[发明专利]用于处理初期雨水的多级折流式雨水花园系统及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理初期雨水的多级折流式雨水花园系统及其应用。

背景技术

随着城市化发展的不断加快，城市内涝、初期雨水污染和河道黑臭的问题越来越严重，这些问题严重地影响居民的生活与身体健康。主要原因是由于城市化快速发展，城市内水系不断减少，不透水路面的覆盖率逐渐升高，导致降雨径流无法通过地面下渗，形成积水之后在城市内部造成严重的城市内涝。同时由于城市面源污染问题严重，雨水径流冲刷路面还会造成初期雨水污染的问题，有研究表明，径流中污染物浓度：COD平均值为242mg/L，NH₃-N平均值为323.5mg/L，TN平均值为419mg/L，TP平均值为10.9mg/L。其污染程度远远高于地表水环境质量标准（GB3838-2002）的基本项目标准Ⅴ类水质，属于劣Ⅴ类水；若不对初期雨水进行有效的净化就排入自然水体，将会对自然水体带来严重污染，从而加剧河道黑臭的问题。城市内涝和自然水体的污染现已成为制约中国经济发展的主要问题，采取相应的措施来增强雨水的截留、回用、下渗补充地下水以及防止自然水体污染势在必行。

为了解决以上问题，中国目前大力推行海绵城市建设，海绵城市是指城市在降雨的时候，能够将降雨径流净化、下渗和储存，并在需要时将蓄存的水“释放”加以利用。海绵城市的建设包括总体规划和局部建设，雨水花园系统就是海绵城市局部建设的重要模块之一。雨水花园属于土地处理系统中的一种，是集生物滞留池和植草沟两者优点于一体的低影响开发模块，被用于汇聚和吸收来自地面的雨水径流。雨水花园的构造主要由植被层、土壤层、人工填料层和砾石层组成，根据实际应用还可添加蓄水层和透水层。雨水花园一般建设在地势较低区域的自然或人工挖掘的浅凹式绿地，种植有各种灌木、花草以及树木等植物。植被层能够减缓降雨径流的冲击达到滞留雨水的目的，人工填料层内的微生物作用使深入雨水花园系统的雨水得以净化，透水层使雨水能够渗入地下补充地下水，同时蓄水层安装的雨水回用管道能够将雨水花园系统净化过的雨水回收利用或排入自然水体。可见，雨水花园系统是一种生态可持续的雨水控制与利用设施。

雨水花园因其系统布置灵活、结构简单、成本低廉且适用性广泛，适用于海绵城市建设中控制城市降雨径流污染与截留雨水径流。但是传统的雨水花园系统还存在着一些不足，如在寒冷气候下处理效果严重下降、甚至存在着植物死亡的问题；运行一段时间后土壤受到污染出现板结问题影响下渗效果；传统设计方法的雨水花园对于污染物的去除效率不能够达到较高的水平等；目前公开的专利大多是提高雨水花园的径流削减效果或对景观效果进行改造，没有针对初期雨水中的氮污染物处理采取有效的强化处理手段，存在着出水的氮污染含量依然较高的问题。因此，有必要对传统的雨水花园系统进行升级改造。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于处理初期雨水的多级折流式雨水花园系统及其应用，该系统将多级雨水花园进行串联组合并且加入折流的过流方式，以加强去除污染物的能力，达到处理初期雨水污染和改善景观效果的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案一是：一种用于处理初期雨水的多级折流式雨水花园系统，包括依次串联的过滤区、多级折流区和下渗回用区，所述多级折流区包含第一级折流区、奇数个中间级折流区和最后级折流区，所述过滤区与第一级折流区之间设置有非溢流隔墙，所述过滤区底部和第一级折流区底部相连通以传输雨水，奇数级折流区与后端相邻的偶数级折流区之间设置有传输雨水的溢流隔墙，所述偶数级折流区与后端相邻的奇数级折流区之间设置有非溢流隔墙，所述偶数级折流区底部和后端相邻的奇数级折流区底部相连通以传输雨水，所述最后级折流区与下渗回用区之间设置有传输雨水的溢流隔墙，所述下渗回用区末端设置有超标雨水溢流堰。

优选的，所述多级折流区采用由向上流的第一级折流区、向下流的第二级折流区和向上流的第三级折流区组成的三级折流结构，所述第一级折流区与第二级折流区之间设置传输雨水的溢流隔墙，所述第二级折流区与第三级折流区之间设置有非溢流隔墙，所述第二级折流区底部和第三级折流区底部相连通以传输雨水。

优选的，所述过滤区底部和第一级折流区底部设置有传输雨水的穿孔管，所述偶数级折流区底部和后端相邻的奇数级折流区底部设置有传输雨水的穿孔管。

优选的，所述过滤区从上往下依次设置有碎石缓冲层、砂滤层、过渡层和卵石层，所述过滤区的卵石层底部设置有将雨水传输至第一级折流区的穿孔管。