CN102605852A - 基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统 - Google Patents

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沈冰
罗纨
解建仓
张雷
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本发明公开了一种基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统，包括带有排水口的承重板，承重板的下方固定安装有承重支架，承重支架和承重板之间形成雨水渗透区域，雨水渗透区域包括具有净化、过滤和蓄水功能的复合填料层，承重板和复合填料层之间留有一定空间并作为储水层，储水层设置有与外部排水管道相连接的溢流管，复合填料层的底部埋设有与外部排水管道相连接的穿孔排水管。本发明结构简单，具有净化水质和储水功能，且能与市政地面有效结合。

Description

基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统
技术领域
本发明属于城市排除污水或暴雨水系统技术领域，具体涉及一种基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统。
背景技术
低影响开发(LID)技术是20世纪90年代末发展起的暴雨管理和面源污染处理技术，它和传统的技术如湿地、滞留塘、草沟等不同的是LID技术是通过分散的，小规模的源头控制来达到对暴雨所产生的径流和污染的控制，使开发地区尽量接近于自然的水文循环。近年来，我国大部分城市的雨水径流污染较为严重，已成为城市河湖水质恶化的首要因素。探求如何满足环境、生态、经济等多重效益的城市雨水径流管理措施，是当前城市管理所面临的挑战之一。
城市雨水生态排放系统是建筑与小区雨水利用的有效技术措施，其不仅减少因城市化而增加的暴雨径流量，延缓汇流时间，而且可以及时回补地下水，减少城市向天然水体的排水量，对防止地面沉降和防灾减灾起到重要作用。地表径流通过渗滤处理后使水质净化从而减少城市非点源污染，实现城市区域内的良性水循环。其形态以下凹式绿地、生物滞留池的形式修建，作为城市暴雨最佳管理措施(BMPs)中的一项技术，目前很多国家已开始开发建设。实践证明，下凹式绿地、生物滞留池不仅需要占用一定量城市透水面积，且景观植物生长需要人为管理并消耗一定量的城市地下水资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统，结构简单，具有净化水质和储水功能，且能与市政地面有效结合。
本发明所采用的技术方案是，一种基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统，其特征在于，包括带有排水口的承重板，承重板的下方固定安装有承重支架，承重支架和承重板之间形成雨水渗透区域，雨水渗透区域包括具有净化、过滤和蓄水功能的复合填料层，承重板和复合填料层之间留有一定空间并作为储水层，储水层设置有与外部排水管道相连接的溢流管，复合填料层的底部埋设有与外部排水管道相连接的穿孔排水管。
复合填料层包括从上到下依次设置的苔藓菌类植物层、枯木覆盖层、土壤层、粗砂层以及砾石层。
储水层的厚度为10mm～100mm，枯木覆盖层的厚度为50mm～80mm，土壤层的厚度为230mm～280mm，粗砂层的厚度为250mm～500mm，砾石层的厚度为200mm～300mm。
溢流管包括水平段和竖直段，水平段埋设在土壤层中，竖直段连接在所述水平段的端部并竖直向上伸入在储水层中。
承重支架的数量为两个，且分别位于承重板下方的左右两侧边。
承重板为水平板或者台阶形状，排水口开在承重板的水平表面或/和竖直表面上。
本发明基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统的有益效果是：
1、能通过雨水渗透区域的渗透和暂时的储存功能降低峰流流量和径流总量，补给河流基流已达到对城市降雨径流的水量控制。
2、能通用对城市降雨径流的水质控制，通过沉淀、过滤、植物与微生物吸收等作用去除污染物。
3、能克服现有透水地面与商业用地、公共用地不能同时使用的缺陷，提供一种将坡度平缓的区域、截流洼地等具备径流调控功能的土地纳入雨洪调控系统中的功能性、实地性的建筑形式。本发明可用于城市道路、停车场、庭院、各类建筑小区等诸多场所。运用在城市道路时，目前现有的雨水生态排放系统设置在道路两边，取代传统的城市道路绿化带，而本发明则可以作为人行道、停车场等公共设施的同时又兼顾雨水生态排放系统的功能，与现有技术相比省去了景观的功能增加了实用性，也省去了对植物花卉的管理与维护，在过滤污染物的方面采取了新的技术手段更多地发挥了生态功能。
附图说明
图1是本发明基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统的结构示意图；
图2是本发明中第一种承重板的结构示意图；
图3是本发明中第二种承重板的结构示意图；
其中，1.路面，2.排水口，3.承重板，4.苔藓菌类植物层，5.枯木覆盖层，6.土壤层，7.粗砂层，8.砾石层，9.穿孔排水管，10.溢流管，11.承重支架。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统，包括带有排水口2的承重板3，承重板3的下方固定安装有承重支架11。本实施例中，承重板3为混凝土预制水平板，排水口2开在承重板3的水平表面和竖直表面上。承重板3上方可作为停车场或广场等。承重支架11为钢结构支架，其数量为两个，且分别位于承重板3下方的左右两侧边。承重板3和承重支架11构成本发明系统的承重结构。承重板3和承重支架11之间形成雨水渗透区域，雨水渗透区域包括具有净化、过滤和蓄水功能的复合填料层，承重板3和复合填料层之间留有一定空间并作为储水层。
复合填料层包括从上到下依次设置的苔藓菌类植物层4、枯木覆盖层5、土壤层6、粗砂层7以及砾石层8。储水层的厚度根据承重板3上方的具体承重需求而定，一般为10mm～100mm。枯木覆盖层5的厚度为50mm～80mm，土壤层6的厚度为230mm～280mm，粗砂层7的厚度为250mm～500mm，砾石层8的厚度为200mm～300mm。
储水层设置有与外部排水管道相连接的溢流管10，溢流管10包括水平段和竖直段，水平段埋设在土壤层6中，竖直段连接在所述水平段的端部并竖直向上伸入在储水层中。
复合填料层的底部即砾石层8中埋设有水平方向的穿孔排水管9，穿孔排水管9与外部排水管道相连接。
如图3所示，承重板3还能为台阶形状，排水口2开在承重板3的水平表面或/和竖直表面上。此时，承重板3上方可作为人行道或马路牙等。
本发明在使用时，在市政路面上开挖并设置本发明系统，承重板3周围路面1上的雨水通过排水口2进入储水层后，径流首先到达表面设有苔藓菌类植物层4的枯木覆盖层5，然后依次入渗到土壤层6、粗砂层7和砾石层8，最后通过穿孔排水管9，穿孔排水管9用于收集利用或者回灌地下水。当雨强很大或者连续降雨时，储水层内会形成一定高度的蓄水层，当高度达到溢流管10之上时，会通过溢流管10流入城市排水管。
本发明能将雨水暂时储存在储水层后，再向下依次渗透，因此能削减地表雨水的洪峰流量并回补地下水。复合填料层中各层的设置，具有过滤与吸附作用，以及植物吸收作用来净化降雨径流，能有效地在源头去除雨水中的营养物质、病原体、重金属离子等。尤其是，在无光和微弱光线的环境下苔藓植物与菌类植物易于生长与繁殖，这两种植物对环境有较强的适应能力，在多种极端环境下都有分布，同时对土壤有一定的改造能力。苔藓植物有很强的吸水、保水能力不仅在水土保持和营养物质的循环与贮存等多方面有着重要的生态功能，而且在碳循环中起到重要作用。菌类植物则对重金属的吸附力很强有净化水质的生态功能。
本发明承重板3和排水口2的设计，使本发明能利用零散空间修建而成，典型建筑形式为人行道、路沿；或者利用集中空间修建而成，典型建筑形式为停车场、广场。另外，本发明还能结合生物滞留池与台地建筑的外观形态修建在多雨的山地城市作为功能性建筑群。

Claims (6)

1.一种基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统，其特征在于，包括带有排水口(2)的承重板(3)，所述承重板(3)的下方固定安装有承重支架(11)，所述承重支架(11)和承重板(3)之间形成雨水渗透区域，所述雨水渗透区域包括具有净化、过滤和蓄水功能的复合填料层，所述承重板(3)和复合填料层之间留有一定空间并作为储水层，所述储水层设置有与外部排水管道相连接的溢流管(10)，所述复合填料层的底部埋设有与外部排水管道相连接的穿孔排水管(9)。
2.按照权利要求1所述的基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统，其特征在于，所述复合填料层包括从上到下依次设置的苔藓菌类植物层(4)、枯木覆盖层(5)、土壤层(6)、粗砂层(7)以及砾石层(8)。
3.按照权利要求2所述的基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统，其特征在于，所述储水层的厚度为10mm～100mm，所述枯木覆盖层(5)的厚度为50mm～80mm，所述土壤层(6)的厚度为230mm～280mm，所述粗砂层(7)的厚度为250mm～500mm，所述砾石层(8)的厚度为200mm～300mm。
4.按照权利要求1或2所述的基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统，其特征在于，所述溢流管(10)包括水平段和竖直段，所述水平段埋设在土壤层(6)中，所述竖直段连接在所述水平段的端部并竖直向上伸入在储水层中。
5.按照权利要求1或2所述的基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统，其特征在于，所述承重支架(11)的数量为两个，且分别位于承重板(3)下方的左右两侧边。
6.按照权利要求1或2所述的基于低影响开发的城市雨水渗透生态系统，其特征在于，所述承重板(3)为水平板或者台阶形状，所述排水口(2)开在所述承重板(3)的水平表面或/和竖直表面上。
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