一种城市绿地快速施工且造价低廉的雨水收集利用装置的制作方法

本发明涉及城市绿地创新建设领域，更具体的说，是涉及一种城市绿地快速施工且造价低廉的雨水收集利用装置。

背景技术：

近年，由于城市扩张，不透水硬化路面增加，地面渗水能力下降，使得市内雨水径流系数增大，排水不畅，易积水内涝。尤其遇到多雨季节以及暴雨天气，甚至会发生“市内看海”的现象。住建部2010年对32个省的351个城市的内涝情况调研显示：内涝灾害一年超过3次以上的城市就有137个，甚至扩大到干旱少雨的西安、沈阳等西部和北部城市。另据近年北京、广州、成都、武汉等地先后发生的雨水内涝事件来看，城市内涝表现出了强烈的上升趋势。为了解决以上问题，国家提出了海绵城市计划，很多城市的新建设施均运用了海绵城市理念，比如下沉式绿地、雨水花园、绿色屋顶、透水路面等。

其中对于城市绿地的创新改造主要是下沉式绿地，下沉式绿地可汇集周围硬化地表产生的降雨径流，利用植被、土壤、微生物的作用，截留和净化小流量雨水径流，超过绿地蓄渗容量的雨水经雨水口排入雨水管网。目前下沉式绿地的研究主要集中在雨水净化与利用方面以及增加雨水入渗和存储方面，有学者已经提出城市绿地灌溉系统和增加绿地雨水入渗量系统。这些创新增加了雨水下渗，但是对雨水的存蓄和利用还不是特别简单有效，而且很多增加雨水入渗和蓄留的设施都需要混凝土类等较大的施工工程。另外针对已有的设施，比如传统的上凸型绿地的改造设施还不够完善，雨水的利用率也不是很高。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，避免传统绿地改造过程中施工时间长，土方开挖量大，材料用量多，造价高等弊端，提供一种城市绿地快速施工且造价低廉的雨水收集利用装置，用于提高绿地吸收和容纳雨水的能力，并对存储雨水加以利用，能够同时用于改善普通城市和海绵城市各种类型城市绿地雨水收集和利用能力，不用大型设备也能够快速施工。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种城市绿地快速施工且造价低廉的雨水收集利用装置，包括设置于地下的管道，所述管道包括嵌套设置的外层管道和内层管道，所述外层管道和内层管道的上部分均开设有连通孔，所述外层管道外表面包裹有拦污钢丝网，所述外层管道顶端设置有钢丝网盖；所述内层管道外表面包裹有透水土工布，所述内层管道通过上支架和下支架与外层管道固定连接，所述内层管道上端内壁设置有水泵，所述水泵下部连接有直通内层管道底部的引水管，所述水泵上部连接有伸出绿地地面的洒水管，所述洒水管顶端设置有洒水喷头。

所述钢丝网盖上设置有装饰部件，所述装饰部件采用草地灯或鹅卵石。

所述外层管道和内层管道顶端齐平，所述外层管道顶端与绿地地面齐平或比绿地地面低1-3cm。

所述水泵采用微型真空水泵。

所述内层管道和外层管道均采用pe管，所述内层管道和外层管道均设置为顶部开口、底部密封的结构。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本发明中管道的顶部可以收集地面径流的雨水，存蓄于管体之中，有效增加了绿地的渗水能力，遇多雨时能在一定程度上减少地面径流，缓解城市内涝；

(2)本发明中管道上部雨水可以通过管道上端周身的连通孔渗透到周围的土壤中，增加了绿地对雨水的收集利用能力，管道下部存储的雨水可以通过水泵抽出用来给绿地浇水，节约绿地喷洒用水，充分利用雨水，降低了绿地的浇水养护费用，深入落实了海绵城市理念；

(3)本发明设计尺寸小，裸露面积占区域绿地面积比例非常小，是一种近乎隐形的装置，且位于地下，不影响绿地美观；管口处安装草地灯，可提高城市绿地夜晚的景观效果；

(4)本发明所需建筑材料少，节能环保，造价低；结构简单，便于施工，工期短，开挖量很小，可短时间内大范围施工改造

附图说明

图1是本发明的整体纵切结构示意图；

图2是本发明的整体平面布置示意图；

图3是本发明中外层管道细部结构示意图；

图4是本发明中内层管道细部结构示意图。

附图标记:1洒水喷头；2洒水管；3绿地地面；4装饰部件；5钢丝网盖；

6水泵；7内层管道；8连通孔；9透水土工布；10外层管道；

11地下；12上支架；13拦污钢丝网；14引水管；15下支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

将每一片绿地按照面积划分区域，每个区域中心安装一个本发明装置。如图1所示，本发明的城市绿地快速施工且造价低廉的雨水收集利用装置，安装于城市绿地的地下11，包括设置于地下11的管道，所述管道包括嵌套设置的外层管道10和内层管道7，外层管道10和内层管道7组成本发明的主体结构，主体结构为嵌套双层管状蓄水结构。所述内层管道7和外层管道10均优选采用具有耐磨、防酸碱耐腐蚀、耐高温高压特性的pe管。所述内层管道7和外层管道10均设置为顶部开口、底部密封的结构，所述外层管道10和内层管道7顶端齐平，所述外层管道10顶端与绿地地面3齐平或比绿地地面3低1-3cm。

所述外层管道10和内层管道7的上部一定区域管身均用圆管冲孔机冲开较多数量错落分布的连通孔8，所述外层管道10外表面包裹有一层用于拦截大污染物的拦污钢丝网13，所述外层管道10顶端设置有钢丝网盖5，用来拦截大的污染物和土块。所述钢丝网盖5上安装有装饰部件4，所述装饰部件4可采用led草地灯或鹅卵石等，提高整个系统的景观美感。优先采用led草地灯，夜晚可发出绚烂的灯光，将草地和树木照亮，景观效果显著。

所述内层管道7外表面包裹有一层用于过滤雨水的透水土工布9，所述内层管道7通过上支架12和下支架15与外层管道10固定连接，所述内层管道7上端内壁设置有用于为抽水灌溉提供动力的水泵6，所述水泵6可采用微型真空水泵。所述水泵6下部连接有直通内层管道7底部的引水管14，所述水泵6上部连接有伸出绿地地面3用于洒水浇地的洒水管2，所述洒水管2顶端安装有洒水喷头1。另外，所述内层管道7可以在施工完成之后取出，以便每年清理一次垃圾、淤泥，同时便于侵蚀检修以及沉淀和碎屑清除。外层管道10固定安装在地下11，作为内层管道7的依托，并且作为雨水的第一层过滤设施。

对于中心花坛等坡度明显的绿地，可将本发明装置设置于绿地边缘一周地势较低处，便于更好的收集雨水。当雨水较多时，管道的顶部可以收集地面径流的雨水，存蓄于管体之中，以达到削减径流量、减轻城市洪涝灾害的作用。当雨水退去后，管道上部雨水可以通过管道上端周身的连通孔8渗透到周围的土壤中，主要是地表浅层草被根系所在深度区域的土壤，可以起到增加土壤水分含量以减少绿地浇灌用水量的作用。当管道内外水渗透压强相同时，渗透自然停止，无需人工操作。而管道下部则可以在这个时候蓄满雨水。当雨水较少时，管道下部存储的雨水可以通过水泵6抽出用来给绿地浇水，节约水资源，充分利用雨水。

本发明装置的造价比一般工程要低很多，按照透水土工布6.5元每平米，钢丝网10元每平米，大口径pe管道6元每米，微型水泵15元每个，再加上其他的机械及人工使用费用，在不计草地灯费用的情况下每个装置的估价50元左右。草地灯的造价按50元每个算，如果超出预算可考虑将草地灯替换为园林装饰鹅卵石。

本发明装置综合考虑洒水浇灌能力和占用绿地表面土壤面积的比例等因素，将绿地划分区域。本发明给出一种具体实施方案如图2所示，每4m²的绿地区域中心安装一组本装置。钢丝网盖5的面积为0.03m²，占每一区域面积的0.8％，按照此比例设计，本装置安装在城市绿地上基本可以达到隐形的效果，占地面积很小，且由于本发明给出的实施方案的管道设计长度为2m到2.5m，地下空间占用率也很小。如果按照大到暴雨工况粗略计算本装置雨水容纳能力，假设日降雨量达到50mm时的大到暴雨情况下，本方案划分的每个区域的降雨总量为0.2m³，而本装置的雨水容纳达到最大时为0.05m³，即本装置可吸纳本区域大雨雨量的四分之一。

外层管道10和内层管道7的开孔密度基本如图3和图4所示，内层管道7直径16cm，长2.5m，内层管道7上部距离地面40cm以内部分开连通孔8，连通孔8直径为5cm，整个内层管道7外表面包裹一层透水土工布9。外层管道10尺寸要比内层管道7略大，直径20cm，长2.45m，周身开连通孔8与内层管道7相同，连通孔8直径为5cm，外层管道10的顶端与绿地地面3接触位置安装钢丝网盖5，外层管道10的外表面包裹拦污钢丝网13。此外，本发明对于水泵6的选择提出了一个方案构想，即选择一种太阳能光伏供电的节能式微型水泵，该微型水泵尺寸小，造价低，易于操作控制且利用太阳能供电，节能环保。水泵6开关控制的原则是，当近期降雨量较少，绿地较为干燥缺水时打开开关进行洒水喷灌，直至管内水基本全部喷出，然后关闭开关，等待下次降雨补充管内储水。此方案给出的尺寸均为参考尺寸，实际实施过程中可根据需要进行调整。

尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。