海绵城市砂井排水系统的制作方法

本发明属于城市排水系统技术领域，具体涉及一种海绵城市砂井排水系统。

背景技术：

近20年来，我国城镇化快速推进，城市面积不断扩大、城镇人口急剧增加、社会财富快速聚集、城市地面硬化率显著提高。大幅增加的城镇常住人口和流动人口，虽然给城镇社会经济发展注入了活力，但是也加重了城市洪涝风险，给城市防洪工作带来了巨大挑战。目前城市洪涝灾害呈现出一些新特点：城市暴雨突发频发、强度骤增；城区雨洪汇流速度加快，大大超过城市排水能力，容易形成内涝灾害；城市空间的立体开发及对供水、供电、供气、交通、通信等生命线系统的依赖性增大，基础设施高度集中，关联度高，增大了城市面对暴雨洪涝的脆弱性；城市防洪排涝设施建设滞后于城市发展，城市洪涝灾害损失难以降低。

我国西北地区城市的防洪排涝更为薄弱，主要表现在：一是防洪排涝设施建设滞后，城市防洪达标率较低，西部地区163座有防洪任务的城市，仅78座达到国家规定防洪标准；二是对雨水的利用起步较晚，以前是将雨水直接排到附近河道，单一的从城市防洪方面应对雨水，这就造成雨水资源的浪费和河道防洪的压力。目前在解决城市缺水问题时主要考虑远距离调水或者超采地下水，忽略了雨水资源，并没有认识到雨水资源在改善城市生态环境、减轻城市排水处理系统负荷、减少水污染和缓解水资源紧缺方面的重要作用。由于近年来水资源日益紧缺，雨水的利用才开始得到重视，目前虽有少数先进的示范工程，但整体社会对雨水利用依然不够重视。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种海绵城市砂井排水系统，解决了现有城市防洪排涝系统易形成城市内涝、建设成本较高、浪费雨水资源的问题。

本发明所采用的技术方案是，海绵城市砂井排水系统，包括位于道路两侧的排水渠道，排水渠道渠顶横搭有若干相互平行的钢筋混凝土块，排水渠道渠底均匀分布有若干砂井，排水渠道侧壁还通过pvc管连接绿化单元。

本发明的特征还在于，

绿化单元包括位于地面的植被层，植被层底部依次铺设有素土层和碎石层，碎石层通过pvc管接连排水渠道。

碎石层竖直高度为0.3～0.5m，素土层竖直高度为0.5～0.7m。

砂井包括若干相互连接的井筒，井筒内填充有砂砾石；

砂井井口位于排水渠道渠底，砂井井底穿过地下水位直至非湿陷性黄土层或砂层或砂砾石层。

每相邻两个砂井的间隔为20～30m，砂井内径为0.3～0.5m；

砂砾石的最高处与排水渠道渠底之间的距离0.3～0.5m。

排水渠道渠顶宽度为1～1.5m，排水渠道渠底宽度为0.5～0.7m，排水渠道顶端两侧渠壁从上到下呈斜坡状，排水渠道底端横截面呈矩形。

每相邻两个钢筋混凝土块间隔为0.03～0.05m，每个钢筋混凝土块尺寸为：长度1.5～2m、宽度0.07～0.09m、高度0.07～0.09m。

本发明的有益效果是：本发明海绵城市砂井排水系统通过采用排水渠道和市政的排水管道结合，解决了西北地区城市的内涝问题；通过在排水渠道内设置砂井，砂井内填充砂砾石，在一定程度上的减轻城市黄土的湿陷性，加强城市地基基础的强度，而且施工简单、成本较低；将排水渠道内收集的雨水输送至道路两边的绿化单元，对雨水利用，使资源合理配置，在城市绿化中起到重要作用，有很好的应用价值。

附图说明

图1是本发明海绵城市砂井排水系统的结构示意图；

图2是本发明海绵城市砂井排水系统中排水渠道的结构示意图；

图3是本发明海绵城市砂井排水系统中砂井的结构示意图，

图3a为新建城区的砂井结构示意图，

图3b为老旧城区的砂井结构示意图；

图4是本发明海绵城市砂井排水系统中砂井的俯视图；

图5是本发明海绵城市砂井排水系统的效果图；

图6是本发明海绵城市砂井排水系统与排水管道共同排水的原理图。

图中，1.砂井，2.排水管道，3.水流，4.地下水位，5.砂砾石，6.井筒，7.pvc管，8.碎石层，9.素土层，10.道路，11.钢筋混凝土块，12.土层分界线，13.非湿陷性黄土层或砂层或砂砾石层，14.排水渠道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明海绵城市砂井排水系统，如图1所示，包括位于道路10两侧的排水渠道14，如图2所示，排水渠道14渠顶横搭有若干相互平行的钢筋混凝土块11，钢筋混凝土块11一方面保证路面平整，同时保证雨水能下流至排水渠道14内，排水渠道14渠底均匀分布有若干砂井1，排水渠道14侧壁还通过pvc管7连接绿化单元。

由于我国西北地区绝大多数地方属于黄土高原，干旱或半干旱地带，城市绿化一直是一个难题。城市绿化不仅可以改善城市的卫生条件，有效地防治或减轻污染，而且可以增加城市建筑的艺术效果。绿化单元包括位于地面的植被层，植被层底部依次铺设有素土层9和碎石层8，碎石层8通过pvc管7接连排水渠道14。碎石层8竖直高度为0.3～0.5m，素土层9竖直高度为0.5～0.7m。植被层植物通过吸收和蒸发土体水分，降低了土体的孔隙水压力，增加土体的内聚力，从而提高土体的抗剪强度，亦有利于城市建筑地基稳定。同时，由于植物根系发达、密集、穿插、网络等也有助于防止黄土湿陷。

如图3a所示，砂井1包括若干相互连接的井筒6，井筒6由钢筋混凝土制成，井筒6内填充有砂砾石5，由于砂砾石5不具有粘性，且形状多棱角、不规则，因此砂砾石5之间的有很大的空隙，具有良好的透水性，一方面可在短时间内将城市积水快速排往地下，另一方面砂砾石5比土体强度大，用砂砾石5代替土体，不影响城市道路的塌陷及房屋建筑地基的强度；砂井1井口位于排水渠道14渠底，砂井1井底穿过地下水位4直至非湿陷性黄土层或砂层或砂砾石层13。砂井1的施工方法为：将井筒6(最下一节下端设有刃脚)竖直放置在排水渠道14底部中央位置，将位于井筒6内腔的土挖出，借井筒6本身重量克服其外侧摩擦力，令其逐渐下沉，相应逐渐接长井筒筒体6，直至井筒6伸入至非湿陷性黄土层或砂层或砂砾石层13内。

如图3b所示，在老城区考虑到开挖排水渠道14的复杂性以及不经济性，则在老城区直接开挖砂井1，但在砂井上部挖一个漏斗状顺水槽直通路面，顺水槽由混凝土制成，表面用水泥抹匀抹平。

如图4-5所示，每相邻两个砂井1的间隔为20～30m，砂井1内径为0.3m～0.5m；砂砾石5的最高处与排水渠道14渠底之间的距离为0.3～0.5m。

排水渠道14渠顶宽度为1～1.5m，排水渠道14渠底宽度为0.5～0.7m，排水渠道14顶端两侧渠壁从上到下呈斜坡状，排水渠道14底端横截面呈矩形。

每相邻两个钢筋混凝土块11间隔为0.03～0.05m，每个钢筋混凝土块11尺寸为：长度1.5～2m、宽度0.07～0.09m、高度0.07～0.09m。

本发明的海绵城市砂井排水系统的使用过程如下：如图6所示，当防洪排涝设施建设的相对滞后是西北地区城市发生突发性特大暴雨，此时道路10上的雨水通过其来两侧的排水渠道14和市政设置的排水管道2同时排水；雨水通过钢筋混凝土块11的间隙回流至排水渠道14，排水渠道14内的雨水下落至砂井1内，通过砂砾石5继续下渗，与此同时，通过pvc管7将雨水输送至绿化单元的碎石层8提供水分，完成雨水排放。

本发明砂井排水系统通过采用排水渠道14和市政的排水管道2相结合，解决了西北地区城市的内涝问题；通过在排水渠道14内设置砂井1，砂井1内填充砂砾石5，在一定程度上的减轻城市黄土的湿陷性，加强城市地基基础的强度，而且施工简单、成本较低；将排水渠道14内收集的雨水输送至道路两边的绿化单元，对雨水利用，使资源合理配置，在城市绿化中起到重要作用，有很好的应用价值。