海绵城市的渗水排洪系统论文_孙雪华1,胡德宏2

1常州市城市防洪工程管理处 江苏常州 213000

2常州市金坛区水利勘测规划设计室 江苏常州金坛 213200

摘要:一种基于海绵城市的渗水排洪系统,其包括人工湿地,人工湿地通过第二水管连接缓存池,缓存池通过第一水管连接河道;人工湿地从下至上依次设置为消毒层、第一隔离层、蓄水层和种植层;种植层内设置有泥土,种植层上种植有挺水植物;蓄水层内设置有粗砂;第一隔离层内设置有用于阻挡泥沙的隔泥板,隔泥板外包裹有土工布;消毒层内设置有若干火山石。该基于海绵城市的渗水排洪系统解决了雨洪难以下渗、蓄积利用的问题,同时该系统能够有效缓解河道的泄洪压力,增加市政用水的便利性,实现河水与雨水的渗透、收集、净化、存储和利用功能。

关键词:海绵城市;渗水排洪系统

一、背景技术

随着我国城市化进程的显著加快,城市规模的不断扩张,城市地面硬化加剧,导致 雨水径流系数增大,汇流加速,如遇暴雨天气,路面易积水,严重时,易造成城市道路交通瘫痪和人员伤亡。

海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有 良好的“弹性”,降雨时“渗水、蓄水、净水”,需要时将蓄积的水“释放”并加以利用。近年来, 随着极端天气多发频发,我国许多城市遭遇强降雨后普遍存在内涝现象。“海绵城市”的理 念在解决城市内涝方面越来越多地受到关注,陆续被写入建设规划。

以往我国治理城市内涝的方法和思路相对简单,多侧重于追求大面积硬质化路面、增设和扩大下渗设施和地下排水管道等,但这些只是以简单的方式对雨水进行空间转 移,仍然属于对雨水的强排;雨水冲刷产生的面源污染,加大了城市污水治理的难度,同时也给城市管网行洪排泄带来一定的压力,而暴雨过后却又陷入干燥缺水的窘境,热岛效应显著。

近年来下沉式绿地、渗透塘、湿塘等开始受到关注并迅速建设,但由于填料相对单 一,尽管一定程度上加速了雨水的下渗,但难以有效蓄存雨水,并对雨水进行净化和加以利用。因此,研究和开发能够高效、持续保障雨水下渗、蓄存、净化、回用的多功能装置和系统对海绵城市的建设显得尤为必要。

二、技术方案

针对现有技术中的上述不足,提供的基于海绵城市的渗水排洪系统解决了 城市雨洪难以下渗、蓄积利用的问题。

为了达到上述发明目的,采用的技术方案为:

提供一种基于海绵城市的渗水排洪系统,其包括人工湿地,人工湿地通过第二水 管连接缓存池,缓存池通过第一水管连接河道;

人工湿地从下至上依次设置为消毒层、第一隔离层、蓄水层和种植层;种植层内设 置有泥土,种植层上种植有挺水植物;蓄水层内设置有粗砂;第一隔离层内设置有用于阻挡 泥沙的隔泥板,隔泥板外包裹有土工布;消毒层内设置有若干火山石。

进一步地,缓存池的底部设置有泥沙汇集凸台;缓存池内设置有过滤板,过滤板与 泥沙汇集凸台之间设置有抽沙泵;抽沙泵连接有泥沙抽离管。

进一步地,泥沙汇集凸台的倾斜面朝向过滤板。

进一步地,河道内设置有连接第一水管的拦截装置,拦截装置设置为空心三棱柱, 三棱柱的一个侧面上设置有进水口和环绕进水口的安装孔;三棱柱的一个侧面设置有栅格 板;进水口连接第一水管。

进一步地,人工湿地还包括设置在消毒层下方的集水层,集水层包括若干个空箱, 空箱表面均设置有通孔,空箱内设置有一水泵;集水层的下方设置有第二隔离层,第二隔离 层内设置有用于阻挡泥沙的隔泥板,隔泥板外包裹有土工布。

进一步地,本系统还包括储水池,储水池底部设置有一排水孔,储水池通过第四水 管和第三水管连接水泵;第三水管连接第四水管,第四水管的两端分别连接储水池和缓存池。

进一步地,本系统还包括控制系统,控制系统包括控制单元、设置在第一水管上的 第一电磁阀、设置在缓存池顶端的第一液位传感器、设置在第二水管上的第二电磁阀、设置 在人工湿地的种植层上方的第二液位传感器、设置在储水池顶部的第三液位传感器,以及设置在第三水管与第四水管连接处的多位多通电磁阀;第一电磁阀、第一液位传感器、第二电磁阀、第二液位传感器、第三液位传感器和多位多通电磁阀均与控制单元连接。

三、附图说明

图3为拦截装置的结构示意图

其中:1、河道;11、拦截装置;111、进水口;112、安装孔;113、栅格板;2、第一水管; 21、第一电磁阀;3、缓存池;31、泥沙抽离管;32、泥沙汇集凸台;33、过滤板;34、第一液位传 感器;35、抽沙泵;4、第二水管;41、第二电磁阀;5、人工湿地;51、种植层;52、蓄水层;53、第 一隔离层;54、消毒层;544、火山石;55、集水层;551、空箱;56、第二隔离层;57、第二液位传 感器;58、挺水植物;59、水泵;6、储水池;61、排水孔;62、第三液位传感器;7、第三水管;8、第 四水管;81、多位多通电磁阀。

四、有益效果

1、本系统可以有效缓解河道对雨洪的泄洪能力,起到削峰调蓄的作用;且独特设计的人工湿地,不仅提高雨洪的渗透量,还能对渗透的河水、雨水进行过滤消毒,优化环境。

2、由于城市植被较少,暴雨时河水会携带大量的泥沙,缓存池能够对河水中携带的泥沙和泥浆进行沉淀,避免雨水在后续管道流淌过程中出现泥沙堵塞管道的问题,降低进入人工湿地的泥沙含量,保护人工湿地的生态环境。

且缓存池内设置的泥沙汇集凸台和过滤板可以将泥沙汇集在一起,并通过设置的 抽沙泵清理缓存池内泥沙,防止过滤板堵塞。

3、设置的储水池可以储存从人工湿地中自然过滤的水资源,提高城市对水资源的利用效率。

4、第一电磁阀可以控制本系统与河道的隔离,第二电磁阀可以防止人工湿地内的水回流至缓存池;当缓存池内的水位触发第一液位传感器时,第一液位传感器向控制单元发送信号,控制单元控制第二电磁阀打开,使缓存池内的水流向人工湿地;当第二液位传感器被触发时,代表人工湿地达到饱和,第二液位传感器将信号发送给控制单元,控制单元控制第一电磁阀关闭,防止本系统超过负荷。

5、本系统除了人工湿地区外,其他各部分设施均处于地下,对周围环境影响小,其基本不占用地面空间,能够提高土地资源利用率;其适用于各类城市主干道、小区道路,大型广场等,可根据不同的使用场所设置相应的缓存池尺寸,适应性强。

论文作者:孙雪华1,胡德宏2

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期

论文发表时间:2019/1/15

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海绵城市的渗水排洪系统论文_孙雪华1,胡德宏2
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