海绵城市雨水循环系统的制作方法

本实用新型涉及一种海绵城市方案设计，特别是一种海绵城市雨水循环系统设计，属于城市地下给排水系统技术领域。

背景技术：

传统的道路建设，依靠普通砖体或混凝土铺设，下雨时砖体和混凝土不吸水和渗水，路面湿滑，雨水的排放依靠城市排水管道进行。经常会因为大雨、暴雨、排水量大、排水池堵塞而造成道路积水，甚至出现内涝等现象。同时雨水直接进入城市排水管道而排出，使城市路面的雨水（淡水资源）利用率低。

为了解决下雨城市人行道路排水及储水等问题，提出了海绵城市的概念。海绵城市就是把城市建设成为像海绵体一样，能够具有吸水、蓄水、渗水和净水的作用，化解雨水带来的自然灾害，使之成为收放自如的水弹性城市。建设海绵城市并不是推倒重来，取代传统的排水系统，而是对传统排水系统的一种减负和补充，最大程度地发挥城市给排水管网本身的作用。

因此设计一种海绵城市雨水循环系统，能高效的进行城市雨水的收集、净化、存储和渗透，并且能够与城市排水管网进行融合，是城市海绵系统建设的目标和要求，也是该理念推广的重要因素。

透水混凝土又称多孔混凝土，无砂混凝土，透水地坪。是由骨料、水泥、增强剂、和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料，由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构， 故具有透气、透水和重量轻的特点。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种海绵城市雨水循环系统，具有收集、净化、存储和渗透的功能，解决雨水灾害的同时，有效利用雨水资源，发挥海绵城市的作用。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种海绵城市雨水循环系统，包括铺设于地表的可进行雨水渗透的地表渗透层，和分布于地下的将来自于地表渗透层的雨水进行收集的第一蓄水池，各第一蓄水池间通过连接管道连通，在相互连通的第一蓄水池中，至少一个第一蓄水池上设置有用于与城市管网连通的溢流管。

进一步的，该第一蓄水池采用可渗透的材质制成，第一蓄水池还设置有与其连通的第二蓄水池，该第二蓄水池上设置有用于第一蓄水池内的水进入池内的进水口和用于从池内采水的采水口。

该海绵城市雨水循环系统，通过地表渗透层的设计，使得雨水能够进行渗透，并且在渗透过程中能够有效的进行杂质的过滤，达到雨水净化的目的。同时，第一蓄水池的设计使得来自于地表渗透层的水能够进行暂时的存储，以解决地表渗透层与土壤层间渗透量过低而导致雨水渗透不佳渗透量过小的问题。

第一蓄水池的可采用不可渗透设计，而直接具有储水作用。另外采用可渗透设计使得在池内的水可往土壤进行渗透，大大提高土壤内的雨水进入量，并且具有延时渗透的功能。

第一蓄水池的溢流管设计使得过多的雨水进入城市排水管网，保证地表渗透层持续的有效和地表雨水渗透的顺畅，各第一蓄水池间的连接管道则使得各第一蓄水池间的雨水能够得到有效的分配，提高存储能力和渗透水平，避免因下雨地点不同和不同地点降雨量不同导致的第一蓄水池储水不均的问题。

当具有第二蓄水池时，第一蓄水池内的水进入第二蓄水池后，还能够在后期从第二蓄水池采水以进行雨水的二次利用。或者在无第二蓄水池时，可以在第一蓄水池直接设置采水管以进行雨水的二次利用。

该系统具有收集、净化、存储和渗透功能为一体的优点，以地表渗透层、第一蓄水池（进一步的，包含第二蓄水池）和溢流管为主体，组成了一个有机功能的海绵细胞，并且各海绵细胞间的通过连接管道组成一个有机整体。

进一步的，该第一蓄水池采用透水混凝土制成。

进一步的，该进水口管口位于连接管道管口下方，溢流管管口位于连接管道管口上方。

进一步的，该地表渗透层包含至少一层透水层，该透水层采用透水混凝土制成。

进一步的，该地表渗透层由上至下包括：第一透水层、第一缓冲层、第二透水层、第二缓冲层、基层和土工布层，该第一透水层和第二透水层采用透水混凝土制成，第一缓冲层和第二缓冲层采用砂子或砂子和碎石混合铺设而成，基层采用碎石或碎石和砂子混合夯实而成。采用多层的结构，一方面使得该地表渗透层具有较大的容积进行雨水的储存，同时该结构下的地表渗透层具有较好的过滤效果，以及具有较好的强度以满足城市路面铺设的需求。

进一步的，该第一透水层或/和第二透水层采用透水混凝土制成的砖砌成。

进一步的，该基层分为两层，分别为上基层和下基层，且上基层的碎石颗粒小于下基层的碎石颗粒。

进一步的，该第一蓄水池的池顶位于第一透水层下方，池顶设置有支撑栅栏，第一透水层铺设于支撑栅栏上方，形成顶部可开启的池口结构。

进一步的，该第一蓄水池的池顶位于土工布层下方，池顶设置有支撑栅栏或采用透水混凝土制成的顶盖，土工布层铺设于支撑栅栏或顶盖的上方。

进一步的，该地表渗透层铺设于人行道。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：该海绵城市雨水循环系统，不仅解决了城市雨水的收集和渗透问题，同时解决了雨水就地存储和雨水再次利用的问题，具有高效的收集、净化、存储和渗透功能，解决雨水灾害的同时，还可以有效利用雨水资源，发挥海绵城市的作用，另外，该实用新型还通过对地表渗透层的多层设计，实现了地表渗透层的高渗透效率和高雨水储存量功能，在地表渗透层内存储的水，还可以起到调节地表的温度和湿度，保持地表温度舒适的作用。

附图说明

图1是本实用新型海绵城市雨水循环系统一实施方式的断面结构示意图；

图2是本实用新型海绵城市雨水循环系统另一实施方式的断面结构示意图；

图3是本实用新型海绵城市雨水循环系统另一实施方式的断面结构示意图；

图4是本实用新型图1、图2和图3的海绵城市雨水循环系统的地表渗透层断面结构示意图；

图5是本实用新型海绵城市雨水循环系统的地表渗透层和第一蓄水池的一布置断面结构示意图。

图中标记：1-地表渗透层、11-第一透水层、12-第一缓冲层、13-第二透水层、14-第二缓冲层、15-基层、151-上基层、152-下基层、16-土工布层、2-土壤、3-第一蓄水池、4-第二蓄水池、41-进水口、42-采水口、5-可渗透池壁、6-连接管道、7-溢流管、8-支撑栅栏。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

本实施例的海绵城市雨水循环系统，其一个实施例的结构如图1所示，包括铺设于地表的可进行雨水渗透的地表渗透层1，和分布于地下的将来自于地表渗透层1的雨水进行收集的第一蓄水池3，各第一蓄水池3间通过连接管道6连通，在相互连通的第一蓄水池3中，至少一个第一蓄水池3上设置有用于与城市管网连通的溢流管7。

进一步的，另一实施方式如图2和图3所示，该第一蓄水池3采用可渗透的材质制成，第一蓄水池3还设置有与其连通的第二蓄水池4，该第二蓄水池4上设置有用于第一蓄水池内的水进入池内的进水口41和用于从池内采水的采水口42。

在上述两个实施例中，地表渗透层1铺设于土壤2层上，作用是雨水地表收集、过滤和渗透，第一蓄水池3是用于渗透雨水的收集。需要说明的是，第一蓄水池3可以完全位于地表渗透层1 下方的土壤2内，第一蓄水池3通过地表渗透层1的管道连通引流；或者第一蓄水池3的顶部与地表渗透层1相交界，如图1和图2所示，地表渗透层1的水可直接渗透进入第一蓄水池3；或者，第一蓄水池3部分位于地表渗透层1内，地表渗透层1的水通过渗透进入第一蓄水池3内，如图3所示。

当仅具有第一蓄水池时，第一蓄水池可采用不可渗透的材质制成而直接作为储水作用，多余的水从溢流管7溢出。或者，第一蓄水池采用可渗透的材质制成，目的是为了实现在第一蓄水池3和土壤2间进行水的交换，这种可渗透作用可以通过两种方法实现，一种是第一蓄水池采用可渗透（如透水混凝土）的材料制成的可渗透池壁5（具体可以为透水混凝土砖砌成），另一种是在采用不可渗透的材料但是在其上开设孔的方式实现渗透。

当具有第二蓄水池4时，第一蓄水池采用可渗透的材质制成，目的是为了实现在第一蓄水池3和土壤2间进行水的交换，第二蓄水池4是用于雨水的存储设计，可采用不可渗透材质制成（如塑料、金属、不透水混凝土等）。第二蓄水池4与第一蓄水池3的位置关系，可以是第二蓄水池4件通过管道与第一蓄水池3连通，或者第二蓄水池4本身则位于第一蓄水池3内（如图2和3所示），通过进水口41将第一蓄水池3内的水进入第二蓄水池4。当第一蓄水池3位于第二蓄水池4内时，该海绵城市雨水循环系统具有结构紧凑，蓄水效率高的优点，同时便于系统的后期维护。

在具体实施方式中，当具有第二蓄水池4时，第一蓄水池3的池体是采用透水混凝土制成的，如采用透水混凝土制成的砖砌成，形成可渗透池壁5。

本实施例还进一步对第一蓄水池3、第二蓄水池4和溢流管7、连接管道6的关系进行说明。如图2和3所示，第二蓄水池4是位于第一蓄水池3内的，第二蓄水池4可采用塑料、玻璃钢或不透水混凝土材质制成。第一蓄水池3间的间隔为30-50m，第一蓄水池3间的连接管道6位于第一蓄水池3池体的上部，第二蓄水池4的进水口41是开设池体上的一个或多个口，进水口41的口位于连接管道6管口下方，溢流管7管口位于连接管道6管口上方。而采水口42则是位于第二蓄水池4的底部。

在本实施例中，第一蓄水池3是一个长、宽、深分别为2m*2m*2.5米的池体，池体至少一部分与土壤层接触或在土壤层内，以保证收集雨水向土壤的渗透。当具有第二蓄水池4时，第二蓄水池4的大小根据用水量和城市雨水量灵活确定，第二蓄水池4的池壁可为可渗透式，也可为不可渗透式，较好的为不可渗透式以进行水的储存。第一蓄水池3间的间隔a为30-50m。

基于地表渗透层1的功能设计，在本实施例中，还具体的列举一种地表渗透层设计。该地表渗透层1包含至少一层透水层，该透水层采用透水混凝土制成。透水混凝土作为一种现有技术，又称多孔混凝土，无砂混凝土，透水地坪。是由骨料、水泥、增强剂、和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料，由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、透水和重量轻的特点，是一种良好的地表渗透层1材料。

在采用透水混凝土的地表渗透层1基础上，进一步还具体的设计一种结构，如图3所示，该地表渗透层1由上至下包括：第一透水层11、第一缓冲层12、第二透水层13、第二缓冲层14、基层15和土工布层16，该第一透水层11和第二透水层13采用透水混凝土制成，第一缓冲层12和第二缓冲层14采用砂子或砂子和碎石混合铺设而成，基层15采用碎石或碎石和砂子混合夯实而成。该结构下的地表渗透层1具有较高的水储存能力，并具有良好的渗透性能和过滤性能，同时该结构下的地表渗透层1的机械结构强度良好、稳定，能够满足城市路面铺装的需要。第一透水层11保证地面的铺装强度，并起到渗水和过滤的作用。第二透水层13起到加强地面铺装强度的作用，还起到渗水、保水的作用。第一缓冲层12和第二缓冲层14起到缓冲作用，同时起到渗水和保水的作用，对基层15上的第二透水层13、第二透水层13上的第一透水层11而言还起到找平支撑的作用。基层15起到整个地表渗透层1基础牢固的作用。土工布层16进行土壤与地表渗透层1间的隔断，保证地表渗透层1的良好性能。

基于上述多层的地表渗透层1基础设计，具体的在一实施方式中，第一透水层11的厚度为60-70mm。砂子或砂子和碎石混合作为第一缓冲层12，其厚度在20-30mm。第二透水层13的厚度比第一透水层11厚，其目的在于利用第二透水层13实现较高的储水量作用，也进一步提高整个地表渗透层1的结构强度，较好的第二透水层13的厚度为100-140mm。砂子或砂子和碎石混合作为第二缓冲层14，其厚度为20-30mm。在该厚度下，第一缓冲层12和第二缓冲层14一方面起到较好的缓冲作用，以保证地表渗透层1的耐用性，另一方面起较好的渗透、过滤和储水的作用。碎石或碎石和砂子混合作为基层15，起到整个地表渗透层1基础的作用，其厚度为100-200mm。土工布层16作为土壤2和地表渗透层1的分隔，起到相对隔断的作用，土工布层16的厚度为3mm。第一缓冲层12、第二缓冲层14碎石的颗粒小于基层15碎石的颗粒。基于该设计下的隔层厚度，使得地表渗透层1具有较好的渗透、过滤和储水效果，同时具有良好的结构稳定性，够满足城市路面铺装的需要。

进一步的，在本实用新型中，为了保证基层15的稳定性，基层15中填充有砂子。或者进一步的在基层15加入少量水泥以进一步稳定其结构。

在第一缓冲层12和第二缓冲层14的一个具体实施方式中，是采用粗砂或者粗砂和豆粒大小的碎石混合铺设而成，具有透水性高的优点。或者进一步的在粗砂中加入少量水泥，具体的粗砂与水泥的比值为质量比3:1形成具有空隙的结构，以保证该缓冲层的进一步稳定，又不影响其透水性能。

在第一透水层11、第二透水层13的具体实施中，可以采用现场整体浇筑铺设，也可以是第一透水层11、第二透水层13采用透水混凝土制成的砖砌成。

在另一实施方式中，第一透水层11还做进一步的设计，透水层进一步的分为两层，包括表层和下层，表层的密度大于和下层的密度，以提高表层的过滤性能，使长时间使用能保护第一透水层11之下的渗透性能。

为了保证基层15的结构强度及功能，在另一实施例中，基层15分为两层，分别为上基层151和下基层152，且上基层151碎石的颗粒小于下基层152碎石的颗粒，使得形成一种具有密度梯度的基层15，以及基层15与第二缓冲层14的平滑过渡，保证基层15的支撑强度和保证其上第二缓冲层14的稳定性。

实施例中，还进一步的对第一蓄水池3与土壤2和地表渗透层1的关系做进一步说明和示例。

如图3和图5所示，该第一蓄水池3的池顶位于地表渗透层1的第一透水层11下方，池顶设置有支撑栅栏8，第一透水层11铺设于支撑栅栏8上方，形成顶部可开启的池顶结构。

或者如图1和2所示，该第一蓄水池3的池顶位于土工布层16下方，池顶设置有支撑栅栏8或采用透水混凝土制成的顶盖，土工布层16铺设于支撑栅栏8或顶盖的上方。该实施方式相比于上面的第一蓄水池3的池顶位于地表渗透层1的第一透水层11下方的结构，其可维护性稍差。

作为该海绵城市雨水循环系统的一具体应用，本实用新型中的地表渗透层1是铺设于人行道上的。

本实用新型的海绵城市雨水循环系统工作过程如下：雨水通过地表渗透层1进行渗透和过滤，进入第一蓄水池3（当据有第二蓄水池4时，第一蓄水池3的水进入第二蓄水池4用于存储后期的二次利用，第一蓄水池3内的水还可向土壤层渗透），第一蓄水池3之间通过连接管道6进行分配，多余的水通过溢流管7溢流至城市的排水管网。

本实用新型的海绵城市雨水循环系统，不仅解决了城市雨水的收集和渗透问题，同时解决了雨水就地存储和雨水再次利用的问题，具有高效的收集、净化、存储和渗透功能，解决雨水灾害的同时，还可以有效利用雨水资源，发挥海绵城市的作用，另外，该实用新型还通过对地表渗透层的多层设计，实现了地表渗透层的高渗透效率和高雨水储存量功能，在地表渗透层内存储的水，还可以起到调节地表的温度和湿度，保持地表温度舒适的作用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。