壁采用混凝土砌筑，在其四周设有井壁开孔（1－13）；

吸附材料层（1－4）设置在植被土壤层（1－1）下方，吸附材料层（1－4）的下方为天然土层（1－5），采用多孔建筑废弃物制成，吸附材料层（1－4）的竖向边界与天然土层（1－5）接触部分设置有防渗土工布（1－3）。

2.根据权利要求1 所述的利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统，其特征在于：竖向深井（1－6）内设置有维修阶梯（1－9）。

3.根据权利要求1 所述的利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统，其特征在于：主导管（1－7）的进水口（1－11）上设有滤网（5－1）。

4.根据权利要求1 所述的利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统，其特征在于：支导管（1－8）与主导管（1－7）的竖向管部分连通，支导管（1－8）向上倾斜2-3 度，在支导管（1－8）的管壁上也设置有支管细孔，支管细孔均开设在支导管（1－8）上部。

5.利用权利要求1 所述的系统消减城市内涝的方法，其特征在于：当城市降雨发生时，雨水进入沉淀池（1－2）进入主导管（1-7）及支导管（1-8），一部分雨水经主导管通道（6-1）进入到竖向深井（1-6）中；一部分雨水从主导管（1－7）及支导管（1－8）的开孔进入到吸附材料层（1-4）中存储，并通过竖向深井（1－6）井壁上的井壁开孔（1－13）渗流到竖向深井（1-6）中。

6.根据权利要求5所述的消减城市内涝的方法，其特征在于：集中竖向深井（1-6）中的雨水用于回灌地下水或抽出用于灌溉植被土壤层（1-1）中的植被。

说明书

利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统及消减内涝的方法

技术领域

[0001] 本发明是一种利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统，本发明还涉及利用该系统消减城市内涝的方法。

背景技术

[0002] 近20 年来，由于全球气候变化、人口增加以及城市化进程加快等原因，导致我国城市内涝灾害频发，造成惨重的人员伤亡和财产损失。城市内涝不仅影响城市经济的正常发展，更威胁着城市居民的生命安全。为了减少内涝灾害引起的损失，确保人民生命财产安全，亟待采用适当的方法来缓建或消除城市内涝的发生。目前，主要有两种观点：一是提高城市地下排水管网的设计标准；二是利用城市湿地、湖泊涵蓄雨洪。据报道，发生严重内涝的城市都斥巨资用于管道改造，如：南昌近年更是耗资20 多亿元改造城市地下排水系统，但最终依然内涝频发。可见，城市内涝不仅是排水管道的问题，更是由于地面硬化、绿地减少、径流系数增加而加大了泄洪难的问题，如：北京超过80%的地面被混凝土、沥青等不透水材料覆盖，雨水根本无法渗透入地下。为解决城市雨水发生大规模的径流问题， 就地消纳是最佳的方法，但需要一个吸纳雨水的场所，如雨水调节池。基于中国城市人口密度不断增大的现状，城市用地越来越紧张，不具备规划专门场地消减内涝的条件。因此，急需寻求其它空间来吸纳雨水。

发明内容

[0003] 针对现有技术的不足，本发明的目的就是要提供一种利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统及利用该系统消减城市内涝的方法，利用专门管道将部分雨水引入绿化区吸附层，借助绿化区吸附层的良好吸水功能，将雨水储蓄起来。既能削峰减排，缓解内涝；又能补充地下水、灌溉绿化区植被，节约宝贵的淡水资源。

[0004] 本发明的目的是这样实现的：一种利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统，包括一设置在绿化区的竖向深井，竖向深井上设有井盖，竖向深井周边主导管通过设置在竖向深井上的主导管通道与竖向深井相通，在主导管的管壁的周围设置细孔，在进水口的下方还设有沉淀池，在主导管上设置多个与主导管相通的支导管；

[0005] 竖向深井贯穿植被土壤层和吸附材料层并深入到至天然土层中，竖向深井井壁采用混凝土砌筑，在其四周设有井壁开孔；

[0006] 吸附材料层设置在植被土壤层下方，吸附材料层的下方为天然土层，采用多孔建筑废弃物制成，吸附材料层的竖向边界与天然土层接触部分设置有防渗土工布。

[0007] 竖向深井内设置有维修阶梯。

[0008] 主导管的进水口上设有滤网，在进水口的下方还设有沉淀池。

[0009] 主导管的管壁的周围设置的细孔的开孔的部位由其位置不同而有所改变，在水平、水平与竖向转折处，以及“U”管圆曲线部分均采用主导管上半部不开孔下半部开孔，而直导管部分则沿管四周开孔。

[0010] 支导管与主导管的竖向管部分连通，支导管向上倾斜2-3 度，在支导管的管壁上也设置有支管细孔，支管细孔均开设在支导管上部。

[0011] 当城市降雨发生时，雨水进入沉淀池进入主导管及支导管，一部分雨水经主导管通道进入到竖向深井中；一部分雨水从主导管及支导管的开孔进入到吸附材料层中存储，并通过竖向深井井壁上的井壁开孔渗流到竖向深井中。

[0012] 集中竖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层中的植被。

[0013] 本发明提供的利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统及消减内涝的方法，具有以下有益效果：

[0014] （1）通过绿化区吸附层缓解城市排水管网的负担，并涵养地下水资源；

[0015] （2）通过绿化区吸附层回灌地下水，减少了因抽取地下水引起地面的沉降；

[0016] （3）绿化区吸附层涵蓄的雨水可供地表植物生长，有效地节约了宝贵的淡水资源；

[0017] （4）绿化区吸附层可用多孔建筑废弃物，为城市的建筑垃圾再利用提供新渠道。

附图说明

[0018] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0019] 图1 是绿化区整体布置图。

[0020] 图2 是进水口布置图。

[0021] 图3 是支导管大样图。

[0022] 图4 是主导管节点图。

[0023] 图5 是进水口侧视图。

[0024] 图6 是竖井结构图。

[0025] 图1 中：1-1、植被土壤层，1-2、沉淀池，1-3、防渗土工布，1-4、吸附材料层，1-5、天然土层，1-6、竖向深井，1-7、主导管，1-8、支导管，1-9、维修阶梯，1-10 、 井盖，1-11、进水口，5-1、滤网，6-1、主导管通道。

具体实施方式

[0026] 本发明的结构如图1－6 所示：一种利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统，包括一竖向深井1－6，竖向深井1－6 上设有井盖1－10，竖向深井1－6 周边主导管1－7 通过设置在竖向深井1－6 上的主导管通道6－1 与竖向深井1－6 相通，在主导管
1－7 上设置多个与主导管1－7 相通的支导管1－8，竖向深井1－6 贯穿植被土壤层
1－1 和吸附材料层1－4 并深入到至天然土层1－5 中，吸附材料层1－4 的竖向边界与天然土层1－5 接触部分设置有防渗土工布1－3。

[0027] 所述的吸附材料层1－4 采用多孔建筑废弃物制成，如废弃粘土砖、煤渣等。

[0028] 竖向深井1－6 内设置有维修阶梯1－9，用于维修竖向深井。

[0029] 主导管1－7 的进水口1－11 上设有滤网5－1，以防止主导管堵塞。

[0030] 在主导管1－7 的管壁的周围设置细孔1－12。

[0031] 竖向深井1－6 井壁采用混凝土砌筑，在其四周设有井壁开孔1－13。

[0032] 主导管1－7 的管壁的周围设置的细孔1－12 的开孔的部位由其位置不同而有所改变， 在水平、水平与竖向转折处，以及“U”管圆曲线部分均采用主导管1－7 上半部不开孔下半部开孔，而直导管部分则沿管四周开孔。

[0033] 支导管1－8 与主导管1－7 的竖向管部分连通，支导管1－8 向上倾斜2-3 度，在支导管1－8 的管壁上也设置有支管细孔，支管细孔均开设在支导管1－8 上部。

[0034] 本发明的具体实施步骤如下：

[0035] 1.场地准备：在建造绿化区时，按照已定的绿化区高程和区域向下开挖一定的深度包括吸附材料层1-4 厚度和植被生长所需植被土壤层1-1 的厚度。

[0036] 2.材料回填及管道布置：在已经挖好的绿化区域内，采用逐层施工的施工工艺，逐层填筑。在吸附材料层1-4 的范围内，按照计算好的主导管1-7 位置，从下向上逐节进行安装，主导管1-7 的纵向布置按照计划的管道数等间距铺设见图5。其中L 为两主导管1-7 中心距。

[0037] 支导管1-8 的位置也按照计算好的间距逐主导管、逐层、逐节进行安装。

[0038] 竖向深井1-6 采用混凝土围墙，在墙上开孔即井壁开孔1－13 以使吸附材料层1-4 中的水能够沿着孔道渗流到竖向深井1-6 内。同时主导管1-7、竖向深井1-6、支导管
1-8 的开孔处周边与吸附材料层1-4 接触的部分需要设置反滤层。

[0039] 3.进水口布置：在施工进行到接近需要硬化的路面与绿化区的交界处时，会和原有的城市排水管道相遇，为将不能由原有排水管道排走的水引入绿化区，需要在该交界处设置进水口。进水口主导口下方一定区域在原有的排水沟的基础上再设置沉淀池1-2， 在雨水排入城市排水管道和绿化区前把水流中的泥沙和垃圾进行一次沉淀，防止杂物堵塞排水管道。进水口1-11 的高度布置，见图2。S，沉淀池深度；H，排水沟深度；h，进水口距排水沟底部的距离。在每个进水口的主导管管口均采用滤网5-1，来拦截一些大粒径的漂浮物质，防止其阻塞管道。

[0040] 4.后期维护：在竖向深井1-6 中设置维修阶梯1-9，定期的进行人工清理井底的沉淀物， 保证井底的沉淀物不因过多而阻塞竖向深井6-1，影响管道的正常工作，同时定期抽取井内的水，使吸附材料层中的水能够自由渗出为下一次吸附雨水腾出空间，从而保证其具有反复吸附的功能。

[0041] 利用绿化区吸附层消减城市内涝的系统消减内涝的方法利实例：

[0042] 当城市降雨发生时，雨水进入沉淀池1－2 进入主导管1-7 及支导管1-8，一部分雨水经主导管通道6-1 进入到竖向深井1-6 中；一部分雨水从主导管1－7 及支导管1－8 的开孔进入到吸附材料层1-4 中存储，并通过竖向深井1－6 井壁上的井壁开孔1－13 渗流到竖向深井1-6 中。

[0043] 集中竖向深井1-6 中的雨水用于回灌地下水或抽出用于灌溉植被土壤层1-1 中3
的植被。以吸附层的稳定吸附量约为28m 为例，其吸水过程约为0.8h，则吸附速率约为
3 3
35m/h； 抽水过程约30h，则脱附速率约为0.93m/h。按照50～99.9mm/d 的暴雨标准计
2
算，完全靠20m 宽、8m 高、1米厚的吸附层可消减8750m硬化地面汇集的雨水，这说明绿化区消减内涝效果十分显著，但如遇到连续暴雨则需要及时回抽吸附层的雨水，腾出存储空间供再次消减雨洪。