技术领域
[0001] 本
发明涉及海绵城市技术领域，尤其涉及一种基于海绵城市的生物滞留设施。
背景技术
[0002] 海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对雨
水带来的
自然灾害等方面具有良好的弹性，也可称之为“水弹性城市”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水释放并加以利用，实现雨水在城市中自由迁移，而从
生态系统服务出发，通过跨尺度构建水生态
基础设施，并结合多类具体技术建设水生态基础设施，是海绵城市的核心。
[0003] 其中，生物滞留设施是减缓
地表径流污染，解决末端污
水处理，实现海绵城市的一种设施，具有易与景观结合，径流控制效果好，建设
费用与维护费用较低的优势；但是在实际使用时，由于地表径流污染中携带大量金属和非金属污染物，并且重金属具有难降解性，使得随着在
土壤层的积累会导致土壤层中重金属浓度过高并充满毒性，使表面的
植物无法生长，最终系统失效，而
现有技术采用的反复更换
覆盖层和土壤层会造成植物的损害，生态环境的破坏以及耗费大量人
力财力，基于此，本发明设计一种基于海绵城市的生物滞留设施。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了解决现有技术中生物滞留设施中土壤层的在雨水过程中的积累会导致土壤层中重金属浓度过高并充满毒性，使表面的植物无法生长，最终系统失效，而提出的一种基于海绵城市的生物滞留设施。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于海绵城市的生物滞留设施，包括种植土层，所述种植土层下方设为人工土层，所述人工土层下方设为铄石层，所述铄石层的上下两侧均固定有一层透水砂层，所述铄石层中埋设有穿孔
排水管，所述透水砂层下方设有空腔，所述种植土层中种植有多株植物，所述种植土层的中心贯穿设有溢
流管，所述溢流管同时贯穿人工土层、铄石层和透水砂层并且与外界的排污管连通，所述人工土层中设有
电动修复装置；
[0006] 所述电动修复装置包括两个分别插设在人工土层两侧的
电极并分别设置为第一电极和第二电极，所述第二电极的底部固定连接在空腔底部并且顶部被种植土层覆盖，所述第一电极的顶部贯穿至地面以上并高于种植土层上表面100mm，所述第一电极的底部位于空腔外的部分设有容纳盒，所述容纳盒的底部一侧开设有开口，所述开口密封连接有压力
阀。
[0007] 在上述基于海绵城市的生物滞留设施中，所述第一电极和第二电极相互靠近的一侧分别设有一个隔膜板，所述隔膜板贯穿种植土层和人工土层，所述隔膜位于种植土层内的部分为板体结构，所述隔膜板位于人工土层内的部分设为隔膜结构。
[0008] 在上述基于海绵城市的生物滞留设施中，所述溢流管的管口部分高于种植土层上表面50mm，所述种植土层中种植有多株景观植物。
[0009] 与现有的技术相比，本发明的优点在于：
[0010] 1、本发明中，在下雨时，由于地面径流量较大，系统对雨水径流的调蓄容积小的情况下,可能发生旱流排江的现象,即在下雨初期，溢流污水中包含了大量的生活污水、污染严重的初期雨水,加之降雨量小,稀释作用不明显,造成了溢流浓度较大，污染较严重的情况，此时在地面径流进入污水管之前，通过生物滞留设施对地表径流中重金属等污染物的富集，并通过铄石层的过滤，使得提前对雨水进行处理，避免出现末端处理效率低，溢流排江的现象，提高了对雨水的处理弹性，实现城市良性水文循环，提高对径流雨水的渗透、调蓄、
净化、利用和排放能力，维持或恢复城市的海绵功能；
[0011] 2、在本装置中，在生物滞留设施对雨水中污染物的富集处理后，种植土层和人工土层中均含有大量重金属污染物，并且雨水通过透水砂层进入空腔内，使得空腔内水位上升，而空腔中设置的容纳盒中设有压力阀，设置当空腔内水位上升到空腔集满的状态时，压力阀开启，使得雨水进入容纳盒内并与外界空腔连通，而当在太阳升起时，由空腔中的水作为
电解质，两个电极中一个处于阳光照射下，另一个位于人工土层内，使得在
贝克勒尔效应的作用下，两个电极之间产生电势差，则在空腔中的水和人工土层共同连通为一个回路；
[0012] 3、而使人工土层和种植土层中的污染物质(包括重
金属离子和有机污染物)在
电场作用下向电极室运输,主要通过电迁移、
电渗流或
电泳的方式被带到电极两端,则可以通过对两端土壤的集中处理实现减少人工土层和种植土层的重金属含量，从而避免种植层处的景观植物受到重金属的毒害，并影响生态环境；
[0013] 4、通过设置允许离子通过的隔膜板，使得最终靠近两个电极的土壤中重金属含量较大，而位于隔膜板中间
位置的种植土层和植物处于正常生长环境，使得减少处理难度，并减少对周围环境的影响，而空腔中的水在向下渗透前，被两个电极产生的回路进行再次处理，使得进一步减小雨水中污染物的含量，提高对水的原位处理，并减少
污水处理厂的处理压力；
[0014] 5、当空腔内的水开始渗透时，容纳盒中压力阀逐渐关闭，使得容纳盒与空腔隔离，则两个电极无法产生
电流回路，使得避免在正常条件下土壤产生电流，避免土壤有机质和结构水遭到破坏。
附图说明
[0015] 图1为本发明提出的一种基于海绵城市的生物滞留设施的结构示意图；
[0016] 图2为本发明提出的一种基于海绵城市的生物滞留设施中A部分的放大示意图。
[0017] 图中：1种植土层、2人工土层、3铄石层、4透水砂层、5穿孔排水管、6溢流管、7空腔、8电极、9容纳盒、10压力阀、11隔膜板。
具体实施方式
[0018] 以下
实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
[0019] 实施例
[0020] 参照图1-2，一种基于海绵城市的生物滞留设施，包括种植土层1，种植土层1下方设为人工土层2，人工土层2下方设为铄石层3，铄石层的上下两侧均固定有一层透水砂层4，铄石层3中埋设有穿孔排水管5，穿孔排水管5吸收通过透水砂层4的雨水，并对外排放至污水二次处理管道或直接排入江河中，而减少对污水的一次处理，同时减少了污水负担，穿孔排水管5通过对透水砂层4下方设有空腔7，种植土层1中种植有多株植物，种植土层1的中心贯穿设有溢流管6，溢流管6同时贯穿人工土层2、铄石层3和透水砂层4并且与外界的排污管连通，铄石层3具有初步过滤的效果，使得通过人工土层的重金属离子被吸收的状态下通过铄石层3的物理过滤提高进入下方空腔7内水的
质量，人工土层2中设有电动修复装置；
[0021] 电动修复装置包括两个分别插设在人工土层2两侧的电极8并分别设置为第一电极和第二电极，第二电极的底部固定连接在空腔7底部并且顶部被种植土层1覆盖，第一电极的顶部贯穿至地面以上并高于种植土层1上表面100mm，使得第一电极可以受到阳光的照射，而第二电极由于位于种植土层1的内侧，使得没有阳光照射，而第一电极和第二电极采用同种电极，则根据贝克勒尔效应，两个相同的电极8中，其中一个电极8被光照射，则两个电极8之间会产生电动势，第一电极的底部位于空腔7外的部分设有容纳盒9，容纳盒9的底部一侧开设有开口，开口密封连接有压力阀10，压力阀10设置为当水位达到空腔7近似集满状态下开启的结构。
[0022] 第一电极和第二电极相互靠近的一侧分别设有一个隔膜板11，隔膜板11贯穿种植土层1和人工土层2，隔膜板11位于种植土层1内的部分为板体结构，种植土层1中种植有多株景观植物，构成人工景观，隔膜板11位于人工土层2内的部分设为隔膜结构，隔膜板11通过隔膜结构阻止人工土层2内的
电子移动，并且使得位于中部的景观植物与两侧电极8相互隔离，溢流管6的管口部分高于种植土层1上表面50mm，使得当出现溢流状态下，雨水通过溢流管6进入外界的污水管进行处理，避免造成本装置中水位过高影响植物生长。
[0023] 本发明中，当进行降雨时，由本装置构成的生物滞留设施对道路径流进行初步处理，其中，通过人工土层2对道路径流中的重金属进行吸收作用和铄石层3的初步过滤，使得在排放至穿孔排水管5中的雨水经过一次处理，使得可以排放至江河中或者直接通入污水管的二次处理管道，从而缓解在降雨过程中排水系统和污水处理系统的负荷，减少雨天溢流污染问题，而在这个过程中，由于人工土层2和种植土层1均对于道路径流进行重金属吸收作用，使得在实际使用时，随着在土壤层的积累会导致土壤层中重金属浓度过高并充满毒性，使表面的植物无法生长，最终系统失效；
[0024] 而本装置在使用时，当雨水下落时，被处理的雨水一方面通过穿孔排水管排出，另一方面进入下方的空腔7，空腔7内逐渐水位升满，而空腔7中的容纳盒9外侧受到水压，当水位接近升满时，容纳盒9底部设置的压力阀10开启，使得容纳盒9与空腔7连通，在这个过程中雨水中的重金属成分被人工土层2和种植土层1同时吸收，而当雨停后，太阳升起，则容纳盒9中的第一电极受到阳光照射与无阳光照射的第二电极产生电势差，则构成了电动修复土壤的电力来源；
[0025] 电动修复是指在是在污染土壤中插入电极对,并通以低直流电形成电场梯度,土壤中的污染物质(包括重金属离子和有机污染物)在电场作用下向电极室运输,主要通过电迁移、电渗流或电泳的方式被带到电极两端,系统收集起来进行集中处理,从而达到修复污染土壤的目的,并可回收重金属，这样的好处在于，人工土层2和种植土层1位于中间部分的重金属和非金属污染被吸收至两侧没有植物种植的区域，使得植物不会因重金属中毒而枯萎死亡，同时只需对两侧土壤进行收集，减少了工作量，同时由
太阳能为动力自发进行
土壤修复，减少
能源的损耗，而空腔7内的水会逐渐向下渗透，当压力阀10出水压低于开启压力时，压力阀10关闭，使得第一电极与空腔7隔开，则无法产生电动势，避免土壤长时间产生电流造成土壤有机质和结构水破坏的问题。
[0026] 尽管本文较多地使用了种植土层1、人工土层2、铄石层3、透水砂层4、穿孔排水管5、溢流管6、空腔7、电极8、容纳盒9、压力阀10、隔膜板11等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
