本發(fā)明涉及一種蓄水補水系統(tǒng)，特別是涉及一種無動力的蓄水補水系統(tǒng)，尤其適合在城市綠地及綠化帶中使用。
背景技術：
我國是全球氣候變暖特征最顯著的國家之一，近年來過度城市化及不合理的城市開發(fā)也帶來了一系列復雜的城市水文問題，包括頻發(fā)的洪澇災害、雨水徑流嚴重污染以及水資源消耗枯竭等等，嚴重影響到城市發(fā)展的方方面面。
在傳統(tǒng)的水循環(huán)系統(tǒng)中，徑流通過城市雨水管網直接排入城市排水系統(tǒng)或受納水體。然而，當降水形成路面徑流時，大量污染物進入水體，造成城市內水域面源污染，在降水量過多的時候還會導致地表徑流過大，雨水在地勢低處聚積等問題。另一方面，雨水從城市排水系統(tǒng)到污水處理廠，再經過一系列的凈化措施后作為中水回用于灌溉和冷卻，期間周期過長，造成城市中儲水量多而可用水量少，大大降低了城市的空間利用效率。
伴隨著城市綠化建設的迅速發(fā)展，綠地面積的日益增加，綠地用水量也逐年提高。目前，我國城市綠化大多以自來水為水源，且利用率很低，這使城市有限的水資源更加緊缺，在一定程度上也阻礙了城市經濟的發(fā)展。
綜上，在氣候變暖的背景下，城市一方面需要應對降雨引發(fā)的內澇災害，一方面又存在水資源嚴重缺失的困境，面對以上兩個互為矛盾的現實，如何緩解城市內澇，同時實現水資源的合理利用是當下需要解決的緊迫問題。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的是針對上述問題，提出一種無動力的蓄水補水系統(tǒng)，融入海綿城市理念，形成適用于不同環(huán)境、地域條件的水資源循環(huán)系統(tǒng)，有效地降低綠地灌溉及降雨造成的水資源流失，最大程度地降低雨洪對于周圍生態(tài)環(huán)境的影響，從而保護并合理利用城市水資源。
為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種無動力的蓄水補水系統(tǒng)，所述蓄水補水系統(tǒng)包括設置在地面下的漏斗狀的導水纖維網、與所述導水纖維網下端相連的導水立管、水平設置在導水立管下方的蓄水器連通管、至少一個與蓄水器連通管相連的球形蓄水器，所述導水立管下端插入所述球形蓄水器的底部，所述導水立管內自上而下依次填充有第一碎塊層、滲濾凈化層、第二碎塊層，所述蓄水器連通管末端連接有通向地表土壤上部的觀測防溢管，所述蓄水器連通管與所述觀測防溢管的連接處設有閥門。
優(yōu)選地，所述導水纖維網的材質為竹纖維或亞麻纖維。
優(yōu)選地，所述導水纖維網為導水纖維成束編織成的網格結構，所述網格結構的網格長寬均為5～15cm，所述導水纖維網的水平覆蓋面為半徑在150～250cm的圓形。
優(yōu)選地，所述導水纖維網的中心低點處距所述地面30～50cm，所述導水纖維網的邊緣處距地面10～20cm，并且所述導水纖維網的中心低點處與所述導水立管頂端相連。
優(yōu)選地，所述導水立管長度為100～180cm，直徑為8～15cm；所述第一碎塊層的長度為10～30cm，所述滲濾凈化層的長度為10～30cm，所述第二碎塊層的厚度為80～120cm。
優(yōu)選地，所述第一碎塊層、第二碎塊層由吸水陶瓷粒或沙積石碎塊填充形成。
優(yōu)選地，所述導水立管下部開具有直徑為1～2cm的孔洞，并且所述導水立管下端通過固定支架與所述球形蓄水器的底部固定。
優(yōu)選地，所述滲濾凈化層包括自上而下依次設置的細砂層、第一沸石層、活性炭吸附層、第二沸石層。
優(yōu)選地，所述球形蓄水器的直徑為80～150cm，所述球形蓄水器的材質為高強度防水材料。
優(yōu)選地，所述觀測防溢管的材質為透光玻璃。
基于上述技術方案，本發(fā)明的優(yōu)點是：
本發(fā)明的無動力的蓄水補水系統(tǒng)由導水纖維網、導水立管、滲濾凈化層、球形蓄水器、觀測防溢管等組成，其應用在城市綠地或綠化帶中具有節(jié)省灌溉用水和調蓄雨洪的功能。其中蓄水補水系統(tǒng)不僅可以單獨使用，還可配合其他集水、排水措施使用。進一步，本發(fā)明的無動力的蓄水補水系統(tǒng)還融入了海綿城市理念，通過設置在綠地內的以雨水滲透、儲存、調節(jié)等為主要功能的低影響開發(fā)設施，在一定范圍內形成一個小的自然循環(huán)系統(tǒng)，并將供水與排水相結合，改變了水的利用模式，并且通過無動力的蓄水補水系統(tǒng)使城市綠化從“耗水型綠化”向“節(jié)水型綠化”過渡。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：
圖1為無動力的蓄水補水系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
本發(fā)明提供了一種無動力的蓄水補水系統(tǒng)，由導水纖維網、導水立管、滲濾凈化層、球形蓄水器、觀測防溢管等組成。如圖1所示，其中示出了本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式。
如圖1所示，所述蓄水補水系統(tǒng)包括設置在地面1下的漏斗狀的導水纖維網2、與所述導水纖維網2下端相連的導水立管3、水平設置在導水立管3下方的蓄水器連通管6、至少一個與蓄水器連通管6相連的球形蓄水器5，所述導水立管3下端插入所述球形蓄水器5的底部，所述導水立管3內自上而下依次填充有第一碎塊層、滲濾凈化層4、第二碎塊層，所述蓄水器連通管6末端連接有通向地表土壤上部的觀測防溢管7，所述蓄水器連通管6與所述觀測防溢管7的連接處設有閥門9。
具體地，所述導水纖維網2的材質為竹纖維或亞麻纖維，具有很高的保水率與水分傳遞性。優(yōu)選地，所述導水纖維網2為導水纖維成束編織成的網格結構，所述網格結構的網格長寬均為5～15cm，所述導水纖維網2的整個水平覆蓋面為半徑在150～250cm的圓形。所述導水纖維網2中心部略低，呈漏斗狀，其中心低點處距所述地面30～50cm，所述導水纖維網2的邊緣處距地面10～20cm，并且所述導水纖維網2的中心低點處與所述導水立管3頂端相連。
在灌溉或降雨導致地表土壤水分飽和的情況下，水分可通過導水纖維網2快速流向中央的導水立管3，然后通過導水立管3的孔隙流入球形蓄水器5中；在表層土壤較干旱的時候，導水纖維網2可使球形蓄水器5中的水分擴散到土壤中。
導水立管3由外層pp管及內填物組成，所述導水立管3長度為100～180cm，直徑為8～15cm。所述導水立管3自上而下分為三段，依次為第一碎塊層、滲濾凈化層4、第二碎塊層。所述第一碎塊層的長度為10～30cm，所述滲濾凈化層4的長度為10～30cm，所述第二碎塊層的厚度為80～120cm。第一碎塊層的長度可根據導水纖維網2的深度調整長短，使下方的球形蓄水器5保持在同一深度，內填物使用吸水陶瓷?；蛏撤e石碎塊填充，粒徑為1～5cm；所述第二碎塊層內填物與第一碎塊層相同。所述導水立管3下部開具有直徑為1～2cm的孔洞，方便水分流出與進入，并且三段之間無間隔，內填物緊密相連。
導水立管3自球形蓄水器5的中央頂部的孔洞插入球形蓄水器5中，直至球形蓄水器5的底部，導水立管3上端與導水纖維網2中心低點相連。在降雨量大的情況下，積蓄雨洪可通過填充碎塊間的大孔隙流入蓄水器中，減少土壤內澇；在降雨稀少的時候，表層土壤部分的導水立管3內水分較少，球形蓄水器5中水分在內填物內部小孔隙的毛細作用下向干旱的一端運移，從而為上層土壤進行水分補充。
進一步，滲濾凈化層4為導水立管3的第二段填充層，總共由四層組成，所述滲濾凈化層4包括自上而下依次設置的細砂層、第一沸石層、活性炭吸附層、第二沸石層，每層厚度可設置為相同，整個滲濾凈化層4厚10～30cm。所述滲濾凈化層4中活性炭及沸石主要吸附并凈化水中N、P、金屬離子及放射性污染物。細沙層能夠過濾凈化水體中顆粒物并吸附油脂。所述滲濾凈化層4的整體結構集吸附、過濾于一體，起到全面凈化作用。本系統(tǒng)整體結構穩(wěn)定，除了凈化外，同樣可使水分在毛細力的作用下向水分含量較少一端遷移。
優(yōu)選地，所述球形蓄水器5的直徑為80～150cm，所述球形蓄水器5的材質為高強度防水材料如PP。球形蓄水器5正頂部設有直徑與所述導水立管3相匹配的孔洞，導水立管3穿過孔洞與所述球形蓄水器5連通。導水立管3與孔洞的接觸邊緣密封，防止水分溢流。所述導水立管3下端通過固定支架8與所述球形蓄水器5的底部固定，防止導水立管3傾斜。所述球形蓄水器5底部位置設置開口，用于連接蓄水器連通管6。所述球形蓄水器5可增加對上層土壤的支撐力，且不易變形，且在相同表面積下，球的容積最大，可儲存的水量最多。
進一步，球形蓄水器5底部使用蓄水器連通管6與其他球形蓄水器5相連，目的是在局部水分集聚過多的時候平衡各區(qū)域蓄水量，蓄水器連通管6需保持水平鋪設，其材質為pvc管。
更進一步，所述蓄水器連通管6末端連接有通向地表土壤上部的觀測防溢管7，所述觀測防溢管7是以透光玻璃為材料的管道，拐向地表土壤上部，其可設置于觀測井中，方便查看球形蓄水器5中的水位。所述蓄水器連通管6與所述觀測防溢管7的連接處設有閥門9，所述觀測防溢管7的末端距地表0～50cm，在所述球形蓄水器5中水量過多時使用軟管接在所述閥門9處進行放水。
本發(fā)明的無動力的蓄水補水系統(tǒng)融入海綿城市理念，形成適用于不同環(huán)境、地域條件的水資源循環(huán)系統(tǒng)，有效地降低綠地灌溉及降雨造成的水資源流失，最大程度地降低雨洪對于周圍生態(tài)環(huán)境的影響，從而保護并合理利用城市水資源。其構建實施方案可參照如下步驟進行：
1)現場準備。場地清理，材料準備；開挖放置球形蓄水器5及蓄水器連通管6的坑道，選擇放置地點時應避開深根灌木的主根附近，防止導水纖維網2與灌木根系相互影響。
2)放置球形蓄水器5。將球形蓄水器5埋入綠化帶或綠地深160～180cm處，各蓄水器相距200～300cm，深度保持一致，蓄水器連通管6水平鋪設于各個球形蓄水器5之間。將導水立管3插入球形蓄水器5中，并使得滲濾凈化層4留在所述球形蓄水器5外，在連接處密封處理，不留縫隙。
3)回填土壤，鋪設導水纖維網2。可先將土壤回填至剛好沒過導水立管3頂端，并將四周填高，使土坑呈漏斗狀，將編織好的導水纖維網2鋪設在土坑內，其中心部與導水立管3頂端內部相通。
4)回填土壤至地表。整個蓄水補水系統(tǒng)設置地點可選在較低洼地區(qū)，方便水分聚集，上方選擇適宜的植被進行栽植。蓄水器連通管6末端的觀測防溢管7設置于附近檢查井中，以便觀察球形蓄水器5中的水位，并且在球形蓄水器5中水量過多時進行放水。
本發(fā)明的無動力的蓄水補水系統(tǒng)由導水纖維網、導水立管、滲濾凈化層、球形蓄水器、觀測防溢管等組成，其應用在城市綠地或綠化帶中具有節(jié)省灌溉用水和調蓄雨洪的功能。其中蓄水補水系統(tǒng)不僅可以單獨使用，還可配合其他集水、排水措施使用。進一步，本發(fā)明的無動力的蓄水補水系統(tǒng)還融入了海綿城市理念，通過設置在綠地內的以雨水滲透、儲存、調節(jié)等為主要功能的低影響開發(fā)設施，在一定范圍內形成一個小的自然循環(huán)系統(tǒng)，并將供水與排水相結合，改變了水的利用模式，并且通過無動力的蓄水補水系統(tǒng)使城市綠化從“耗水型綠化”向“節(jié)水型綠化”過渡。
最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術方案范圍當中。