本發明涉及雨水收集處理的技術領域，更具體的，涉及一種新型雨水滯留滲濾系統。
背景技術：
近年來，國家大力提倡海綿城市建設以提升城市水環境質量與安全。雨水滯留滲濾系統是海綿城市建設的典型措施之一，也被稱為生物滯留系統、生物滯留池、雨水花園等，其主體結構包括植物、種植土層、填料層、隔離層、碎石層，通過植物—土壤（填料）—微生物的相互協同作用，在地表雨水徑流總量控制、洪峰削減以及雨水徑流污染物的凈化、城市景觀及地下水回補等方面具有巨大的生態效益，是成本效益最好的低影響開發技術，在國內外取得了廣泛的研究應用。
對現有技術進行檢索發現：授權公告號為cn201410793993的發明專利中公開了一種解決城市內澇、霧霾及熱島效應的雨水蓄留系統，將社區內的匯水區全年雨水徑流系數控制在0.12~0.15以內，達到國家公園綠地的雨水徑流系數設計標準。授權公告號為cn201510320686的發明專利中公開了一種用于馬路中間綠化帶的雨水花園，包括種植層、營養土層、碎石層和透氣防滲砂層，解決了降雨量過大路面形成積水無法排放的問題，同時增加了透氣防滲砂層，能夠防止植物爛根及雨水下滲，滿足植物對于水的需求。
這些研究內容也主要集中于系統規模設計及構造、污染物的去除效果、土壤的滲透性能、填料層的介質配比、水文效應等方面，但上述專利與文獻均忽略了由于初期雨水徑流中的懸浮物質及有機物質造成系統的堵塞問題。系統表層土壤堵塞，容易導致系統土壤滲透性能下降，進而影響雨水徑流總量的削減，以及初期雨水的凈化效果，無形中增加了城市污水廠的進水負荷。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題在于克服上述缺陷，提供一種新型雨水滯留滲濾系統。
本發明通過以下技術方案實現：
一種新型雨水滯留滲濾系統，包括預處理池和滯留滲濾池，所述預處理池設置于滯留滲濾池的外側，所述預處理池與滯留滲濾池由穿孔隔板隔開；所述預處理池內置礫石，所述滯留滲濾池沿厚度方向依次為植物、蓄水層、覆蓋層、種植土層、填料層、隔離層及礫石層；所述滯留滲濾池的礫石層設有排水管道；溢流管豎直設置于滯留滲濾池中，一端與排水管道連通，另一端露出滯留滲濾池；所述填料層設有復氧管，所述復氧管與溢流管連通。
本發明一種新型雨水滯留滲濾系統的工作原理包括如下步驟：雨水滯留滲濾系統根據雨水量的大小分為3種運行方式。當小降雨事件時，地面未形成雨水徑流，自然降雨垂向進入滯留滲濾池就地消納雨水；當中降雨事件時，地面迅速形成雨水徑流首先進入預處理池，利用不同級配的礫石將大顆粒物質截留在表層，雨水通過穿孔隔板，利用復氧管的導流作用，橫向與垂直入滲進入滯留滲濾池完成雨水的凈化，通過填料層的吸附與微生物作用凈化污染物，凈化后雨水排出受納水土或進入集水池儲存回用；當遇到大降雨事件時，雨水徑流量超過本系統設計控制的流量時，多余的雨水通過滯留滲濾池中的溢流管進入市政雨水管排走。本系統通過預處理滯留雨水，消納雨水的勢能以及攔截、沉淀大部分懸浮物，通過橫向、垂向入滲滯留滲濾池凈化初期雨水，利用集水池收集回用雨水過程完成雨水徑流的滯蓄與凈化過程。
通過穿孔隔板隔開所述預處理池與滯留滲濾池，以便初期雨水橫向流進入滯留滲濾池中。
優選地，所述溢流管的一端相對種植土層高出200~300mm，且設有雨水篦子。優選地，所述溢流管為pvc管，豎向貫穿滯留滲濾池，并與底部的排水管相連接，當蓄水層蓄滿水后，多余的雨水由溢流管進入排水管道排入受納水體。
優選的，所述蓄水層的高度為100~300mm，在降雨量較大時，起到蓄積雨水的作用。
優選地，所述預處理池的底部高于礫石層的頂部。所述預處理池的底部以素土夯實或者砌磚阻隔，防止初期雨水未經過填料層而直接進入碎石層，從排水管排出。
優選地，所述復氧管為管壁設有通孔的pvc管，內置粒徑為10~30mm的碎石，外部包裹透水土工布。
優選地，所述復氧管與溢流管通過四通連接；所述復氧管連接成網絡狀。復氧管橫向均勻分布于填料層上部，當填料堵塞時，可利用鼓風機向溢流管中鼓風，空氣通過溢流管和復氧管輸送至系統內部，提高系統內部氧氣含量，利用人工復氧的方式改善系統的堵塞問題。同時，在降雨時，復氧管還起到布水與蓄水的作用。
本發明以不同粒徑的礫石組合過濾截留初期雨水中的雜質，優選地，所述預處理池內置三層不同粒徑的礫石，上層礫石的粒徑5~10mm，中層礫石的粒徑10~30mm，下層礫石的粒徑30~50mm。
優選地所述植物為多年生的耐旱、耐淹、耐貧瘠的草本、灌木、小型喬木為主，優選地，所述植物為麥冬、鵝掌柴、龍船花、水鬼蕉中的一種或幾種。
所述滯留滲濾池的覆蓋層為5~10mm，主要由落葉、樹皮組成，以起到緩解雨水勢能、保持土壤濕潤的作用。
所述種植土層位于覆蓋層下方，厚度根據種植植物所定，草本植物為200~300mm，灌木及小型喬木的厚度為300~600mm；種植土層可以是建設區域的表層土壤，或經過改良的土壤，能夠提供植物生長所需的營養物質。
所述填料層位于種植土層下方，填料層為70%基質、20%吸附凈化介質、10%碳源添加劑三類物質的均勻混合物，其中基質為紅壤土、粗砂兩種物質構成，吸附凈化介質為沸石、蛭石、改性陶粒中的一種或幾種物質構成，碳源添加劑為甘蔗渣、泥炭土中的一種或兩種物質構成達到滯蓄、凈化雨水的目的；
所述隔離層位于填料層下方，隔離層由80~120mm的細砂層或透水土工布組成，以防止填料層中細小顆粒進入碎石層；
所述礫石層由粒徑為20~50mm的礫石構成，厚度為300~4500mm，礫石層中部設置有穿孔排水管道，排水管道的坡度為1.5%；
礫石層底部為素土夯實。
優選地，所述填料層的砂含量為40~60%，以均勻混合方式裝填。
優選地，所述排水管道的上半部穿孔，下半部不穿孔，外圍包裹一層透水土工布。以防止細微顆粒進入排水管，引起排水管堵塞，水質渾濁。
優選地，所述預處理池與滯留滲濾池的側壁為砌磚結構或素土夯實。
與現在有技術相比，本發明具有以下有益效果：
本發明提供了一種新型雨水滯留滲濾系統主要通過兩個步驟解決系統堵塞問題，一是通過設置預處理池截留大部分地表徑流中的懸浮物質，從源頭上解決系統的堵塞問題，二是利用人工復氧的方式解決系統內部基質堵塞問題。當雨水滯留滲濾系統的滲透性能下降到一定程度產生堵塞問題時，在晴天期間通過利用鼓風機向溢流管中鼓風，借助溢流管與復氧管的導流作用將氣流輸送至系統內部，實現填料層上部復氧速度與能力，通過氣流的沖擊作用提高系統內部的孔隙率，進而提高系統的滲透能力。
一種新型雨水滯留滲濾系統設置的預處理池能防止懸浮物質直接進入雨水滯留滲濾系統中，從源頭上防止系統堵塞，延長了系統的使用壽命，填料層添加了具有吸附凈化介質，有效提高了系統對污染物的凈化能力，增加復氧管解決了系統內部基質的堵塞問題，并在降雨時起到布水與滯留雨水的作用。本發明提供的雨水滯留滲濾系統能有效降低雨水徑流污染負荷、削減雨水徑流總量與峰值，防止系統堵塞問題產生，結構簡單、維護成本低，方法簡易可行，應用范圍廣。
附圖說明
圖1為新型雨水滯留滲濾系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例進一步說明本發明。除非特別說明，本發明實施例中采用的原料和方法為本領域常規市購的原料和常規使用的方法。
實施例1
一種新型雨水滯留滲濾系統，包括預處理池1和滯留滲濾池2。預處理池1設置于滯留滲濾池2的外側。具體的，該新型雨水滯留滲濾系統的形狀可以為長方形、正方形、三角形、橢圓形或圓形等，或根據場地的地形來布置。預處理池1可設置于滯留滲濾池2的一側或多側，或者呈環形設置于滯留滲濾池2的外部。
預處理池1與滯留滲濾池2由穿孔隔板隔開。
預處理池1內置礫石，滯留滲濾池2沿厚度方向依次為植物21、蓄水層22、覆蓋層23、種植土層24、填料層25、隔離層26及礫石層27。滯留滲濾池2的礫石層27設有排水管道3。溢流管4豎直設置于滯留滲濾池2中，一端與排水管道3連通，另一端露出滯留滲濾池。填料層25設有復氧管5，復氧管5與溢流管4連通。
該新型雨水滯留滲濾系統的工作原理包括如下步驟：雨水滯留滲濾系統根據雨水量的大小分為3種運行方式。當小降雨事件時，地面未形成雨水徑流，自然降雨垂向進入滯留滲濾池2就地消納雨水；當中降雨事件時，地面迅速形成雨水徑流首先進入預處理池1，利用不同級配的礫石將大顆粒物質截留在表層，雨水通過穿孔隔板，利用復氧管5的導流作用，橫向與垂直入滲進入滯留滲濾池2完成雨水的凈化，通過填料層25的吸附與微生物作用凈化污染物，凈化后雨水排出受納水土或進入集水池儲存回用；當遇到大降雨事件時，雨水徑流量超過本系統設計控制的流量時，多余的雨水通過滯留滲濾池2中的溢流管4進入市政雨水管排走。本系統通過預處理滯留雨水，消納雨水的勢能以及攔截、沉淀大部分懸浮物，通過橫向、垂向入滲滯留滲濾池凈化初期雨水，利用集水池收集回用雨水過程完成雨水徑流的滯蓄與凈化過程。
通過穿孔隔板隔開預處理池1與滯留滲濾池2，以便初期雨水橫向流進入滯留滲濾池2中。
溢流管4的一端相對種植土層24高出200~300mm，且設有雨水篦子41。溢流管4為pvc管，豎向貫穿滯留滲濾池2，并與底部的排水管道3相連接，當蓄水層22蓄滿水后，多余的雨水由溢流管4進入排水管道3排入受納水體。
蓄水層22的高度為100~300mm，在降雨量較大時，起到蓄積雨水的作用。
預處理池1的底部高于礫石層27的頂部。預處理池1的底部以素土夯實或者砌磚阻隔，防止初期雨水未經過填料層而直接進入碎石層，從排水管道3排出。
復氧管5為管壁設有通孔的管道，內置粒徑為10~30mm的碎石，外部包裹透水土工布。復氧管5與鼓風機連接。優選地，復氧管5為管壁設有通孔的pvc管。
復氧管5與溢流管4通過四通連接；復氧管5連接成網絡狀。復氧管5橫向均勻分布于與填料層25中，當土壤堵塞明顯時，可利用鼓風機向溢流管4中鼓風，空氣通過溢流管4和復氧管5輸送至系統內部，提高系統內部氧氣含量，利用人工復氧的方式改善系統的堵塞問題。同時，在降雨時，復氧管5還起到布水與蓄水的作用。
本發明以不同粒徑的礫石組合過濾截留初期雨水中的雜質，預處理池1內置三層不同粒徑的礫石，上層礫石的粒徑5~10mm，中層礫石的粒徑10~30mm，下層礫石的粒徑30~50mm。
植物為多年生的耐旱、耐淹、耐貧瘠的草本、灌木、小型喬木為主，優選地，植物為麥冬、鵝掌柴、龍船花、水鬼蕉中的一種或幾種。
滯留滲濾池2的覆蓋層23為5~10mm，主要由落葉、樹皮組成，以起到緩解雨水勢能、保持土壤濕潤的作用。
種植土層24位于覆蓋層23下方，厚度根據種植植物所定，草本植物為200~300mm，灌木及小型喬木的厚度為300~600mm；種植土層24可以是建設區域的表層土壤，或經過改良的土壤，能夠提供植物生長所需的營養物質。
填料層25位于種植土層24下方，填料層為70%基質、20%吸附凈化介質、10%碳源添加劑三類物質的均勻混合物，其中基質為紅壤土、粗砂兩種物質構成，吸附凈化介質為沸石、蛭石、改性陶粒中的一種或幾種物質構成，碳源添加劑為甘蔗渣、泥炭土中的一種或兩種物質構成，以主要起到滯蓄、凈化雨水的目的。
隔離層26位于填料層25下方，隔離層26由80~120mm的細砂層或透水土工布組成，以防止填料層中細小顆粒進入碎石層；
礫石層27由粒徑為20~50mm的礫石構成，厚度為300~4500mm，礫石層27中部設置有穿孔排水管道3，排水管道3的坡度為1.5%。
礫石層27底部可為素土夯實或用素土夯實。
優選地，填料層的砂含量為40~60%，以均勻混合方式裝填。
排水管道3的上半部穿孔，下半部不穿孔，外圍包裹一層透水土工布。以防止細微顆粒進入排水管，引起排水管堵塞，水質渾濁。
預處理池1與滯留滲濾池2的側壁為砌磚結構或不透水土工膜。
該新型雨水滯留滲濾系統主要通過兩個步驟解決系統堵塞問題，一是通過設置預處理池1截留大部分地表徑流中的懸浮物質，從源頭上解決系統的堵塞問題，二是利用人工復氧的方式解決系統內部基質堵塞問題。當雨水滯留滲濾系統的滲透性能下降到一定程度產生堵塞問題時，在晴天期間通過利用鼓風機向溢流管中鼓風，借助溢流管4與復氧管5的導流作用將氣流輸送至系統內部，實現種植土層24與填料層25復氧速度與能力，通過氣流的沖擊作用提高系統內部的孔隙率，進而提高系統的滲透能力。