一种城市雨水处理系统
技术领域
本实用新型涉及市政工程技术领域，尤其是涉及一种城市雨水处理系统。
背景技术
随着城市的发展，由混凝土、柏油等形成的不透水地面急剧增加，破坏了降雨原有入渗通道，降雨入渗量大大减小，从而导致地下水储量减少;城市地面的蓄水效果大大降低，进而容易造成城市内涝。
为此，有人提出了海绵城市的构思，其主要的思路就是增加一些能够吸附、储存雨水的设置，既可避免雨水的快速上溢造成内涝，又可合理地利用雨水，从而实现雨水在城市发展中良性迁移。例如，在中国专利文献上公开的一种“基于海绵城市理念的道路拐角处植草沟”，其公布号为CN109997560A，具体由蓄水单元和植草沟单元组成，蓄水单元内种植有水生植物，并用排水连接管连接市政雨水管道。植草沟从上到下依次包括缓冲单元、缓流层、种植土层、沸石层、砾石层。缓流层由缓流装置和鹅卵石层组成。植草沟内的雨水首先受到缓冲单元、缓流层的阻碍和降低流动速度，从而可避免将植物冲掉。该植草沟能够提高蓄水、排水和净水能力，缓解径流冲刷力度，降低对所种植物耐旱耐淹要求，有利于实现海绵城市的理念。
但是，此类用于处理雨水的植草沟存在如下缺陷：首先，其蓄水单元独立设置，而雨水在经过植草沟的缓冲、净化等处理后进入蓄水单元内。由于植草沟设置在路边，而蓄水单元设置在植草沟旁侧，因此，受到地面条件的限制，蓄水单元的容量有限，使该设施吸收雨水的作用有限，当遇到短时间内降水量较大的大、暴雨时，蓄水单元无法存储大量的雨水，仍然会出现路面水位上涨等内涝现象。其次，独立设置的蓄水单元也不方便其内部蓄水的有效利用。更重要地，蓄水单元设置在植草沟的旁侧，植草沟内的雨水从上至下地经过沸石层、砾石层的过滤后进入到旁侧的蓄水单元内，因此，整个雨水的额过滤路径短，过滤效果差。并且用于过滤的沸石层、砾石层上面是用于种植植物的种植土层其虽然可以吸收初期的部分雨水，但是会大大滴降低雨水到达沸石层、砾石层的速度，从而降低雨水的过滤净化速度和效率，短时间内大量的雨水容易溢出植草沟。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有的植草沟在处理雨水时存在的雨水处理效率低、雨水的收集容量小、雨水容易蔓延而造成内涝、并且蓄积的雨水再利用困难等问题，提供一种城市雨水处理系统，可有效地提升雨水处理效率，便于扩大雨水蓄积量，从而避免雨水造成城市内涝，并且方便蓄积雨水的再次利用。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种城市雨水处理系统，包括与城市雨水收集沟渠相连的植草沟、用于蓄积雨水的蓄水池，在植草沟的旁侧设有排水沟，在植草沟和排水沟之间设有隔离墙，所述植草沟包括底部的砾石过滤层、中部的隔水层和上部的种植层，所述种植层包括若干间隔设置并种有植物的植草桶，相邻的植草桶之间填充有砾石，隔离墙从上至下地设有若干过水孔，蓄水池设置在靠近植草沟端部处，在植草沟下部的砾石过滤层与蓄水池之间设有排水管道，在排水沟的侧壁设有与市政雨水管道相连通的排水口，所述排水口的高度不低于隔离墙的高度。
本实用新型的植草沟可设置在路边，以便与雨水收集沟渠就近连接。和现有的植草沟相类似地，植草沟内设有种植有类似水草等植物的种植层，以便于对进入植草沟的雨水形成一个阻碍和缓冲作用，从而降低雨水的流速，避免雨水的植草沟形成强烈的冲刷。和现有技术不同的是，本实用新型的植草层包括埋设在砾石内的植草桶，而植物使种植在植草桶内的。也就是说，植草桶类似一个大花盆。当下雨、雨水进入植草沟内时，植草桶内的泥土可起到初步吸收雨水的作用，而其余的雨水则被植草桶四周的砾石初次过滤，并快速地向下渗透，在受到隔水层的阻挡后通过隔离墙上的过水孔进入并排的排水沟内。排水沟内经过初次过滤的雨水通过隔离墙上的过水孔后进入植草沟下部的砾石过滤层二次过滤，并沿着植草沟的纵向向前过滤并流动，直至通过排水管道进入蓄水池内。蓄水池内蓄积的雨水可用于城市绿化、路面清洗、或者其他工商业用水。从而大大提升雨水的利用价值。
需要说明的是，本实用新型中，雨水是沿植草沟纵向流动的，相应地，雨水在砾石过滤层内也是经过纵向过滤的，和现有技术中雨水的横向过滤相比，雨水过滤的路径大大延长，因而可极大地改善过滤效果，并且可相应地减小植草沟的宽度，减少对宝贵的城市用地的占用。当然我们可在排水沟上面覆盖盖板，以避免未经初次过滤的雨水直接进入排水沟内，并且排水沟可作为人行道的一部分。
当遇到大雨、甚至暴雨，或者长时间的下雨时，短时间内大量的雨水无法被砾石过滤层迅速过滤而进入到蓄水池内，或者大量的雨水导致蓄水池已满，此时，排水沟内的雨水可通过排水口进入市政雨水管道而向外排出，避免蓄水池的雨水满溢。也就是说，本实用新型可充分起到一个雨水吸收作用，避免下雨时出现水位快速上涨导致城市内涝。而雨停后又可充分地释放雨水，从而节约宝贵的自来水一类的清洁用水。
特别是，由于排水口的高度不低于隔离墙的高度，当雨量不大时，植草沟内经过初次过滤的雨水可完全进入排水沟内;当雨量超出排水沟的容纳极限时，水位会高过隔离墙，此时植草沟表层未经过滤的雨水越过隔离墙进入排水沟内，并通过排水孔直接进入市政雨水管道而向外排出。也就是说，排水孔可有效地起到限定排水沟内水位的作用。
可以理解的是，我们可沿道路两侧设置多个城市雨水处理系统，从而使植草沟维持一个合适的长度，进而使砾石过滤层形成恰当的长度，既可确保其过滤效果，又可使雨水尽快储存到蓄水池内，避免出现道路水淹，同时方便蓄水池内雨水的就近使用，降低输水管网的建设成本。此外，多个城市雨水处理系统便于在零散的空地设置多个蓄水池，从而有利于增加雨水的蓄积量，并充分利用城市空余的地方。
作为优选，所述植草桶的桶壁上设有若干连通孔，在植草桶内侧壁上设有覆盖连通孔的过滤网。
雨停后，吸附在植草桶内泥土中的雨水可通过桶壁上的连通孔逐步渗透到周围的砾石中，从而避免植物长时间被雨水浸淹而坏死。过滤网则可阻止泥土进入砾石中，以确保砾石对雨水的初步过滤效果。
作为优选，所述植草桶呈正六边形，在种植层内设有若干行所述的植草桶，每行植草桶中相邻的植草桶之间以左右两个顶角相连，相邻两行植草桶之间错位布置，从而在相邻两行植草桶之间围成若干正三边形的过滤腔，过滤腔内以及隔水层与植草桶底部之间设有所述的砾石，所述连通孔包括设置在植草桶底壁的滤水孔、设置在在植草桶侧壁上部的排水孔，排水孔的高度比植草桶内泥土的高度高5-10cm。
本实用新型在种植层内设置若干行的正六边形植草桶，也就是说，每个植草桶具有6个120度的顶角，并且每一行的植草桶以左右两个顶角相连，相邻两行植草桶之间则错位布置，从而由相邻两行的3个植草桶围成一个正三边形的过滤腔。植草桶内的雨水可通过底部的滤水孔排出进入其下部的砾石中进行初步过滤，避免植草桶内的水位过高影响植物的生长。当植草桶内的雨水上涨至排水孔位置时，雨水可通过排水孔向外流出伸入植草桶外侧过滤腔内的砾石中初步过滤。通过合理地控制排水孔相对植草桶内泥土的高度，可确保植草桶内雨水的即使排出避免出现长时间的水淹情况，同时充分发挥植草桶的短时间吸水、储水功效。
作为优选，还包括水泵、主进水管路、辅助进水管路、与水泵的出水口连接的输水管路，主进水管路的一端与蓄水池连接，辅助进水管路的一端与自来水管连接，主进水管路、辅助进水管路的另一端通过控制阀与水泵进水口连接，所述控制阀包括一个控制手柄，控制手柄具有一个主导通位置和一个辅助导通位置，当控制手柄处于主导通位置时，主进水管路与水泵进水口之间连通;当控制手柄处于辅助导通位置时，辅助进水管路与进水口之间连通。
本实用新型在蓄水池旁设置水泵，并且设置主进水管路和辅助进水管路。主进水管路和辅助进水管路通过一个控制阀与水泵进水口连接。当我们需要使用蓄水池内的雨水对道路两边的绿地浇水、或者道路洒水车需要充水时，可使控制手柄处于主导通位置，然后启动水泵，此时，与蓄水池连接的主进水管路即可抽取蓄水池内的雨水，并通过水泵的增压后通过输水管路向外输出。当蓄水池内的雨水干涸时，可使控制手柄处于辅助导通位置，水泵则可抽取辅助进水管路的自来水，从而可有效地避免断水现象的出现。需要说明的是，控制阀可采用现有冷热水阀，从而方便控制阀的控制手柄在主导通位置和辅助导通位置之间手动切换。
作为优选，所述排水沟包括远离植草沟的外侧壁，在隔离墙上边缘设有若干沿长度方向间隔设置的支撑柱，排水沟上覆盖有盖板，所述盖板一侧搭接在外侧壁上，另一侧搭接在支撑柱上。
由于排水沟上覆盖有盖板，因此，可将排水沟变成方便行人走路的步行道，进而减少占用宝贵的路面空间。特别是，当植草沟内的雨水过多时，可直接通过支撑住之间的空隙进入排水沟内，避免植草沟内的雨水外溢。
因此，本实用新型具有如下有益效果：可有效地提升雨水处理效率，便于扩大雨水蓄积量，从而避免雨水造成城市内涝，并且方便蓄积雨水的再次利用。
附图说明
图1是本实用新型植草沟的一种结构示意图。
图2是植草沟和蓄水池的连接结构示意图。
图3是植草桶的排列结构示意图。
图4是植草桶的结构示意图。
图5是控制阀的结构示意图。
图中：1、植草沟11、砾石过滤层12、隔水层13、种植层131、植草桶132、砾石133、过滤腔134、滤水孔135、排水孔14、排水管道2、蓄水池3、排水沟31、排水口32、外侧壁33、盖板4、隔离墙41、过水孔5、水泵51、输出管路6、主进水管路7、辅助进水管路8、控制阀81、阀体82、控制手柄9、支撑柱。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
如图1、图2所示，一种城市雨水处理系统，包括与城市雨水收集沟渠相连的植草沟1、用于蓄积雨水的蓄水池2，在植草沟的旁侧并排地设有排水沟3，在植草沟和排水沟之间设有隔离墙4，从而将植草沟和排水沟隔开。植草沟包括底部的砾石过滤层11、中部的隔水层12和上部的种植层13，种植层包括若干间隔设置的植草桶131，植草桶内填充有泥土，并种植有耐湿植物，相邻的植草桶之间填充有砾石132。隔离墙从上至下地设有若干过水孔41，蓄水池设置在植草沟两端的旁侧，在植草沟下部的砾石过滤层与蓄水池之间设有排水管道14，也就是说，排水管道一端连接在植草沟封闭的端壁下部，另一端连接在蓄水池的池壁。
刚下雨时，雨水落入植草沟内，或者城市雨水收集沟渠集中地雨水进入植草沟内，大部分的雨水进入植草桶内，植草桶内的泥土可起到初步吸收雨水的作用，而其余的雨水则被植草桶四周的砾石初次过滤，并快速地向下渗透。当雨量较大时，被砾石初步过滤的雨水逐渐增多，雨水在受到隔水层的阻挡后通过隔离墙上的过水孔进入并排的排水沟内。排水沟内经过初次过滤的雨水通过隔离墙上的过水孔后进入植草沟下部的砾石过滤层二次过滤，并沿着植草沟的纵向向前过滤并流动，直至通过排水管道进入蓄水池内，以用于城市绿化、路面清洗、或者其他工商业用水，从而大大提升雨水的利用价值。
需要说明的是，隔水层可采用混泥土或者塑料片、橡胶片之类的隔水材料制成。
为了避免雨量过大时植草沟内雨水的满溢，我们可在排水沟的侧壁设置与市政雨水管道相连通的排水口31，排水口的高度不低于隔离墙的高度。当排水沟内的雨水水位逐渐上升至超过隔离墙高度时，雨水可通过排水口排入市政雨水管道。
优选地，植草桶的桶壁上可设置若干连通孔，并在植草桶内侧壁上设有覆盖连通孔的过滤网。雨停后，吸附在植草桶内泥土中的雨水可通过桶壁上的连通孔逐步渗透到周围的砾石中，从而避免植物长时间被雨水浸淹而坏死。过滤网则可阻止泥土进入砾石中，以确保砾石对雨水的初步过滤效果。
进一步地，如图3、图4所示，植草桶可制成正六边形状，从而使每个植草桶具有6个120度的顶角，在种植层内设置若干行所述的植草桶，每行植草桶中相邻的植草桶之间以左右两个顶角相连，相邻两行植草桶之间错位布置，并且上一行植草桶的左下顶角与下一行植草桶的右上顶角相连，上一行植草桶的右下顶角与下一行植草桶的左上顶角相连，从而在相邻两行植草桶之间围成若干正三边形的过滤腔133，过滤腔内以及隔水层与植草桶底部之间设有所述的砾石，也就是说，植草桶的高度小于种植层的高度。正三边形的稳定结构可确保植草桶位置的固定，避免其走位。连通孔则包括设置在植草桶底壁的滤水孔134、设置在在植草桶侧壁上部的排水孔135，排水孔的高度比植草桶内泥土的高度高5-10cm。
植草桶内的雨水可通过底部的滤水孔排出进入其下部的砾石中进行初步过滤，避免植草桶内的水位过高影响植物的生长。当植草桶内的雨水上涨至排水孔位置时，雨水可通过排水孔向外流出伸入植草桶外侧过滤腔内的砾石中初步过滤。通过合理地控制排水孔相对植草桶内泥土的高度，可确保植草桶内雨水的即使排出避免出现长时间的水淹情况，同时充分发挥植草桶的短时间吸水、储水功效。
为了方便蓄水池内雨水的利用，如图5所示，本实用新型还包括具有进水口和出水口的水泵5、主进水管路6、辅助进水管路7、与水泵的出水口连接的输水管路51，主进水管路的一端与蓄水池连接，辅助进水管路的一端与市政自来水管连接，主进水管路、辅助进水管路的另一端通过一个控制阀8与水泵的进水口连接。控制阀包括阀体81、控制手柄82，控制手柄具有一个主导通位置和一个辅助导通位置。当控制手柄处于主导通位置时，主进水管路与水泵进水口之间连通;当控制手柄处于辅助导通位置时，辅助进水管路与进水口之间连通。
需要说明的是，控制阀可采用类似冷热水阀之类具有两个进水口、一个出水口，并具有一个控制手柄的阀门。
当我们需要使用蓄水池内的雨水对道路两边的绿地浇水、或者道路洒水车需要充水时，可使控制阀的控制手柄转动至主导通位置，然后启动水泵，此时，与蓄水池连接的主进水管路即可抽取蓄水池内的雨水，并经过水泵的增压后通过输水管路向外输出。当蓄水池内的雨水干涸时，可使控制阀的控制手柄转动至辅助导通位置，水泵则可抽取辅助进水管路的自来水，从而可有效地避免断水现象的出现。
需要说明的是，水泵可通过遥控器控制启闭，甚至通过网络实现手机app的远程控制。由于上述技术方案均为现有技术，在此不做过多的描述。
最后，排水沟包括远离植草沟的外侧壁32，在隔离墙上边缘设置若干沿长度方向间隔设置的支撑柱9，排水沟上覆盖有盖板33，盖板一侧搭接在外侧壁上，另一侧搭接在支撑柱上，从而可将排水沟变成方便行人走路的步行道，进而减少占用宝贵的路面空间。当植草沟内的雨水过多时，可直接通过支撑住之间的空隙进入排水沟内，避免植草沟内的雨水外溢。当然，我们应使支撑住的上端与外侧壁的上边缘齐平。
