一種雨水利用系統(tǒng)及其使用方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種雨水利用系統(tǒng)，包括雨水收集儲(chǔ)存系統(tǒng)、雨水處理系統(tǒng)和雨水回用系統(tǒng)，所述雨水收集儲(chǔ)存系統(tǒng)包括導(dǎo)流裝置、屋頂綠化滲透管、雨水收集管和雨水儲(chǔ)水箱，所述雨水處理系統(tǒng)包括屋頂綠化系統(tǒng)和屋頂景觀水池，所述屋頂綠化系統(tǒng)包括土壤和植物，所述植物種植在所述土壤中，所述屋頂景觀水池內(nèi)種植有水生植物，所述雨水回用系統(tǒng)包括雨水灌溉管道和景觀水池補(bǔ)水管，所述雨水灌溉管道分別與雨水儲(chǔ)水箱和屋頂綠化系統(tǒng)連接，所述景觀水池補(bǔ)水管分別與雨水儲(chǔ)水箱和屋頂景觀水池連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述雨水利用系統(tǒng)解決了屋頂綠化的用水需求，具有節(jié)省土地資源、處理效果好、處理成本低、儲(chǔ)存方便、運(yùn)行能耗低和水量平衡效果好的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種雨水利用系統(tǒng)及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水資源利用系統(tǒng)，尤其是一種雨水利用系統(tǒng)及其使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年我國(guó)水資源供需矛盾很?chē)?yán)重，缺水城市達(dá)300多個(gè)，其中，北方城市主要是水源型缺水，而南方城市主要是水質(zhì)型缺水。另一方面，隨著城市化進(jìn)程加快，城市地表不透水面積增加，地表徑流量增加，洪峰流量增大且時(shí)間提前，城市的防災(zāi)能力減弱，暴雨洪水災(zāi)害發(fā)生的幾率有較大的增加，暴露了原有城市排水系統(tǒng)的弊端，反映了原有雨水處置理念與快速城市化進(jìn)程的不相適應(yīng)，嚴(yán)重干擾了城市原有水文生態(tài)系統(tǒng)，破壞了自然的水文循環(huán)過(guò)程。雨水綜合利用是根據(jù)具體條件，將雨水直接利用和間接利用結(jié)合，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析基礎(chǔ)上最大限度地利用雨水。
[0003]目前對(duì)雨水的處理主要有以下兩種:一種為通過(guò)機(jī)械設(shè)備處理雨水，通過(guò)設(shè)備的混凝、沉淀、過(guò)濾作用使雨水得到凈化；另外一種為利用人工濕地、景觀水池對(duì)雨水進(jìn)行生態(tài)處理使雨水得到凈化。采用機(jī)械設(shè)備處理雨水的方式由于需要建造一定體量的雨水收集池，利用機(jī)械設(shè)備作用，會(huì)增加建設(shè)成本和運(yùn)行能耗，系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較差；而采用人工濕地和景觀水池這種生態(tài)處理雨水的方法通常需要占用較大的土地，因此在用地緊張的城市地區(qū)也很難實(shí)現(xiàn)。因此有必要開(kāi)發(fā)一種占地小、運(yùn)行費(fèi)用低的雨水利用方法。
[0004]在建筑屋面上設(shè)置景觀是一種新型的建筑景觀設(shè)計(jì)方式。其包括屋頂綠化、屋頂景觀水池等方式。這種設(shè)計(jì)是在各類(lèi)建筑物、構(gòu)筑物、橋梁(立交橋)等的屋頂、露臺(tái)、天臺(tái)、陽(yáng)臺(tái)等上進(jìn)行造園，種植樹(shù)木花卉，設(shè)置水景。在城市建成區(qū)地面可綠化用地越來(lái)越少，拆遷騰地費(fèi)用昂貴的背景下屋頂綠化和屋頂景觀水池是很好的改善城市居住環(huán)境方法。將這種設(shè)計(jì)方法與雨水利用系統(tǒng)相結(jié)合，是一種經(jīng)濟(jì)可行的雨水利用方式。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于屋頂綠化景觀的雨水利用系統(tǒng)及其使用方法，以解決場(chǎng)地條件不足時(shí)雨水缺少儲(chǔ)存處理空間以及現(xiàn)有雨水利用系統(tǒng)費(fèi)用較高的問(wèn)題。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種雨水利用系統(tǒng)，設(shè)置于建筑物的屋頂上，包括:
[0007]雨水收集儲(chǔ)存系統(tǒng)、雨水處理系統(tǒng)和雨水回用系統(tǒng)，所述雨水收集儲(chǔ)存系統(tǒng)包括導(dǎo)流裝置、屋頂綠化滲透管、雨水收集管和雨水儲(chǔ)水箱，雨水依次經(jīng)所述導(dǎo)流裝置、屋頂綠化滲透管及雨水收集管匯集到雨水儲(chǔ)水箱中，所述雨水處理系統(tǒng)包括屋頂綠化系統(tǒng)和屋頂景觀水池，所述屋頂綠化系統(tǒng)包括土壤和植物，所述植物種植在所述土壤中，所述屋頂景觀水池內(nèi)種植有水生植物，所述屋頂綠化滲透管位于所述土壤中，所述雨水收集管位于所述屋頂景觀水池中，所述雨水回用系統(tǒng)包括雨水灌溉管道和景觀水池補(bǔ)水管，所述雨水灌溉管道分別與雨水儲(chǔ)水箱和屋頂綠化系統(tǒng)連接，所述景觀水池補(bǔ)水管分別與雨水儲(chǔ)水箱和屋頂景觀水池連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述植物為草坪或灌木。
[0009]進(jìn)一步地，所述土壤厚度為30_60cm。
[0010]進(jìn)一步地，所述屋頂景觀水池的長(zhǎng)寬比大于等于2。
[0011]進(jìn)一步地，所述水生植物為美人蕉或金魚(yú)藻。
[0012]進(jìn)一步地，所述雨水處理系統(tǒng)還包括消毒裝置，所述消毒裝置置于所述雨水儲(chǔ)水箱中。
[0013]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)流裝置為導(dǎo)流渠。
[0014]進(jìn)一步地，所述雨水灌溉管道上設(shè)有灌溉噴頭。
[0015]進(jìn)一步地，所述雨水利用系統(tǒng)還包括水泵，所述水泵的一端與所述雨水儲(chǔ)水箱連接，所述水泵的另一端分別與所述雨水灌溉管道和景觀水池補(bǔ)水管連接。
[0016]本發(fā)明還提供了一種上述雨水利用系統(tǒng)的使用方法，所述雨水利用系統(tǒng)的使用方法包括以下步驟:
[0017]第一步，采用所述導(dǎo)流裝置收集雨水；
[0018]第二步，將收集到的雨水經(jīng)所述雨水處理系統(tǒng)處理后匯集至所述雨水儲(chǔ)水箱中；
[0019]第三步，采用所述雨水回用系統(tǒng)通過(guò)所述雨水儲(chǔ)水箱中收集到的雨水為所述屋頂綠化系統(tǒng)灌溉和屋頂景觀水池補(bǔ)水。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明實(shí)施例提供的雨水利用系統(tǒng)中，屋頂綠化和屋頂景觀水池不僅是雨水回用的用水點(diǎn)，也是雨水凈化的處理設(shè)施。此外,所述雨水利用系統(tǒng)將雨水利用與屋頂綠化、屋頂景觀水池相結(jié)合，解決了屋頂綠化的用水需求，使綠化的用水量與需水量達(dá)到平衡，使雨水資源得到充分利用，具有節(jié)省土地資源、處理效果好、處理成本低、儲(chǔ)存方便、運(yùn)行能耗低和水量平衡效果好的特點(diǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的雨水利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的雨水利用系統(tǒng)的原理圖；
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的雨水利用系統(tǒng)水量平衡圖。
[0024]其中，1:硬化屋面，2:屋頂綠化系統(tǒng)，3:屋頂景觀水池，4:雨水收集管，5:雨水儲(chǔ)水箱，6:雨水灌溉管道，7:灌溉噴頭。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行更詳細(xì)的描述。根據(jù)下列描述和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0026]如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雨水利用系統(tǒng)，包括雨水收集儲(chǔ)存系統(tǒng)、雨水處理系統(tǒng)和雨水回用系統(tǒng)。
[0027]所述雨水收集儲(chǔ)存系統(tǒng)包括導(dǎo)流裝置、屋頂綠化滲透管、雨水收集管4和雨水儲(chǔ)水箱5，硬化屋面I上的雨水依次經(jīng)所述導(dǎo)流裝置、屋頂綠化滲透管及雨水收集管4匯集到雨水儲(chǔ)水箱5中，導(dǎo)流裝置并未在圖1中畫(huà)出。
[0028]所述雨水處理系統(tǒng)包括屋頂綠化系統(tǒng)2和屋頂景觀水池3，所述屋頂綠化系統(tǒng)2包括土壤和植物，所述植物種植在所述土壤中，所述屋頂綠化滲透管埋在所述土壤中，用于將雨水匯集至屋頂景觀水池3中，并未在圖1中畫(huà)出。所述雨水收集管4分別與所述屋頂綠化滲透管和雨水儲(chǔ)水箱5連接，屋頂景觀水池3中多余的雨水可通過(guò)雨水收集管4流至較低平臺(tái)上設(shè)置的雨水儲(chǔ)水箱5中進(jìn)行儲(chǔ)存。所述屋頂景觀水池3內(nèi)種植有水生植物，用于去除氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)雨水進(jìn)行二次凈化。屋頂綠化系統(tǒng)2在雨水利用系統(tǒng)中既可作為雨水利用的用水點(diǎn)，為收集的雨水提供了用處，又能夠起到過(guò)濾和吸附作用，將雨水中的懸浮固體和有機(jī)物去除。
[0029]具體地說(shuō)，通過(guò)屋頂綠化系統(tǒng)2的土壤截流作用和植物根系的吸收作用進(jìn)行雨水凈化。屋頂景觀水池3既能夠作為雨水利用用水點(diǎn)，又能夠起到沉淀屋面徑流雨水和緩沖雨水徑流的作用。具體地，屋頂景觀水池能夠起到沉淀作用，將雨水中殘余固體沉淀去除，屋頂景觀水池3中的水生植物可以對(duì)雨水中的氮、磷進(jìn)行處理，使其達(dá)標(biāo)。并且在暴雨時(shí)屋頂景觀水池3能夠起到雨水調(diào)蓄作用，緩沖屋面雨水徑流，并且屋頂景觀水池3的補(bǔ)水需求也為收集的雨水提供了用途。
[0030]所述雨水回用系統(tǒng)包括雨水灌溉管道6和景觀水池補(bǔ)水管，所述雨水灌溉管道分6別與雨水儲(chǔ)水箱5和屋頂綠化系統(tǒng)2連接，所述景觀水池補(bǔ)水管分別與雨水儲(chǔ)水箱5和屋頂景觀水池2連接，景觀水池補(bǔ)水管并未在圖1中畫(huà)出。
[0031]所述植物為草坪或灌木，所述土壤厚度為30-60cm，利用土壤截流作用以及植物的吸收作用可以對(duì)雨水進(jìn)行初步凈化，降低濁度和有機(jī)物含量。所述屋頂景觀水池3的長(zhǎng)寬比大于等于2，可以對(duì)雨水起到沉淀作用，所述水生植物為美人蕉或金魚(yú)藻。所述雨水處理系統(tǒng)還包括消毒裝置，所述消毒裝置置于所述雨水儲(chǔ)水箱5中，在本實(shí)施例中，消毒裝置為加氯消毒裝置，用于定期對(duì)雨水儲(chǔ)水箱5中的水消毒。所述導(dǎo)流裝置為導(dǎo)流渠。所述雨水灌溉管道6上設(shè)有灌溉噴頭7，灌溉噴頭7可以噴出雨水以灌溉屋頂綠化系統(tǒng)2中的植物。所述雨水利用系統(tǒng)還包括水泵，所述水泵的一端與所述雨水儲(chǔ)水箱5連接，所述水泵的另一端分別與所述雨水灌溉管道6和景觀水池補(bǔ)水管連接，水泵將雨水儲(chǔ)水箱5中處理后的雨水輸送至屋頂綠化系統(tǒng)2進(jìn)行澆灌或屋頂景觀水池3進(jìn)行補(bǔ)水。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種雨水利用系統(tǒng)的使用方法，應(yīng)用在上述雨水利用系統(tǒng)上，所述雨水利用系統(tǒng)的使用方法包括以下步驟:
[0033]第一步，采用所述導(dǎo)流裝置收集雨水；
[0034]第二步，將收集到的雨水經(jīng)所述雨水處理系統(tǒng)處理后匯集至所述雨水儲(chǔ)水箱5中；
[0035]第三步，采用所述雨水回用系統(tǒng)通過(guò)所述雨水儲(chǔ)水箱中收集到的雨水為所述屋頂綠化系統(tǒng)2灌溉和屋頂景觀水池3補(bǔ)水。
[0036]在本實(shí)施例中，降雨在硬化屋面I上得到匯集，并通過(guò)坡度進(jìn)入到面積為200m2的屋頂綠化系統(tǒng)2中。屋頂綠化系統(tǒng)2作為雨水的第一道處理工序，可以利用土壤作用將硬化屋面上匯集雨水中的塵土和雜質(zhì)進(jìn)行攔截，經(jīng)屋頂綠化系統(tǒng)2處理后，雨水濁度可由
10.0lNTU(濁度測(cè)定單位)以上降低到5.7NTU，BOD5(五日生化需氧量)可由12.lmg/L降低到3.6mg/L。經(jīng)過(guò)屋頂綠化系統(tǒng)2的雨水進(jìn)入到長(zhǎng)12m寬6m的屋頂景觀水池3中，屋頂景觀水池3中種植有美人蕉、金魚(yú)藻，通過(guò)水生植物的凈化作用可以有效的去除雨水中的氮和磷，雨水中的總氮和總磷分別降低至3.64mg/L與0.51mg/L,并且屋頂景觀水池3還兼有沉淀處理的作用，雨水濁度可以進(jìn)一步降低至1.6NTU以下，BOD5可以進(jìn)一步降低到1.Smg/L以下。屋頂景觀水池3中溢流的雨水進(jìn)入較低平臺(tái)上設(shè)置的Im3雨水儲(chǔ)水箱5中，雨水儲(chǔ)水箱5中設(shè)置有定期加氯消毒的設(shè)置，以防止雨水停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，微生物進(jìn)行繁殖。經(jīng)過(guò)屋頂綠化系統(tǒng)2與屋頂景觀水池3處理后的雨水，水質(zhì)可以達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)對(duì)城市綠化的要求，此時(shí)，利用雨水回用系統(tǒng)即可對(duì)屋頂綠化系統(tǒng)2灌溉或?qū)ξ蓓斁坝^水池3補(bǔ)水。
[0037]如圖3所示，屋頂水池補(bǔ)水為屋頂景觀水池3的補(bǔ)水需求量，屋頂綠化澆灌為屋頂綠化系統(tǒng)2的澆灌需求量，本發(fā)明實(shí)施例提供的雨水利用系統(tǒng)收集雨水量大于屋頂景觀水池3的補(bǔ)水需求量和屋頂綠化系統(tǒng)2的澆灌需求量之和，該雨水利用系統(tǒng)在雨水收集量全年各月均可滿足屋頂景觀水池3補(bǔ)水和屋頂綠化系統(tǒng)2灌溉用水的全部水量，并具有良好的水量平衡關(guān)系。
[0038]綜上，本發(fā)明實(shí)施例提供的雨水利用系統(tǒng)通過(guò)屋頂綠化系統(tǒng)2和屋頂景觀水池3進(jìn)行收集與處理。雨水中的雜質(zhì)可以通過(guò)屋頂綠化系統(tǒng)2中土壤截流作用以及屋頂景觀水池3中水生植物的吸收及屋頂景觀水池3的沉淀作用進(jìn)行去除，去除后的雨水一部分儲(chǔ)存于屋頂景觀水池3當(dāng)中，另一部分進(jìn)入雨水儲(chǔ)水箱5，為屋頂綠化系統(tǒng)2提供灌溉用水及屋頂景觀水池3補(bǔ)水，尤其是在晴天時(shí)。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明實(shí)施例提供的雨水利用系統(tǒng)中，屋頂綠化和屋頂景觀水池不僅是雨水回用的用水點(diǎn)，也是雨水凈化的處理設(shè)施。此外,所述雨水利用系統(tǒng)將雨水利用與屋頂綠化、屋頂景觀水池相結(jié)合，解決了屋頂綠化的用水需求，使綠化的用水量與需水量達(dá)到平衡，使雨水資源得到充分利用，具有節(jié)省土地資源、處理效果好、處理成本低、儲(chǔ)存方便、運(yùn)行能耗低和水量平衡效果好的特點(diǎn)。
[0040]上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不對(duì)本發(fā)明起到任何限制作用。任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明揭露的技術(shù)方案和技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動(dòng)，均屬未脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的內(nèi)容，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雨水利用系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置于建筑物的屋頂上，包括雨水收集儲(chǔ)存系統(tǒng)、雨水處理系統(tǒng)和雨水回用系統(tǒng)，所述雨水收集儲(chǔ)存系統(tǒng)包括導(dǎo)流裝置、屋頂綠化滲透管、雨水收集管和雨水儲(chǔ)水箱，雨水依次經(jīng)所述導(dǎo)流裝置、屋頂綠化滲透管及雨水收集管匯集到雨水儲(chǔ)水箱中，所述雨水處理系統(tǒng)包括屋頂綠化系統(tǒng)和屋頂景觀水池，所述屋頂綠化系統(tǒng)包括土壤和植物，所述植物種植在所述土壤中，所述屋頂景觀水池內(nèi)種植有水生植物，所述屋頂綠化滲透管位于所述土壤中，所述雨水收集管位于所述屋頂景觀水池中，所述雨水回用系統(tǒng)包括雨水灌溉管道和景觀水池補(bǔ)水管，所述雨水灌溉管道分別與雨水儲(chǔ)水箱和屋頂綠化系統(tǒng)連接，所述景觀水池補(bǔ)水管分別與雨水儲(chǔ)水箱和屋頂景觀水池連接。
2.如權(quán)利要求1所述的雨水利用系統(tǒng)，其特征在于，所述植物為草坪或灌木。
3.如權(quán)利要求1所述的雨水利用系統(tǒng)，其特征在于，所述土壤厚度為30-60cm。
4.如權(quán)利要求1所述的雨水利用系統(tǒng)，其特征在于，所述屋頂景觀水池的長(zhǎng)寬比大于等于2。
5.如權(quán)利要求1所述的雨水利用系統(tǒng)，其特征在于，所述水生植物為美人蕉或金魚(yú)藻。
6.如權(quán)利要求1所述的雨水利用系統(tǒng)，其特征在于，所述雨水處理系統(tǒng)還包括消毒裝置，所述消毒裝置置于所述雨水儲(chǔ)水箱中。
7.如權(quán)利要求1所述的雨水利用系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)流裝置為導(dǎo)流渠。
8.如權(quán)利要求1所述的雨水利用系統(tǒng)，其特征在于，所述雨水灌溉管道上設(shè)有灌溉噴頭。
9.如權(quán)利要求1所述的雨水利用系統(tǒng)，其特征在于，所述雨水利用系統(tǒng)還包括水泵，所述水泵的一端與所述雨水儲(chǔ)水箱連接，所述水泵的另一端分別與所述雨水灌溉管道和景觀水池補(bǔ)水管連接。
10.一種雨水利用系統(tǒng)的使用方法，應(yīng)用在如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的雨水利用系統(tǒng)上，其特征在于，所述雨水利用系統(tǒng)的使用方法包括以下步驟: 第一步，采用所述導(dǎo)流裝置收集雨水； 第二步，將收集到的雨水經(jīng)所述雨水處理系統(tǒng)處理后匯集至所述雨水儲(chǔ)水箱中； 第三步，采用所述雨水回用系統(tǒng)通過(guò)所述雨水儲(chǔ)水箱中收集到的雨水為所述屋頂綠化系統(tǒng)灌溉和屋頂景觀水池補(bǔ)水。
【文檔編號(hào)】A01G1/00GK104196179SQ201410422453
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】田煒, 葉少帆, 瞿燕, 夏麟, 李海峰 申請(qǐng)人:上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)(集團(tuán))有限公司