CN108797757A - 一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池及其布置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池及其布置方法，地埋式生物滞留池包括：路缘入口将冲刷路面后的雨水，排入到生物滞留池中；生物滞留池完成雨水的过滤和净化；过滤雨水收集管道根据雨水的后期使用要求，将雨水流入管道、设备或地下；溢流管道，用于将高于溢流管道入口的雨水排出。所述布置方法包括：挖除原有绿化区域剩下的土壤，使挖空区恰好放置生物滞留池，路缘入口的高度与道路基本一致，使道路雨水可以顺利流入路缘入口；将制作好的生物滞留池整体放置于挖空区，将排水盲管、过滤雨水收集管道、地下管道进行连接，使得净化后的雨水顺利排出；把之前挖移出的植物及表层土壤种植覆盖于填料区表层，再进行维护，铺设覆盖层。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程、环境工程领域，尤其涉及一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池及其布置方法。
背景技术
流域的城市化带来了城市河流综合征，其症状包括：流量改变、河流形态改变、水质和沉积物质量受损、生物组成的转变等等。城市河流综合征产生的原因，其中之一是城市建设，道路、屋顶等不透水面替换了城市化前的透水草地和土地[1]。为改善城市化对雨水排放、水质恶化等问题，我国积极推进海绵城市建设。建设海绵城市是一种基于低影响开发(Low Impact Development,LID)理念的雨水管理方法，指的是通过源头控制理念，在模拟自然水文条件原理的条件下，从而实现对雨水的控制与利用[2]。
近年来国内外兴起的生物滞留池就是低影响开发的一种技术手段。生物滞留池是一种小型雨水处理设备，也被称为雨水花园，主要通过植物、填料和土壤等的共同作用过滤净化水质，达到恢复渗透、改善水质、雨水利用的目的，包括：降解、过滤、吸附、离子交换和各种生物过程[3]。冲刷路面的雨水会携带大量污染物，如NO3—、SO4 2—、重金属[4][5]、有机污染物、总固体悬浮颗粒[6]等。但雨水在通过生物滞留池的净化后，可直接补充地下水源，或连接地下管网收集作其他利用，如农业灌溉、花园绿化、厕所用水等。
现有的生物滞留池，有的是在绿化带未建时提前规划，在道路或停车场修建时将生物滞留池一并埋设在规划区域。有的是在已有绿化区域的基础上，开挖重建，将已有绿化区域破坏，重新在现场浇筑制作生物滞留池，再种植植物，耗时、费力，对资金的消耗也较大。因此，有必要发明一种基于原有绿化带的生物滞留池布置方式，即在不损坏原有绿化带的基础上，结合已有的绿化区域，进行生物滞留池的铺设，不影响已有的地面建筑物规划，达到省时、经济、环保等优点。
参考文献
[1]Askarizadeh A,Rippy M A,Fletcher T D,et al.From Rain Tanks toCatchments:Use of Low-Impact Development To Address Hydrologic Symptoms ofthe Urban Stream Syndrome[J].Environmental Science&Technology,2015,49(19):11264-11280.
[2]王建龙，车伍，易红星.低影响开发与绿色建筑的雨水控制利用[J].工业建筑，200939(3)：123-125.
[3]Davis A P.Field Performance of Bioretention:Water Quality[J].Environmental Engineering Science,2007,24(8):1048-1064.
[4]李倩倩，李铁龙，赵倩倩等.天津市路面雨水径流重金属污染特征[J].生态环境学报,2011.20(1)：143-148.
[5]Brown J N,Peake B M.Sources of heavy metals and polycyclicaromatic hydrocarbons in urban stormwater runoff[J].Science of the TotalEnvironment,2006,359(1):145-155.
[6]赵剑强，闫敏，刘珊等.城市路面径流污染的调查[J].中国给水排水，2001，17(1)：33-35.
发明内容
本发明提供了一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池及其布置方法，本发明在基于已有绿化带的基础上，布置一种地埋式生物滞留池，并且将已有的植被移至生物滞留池表层，使得在布置时最小程度的影响已有的绿化带及其植被，在生物滞留池布置后，整体绿化外观与原来绿化带基本相同，从而将生物滞留池更好地融入于城市建设与污染治理当中，详见下文描述：
一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池，所述地埋式生物滞留池包括：
路缘入口、生物滞留池、过滤雨水收集管道、以及溢流管道，
所述路缘入口，用于将冲刷路面后的雨水，排入到生物滞留池中；
所述生物滞留池，用于完成雨水的过滤和净化，流出至过滤雨水收集管道；
所述过滤雨水收集管道，根据雨水的后期使用要求，将雨水流入管道、设备或地下；
所述溢流管道，用于将高于溢流管道入口的雨水排出。
进一步地，所述生物滞留池包括：覆盖层、过滤层、过渡层、排水层、排水盲管、以及植物。
一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池的布置方法，所述布置方法包括以下步骤：
选定需要改造的绿化带，确定绿化带的尺寸和地下埋深，将原有绿化带的表层土壤及其植物移植至生物滞留池的填料表层，养护、种植；
挖除原有绿化区域剩下的土壤，使挖空区恰好放置生物滞留池，路缘入口的高度与道路一致，使道路雨水流入路缘入口；
进行清洁和稳定加固后，将制作好的生物滞留池整体放置于挖空区，将生物滞留池的排水盲管、过滤雨水收集管道、地下管道进行连接，使得净化后的雨水排出；
把之前挖移出的植物及表层土壤种植覆盖于填料区表层，再进行维护，铺设覆盖层，使得从外观上，植物在开挖前后一致。
本发明提供的技术方案的有益效果是：
(1)生物滞留池可以过滤、净化冲刷道路的雨水，提高雨水水质和利用率，如可用于厕所冲洗、绿地浇灌、农业浇灌，或直接排到地下，补给地下水；
(2)原有绿化区域的开挖和生物滞留池的制作可以同步进行，节省时间，提高效率；
(3)生物滞留池不需要在安装地点进行现场浇筑和制作，而是在制作完成后，将成形的设备直接放置于安装地点，避免施工对于绿化区域的占用和破坏，简易快捷；
(4)生物滞留池的安装充分结合了原有绿化带，保护植物，不破坏景观设计，在改善雨水水质的同时尊重绿化美学。
该装置及布置方法的第(2)、(3)、(4)个特点具有创新性，首次提出生物滞留池制作安装分离的理念和结合原有绿化带的布置方法，提高效率，利于美观。
附图说明
图1为一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池的结构示意图；
图2为生物滞留池内部构造的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1：路缘入口； 2：生物滞留池；
3：过滤雨水收集管道； 4：溢流管道；
2-1：覆盖层； 2-2：过滤层；
2-3：过渡层； 2-4：排水层；
2-5：排水盲管； 2-6：植物。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池，即选定需要改造的绿化带，确定其尺寸和地下埋深，设计并制造一种垂直流的生物滞留池，将原有绿化带的表层土壤及其植物移植至生物滞留池的填料表层，养护、种植。地埋式指的是将生物滞留池布置在原有绿化带所在地面以下。本发明实施例有助于提高生物滞留池的布置效率，改善收集的雨水水质，保持原有的绿化状态。
本发明实施例公开了一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池，参见图1，包括：路缘入口1、生物滞留池2、过滤雨水收集管道3、以及溢流管道4。
参见图2，该生物滞留池2包括：覆盖层2-1、过滤层2-2、过渡层2-3、排水层2-4、排水盲管2-5、以及植物2-6。
(1)装置工作原理
雨水冲刷路面后，通过道路的路缘入口1进入生物滞留池2中。雨水通过竖直和水平流动方向，依次通过覆盖层2-1、过滤层2-2、过渡层2-3、排水层2-4，通过排水盲管2-5流出生物滞留池2，完成雨水的过滤和净化。流出生物滞留池2的雨水进入过滤雨水收集管道3，根据雨水的后期使用要求，流入管道、设备或地下。
生物滞留池2中的覆盖层2-1、过滤层2-2、过渡层2-3、排水层2-4、排水盲管2-5和植物2-6分别为：
覆盖层2-1：作用是①保护生物滞留池2的填料(包括过滤层2-2、过渡层2-3、排水层2-4、以及排水盲管2-5)和植物2-6，防止雨水冲刷导致填料变形和水土流失；②保证土壤有足够的含水率，植物更好地生长；③潮湿的土壤环境也能使微生物可以更有效地进行生物化学反应，提高净水效果。
过滤层2-2：是填料中最重要的一层，滤层中含有种植土壤、微生物，主要作用是①生物滞留池2的过滤、净化、吸附、降解功能基本在此层完成；②植物根系一般埋于此层，因此过滤层2-2为植物提供良好适合的生长环境。
过渡层2-3：主要作用是①防止过滤层中的填料进入排水层造成管道堵塞和水土流失，保护排水层2-4中的排水盲管2-5；②均匀传递从过滤层向下传递的压力；
排水层2-4：作用是①排出经过生物滞留池2过滤的雨水；②排水盲管2-5铺设在排水层2-4中，因此排水层2-4还具有保护排水盲管2-5的作用，如避免外形尖锐的污染物对排水盲管2-5的切割；
排水盲管2-5：作用是保持生物滞留池2中的水土平衡，排出设备中多余的水，使净化的雨水可以顺利排出生物滞留池2；
植物2-6：是生物滞留池2的重要组成部分，其功能和特点包括：①吸附、富集污染物；②有利于微生物生存；③提供氧气和能量，保持生态系统稳定；④积累有机物。
为防止流入生物滞留池2的雨水量超出处理容量，导致雨水漫溢，污染生物滞留池22周围的区域，安装溢流管道4，高于溢流管道4入口的雨水可以通过溢流管道4的入口排出。
(2)布置方式
在确定需要改造成生物滞留池2的地点测量绿化带区域的范围，其尺寸即为生物滞留池2的尺寸。根据所得的尺寸和地下管道的连接情况，由生物滞留池2的生产方对设备进行生产和加工，包括路缘入口1和外壁制作、填料和排水盲管2-5的铺设等。其中，过滤层2-2只铺设一定厚度，不需要完全填满；覆盖层2-1暂时不铺设。
将原有绿化区域中种植的植物连同表层土壤、根系一同挖移出绿化区域备用，尽量保护使其外观不改变。
挖除原有绿化区域剩下的土壤，使挖空区恰好可以放置生物滞留池2，路缘入口1的高度与道路基本一致，使道路雨水可以顺利流入路缘入口1。在进行适当的清洁和稳定加固后，将制作好的生物滞留池2整体放置于挖空区，将生物滞留池2的排水盲管2-5、过滤雨水收集管道3、地下管道进行合理连接，使得净化后的雨水顺利排出，如通向储水罐、花园灌溉管道、地下水补给区等。把之前挖移出的植物2-6及表层土壤种植覆盖于填料区表层，再进行一定的维护，适当铺设覆盖层2-1，使得从外观上，植物2-6在开挖前后基本一致。
本发明实施例公开了一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池可以过滤、净化道路雨水，提高雨水水质和利用率；同时，设备设置了溢流管道，防止雨水漫溢造成的污染。本发明实施例还公开了一种基于原有绿化带生物滞留池的布置方式，不破坏原有绿化区域，将生物滞留池更好得融入于城市建设中。
实施例2
下面结合图1和图2对实施例1中的方案进行进一步地介绍，详见下文描述：
(1)在使用本发明装置前，确定安装位置，测量需要改造的绿化带的尺寸。
(2)根据所得尺寸、地下排水管网情况进行生物滞留池2的设计和制作，包括：滞留池深度、排水盲管2-5出口位置选择、路缘入口1和外壁制作、填料和排水盲管2-5铺设、溢流管道4的埋设等。
其中，覆盖层2-1选用树皮、树叶和细砂混合物，过滤层2-2选用土壤、有机物和微生物，过渡层2-3选用细砾石，排水层2-4选用砾石。各层填充料需要根据水质处理指标、当地地理气候和经济因素综合选择，本发明实施例不做限制。
(3)在制作生物滞留池2的同时，对绿地进行开挖。将原有绿化区域中种植的植物2-6连同表层土壤、根系一同挖移出绿化区域备用，尽量保护使其外观不改变。
(4)挖除原有绿化区域剩下的土壤，使挖空区恰好可以放置生物滞留池2，路缘入口1的高度与道路基本一致，使道路雨水可以顺利流入路缘入口1。在进行适当的清洁和稳定加固后，将制作好的生物滞留池2整体放置于挖空区。将生物滞留池2的过滤雨水收集管道3、溢流管道4和地下管道进行合理连接，使得净化后的雨水顺利排出，如通向储水罐、花园灌溉管道、地下水补给区等。
(5)把之前挖移出的植物2-6及表层土壤种植覆盖于填料区表层，再进行一定的养护，适当铺设覆盖层2-1，使得从外观上，植物2-6在开挖前后基本一致。
实施例3
下面结合具体的实验数据对实施例1和2中的方案进行可行性验证，详见下文描述：根据天津大学北洋园校区42楼北侧绿化区域，设计生物滞留池2的长度为28.7m，宽度为2.2m，高度为1.6m；选用排水盲管2-5的外径为100mm，厚度为10mm规格；选用溢流管道4的外径为60mm，厚度为3.5mm。
结合填料的实验结果，理论上采用本发明实施例设计的屋面垂直流生物滞留池，雨水中的TN(总氮)和TP(总磷)的去除率可分别高达80％以上。通过该实验数据验证了本发明实施例设计的原有绿化带的地埋式生物滞留池的可行性，满足了实际应用中的多种需要。
本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池，其特征在于，所述地埋式生物滞留池包括：
路缘入口、生物滞留池、过滤雨水收集管道、以及溢流管道，
所述路缘入口，用于将冲刷路面后的雨水，排入到生物滞留池中；
所述生物滞留池，用于完成雨水的过滤和净化，流出至过滤雨水收集管道；
所述过滤雨水收集管道，根据雨水的后期使用要求，将雨水流入管道、设备或地下；
所述溢流管道，用于将高于溢流管道入口的雨水排出。
2.根据权利要求1所述的一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池，其特征在于，所述生物滞留池包括：覆盖层、过滤层、过渡层、排水层、排水盲管、以及植物。
3.一种基于原有绿化带的地埋式生物滞留池的布置方法，其特征在于，所述布置方法包括以下步骤：
选定需要改造的绿化带，确定绿化带的尺寸和地下埋深，将原有绿化带的表层土壤及其植物移植至生物滞留池的填料表层，养护、以及种植；
挖除原有绿化区域剩下的土壤，使挖空区恰好放置生物滞留池，路缘入口的高度与道路一致，使道路雨水流入路缘入口；
进行清洁和稳定加固后，将制作好的生物滞留池整体放置于挖空区，将生物滞留池的排水盲管、过滤雨水收集管道、地下管道进行连接，使得净化后的雨水排出；
将之前挖移出的植物及表层土壤种植覆盖于填料区表层，再进行维护，铺设覆盖层，使得从外观上，植物在开挖前后一致。
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2018
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