[發明專利]用于處理初期雨水的多級折流式雨水花園系統及其應用

有效

• 申請號: 201610220600.8
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105672447B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 范功端;林修詠;羅靜;許仁星;陳薇;林茹晶;蘇昭越
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: E03F1/00
• 分類號: E03F1/00;E03F5/00;E03F5/14;E03B3/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 鄭浩,蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種用于處理初期雨水的多級折流式雨水花園系統及其應用。

背景技術

隨著城市化發展的不斷加快，城市內澇、初期雨水污染和河道黑臭的問題越來越嚴重，這些問題嚴重地影響居民的生活與身體健康。主要原因是由于城市化快速發展，城市內水系不斷減少，不透水路面的覆蓋率逐漸升高，導致降雨徑流無法通過地面下滲，形成積水之后在城市內部造成嚴重的城市內澇。同時由于城市面源污染問題嚴重，雨水徑流沖刷路面還會造成初期雨水污染的問題，有研究表明，徑流中污染物濃度：COD平均值為242mg/L，NH₃-N平均值為323.5mg/L，TN平均值為419mg/L，TP平均值為10.9mg/L。其污染程度遠遠高于地表水環境質量標準（GB3838-2002）的基本項目標準Ⅴ類水質，屬于劣Ⅴ類水；若不對初期雨水進行有效的凈化就排入自然水體，將會對自然水體帶來嚴重污染，從而加劇河道黑臭的問題。城市內澇和自然水體的污染現已成為制約中國經濟發展的主要問題，采取相應的措施來增強雨水的截留、回用、下滲補充地下水以及防止自然水體污染勢在必行。

為了解決以上問題，中國目前大力推行海綿城市建設，海綿城市是指城市在降雨的時候，能夠將降雨徑流凈化、下滲和儲存，并在需要時將蓄存的水“釋放”加以利用。海綿城市的建設包括總體規劃和局部建設，雨水花園系統就是海綿城市局部建設的重要模塊之一。雨水花園屬于土地處理系統中的一種，是集生物滯留池和植草溝兩者優點于一體的低影響開發模塊，被用于匯聚和吸收來自地面的雨水徑流。雨水花園的構造主要由植被層、土壤層、人工填料層和礫石層組成，根據實際應用還可添加蓄水層和透水層。雨水花園一般建設在地勢較低區域的自然或人工挖掘的淺凹式綠地，種植有各種灌木、花草以及樹木等植物。植被層能夠減緩降雨徑流的沖擊達到滯留雨水的目的，人工填料層內的微生物作用使深入雨水花園系統的雨水得以凈化，透水層使雨水能夠滲入地下補充地下水，同時蓄水層安裝的雨水回用管道能夠將雨水花園系統凈化過的雨水回收利用或排入自然水體。可見，雨水花園系統是一種生態可持續的雨水控制與利用設施。

雨水花園因其系統布置靈活、結構簡單、成本低廉且適用性廣泛，適用于海綿城市建設中控制城市降雨徑流污染與截留雨水徑流。但是傳統的雨水花園系統還存在著一些不足，如在寒冷氣候下處理效果嚴重下降、甚至存在著植物死亡的問題；運行一段時間后土壤受到污染出現板結問題影響下滲效果；傳統設計方法的雨水花園對于污染物的去除效率不能夠達到較高的水平等；目前公開的專利大多是提高雨水花園的徑流削減效果或對景觀效果進行改造，沒有針對初期雨水中的氮污染物處理采取有效的強化處理手段，存在著出水的氮污染含量依然較高的問題。因此，有必要對傳統的雨水花園系統進行升級改造。

發明內容

鑒于現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種用于處理初期雨水的多級折流式雨水花園系統及其應用，該系統將多級雨水花園進行串聯組合并且加入折流的過流方式，以加強去除污染物的能力，達到處理初期雨水污染和改善景觀效果的目的。

為了實現上述目的，本發明的技術方案一是：一種用于處理初期雨水的多級折流式雨水花園系統，包括依次串聯的過濾區、多級折流區和下滲回用區，所述多級折流區包含第一級折流區、奇數個中間級折流區和最后級折流區，所述過濾區與第一級折流區之間設置有非溢流隔墻，所述過濾區底部和第一級折流區底部相連通以傳輸雨水，奇數級折流區與后端相鄰的偶數級折流區之間設置有傳輸雨水的溢流隔墻，所述偶數級折流區與后端相鄰的奇數級折流區之間設置有非溢流隔墻，所述偶數級折流區底部和后端相鄰的奇數級折流區底部相連通以傳輸雨水，所述最后級折流區與下滲回用區之間設置有傳輸雨水的溢流隔墻，所述下滲回用區末端設置有超標雨水溢流堰。

優選的，所述多級折流區采用由向上流的第一級折流區、向下流的第二級折流區和向上流的第三級折流區組成的三級折流結構，所述第一級折流區與第二級折流區之間設置傳輸雨水的溢流隔墻，所述第二級折流區與第三級折流區之間設置有非溢流隔墻，所述第二級折流區底部和第三級折流區底部相連通以傳輸雨水。

優選的，所述過濾區底部和第一級折流區底部設置有傳輸雨水的穿孔管，所述偶數級折流區底部和后端相鄰的奇數級折流區底部設置有傳輸雨水的穿孔管。

優選的，所述過濾區從上往下依次設置有碎石緩沖層、砂濾層、過渡層和卵石層，所述過濾區的卵石層底部設置有將雨水傳輸至第一級折流區的穿孔管。