CN108371058B - 具有持水功能的植草沟结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有持水功能的植草沟结构，属于城市排水的生物滞留设施结构领域。本发明包括植物种植区，还包括槽型结构的防渗混凝土层，防渗混凝土层的槽体内设置有两件透水混凝土层，透水混凝土层内侧与防渗混凝土层的底板配合形成槽型结构以作为植物种植区，透水混凝土层外侧与防渗混凝土层之间的空间作为持水空间，植物种植区的底部预埋有带排水孔的渗排水管，渗排水管末端设置有止水阀门。持水空间形成临时地下水库，利用土壤的毛细虹吸作用，供湿生植物生长需要，能有效避免传统植草沟下垫层渗透系数高、水量快速下渗造成的土壤水分缺失而引起的植物生长不佳状况的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有持水功能的植草沟结构，属于城市排水的生物滞留设施结构领域。
背景技术
城市硬质路面的增加导致城市内涝和面源污染的问题日渐突出。在海绵城市建设过程中，利用植物对污染物的拦截吸收以及土壤的渗滤作用，植草沟在低影响开发和可持续排水系统措施中可应用在源头、污染物传输途径和就地处理系统，应用区域包括居民区、商业区和工业区。但是，传统的植草沟为了保证初期雨水的净化及水体的快排快渗，下垫层采用的是具有较大孔隙比的细砂和砾石填料。该填料反而会造成植草沟蓄存水体的困难，从而导致上覆湿生植物由于缺水而生长状况欠佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有持水功能的植草沟结构，能够在下雨后，留存部分水量于持水空间，避免传统植草沟下垫层渗透系数高、水量快速下渗造成的土壤水分缺失而引起的植物生长不佳状况的发生。
为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：具有持水功能的植草沟结构，包括植物种植区，还包括槽型结构的防渗混凝土层，防渗混凝土层的槽体内设置有两件透水混凝土层，透水混凝土层内侧与防渗混凝土层的底板配合形成槽型结构以作为植物种植区，透水混凝土层外侧与防渗混凝土层之间的空间作为持水空间，植物种植区的底部预埋有渗排水管，渗排水管沿着植草沟长度方向布置、并沿着植草沟长度方向间隔布置有排水孔，渗排水管末端设置有止水阀门，渗排水管末端用于连通自然水体或雨水管道。
进一步的是：透水混凝土层内侧与防渗混凝土层的底板配合形成的槽型结构为倒锥形的梯形槽结构。
进一步的是：植物种植区在其断面方向由上往下依次包括植被层、覆盖层、种植土层、砂层和砾石层，渗排水管设置在砾石层中。
进一步的是：覆盖层采用粒径在0.5cm～1.0cm范围内的碎石，碎石之间具有间隙，覆盖层厚度为3cm～5cm。
进一步的是：种植土层厚度为10cm～20cm，其土壤的渗透系数K≥0.2m/d。
进一步的是：砂层按重量份数计选取粒径为0.1cm～0.5cm的细沙70～90份、粒径为1cm～2cm的石英砂30～50份混合而成，砂层的厚度为10cm～20cm。
进一步的是：砾石层采用粒径3cm～5cm的砾石，砾石层的厚度为20cm～30cm。
进一步的是：植被层、覆盖层、种植土层、砂层、砾石层、透水混凝土层相邻两层之间设置透水土工布。
进一步的是：透水混凝土层采用的碎石料粒径在3mm～8mm范围内；透水混凝土层拥有不低于15％的孔隙，抗压强度≥20.0Mpa，透水系数≥0.5mm/s。
进一步的是：透水混凝土层采用的物料配比如下：胶凝材料：350kg～400kg，无机增强剂：10kg～15kg，碎石料：1160kg～1700kg；透水混凝土层采用的水灰比为0.25～0.32。
此外，植被层可选择根系发达、净化能力好、耐淹且景观性好的植物；防渗混凝土层可采用普通建筑用混凝土，强度C20以上，并于内侧内壁上覆盖一层防渗层。
本发明的工作流程是：降雨开始后，开启止水阀门，雨水汇集到植草沟附近，从上到下依次通过植被层、覆盖层、种植土层、砂层、砾石层、透水混凝土层进入持水空间。在持水空间存满经过净化的雨水后，多余雨量由带排水孔的渗排水管排入自然水体或雨水管道。降雨结束后，止水阀门关闭，雨水存蓄于持水空间，形成临时地下水库，利用土壤的毛细虹吸作用，供湿生植物生长需要。
本发明的有益效果是：透水混凝土层外侧与防渗混凝土层之间形成持水空间，防渗混凝土层能够有效保证持水空间的保水效果，持水空间形成临时地下水库，利用土壤的毛细虹吸作用，供湿生植物生长需要，能有效避免传统植草沟下垫层渗透系数高、水量快速下渗造成的土壤水分缺失而引起的植物生长不佳状况的发生。
附图说明
图1为本发明的横剖结构示意图；
图2为本发明的俯视示意图；
图中标记：1-植被层、2-覆盖层、3-种植土层、4-砂层、5-砾石层、6-渗排水管、7-透水混凝土层、8-防渗混凝土层、9-持水空间、10-止水阀门。
具体实施方式
为便于理解和实施本发明，选本发明的优选实施例结合附图作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明包括植物种植区，还包括槽型结构的防渗混凝土层8，防渗混凝土层8的槽体内设置有两件透水混凝土层7，透水混凝土层7内侧与防渗混凝土层8的底板配合形成槽型结构以作为植物种植区，透水混凝土层7外侧与防渗混凝土层8之间的空间作为持水空间9，植物种植区的底部预埋有渗排水管6，渗排水管6沿着植草沟长度方向布置、并沿着植草沟长度方向间隔布置有排水孔，渗排水管6末端设置有止水阀门10，渗排水管6末端用于连通自然水体或雨水管道。
为便于雨水蓄积到持水空间内，透水混凝土层7内侧与防渗混凝土层8的底板配合形成的槽型结构为倒锥形的梯形槽结构。
植物种植区在其断面方向由上往下依次包括植被层1、覆盖层2、种植土层3、砂层4和砾石层5，渗排水管6设置在砾石层5中。
覆盖层2采用粒径在0.5cm～1.0cm范围内的碎石，碎石之间具有间隙，覆盖层2厚度为3cm～5cm。碎石之间的间隙用于水的流过，碎石成本低，强度高，使用效果好。采用该实施方式的覆盖层2的作用为，一是防止种植土层3中的物料水份快速、过量蒸发而板结开裂，二是防止种植土层3中的营养性物料被雨水冲刷而流失，三是对绿色植物起固定作用。
种植土层3厚度为10cm～20cm，其土壤的渗透系数K≥0.2m/d。种植土层3可根据当地气候条件及所述植被层中所选取植物的种类调整配比。一般可采用原土、砂、细木屑组成，体积比为6:3:1。
砂层4按重量份数计选取粒径为0.1cm～0.5cm的细沙70～90份、粒径为1cm～2cm的石英砂30～50份混合而成，砂层4的厚度为10cm～20cm。
砾石层5采用粒径3cm～5cm的砾石，砾石层5的厚度为20cm～30cm。砾石层5中的间隙用于水的流过，砾石成本低，强度高，使用效果好。可在其底部埋置管径为100cm～150mm的带排水孔的渗排水管6，砾石应洗净，且砾石粒径不小于排水孔的开孔孔径。
植被层1、覆盖层2、种植土层3、砂层4、砾石层5、透水混凝土层7相邻两层之间设置透水土工布，以防止细粒径颗粒进入较粗粒径层，造成堵塞。
透水混凝土层7采用的碎石料粒径在3mm～8mm范围内；透水混凝土层7拥有不低于15％的孔隙，抗压强度≥20.0Mpa，透水系数≥0.5mm/s。透水混凝土层7优选采用的物料配比如下：胶凝材料：350kg～400kg，无机增强剂：10kg～15kg，碎石料：1160kg～1700kg；透水混凝土层7采用的水灰比为0.25～0.32。胶凝材料一般采用水泥，无机增强剂可按拌合物总量的0.5％进行计算。
此外，植被层1可选择根系发达、净化能力好、耐淹且景观性好的植物；防渗混凝土层8可采用普通建筑用混凝土，强度C20以上，并于内侧内壁上覆盖一层防渗层。
优选实施例：
本发明的整体尺寸大小为：长×宽＝15m×1.5m。
本发明包括植物种植区，还包括槽型结构的防渗混凝土层8，防渗混凝土层8的槽体内设置有两件呈对称布置的透水混凝土层7，透水混凝土层7内侧与防渗混凝土层8的底板配合形成倒锥形的梯形槽结构以作为植物种植区，透水混凝土层7外侧与防渗混凝土层8之间的空间作为持水空间9，植物种植区在其断面方向由上往下依次包括植被层1、覆盖层2、种植土层3、砂层4和砾石层5，渗排水管6设置在砾石层5中；渗排水管6沿着植草沟长度方向布置、并沿着植草沟长度方向间隔布置有排水孔，渗排水管6末端设置有止水阀门10，渗排水管6末端用于连通自然水体或雨水管道。
其中，植被层1采用当地适宜性较强的湿生植物，如花菖蒲(Irisensatavar.hortensis MakinoetNemoto)、香根草(VetiveriazizanioidesL.)、雨久花(Monochoriakorsakowii Regel&Maack)和小香蒲(Typhaminima)，植被平均高度wei100mm～200mm,植株间距为15cm，通过为期10～15天的正常维护管理，确保栽种成活。
覆盖层2厚度为3cm，采用花岗岩、蛭石、沸石的任意比例混合物，在完成植被栽种后，均匀散步在种植土层3以不影响植物根系生长为准。
种植土层3厚度为20cm，采用原土、砂、细木屑组成，体积比为6:3:1。不要夯实，土壤的渗透系数K≥0.2(m/d)，并且对底部土壤进行定期松动，保持之后运行顺利。
砂层4厚度为10cm，按重量份数计选取粒径为0.1cm～0.5cm的细沙500份、粒径为1cm～2cm的石英砂50份混合而成。
砾石层5厚度为30cm，采用粒径3cm～5cm砾石作为填料，其间隙用于水的流过。
渗排水管6管径为150mm，砾石应洗净，且砾石粒径不小于渗排水管6排水孔的开孔孔径。
透水混凝土层7厚度为3cm，采用骨料粒径在5mm～8mm范围内；透水混凝土层7拥有不低于18％的孔隙，抗压强度≥20.0Mpa，透水系数≥0.5mm/s。透水混凝土层7优选采用的物料配比如下：水泥：350kg～400kg，无机增强剂：10kg～15kg，碎石料：1160kg～1700kg；透水混凝土层7采用的水灰比为0.25～0.32。
防渗混凝土层8厚度为3cm，采用普通建筑用混凝土，强度C20以上，并于内侧内壁上覆盖一层防渗层，操作简便，能够有效保证持水空间9的保水效果。
植被层1、覆盖层2、种植土层3、砂层4、砾石层5、透水混凝土层7相邻两层之间设置涤纶短纤针刺土工布，规格为200g/m2，以防止细粒径颗粒进入较粗粒径层，造成堵塞。
止水阀门10采用自动止水阀，降雨开始后，开启止水阀门10，便于超量雨水从底部的渗排水管6中排出。降雨结束后，关闭止水阀门10，蓄存雨水于持水空间9。
本发明的工作流程是：降雨开始后，开启止水阀门10，雨水汇集到植草沟附近，从上到下依次通过植被层1、覆盖层2、种植土层3、砂层4、砾石层5、透水混凝土层7进入持水空间9。在持水空间9存满经过净化的雨水后，多余雨量由带排水孔的渗排水管6排入自然水体或雨水管道。降雨结束后，止水阀门10关闭，雨水存蓄于持水空间9，形成临时地下水库，利用土壤的毛细虹吸作用，供湿生植物生长需要。
Claims (5)
1.具有持水功能的植草沟结构，包括植物种植区，其特征在于：还包括槽型结构的防渗混凝土层（8），防渗混凝土层（8）的槽体内设置有两件透水混凝土层（7），透水混凝土层（7）内侧与防渗混凝土层（8）的底板配合形成槽型结构以作为植物种植区，透水混凝土层（7）外侧与防渗混凝土层（8）之间的空间作为持水空间（9），植物种植区的底部预埋有渗排水管（6），渗排水管（6）沿着植草沟长度方向布置、并沿着植草沟长度方向间隔布置有排水孔，渗排水管（6）末端设置有止水阀门（10），渗排水管（6）末端用于连通自然水体或雨水管道；植物种植区在其断面方向由上往下依次包括植被层（1）、覆盖层（2）、种植土层（3）、砂层（4）和砾石层（5），渗排水管（6）设置在砾石层（5）中，植被层（1）、覆盖层（2）、种植土层（3）、砂层（4）、砾石层（5）、透水混凝土层（7）相邻两层之间设置透水土工布，透水混凝土层（7）采用的碎石料粒径在3mm～8mm范围内；透水混凝土层（7）拥有不低于15%的孔隙，抗压强度≥20.0Mpa，透水系数≥0.5mm/s；透水混凝土层（7）采用的物料配比如下：胶凝材料：350kg～400kg，无机增强剂：10kg～15kg，碎石料：1160kg～1700kg；透水混凝土层（7）采用的水灰比为0.25～0.32；透水混凝土层（7）内侧与防渗混凝土层（8）的底板配合形成的槽型结构为倒锥形的梯形槽结构。
2.如权利要求1所述的具有持水功能的植草沟结构，其特征在于：覆盖层（2）采用粒径在0.5cm～1.0cm范围内的碎石，碎石之间具有间隙，覆盖层（2）厚度为3cm～5cm。
3.如权利要求1所述的具有持水功能的植草沟结构，其特征在于：种植土层（3）厚度为10cm～20cm，其土壤的渗透系数K≥0.2m/d。
4.如权利要求1所述的具有持水功能的植草沟结构，其特征在于：砂层（4）按重量份数计选取粒径为0.1cm～0.5cm的细沙70～90份、粒径为1cm～2cm的石英砂30～50份混合而成，砂层（4）的厚度为10cm～20cm。
5.如权利要求1所述的具有持水功能的植草沟结构，其特征在于：砾石层（5）采用粒径3cm～5cm的砾石，砾石层（5）的厚度为20cm～30cm。
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