黑臭水体河道边坡海绵改造系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010313800.4 (22)申请日 2020.04.20 (71)申请人 中国一冶集团有限公司 地址 430080 湖北省武汉市青山区36街坊 (青山区工业路3号一冶科技大楼) (72)发明人 李智夏颖易新虎郑涛 廖红玉王金龙 (74)专利代理机构 北京工信联合知识产权代理 有限公司 11266 代理人 白晓晰 (51)Int.Cl. E03F 1/00(2006.01) E02D 17/02(2006.01) E02D 17/04(2006.01) A01G 9/02。

2、(2018.01) E03F 5/04(2006.01) E03F 3/04(2006.01) E02B 3/12(2006.01) E03F 5/10(2006.01) E03F 5/14(2006.01) C02F 9/14(2006.01) C02F 3/32(2006.01) (54)发明名称 黑臭水体河道边坡海绵改造系统 (57)摘要 本发明提供了一种黑臭水体河道边坡海绵 改造系统， 包括： 雨水花园和位于其下游的多级 湿地； 雨水花园包括： 基坑和排水系统； 基坑采用 素土夯实； 排水系统置于基坑内， 用以对雨水进 行收集和外排； 排水系统的上游侧由下至上依次 有砾石层、 豆砾石层。

3、、 粗砂层、 介质土层和第一覆 土层； 排水系统的下游侧填充有第二覆土层； 多 级湿地与排水系统的出水口连通， 以对排出的水 进行过滤和净化。 本发明， 通过上游雨水花园， 减 少了雨水外排， 对周边管网、 构筑物及水体进行 了保护， 减少了对水资源的浪费； 通过雨水花园 和多级湿地对雨水的多级过滤和净化， 削减了可 面源污染， 降低了河道的自净压力； 提高了水资 源利用率的同时， 也对边坡起到了一定的美观效 果。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 111636537 A 2020.09.08 CN 111636537 A 1.一种黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 其特征在于， 包括：。

4、 雨水花园和位于其下游的 多级湿地； 其中， 所述雨水花园包括： 基坑和排水系统； 其中， 所述基坑采用素土夯实； 所述排水系统设 置于所述基坑内， 用以对雨水进行收集和外排； 所述排水系统的上游侧自下而上依次填充 有砾石层、 豆砾石层、 粗砂层、 介质土层和第一覆土层； 所述排水系统的下游侧填充有第二 覆土层； 所述多级湿地与所述排水系统的出水口连通， 用以对所述排水系统排出的水进行过滤 和净化。 2.根据权利要求1所述的黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 其特征在于， 所述排水系统 包括： 雨水井和排水管； 其中， 所述雨水井的底部铺设有混凝土垫层， 所述排水管铺设于所述混凝土垫层上方且所述 。

5、排水管向下游侧延伸， 所述排水系统的下游侧填充有第二覆土层， 该第二覆土层位于所述 排水管上方的区域中。 3.根据权利要求2所述的黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 其特征在于， 所述第二覆土 层的厚度大于等于600mm。 4.根据权利要求2所述的黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 其特征在于， 所述雨水井顶 部设置有雨水溢流口。 5.根据权利要求1所述的黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 其特征在于， 所述砾石层的 厚度为260-310mm、 砾石的粒径为20-35mm； 豆砾石层的厚度为40-60mm、 豆砾石的粒径为5- 10mm； 所述粗砂层的厚度为40-60mm。 6.根据权利要求1至5中任一项。

6、所述的黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 其特征在于， 所述多级湿地包括： 由上游至下游依次串连的多级湿地单元； 其中， 相邻两个所述湿地单元之间通过隔挡墙隔开； 每个所述湿地单元中由上到下依次分布 有绿植和不同粒径的碎石层。 7.根据权利要求5所述的黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 其特征在于， 每个所述湿地 单元末端的所述隔挡墙的上均开设有溢流口， 任意相邻的两个所述溢流口相互交错设置， 最后一级所述湿地单元上的溢流口接入改造后的河道边坡。 8.根据权利要求5所述的黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 其特征在于， 靠近所述排水 系统出水口的所述湿地单元顶层处散铺有砾石层， 用以减少水份的冲刷力。 9。

7、.根据权利要求5所述的黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 其特征在于， 所述湿地单元 中自底部至顶部设置有三层碎石层， 底部碎石层中的碎石粒径为25-35mm， 中部碎石层的碎 石粒径为15-25mm， 顶部碎石层的碎石粒径为10-15mm。 10.根据权利要求5所述的黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 其特征在于， 所述多级湿 地由三级湿地单元串连而成， 第一级所述湿地单元和第二级所述湿地单元位于上游， 且二 者相齐平； 位于下游的第三级所述湿地单元的深度大于所述前两级湿地单元的深度。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111636537 A 2 黑臭水体河道边坡海绵改造系统 技术领域 0001 本。

8、发明涉及市政建设技术领域， 具体而言， 涉及一种黑臭水体河道边坡海绵改造 系统。 背景技术 0002 随着国家对城市基础建设， 地下综合管廊及水环境治理等项目的重视， 越来越多 的城市将水环境治理作为头等大事。 我国城市化进程迅猛的发展， 致使地表自然渗透率不 断的降低， 绝大部分城市降雨只能通过地面径流排出， 导致城市地面径流量不断增大。 降雨 对空气污染物的溶解， 导致雨水中携带了大量的污染物， 这些污染物对城市造成了严重的 面源污染， 致使城市水环境的不断恶化， 加之随着城市化不断提高， 人口不断增加， 居民对 水源的需求量不断上升， 导致城市水资源短缺日益严重。 0003 现有技术中的。

9、海绵城市小区雨水收集净化调蓄生态利用系统仅仅只针对排水进 行了改进， 没有一定的美观性， 而且成本较高， 对水资源没有充分的利用， 对河道海绵治理 更没有质的改变。 发明内容 0004 鉴于此， 本发明提出了一种黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 旨在充分利用水资 源并对其进行净化， 以降低河道自净压力的同时达到一定的景观效果。 0005 一个方面， 本发明提出了一种黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 包括： 雨水花园和 位于其下游的多级湿地； 其中， 所述雨水花园包括： 基坑和排水系统； 其中， 所述基坑采用素 土夯实； 所述排水系统设置于所述基坑内， 用以对雨水进行收集和外排； 所述排水系统的上 。

10、游侧自下而上依次填充有砾石层、 豆砾石层、 粗砂层、 介质土层和第一覆土层； 所述排水系 统的下游侧填充有第二覆土层； 所述多级湿地与所述排水系统的出水口连通， 用以对所述 排水系统排出的水进行过滤和净化。 0006 进一步地， 上述黑臭水体河道边坡海绵改造系统中， 所述排水系统包括： 雨水井和 排水管； 其中， 所述雨水井的底部铺设有混凝土垫层， 所述排水管铺设于所述混凝土垫层上 方且所述排水管向下游侧延伸， 所述排水系统的下游侧填充有第二覆土层， 该第二覆土层 位于所述排水管上方的区域中。 0007 进一步地， 上述黑臭水体河道边坡海绵改造系统中， 所述第二覆土层的厚度大于 等于600mm。

11、。 0008 进一步地， 上述黑臭水体河道边坡海绵改造系统中， 所述雨水井顶部设置有雨水 溢流口。 0009 进一步地， 上述黑臭水体河道边坡海绵改造系统中， 所述砾石层的厚度为260- 310mm、 砾石的粒径为20-35mm； 豆砾石层的厚度为40-60mm、 豆砾石的粒径为5-10mm； 所述粗 砂层的厚度为40-60mm。 0010 进一步地， 上述黑臭水体河道边坡海绵改造系统中， 所述多级湿地包括： 由上游至 说明书 1/5 页 3 CN 111636537 A 3 下游依次串连的多级湿地单元； 其中， 0011 相邻两个所述湿地单元之间通过隔挡墙隔开； 每个所述湿地单元中由上到下依。

12、次 分布有绿植和不同粒径的碎石层。 0012 进一步地， 上述黑臭水体河道边坡海绵改造系统中， 每个所述湿地单元末端的所 述隔挡墙的上均开设有溢流口， 任意相邻的两个所述溢流口相互交错设置， 最后一级所述 湿地单元上的溢流口接入改造后的河道边坡。 0013 进一步地， 上述黑臭水体河道边坡海绵改造系统中， 靠近所述排水系统出水口的 所述湿地单元顶层处散铺有砾石层， 用以减少水份的冲刷力。 0014 进一步地， 上述黑臭水体河道边坡海绵改造系统中， 所述湿地单元中自底部至顶 部设置有三层碎石层， 底部碎石层中的碎石粒径为25-35mm， 中部碎石层的碎石粒径为15- 25mm， 顶部碎石层的碎石。

13、粒径为10-15mm。 0015 进一步地， 上述黑臭水体河道边坡海绵改造系统中， 所述多级湿地由三级湿地单 元串连而成， 第一级所述湿地单元和第二级所述湿地单元位于上游， 且二者相齐平； 位于下 游的第三级所述湿地单元的深度大于所述前两级湿地单元的深度。 0016 本发明中， 通过上游雨水花园， 减少了雨水外排， 对周边管网、 构筑物及水体进行 了保护， 减少了对水资源的浪费； 通过雨水花园和多级湿地对雨水的多级过滤和净化， 削减 了可面源污染， 降低了河道的自净压力； 此外， 雨水花园与多级湿地相结合， 提高了水资源 利用率的同时， 使得整体河道的环境得到了改善， 并达到了良好的景观效果。。

14、 附图说明 0017 通过阅读下文优选实施方式的详细描述， 各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。 附图仅用于示出优选实施方式的目的， 而并不认为是对本发明 的限制。 而且在整个附图中， 用相同的参考符号表示相同的部件。 在附图中： 0018 图1为本发明实施例提供的黑臭水体河道边坡海绵改造系统中雨水花园的结构示 意图； 0019 图2为本发明实施例提供的黑臭水体河道边坡海绵改造系统中多级湿地的结构示 意图； 0020 图3为图2中多级湿地的平面图。 具体实施方式 0021 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。 虽然附图中显示了本公开 的示例性实施例， 然而应。

15、当理解， 可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例 所限制。 相反， 提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开， 并且能够将本公开的范围 完整的传达给本领域的技术人员。 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本发明中的实施例及 实施例中的特征可以相互组合。 下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。 0022 参阅图1， 本发明实施例的黑臭水体河道边坡海绵改造系统包括： 雨水花园和位于 其下游的多级湿地； 其中， 所述雨水花园包括： 基坑1和排水系统2； 其中， 所述基坑1采用素 土11夯实； 所述排水系统2设置于所述基坑内， 用以对雨水进行收集和外排； 所述排水系统2 的上游侧由下。

16、至上依次填充有砾石层3、 豆砾石层4、 粗砂层5、 介质土层6和第一覆土层7； 所 说明书 2/5 页 4 CN 111636537 A 4 述排水系统2的下游侧填充有第二覆土层8； 所述多级湿地与所述排水系统2的出水口连通， 用以对所述排水系统2排出的水进行过滤和净化。 0023 具体而言， 实际中可以根据地形， 确定排水方向后， 确定雨水花园和多级湿地的布 置位置， 保持雨水花园在上游、 多级湿地在下游。 雨水花园的基坑尺寸可以根据实际需要确 定， 基坑开挖后采用素土11夯实。 排水系统2中可以设置有雨水收集单元和排水单元， 以对 雨水进行收集并排放至后续系统； 多级湿地可以通过排水单元与。

17、排水系统2连通。 排水系统 2的底部可以设置混凝土垫层23， 例如C15垫层。 0024 排水系统2的上游侧填充砾石层3， 可以起到净化水质的作用， 同时能涵养地下水。 本实施例中， 所述砾石层3的厚度为260-310mm， 优选为300mm； 砾石的粒径为20-35mm。 0025 豆砾石层4及粗砂层5， 可以防止上游雨水汇集后对土壤进行冲刷， 导致介质土层6 中土壤介质流失。 本实施例中， 豆砾石层4的厚度为40-60mm， 优选为50mm； 豆砾石的粒径为 5-10mm。 粗砂层5的厚度为40-60mm， 优选为50mm。 0026 排水系统2的上、 下游均种植有植被200， 介质土层6。

18、、 第一覆土层7和第二覆土层8 为植被200提供养分， 第一覆土层7和第二覆土层8在植被200种植后覆盖于顶面层， 通过植 被200和土壤可以对雨水进行截流、 净化， 减少直接通过边坡排入河道的雨水量。 0027 多级湿地可以对雨水花园外排的雨水进行逐级过滤净化， 通过雨水花园及多级湿 地相结合， 对雨水进行了收集、 排放、 过滤、 净化处理， 充分利用了径流雨量， 涵养了各位植 被200及地下水， 缓解了水资源的短缺。 0028 上述显然可以得出， 本实施例中提供的黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 通过上 游雨水花园， 减少了雨水外排， 对周边管网、 构筑物及水体进行了保护， 减少了对水资源的。

19、 浪费； 通过雨水花园和多级湿地对雨水的多级过滤和净化， 削减了可面源污染， 降低了河道 的自净压力； 此外， 雨水花园与多级湿地相结合， 提高了水资源利用率的同时， 使得整体河 道的环境得到了改善， 并达到了良好的景观效果。 0029 继续参阅图1， 上述实施例中， 所述排水系统2包括： 雨水井21和排水管22； 其中， 所 述雨水井21的底部铺设有混凝土垫层23， 所述排水管22铺设于所述混凝土垫层23上方且所 述排水管22向下游侧延伸， 所述排水系统2的下游侧填充有第二覆土层8， 该第二覆土层8位 于所述排水管22上方的区域中。 0030 具体而言， 雨水井21的井壁211采用砖体砌筑，。

20、 并且， 所述砖体内外采用水泥砂浆 抹面。 其中， 井壁211顶部可以设置成台阶状， 可以减缓雨水的溢流速度。 靠近上游一侧的井 壁211的底部与混凝土垫层23接触， 靠近下游一侧的井壁211的底部与排水管22接触。 砖体 可以为MU10砖， 水泥砂浆可以采用水泥与砂的比例为1:2的水泥砂浆。 0031 雨水井21顶部设置有雨水溢流口212。 为了美观， 可以在透明井盖(图中未示出)上 开设雨水溢流口212， 透明井盖的直径可以为700mm。 本实施例中， 雨水井21两侧种植有植被 200， 可以利用植物、 溢流雨水口、 土壤等对雨水进行截流、 渗滤净化， 削减了面源污染， 减少 了直接通过边。

21、坡排入河道中的雨水量， 通过雨水溢流口212的收集， 提前多级过滤、 净化， 降 低了河道的自净压力。 0032 实际中， 也可以在雨水井21井口处设置有井座(图中未示出)， 井座上开设有凹槽， 透明井盖上开设有与凹槽相匹配的旋转座， 透明井盖和井座可以通过旋转座连接。 透明井 盖可以由井盖底座、 井盖顶圈和中心圈组成， 井盖底座与井盖顶圈之间通过若干条间隔设 说明书 3/5 页 5 CN 111636537 A 5 置的格栅条固定连接， 井盖顶圈与中心圈之间通过若干条间隔设置的格栅条固定连接， 各 个格栅条之间可形成雨水溢流口212。 0033 排水管22埋设在雨水井21底部的垫层上方， 图。

22、1中箭头所示的方向为排水管22的 的走向， 也即水排出的方向。 排水管22的管径可以根据实际需求确定， 例如管径可以为 400mm。 0034 排水系统2的下游侧也种植有植被200， 植被200种植后铺设第二覆土层8， 第二覆 土层8的厚度大于等于600mm。 本实施例中， 第二覆土层8与第一覆土层7的覆土相同。 0035 参阅图2和图3， 所述多级湿地包括： 由上游至下游依次串连的多级湿地单元9； 其 中， 相邻两个所述湿地单元9之间通过隔挡墙92隔开； 每个所述湿地单元9中由上到下依次 分布有植被200和不同粒径的碎石层。 0036 具体而言， 所述湿地单元9为顶部开口的池体， 该池体由混。

23、凝土结构91砌筑而成， 池体中种植有植被200。 所述湿地单元9中自底部至顶部设置有三层碎石层， 底部碎石层94 中的碎石粒径为25-35mm， 中部碎石层95的碎石粒径为15-25mm， 顶部碎石层96的碎石粒径 为10-15mm。 0037 为了减少水的冲刷力， 靠近所述排水系统2出水口的所述湿地单元9顶层处设置有 砾石散铺层90。 可以在排水系统2的排水管22出口正下方的湿地单元9中散铺砾石， 砾石散 铺层的尺寸可按照长度2米， 宽度0.8米进行布置， 根据实际要求进行调整。 0038 每个所述湿地单元9末端的所述隔挡墙92的上均开设有溢流口93， 任意相邻的两 个所述溢流口93相互交错。

24、设置， 最后一级所述湿地单元9上的溢流口93接入改造后的河道 边坡。 各个溢流口93相互交错设置， 可以减缓水流的溢流速度， 减少对植被200的冲刷。 由于 每个湿地单元9均为由混凝土砌筑而成的池体， 每相邻两个池体共用一个侧壁， 该共用的侧 壁即形成了隔挡墙92。 位于湿地末端的溢流口93接入河道， 将经过逐层过滤净化的水排至 河道中， 进一步减轻了河道的自净压力。 0039 优选的， 本实施例中， 所述多级湿地由三级湿地单元9串连而成， 第一级所述湿地 单元9和第二级所述湿地单元9位于上游， 且二者相齐平； 位于下游的第三级所述湿地单元9 的深度大于所述前两级湿地单元9的深度。 第三级湿地。

25、的截面积可以小于前两级湿地单元9 的面积。 第一级湿地单元9与排水管22出口对应处铺设有砾石散铺层90， 这样多级结构的设 置， 对雨水逐级过滤净化， 既保存了湿地的美观效果， 又起到了多级净化的效果。 0040 本发明中黑臭水体河道边坡海绵改造系统的施工方法， 包括以下步骤： 0041 (1)根据地形确定上游雨水花园的位置后， 开挖基坑， 并进行素土11夯实， 对排水 系统2的底部进行混凝土垫层23的浇筑， 在该混凝土上方铺设排水管22后， 砌筑雨水井21， 并在雨水井21顶部安装雨水溢流口212； 0042 (2)对所述排水系统2上游侧由下至上依次填充砾石层3、 豆砾石层4、 粗砂层5和介。

26、 质土层6； 植被200种植后， 在顶面层铺设第一覆土层7； 0043 (3)， 根据上游预留的排水管22及河道边坡的位置确定多级湿地的位置， 对地层进 行开挖后浇筑混凝土形成多级湿地单元9。 0044 综上， 本发明的黑臭水体河道边坡海绵改造系统， 通过上游雨水花园， 减少了雨水 外排， 对周边管网、 构筑物及水体进行了保护， 减少了对水资源的浪费； 通过雨水花园和多 级湿地对雨水的多级过滤和净化， 削减了可面源污染， 降低了河道的自净压力； 此外， 雨水 说明书 4/5 页 6 CN 111636537 A 6 花园与多级湿地相结合， 提高了水资源利用率的同时， 也对边坡起到了一定的美观效果。 0045 显然， 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。 这样， 倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内， 则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 说明书 5/5 页 7 CN 111636537 A 7 图1 图2 说明书附图 1/2 页 8 CN 111636537 A 8 图3 说明书附图 2/2 页 9 CN 111636537 A 9 。