專利名稱：綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于市政工程、環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
雨水是城市水循環(huán)和區(qū)域水循環(huán)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，對調(diào)節(jié)、補充地區(qū)水資源、改善生態(tài)環(huán)境起著極為關(guān)鍵的作用。中國目前正處在城市化快速發(fā)展的階段，隨著城市化水平的提高和經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市雨水問題就愈發(fā)凸現(xiàn)出來。主要表現(xiàn)為雨水徑流污染嚴(yán)重；城市洪澇災(zāi)害風(fēng)險加大；雨水資源大量流失；城市生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重等。我國城市排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計很多還只停留在如何盡快地將城市雨水直接排放和簡單地依賴“雨污分流”等傳統(tǒng)觀念上，這將不能滿足現(xiàn)代城市發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的要求。城市雨水問題不僅是制約國民經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，而且是威脅人民健康和生命財產(chǎn)安全的嚴(yán)重社會問題。20世紀(jì)90年代，美國暴雨管理專家開發(fā)了一種模擬自然水文條件原理，基于源頭控制的多點微觀暴雨控制策略，即低影響開發(fā)(LID)。LID注重因地制宜，通過一系列保護性設(shè)計，生物滯留、過濾滲透、凈徑流儲存等措施對雨水徑流進行生態(tài)化處理，盡量恢復(fù)開發(fā)前的自然水文循環(huán)，做到對城市降雨徑流水量和水質(zhì)的控制。另外，低影響開發(fā)技術(shù)較傳統(tǒng)雨洪控制技術(shù)還有建設(shè)費用低，運行管理簡單等優(yōu)點。目前，LID技術(shù)在國內(nèi)處于起步探索階段，尚未形成完善的理論和技術(shù)體系。暴雨徑流控制在我國的應(yīng)用還僅限于城市的局部地區(qū)，應(yīng)用范圍小，對先進技術(shù)支持的規(guī)劃和設(shè)計工具應(yīng)用水平較低或沒有應(yīng)用，造成了工程應(yīng)用的效果并不明顯。在城市規(guī)劃層面，還沒有專門的以防洪、水質(zhì)保護和景觀綜合效應(yīng)為目的的城市暴雨徑流管理規(guī)劃，城市總體規(guī)劃中也很少考慮對暴雨徑流的綜合控制。中國大多數(shù)城市人口密度大、缺水、降雨徑流污染嚴(yán)重，內(nèi)澇頻發(fā)，生態(tài)環(huán)境壓力大，因此，開發(fā)基于LID理念的相關(guān)技術(shù)有迫切的需要。另外，國內(nèi)蓬勃發(fā)展的小區(qū)開發(fā)和城市改造也為LID技術(shù)的應(yīng)用提供了很好的時機和條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是基于低影響開發(fā)(LID)技術(shù)的雨水源區(qū)促滲、截污理念，提供一種綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)。降雨時，城市綠色建筑小區(qū)收集的雨水接入該系統(tǒng)的進水口，之后雨水在該系統(tǒng)內(nèi)被蓄積、儲存、滲透及吸附、過濾，最終達到對雨水在源區(qū)內(nèi)促滲、截污，即對雨水水量和水質(zhì)控制的目的。該系統(tǒng)適用于不能提供大片雨水集中生態(tài)處理所用綠地的綠色建筑小區(qū)，每個子系統(tǒng)占地面積少，子系統(tǒng)之間用子沿途滲透排放系統(tǒng)連接，連接相對靈活，因地制宜，可根據(jù)實際情況確定子系統(tǒng)之間相對位置；運行費用低，且有一定景觀效果。本發(fā)明所述的一種綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，其特征是由設(shè)在低勢綠地內(nèi)的多個子系統(tǒng)串聯(lián)組成，所述子系統(tǒng)由子截污滲透系統(tǒng)和子沿途滲透排放系統(tǒng)組成。
所述的子截污滲透系統(tǒng)，由進水管、集水井A、持水花園A、持水花園B、填料井、集水井B、出水管、井外的外部透水填料層組成。進水管接到帶不透水井蓋的集水井A左下部。出水管接到帶不透水井蓋的集水井B右上部。頂部設(shè)有井篦的填料井位于集水井A和集水井B之間。持水花園A和持水花園B位于填料井上部前后兩側(cè)。集水井A右上部與持水花園A、B共用擋墻處設(shè)有集水井A的溢流出水口，亦即持水花園進水口。持水花園A、B外圍擋墻設(shè)有用于系統(tǒng)外部雨水進入的類鋸齒形的擋墻進水口。填料井與持水花園A、B共用擋墻處設(shè)有持水花園A、B的溢流出水口，亦即填料井進水口。填料井上部為集水區(qū)，下部為填料層，右側(cè)擋墻為穿孔透水墻，其上部設(shè)有溢流口。利用所述的子截污滲透系統(tǒng)，綠色建筑小區(qū)收集的雨水從第一個子截污滲透系統(tǒng)進水管進入集水井A，集水井A內(nèi)收集的雨水一部分由除與填料井共用的不透水墻外的三面透水墻和透水底面滲入外部透水填料層，一部分與持水花園A、B接壤的進水口溢流進入持水花園A、B ；持水花園A、B收集的系統(tǒng)周圍雨水由持水花園類鋸齒形的擋墻進水口進入；進入持水花園內(nèi)部的雨水一部分滲入地下，一部分暫時在持水區(qū)內(nèi)被持流和截污，超出部分雨水由與填料井接壤的出水口漫流跌水進入填料井；進入填料井的雨水被過濾后，一部分通過透水磚砌成的透水底面滲入井下面的外部透水填料層被蓄積或滲入地下，一部分由與集水井B共用的穿孔透水墻滲入集水井B，超出填料井容納能力的雨水由集水井上部的溢流口溢入集水井B ；集水井B內(nèi)收集的雨水一部分通過除與填料井共用的穿孔透水墻外的其他三面透水墻滲入井外部透水填料層，一部分通過出水管溢流進入子沿途滲透排放系統(tǒng)。所述的子沿途滲透排放系統(tǒng)，由雨水穿孔排水管及穿孔排水管周圍的外部透水填料層組成，雨水穿孔排水管上游接到上一子截污滲透系統(tǒng)的出水管，下游接到下一子截污滲透系統(tǒng)的進水管。雨水在該子系統(tǒng)內(nèi)流動的過程中，通過穿孔排水管的小孔進入外部透水填料層被蓄積或滲入地下，超出外部透水填料層持水能力的雨水通過穿孔管流入下一子截污滲透系統(tǒng)。進一步，所述的子截污滲透系統(tǒng)，其持水花園A、B的持水區(qū)內(nèi)各設(shè)有一條導(dǎo)流墻；持水區(qū)同時也作為植物種植區(qū)，其下部由種植土層及混合填料層構(gòu)成；持水區(qū)底部(亦即種植土層頂部)距離持水區(qū)進水口和出水口分別有一定高差，較好的是持水花園進水口高出出水口 IOOmm左右。種植土層及混合填料層由沙土、表土和復(fù)合土壤組成，建議改良種植土壤對水的最小滲透率不低于15mm/h，較為理想的土壤組合是55%砂土、20%表土、25%復(fù)合土壤。如果種植喬木類植物，種植土層厚度不小于lm。種植土下層設(shè)置填料層，填料層由煤渣、高爐渣、碎石等混合而成。填料層對過濾、吸附截留污染物有很好的效果。進一步，所述的子截污滲透系統(tǒng)，其填料井內(nèi)裝有過濾雨水用的填料；填料井上部留有一定高度雨水收集區(qū)；填料井上部靠近集水井B—側(cè)開有一定高度的溢流口 ；填料井上部蓋有井篦；填料井除與集水井B共用的墻為穿孔透水墻外，其他三面墻均為不透水墻；其井底為透水磚砌成的透水井底。井內(nèi)填料分三層，由上至下分別為碎石層(粒徑為30 40謹(jǐn)，厚度200 250謹(jǐn))，高爐渣和石灰石混合層(平均粒徑為10 20謹(jǐn)，厚度300謹(jǐn)左右)，沙礫層(平均粒徑為5 10mm，厚度65(T700mm)。碎石層、高爐渣與石灰混合層填料分別被裝入到金屬制網(wǎng)狀籃子中(每個籃子高度為該層填料層高度)，沙礫層填料被裝入兩層金屬制網(wǎng)狀籃子中(每個籃子高度為沙礫填料層高度的一半)，在籃子右側(cè)鋪有200g/m2的透水土工布，以防填料從右側(cè)穿孔透水墻的孔洞內(nèi)進入集水井B，土工布的寬度應(yīng)足夠包裹右側(cè)填料層；金屬制網(wǎng)狀籃子網(wǎng)孔大小與所裝填料粒徑基本相同，同時其強度需至少滿足承受所裝填料的重量。填料井內(nèi)填料需不定期清洗，填料通過金屬制網(wǎng)狀籃子從井內(nèi)取出，一般在每次暴雨后清洗一次。進一步，所述的子截污滲透系統(tǒng)，其進水管的管頂標(biāo)高低于出水管的管底標(biāo)高，高差由工程設(shè)計確定。進一步，所述的子沿途滲透排放系統(tǒng)，由雨水穿孔排水管及穿孔排水管周圍的透水填料層組成。從上一子截污滲透系統(tǒng)收集的雨水進入子沿途滲透排放系統(tǒng)，雨水透過穿孔管小孔儲存于碎石層中，通過側(cè)壁面和底面滲透。超過設(shè)計滲透標(biāo)準(zhǔn)的雨水在管道內(nèi)流動，最后接入到下游子截污滲透系統(tǒng)。穿孔排水管的管徑為20(T300mm，具體管徑應(yīng)根據(jù)設(shè)計排水流量確定；穿孔排水管的敷設(shè)坡度在0. 015左右，穿孔排水管長度為30m左右；穿孔排水管的開孔率為3%。進一步，所述的靠近穿孔排水管、集水井A或B、填料井的外部透水填料層，由內(nèi)至外分別為碎石層(粒徑為2(T30 mm，厚度> 100mm)、透水土工布、粗砂層(厚度5(Tl00mm)。外部透水填料層頂部與地下水水面的距離不小于1. an。本發(fā)明的有益效果
采用本綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，雨水在該系統(tǒng)內(nèi)流行過程中，被蓄積、儲存、滲透及滯留、消能，末端排放雨水量大幅減少；雨水在系統(tǒng)外部透水填料層、持水花園種植土層及其填料層、填料井的填料層等內(nèi)滲透的過程中被吸附過濾，雨水?dāng)y帶污染物被有效去除。在系統(tǒng)末端，收集雨水的水量和水質(zhì)得到控制，末端雨水可收集回用或者排入市政雨水管網(wǎng)。另外，該系統(tǒng)延長了雨水在排放過程中的流行時間，能削減城市雨水洪峰量。對基于低影響開發(fā)理念的雨水源區(qū)水量和水質(zhì)控制，本發(fā)明強調(diào)城市居民小區(qū)內(nèi)雨水源區(qū)促滲、截污理念，且有涵養(yǎng)地下水源，保護自然環(huán)境，美化城市居住環(huán)境，維持自然水文循環(huán)平衡等方面優(yōu)勢。


圖1是本發(fā)明的子滲透排放系統(tǒng)平面示意圖2是截污節(jié)流排放系統(tǒng)剖面示意圖及圖1的A-A剖面圖；圖3是圖1的B-B剖面圖；圖4是圖1的C-C剖面圖；圖5是圖IWD-D剖面圖；圖6是圖1的E-E剖面圖；圖7是圖1的F-F剖面圖；圖8是圖1的G-G剖面圖。具體是實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。參見圖1至圖8所示的一種綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，其由設(shè)在低勢綠地內(nèi)的多個子系統(tǒng)串聯(lián)組成，所述子系統(tǒng)由子截污滲透系統(tǒng)和子沿途滲透排放系統(tǒng)組成。子截污滲透系統(tǒng)由進水管1、集水井A2、持水花園A4、持水花園B5、填料井9、集水井B16、出水管17、井外的外部透水填料層19等組成。進水管1接到帶不透水井蓋的集水井A2左下部，出水管17接到帶不透水井蓋的集水井B16右上部；頂部設(shè)有井篦10的填料井9位于集水井A2和集水井B16之間；持水花園A4和持水花園B5位于填料井9上部前后兩側(cè)。集水井A2右上部與持水花園A4、B5共用擋墻處設(shè)有集水井A2的溢流出水口，同時作為持水花園進水口 3。持水花園A4和B5外圍擋墻設(shè)有用于系統(tǒng)外部雨水進入的類鋸齒形的擋墻進水口 7。填料井9與持水花園A4和B5共用擋墻處設(shè)有持水花園A4、B5的溢流出水口 8，同時作為填料井9進水口。填料井9上部為集水區(qū)12，下部為填料層14，右側(cè)擋墻為穿孔透水墻15，其上部設(shè)有溢流口 11。填料井9內(nèi)部裝有三層填料，填料均被裝到金屬制網(wǎng)狀籃子13中。持水花園A4、B5的持水區(qū)內(nèi)各設(shè)有一條導(dǎo)流墻(6)；持水區(qū)同時也作為植物種植區(qū)，其下部由種植土層及混合填料層構(gòu)成。子沿途滲透排放系統(tǒng)由雨水穿孔排水管18及穿孔排水管周圍的外部透水填料層19組成，雨水穿孔排水管18上游接到上一子截污滲透系統(tǒng)的出水管17，下游接到下一子截污滲透系統(tǒng)的進水管1。具體地，在子截污滲透系統(tǒng)中，集水井A2的進水管管徑為DN300，管中心標(biāo)高為-0. 90m。集水井B16的出水管17管徑為DN300，管中心標(biāo)高為-0. 45m。小區(qū)收集的雨水在第一個子截污滲透系統(tǒng)的進水管處接入，系統(tǒng)在沿途收集的小區(qū)雨水由持水花園A、B的類鋸齒形擋墻進水口進入。集水井A2的墻體除與填料井9共用的墻為不透水墻外，其余三面墻體及其底面均為透水磚砌成的透水墻或透水底面，其井蓋為不透水井蓋。集水井B16的墻體除與填料井9共用的墻為穿孔透水墻外，其余三面墻體及其底面均為透水磚砌成的透水墻或透水底面，其井蓋為不透水井蓋。填料井9除與集水井B16共用的墻為穿孔透水墻外，其余三面墻均為不透水墻，其底面為透水磚砌成的透水底面。持水花園A4、持水花園B5的種植土層及混合填料層由沙土、表土和復(fù)合土壤組成，改良種植土壤對水的滲透率為15mm/h，土壤組合是55%砂土、20%表土、25%復(fù)合土壤。種植土層厚度取300mm。下層設(shè)置填料層，填料層由煤渣、高爐渣、碎石等混合而成，其厚度取500mm。種植區(qū)內(nèi)植物種植時需要從園林藝術(shù)角度出發(fā)考慮各種搭配與種法，種植后前幾周應(yīng)每天澆水一次。填料井9內(nèi)填料分三層，由上至下分別為碎石層(粒徑為3(T40mm，厚度220mm)，高爐渣和石灰石混合層(平均粒徑為1(T20 mm,厚度300mm)，沙礫層(平均粒徑為5 10mm，厚度680mm)。碎石層、高爐渣與石灰混合層填料分別被裝入到金屬制網(wǎng)狀籃子13中(每個籃子高度為該層填料層高度);沙礫層填料被裝入兩層金屬制網(wǎng)狀籃子13中(每個籃子高度為沙礫填料層高度的一半，即340 mm)，在籃子右側(cè)鋪有200g/m2的透水土工布，以防填料從右側(cè)穿孔透水墻15的孔洞內(nèi)進入集水井B16，土工布的寬度應(yīng)足夠包裹右側(cè)填料層；金屬制網(wǎng)狀籃子13網(wǎng)孔大小與所裝填料粒徑基本相同，同時其強度需至少滿足承受所裝填料的重量。填料井9內(nèi)填料需不定期清洗，填料通過金屬制網(wǎng)狀籃子13從井內(nèi)取出，一般在每次暴雨后清洗一次。子沿途滲透排放系統(tǒng)中穿孔排水管18的管徑為300mm ；穿孔排水管18的敷設(shè)坡度為0. 015，穿孔排水管18長度為30m ；穿孔排水管18的幵孔率為3%。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具體平面尺寸(單位mm)及標(biāo)高(單位m)詳見圖1至圖8。根據(jù)滿負(fù)荷計算，由一個子子截污滲透系統(tǒng)和子滲透排放系統(tǒng)組成的子系統(tǒng)的雨水持水能力約為11. Im30
權(quán)利要求
1.一種綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，由設(shè)在低勢綠地內(nèi)的多個子系統(tǒng)串聯(lián)組成， 其特征是所述子系統(tǒng)包括子截污滲透系統(tǒng)和子沿途滲透排放系統(tǒng)；所述子截污滲透系統(tǒng)包括進水管(1)、集水井A (2)、持水花園A (4)、持水花園B (5)、 填料井(9)、集水井B (16)、出水管(17)和井外的外部透水填料層(19);所述進水管(1)接在帶不透水井蓋的集水井A (2)左下部；出水管(17)接在帶不透水井蓋的集水井B (16) 右上部；頂部設(shè)有井篦(10)的填料井(9)位于集水井A (2)和集水井B (16)之間；持水花園A (4)和持水花園B (5)位于填料井(9)上部前后兩側(cè)；集水井A (2)右上部與持水花園A (4)、B (5)共用擋墻處設(shè)有集水井A (2)的溢流出水口，亦即持水花園進水口(3);持水花園A (4)、B (5)外圍擋墻設(shè)有用于系統(tǒng)外部雨水進入的擋墻進水口(7);填料井(9)與持水花園A (4)、B (5)共用擋墻處設(shè)有持水花園A (4)、B (5)的溢流出水口(8)，亦即填料井(9)進水口 ；填料井(9)上部為集水區(qū)(12)，下部為填料層(14)，右側(cè)擋墻為穿孔透水墻(15)，其上部設(shè)有溢流口(11)；所述子沿途滲透排放系統(tǒng)包括雨水穿孔排水管(18)及穿孔排水管周圍的外部透水填料層(19)，雨水穿孔排水管(18)上游接到上一子截污滲透系統(tǒng)的出水管(17)，下游接到下一子截污滲透系統(tǒng)的進水管(1 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，其特征是所述靠近穿孔排水管(18)、集水井A (2)或B (16)、填料井(9)的外部透水填料層(19)由內(nèi)至外分別為粒徑為2(T30mm、厚度彡IOOmm的碎石層，透水土工布，厚度5(Tl00mm的粗砂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，其特征是所述的子截污滲透系統(tǒng)中填料井(9)內(nèi)填料分為三層，分別為碎石層，粒徑為3(T40mm，厚度 20(T250mm ；高爐渣與石灰石混合層，平均粒徑為10 20 mm,厚度300mm左右；沙礫層，平均粒徑為5 10mm，厚度650 700讓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，其特征是所述碎石層、高爐渣與石灰混合層填料分別被裝入到金屬制網(wǎng)狀籃子(13)中，每個籃子高度為該層填料層高度；沙礫層填料被裝入兩層金屬制網(wǎng)狀籃子(13)中，每個籃子高度為沙礫填料層高度的一半，在籃子右側(cè)鋪有200g/m2的透水土工布，土工布的寬度應(yīng)足夠包裹右側(cè)填料層；金屬制網(wǎng)狀籃子(13)網(wǎng)孔大小與所裝填料粒徑基本相同，同時其強度需至少滿足承受所裝填料的重量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，其特征是所述的子截污滲透系統(tǒng)中持水花園A (4)、B (5)的持水區(qū)內(nèi)各設(shè)有一條導(dǎo)流墻(6)；持水區(qū)同時也作為植物種植區(qū)，其下部由種植土層及混合填料層構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，其特征是所述持水區(qū)底部，亦即種植土層頂部，距離持水區(qū)進水口(3、7)和出水口(8)分別有一定高差。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，其特征是持水花園進水口(3、7)高出出水口(8) IOOmm左右。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，其特征是所述持水花園A (4)、B (5)外圍擋墻的擋墻進水口(7)為類鋸齒形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，其特征是所述的子沿途滲透排放系統(tǒng)中穿孔排水管(18)的管徑為20(T300mm，具體管徑應(yīng)根據(jù)設(shè)計排水流量確定；穿孔排水管(18)的敷設(shè)坡度在0.015左右，穿孔排水管(18)長度為30m左右；穿孔排水管(18)的開孔率為3%。
全文摘要
本發(fā)明公開一種綠色建筑小區(qū)雨水收集截污系統(tǒng)，該系統(tǒng)由設(shè)在小區(qū)低勢綠地內(nèi)的多個子系統(tǒng)串聯(lián)組成，所述子系統(tǒng)由子截污滲透系統(tǒng)和子沿途滲透排放系統(tǒng)組成。雨水在該系統(tǒng)內(nèi)流行過程中，被蓄積、儲存、滲透及滯留、消能，末端排放雨水量大幅減少；雨水在系統(tǒng)外部透水填料層、持水花園種植土層及其填料層、填料井的填料層等內(nèi)滲透的過程中被吸附、過濾、持流，雨水?dāng)y帶污染物被有效去除。在系統(tǒng)末端，收集雨水的水量和水質(zhì)得到控制，末端雨水可收集回用或者排入市政雨水管網(wǎng)。另外，該系統(tǒng)延長了雨水在排放過程中的流行時間，能削減城市雨水洪峰量，同時還能美化城市居住環(huán)境，維持自然水文循環(huán)平衡。
文檔編號E03F5/10GK102561500SQ20121002520
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月6日
發(fā)明者何強, 李更生, 柴宏祥, 申隨兵, 鄧軻, 陳煒 申請人:重慶大學(xué)