CN109183532B - 一种依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及城市建设技术领域，尤其是一种依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统。包括路中央排水绿植单元、路边排水单元、路边地表绿植净化单元、地下渗水储蓄单元和雨水湿地花园。本发明路中央排水绿植单元设置，增加路面地表透水面积；排水沟可有效减少垃圾堵塞路面排水口情况，加快排水流速，且冬季时期防止含有融雪剂的雪水流入绿化带内；人行道排水沟设置，将路面过多雨水引入路边地表绿植净化单元处，增加雨水渗透面积和时间；地下渗水储蓄单元的设置，实现对雨水的储蓄，以备后用；雨水湿地花园在多雨期实现增大雨水渗透面积和雨水滞留时间；各雨水湿地花园和路边地表绿植净化单元等沟状连通，极大减少道路积水的数量和面积。

Description

一种依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统

技术领域

本发明涉及城市建设技术领域，尤其是一种依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统。

背景技术

海绵城市是国家为了解决城市内涝、面源污染、城市水循环系统被严重破坏等问题而提出的全新的城市建设理念，海绵城市要求城市对雨水具有渗、滞、蓄、净、用、排的功能。

降雨是自然水循环系统中非常重要的环节，是江河、湖泊、池塘、人工景观水提等的天然补给来源，具有明显的随机性、季节性和不均性，特别是北方城市，更为明显，春秋干旱，夏季多雨，多雨期城市内部极易发生内涝，道路积水宽、多、广、深，极大的影响市民的出行和城市的运转。

在城市建造中，小区楼房、道路等建筑物的建造，以及地下通道、地下停车场等基础设施及相关配套设施建筑的建造，极大的增加了城市的硬化表面，城市中的实际透水表面大幅度减少，导致城市雨量、流量径流系数大幅上升，雨水径流量的峰现时间大幅提前，大量雨水直接排入了市政雨水管道中；而雨量过大时，尽管市政雨水管道设计重现期偏高、管径偏大，还是会出现城市内部分路段局部区域出现积水，甚至内涝；且城市雨水直接排入城市地表水体中，白白浪费了大量宝贵的水资源，而城市建设中的绿化带及城市的日常维护中，需要大量的绿化用水、道路喷洒用水和景观水体补水；且干旱时节对地下水的过度利用导致底地面下陷，但在多雨期却难以补充地下水，难以实现自然水循环系统的自然循环。无雨期间，大气沉降、机动车零件磨损、尾气排放等，城市路面、建筑物屋顶等累积了大量的污染物，降雨期间由于雨水冲刷，导致道路、屋面雨水初期径流中携带悬浮物、有机质、营养物、重金属及病原体等污染物质，若不经处理直接进入城市地表水提，将严重污染城市地表水体，破坏城市水环境。且北方城市冬日降雪，道路的积雪需及时快捷的处理；通常处理方法为当积雪众多时，多为道路路面撒融雪剂，并通过铲车、货车等处理将积雪从城市移走，以保证路面畅通。但融雪剂的使用对路面损坏极大，且使用不当容易破坏城市绿化带，同时撒了融雪剂后融化的雪水再利用极为困难；如何高效处理积雪并利用积雪也是海绵城市建设需要考虑的问题。

目前城市道路两旁均设有绿化带，甚至有的道路中央也以绿化带作为分隔线设置；沿路建造的小区内也多配有造景绿化以及相应的水体造景等；但是各种绿化设置功能单一，并没有实现对城市绿化的滞留、净化等功能的充分利用，且各造景绿化各自分隔，互相不连通；同时，日常维护多需要额外补充处理后的自来水，极大的增加的城市管理的运维成本。当前，海绵城市建设里面融入了城市小区的建造、设计和开发中，还需要一段时间才能充分实现；因此，需要一种技术将当前城市已有的建筑设施充分利用起来，在低成本的前提下充分利用降雨，在对雨水进行净化的同时进行收集调蓄利用，即减轻下雨时市政雨水管网的负荷，也降低城市日常维护时的补水需求，有效实现海绵城市充分建造的中间过渡。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统，该生态利用系统依附于城市现有建筑设置及相应道路设置，有效解决道路多雨期积水，冬天积雪难清等问题，有效增加自然水循环系统的地下径流，补充地下水，并实现自然净化水，并对部分雨水进行再次利用，实现城市对雨水具有渗、滞、蓄、净、用、排的功能。

本发明所采用的技术方案是：一种依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统，包括路中央排水绿植单元、路边排水单元、路边地表绿植净化单元、地下渗水储蓄单元和雨水湿地花园；

路中央排水绿植单元为两端高中间低的沟状结构，水流沿着沟体的上游流向下游；其包括路中央边缘基石、碎石浅沟、植被层、三维固土网垫和回填土层；路中央边缘基石为道路中央边缘基石，其与马路路面同等高度，分别设置在路中央排水绿植单元的两边；与路中央边缘基石相连接为碎石浅沟；两边碎石浅沟占路中央排水绿植单元的1/6-1/5,其中间为植被层；植被层下方为回填土层；靠近路中央排水绿植单元的主体上表面设有三维固土网垫，三维固土网垫距离地表0.1-0.3m，其贯穿连接两边碎石浅沟和植被层的上部；路中央排水绿植单元的植被层中间为灌木丛，灌木丛两边为草坪或宿根花草植物；

路边排水单元为路边排水管道，与市政雨水管道相连通；路边排水单元包括排水沟、路边基石、带隔离装置的排水口和人行道排水沟；马路两边设有排水沟；排水沟为横断面是矩形的沟状结构，其底部低于马路水平面；排水沟内填充有砾石，填充砾石层高与马路表面持平；路边基石与排水沟相连接一侧均匀设有带隔离装置的排水口；排水口的下端水平面与排水沟的底端平面位于同一水平面；排水口与设在路边基石下方的市政排水管道相连通；人行道水平面高度高于马路水平面，其通过路边基石与马路的排水沟相连接；路边基石上均匀设有路边基石沟口，路边基石沟口的下底高度高于马路平面，不超过排水口的上端水平面；人行道上设有横截贯穿人行道的人行道排水沟；人行道排水沟的底端平面与路边基石沟口的底端平面位于同一水平面，其一端与路边基石沟口相连接，另一端直接与人行道旁路边地表绿植净化单元相连接；

路边地表绿植净化单元为两端高中间低的沟状结构，水流沿着沟体的上游流向下游；其包括人行道边缘基石、绿化碎石浅沟、绿化植被层、绿化三维固土网垫和绿化回填土层；人行道边缘基石为人行道与绿化带之间设置的边缘基石，其与人行道相适配设置，与人行道的路面同等高度，并设有人行道边缘基石沟口，与人行道排水沟底端平面位于同一水平面并与人行道排水沟相连通设置；与人行道边缘基石相连接的为绿化碎石浅沟；绿化碎石浅沟宽0.5-1m，深0.5-1.5m；绿化碎石浅沟的另一面为绿化植被层；绿化植被层的下方为绿化回填土层；路边地表绿植净化单元的上表面设有绿化三维固土网垫；绿化三维固土网垫距离地表0.1-0.3m，其贯穿连接绿化碎石浅沟和绿化回填土层的上部；绿化植被层与绿化碎石浅沟相邻一面为宿根花草植物，其内部坡面上根据城市景观设计种植灌木丛或木本高大植物；沟底种植耐涝宿根植物；

地下渗水储蓄单元设于路边地表绿植净化单元的中部绿化回填土层下方，并且沿着路边地表绿植净化单元的沟体延伸方向延伸；地下渗水储蓄单元为沟状结构，其侧壁和底端为不透水设置，其内填充大块砾石，大块砾石的上部设有一层无纺布；地下渗水储蓄单元靠近人行道的一侧设有垂直渗水管；垂直渗水管底部侧壁设有渗水口，中上部侧壁无孔；垂直渗水管底端设于地下渗水储蓄单元内部，顶端向上延伸至地表，形成水井，其上设有井盖；

雨水湿地花园包括城市小区内绿化景观和路边较大绿化景观带，其与路边地表绿植净化单元地表沟状连通，连接构成城市地表海绵吸附雨水排水网，雨量大时将雨水暂时集中与雨水湿地花园内，经过停滞、储蓄、渗透、净化雨水等处理后，将雨水通过地下径流补充地下水，完善城市自然水循环系统；所述雨水湿地花园内陷设置，其边缘低于人行道或路面，方便雨水流入雨水湿地花园；雨水湿地花园与人行道或马路路面相接触部位设有减能碎石浅沟，与减能碎石浅沟相连接为植被过滤带；植被过滤带宽2-4m，坡度为5-15%；植被过滤带种植的植物为宿根草本植物；植被过滤带内部为灌木丛植物或高大木本植物，根据景观设计需要选择植物；雨水湿地花园中央为挺水湿地植物。

优选的，当道路为从高向低倾斜设置时，地下渗水储蓄单元根据道路倾斜角度阶梯状向下分布；位于上部的沟状地下渗水储蓄单元在向下流延伸方向处设有雨水储蓄挡水台；雨水储蓄挡水台顶端中间圆弧状设置，方便上部的地下渗水储蓄单元水满后向下方流动。

本发明的有益效果是，一种依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统，将路中央沟状排水绿植单元的设置，增加了路面排水线路以及地表透水面积，可有效缓解城市路面多雨期积水情况；路边排水沟的设置，进一步减轻路面积水情况，让过多雨水通过排水沟再进入市政雨水管道的排水口处，极大的减少了垃圾堵塞市政雨水管道排水口情况，加快了排水流速；同时北方城市冬季路面积雪较多时挥洒融雪剂，方便路面洒了融雪剂的雪水进入排水沟内再进入市政雨水管道，防止含有融雪剂的雪水进入绿化带内使绿化带盐碱化；夏季多雨期路面雨水再过多情况下，通过人行道排水沟设置，将路面过多雨水引入路边地表绿植净化单元处，使得路边地表绿植净化单元在少雨期起简单绿化作用，多雨期充分实现雨水的渗、滞、蓄、净、排的功能，增加雨水的渗透面积和滞留时间；地下渗水储蓄单元的设置，实现对多雨期雨水的初级储蓄功能，以供后续城市管理用水使用；雨水湿地花园，创造性的内陷形状设置，保证了少雨期景观功能，多雨期有效增加可容纳雨水体积，增大雨水渗透面积和雨水滞留时间；且各种雨水湿地花园和路边地表绿植净化单元等沟状连通，保证了城市道路雨水的分流，极大的减少了路面积水的数量和面积，减轻多雨期市政雨水管网的负担，并充分实现城市雨水的海绵吸收功能，低成本充分利用降雨，降低城市日常维护时的补水需求，有效实现海绵城市充分建造的中间过渡。

附图说明

图1是本申请北方城市雨水净化调蓄生态利用系统实施例1的路中央排水绿植单元、路边排水单元、路边地表绿植净化单元和地下渗水储蓄单元的断面结构示意图。

图2是图1中A处放大断面结构示意图。

图3是图1中B处侧面放大结构示意图。

图4是本申请北方城市雨水净化调蓄生态利用系统实施例1的路边排水单元、路边地表绿植净化单元和雨水湿地花园的平面结构示意图。

图5是本申请北方城市雨水净化调蓄生态利用系统实施例1的雨水湿地花园的断面结构示意图。

图6是本申请北方城市雨水净化调蓄生态利用系统实施例2的地下渗水储蓄单元侧视结构示意图。

图7是本申请北方城市雨水净化调蓄生态利用系统实施例2的地下渗水储蓄单元主视结构示意图。

图中11.路中央边缘基石，12.碎石浅沟，13.植被层，14.三维固土网垫，15.回填土层，21.排水沟，22.路边基石，23.隔离装置，24.排水口，25.人行道排水沟，26.砾石，27.路边基石沟口，3.路边地表绿植净化单元，31.人行道边缘基石，32.绿化碎石浅沟，33.绿化植被层，34.绿化三维固土网垫，35.绿化回填土层， 4.地下渗水储蓄单元，41.大块砾石，43.垂直渗水管，44.渗水口，45.井盖，5.雨水湿地花园，51.减能碎石浅沟，52.植被过滤带，6.人行道，7.马路。

具体实施方式

下面结合附图和实施实例对本发明进一步说明。

实施例一

参照附图1-5，一种依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统，包括路中央排水绿植单元、路边排水单元、路边地表绿植净化单元3、地下渗水储蓄单元4和雨水湿地花园5；

路中央排水绿植单元为两端高中间低的沟状结构，水流沿着沟体的上游流向下游；其包括路中央边缘基石11、碎石浅沟12、植被层13、三维固土网垫14和回填土层15；路中央边缘基石11为道路中央边缘基石，其与马路7路面同等高度，分别设置在路中央排水绿植单元的两边；与路中央边缘基石11相连接为碎石浅沟12；两边碎石浅沟12占路中央排水绿植单元的1/6,其中间为植被层13；植被层13下方为回填土层15；靠近路中央排水绿植单元的主体上表面设有三维固土网垫14，三维固土网垫14距离地表0.3m，其贯穿连接两边碎石浅沟12和植被层13的上部；路中央排水绿植单元的植被层13中间为灌木丛，灌木丛两边为草坪或宿根花草植物；路中央排水绿植单元的设置，增加了马路7上的排水线路以及地表透水面积，可有效缓解城市马路路面多雨期积水情况，并通过渗透等自然水循环作用补充地下水资源；

路边排水单元为路边排水管道，与市政雨水管道相连通；路边排水单元包括排水沟21、路边基石22、带隔离装置23的排水口24和人行道排水沟25；马路7两边设有排水沟21；排水沟21为横断面是矩形的沟状结构，其底部低于马路7水平面；排水沟21内填充有砾石26，填充砾石26层高与马路7表面持平，如此设置，极大的减少了多雨期路面垃圾等堵塞市政雨水管道排水口情况，有效加快马路7路面排水速度；且在冬季时，城市路面通过融雪剂处理积雪时，可有效防止带有融雪剂的雪水流入绿化带内，防止绿化带内土壤盐碱化；

路边基石22与排水沟21相连接一侧均匀设有带隔离装置23的排水口24；排水口24的下端水平面与排水沟21的底端平面位于同一水平面；排水口24与设在路边基石22下方的市政排水管道相连通；人行道6水平面高度高于马路7水平面，其通过路边基石22与马路7的排水沟21相连接；路边基石22上均匀设有路边基石沟口27，路边基石沟口27的下底高度高于马路7平面，不超过排水口24的上端水平面；人行道6上设有横截贯穿人行道6的人行道排水沟25；人行道排水沟25的底端平面与路边基石沟口27的底端平面位于同一水平面，其一端与路边基石沟口27相连接，另一端直接与人行道6旁路边地表绿植净化单元3相连接，使得雨水分流至路边地表绿植净化单元3内，缓解市政雨水管道压力，减少马路7路面积水情况，并辅助实现海绵城市对雨水的渗、滞、蓄、净、用、排的功能；

路边地表绿植净化单元3为两端高中间低的沟状结构，水流沿着沟体的上游流向下游；其包括人行道边缘基石31、绿化碎石浅沟32、绿化植被层33、绿化三维固土网垫34和绿化回填土层35；人行道边缘基石31为人行道6与绿化带之间设置的边缘基石，其与人行道6相适配设置，与人行道6的路面同等高度，并设有人行道边缘基石沟口，与人行道排水沟25底端平面位于同一水平面并与人行道排水沟25相连通设置；与人行道边缘基石31相连接的为绿化碎石浅沟32；绿化碎石浅沟32宽0.5-1m，深0.5-1.5m；绿化碎石浅沟32的另一面为绿化植被层33；绿化植被层33的下方为绿化回填土层35；路边地表绿植净化单元3的上表面设有绿化三维固土网垫34；绿化三维固土网垫34距离地表0.1-0.3m，其贯穿连接绿化碎石浅沟32和绿化回填土层35的上部；绿化植被层33与绿化碎石浅沟32相邻一面为宿根花草植物，其内部坡面上根据城市景观设计种植灌木丛或木本高大植物；沟底种植耐涝宿根植物；路边地表绿植净化单元3在少雨期起城市绿化作用，多雨期充分实现雨水的渗、滞、蓄、净、排的功能，增加雨水的渗透面积和滞留时间；

地下渗水储蓄单元4设于路边地表绿植净化单元3的中部绿化回填土层35下方，并且沿着路边地表绿植净化单元3的沟体延伸方向延伸；地下渗水储蓄单元4为沟状结构，其侧壁和底端为不透水设置，其内填充大块砾石41，大块砾石41的上部设有一层无纺布；地下渗水储蓄单元4靠近人行道6的一侧设有垂直渗水管43；垂直渗水管43底部侧壁设有渗水口44，中上部侧壁无孔；垂直渗水管43底端设于地下渗水储蓄单元4内部，顶端向上延伸至地表，形成水井，其上设有井盖45；地下渗水储蓄单元4的设置，实现对多雨期雨水的初级储蓄功能，以供后续城市管理用水使用，实现雨水的再次利用，节约水资源；

雨水湿地花园5包括城市小区内绿化景观和路边较大绿化景观带，其与路边地表绿植净化单元3地表沟状连通，连接构成城市地表海绵吸附雨水排水网，雨量大时将雨水暂时集中与雨水湿地花园5内，经过停滞、储蓄、渗透、净化雨水等处理后，将雨水通过地下径流补充地下水，完善城市自然水循环系统；所述雨水湿地花园5内陷设置，其边缘低于人行道6或马路7，方便雨水流入雨水湿地花园5；雨水湿地花园5与人行道6或马路7路面相接触部位设有减能碎石浅沟51，与减能碎石浅沟51相连接为植被过滤带52；植被过滤带52宽2-4m，坡度为5-15%；植被过滤带52种植的植物为宿根草本植物；植被过滤带52内部为灌木丛植物或高大木本植物，根据景观设计需要选择植物；雨水湿地花园5中央为挺水湿地植物；雨水湿地花园5采用创造性的内陷形状设置，保证了少雨期景观功能，多雨期有效增加可容纳雨水体积，增大雨水渗透面积和雨水滞留时间；且各种雨水湿地花园5和路边地表绿植净化单元3等沟状连通，保证了城市道路雨水的分流，极大的减少了路面积水的数量和面积，减轻多雨期市政雨水管网的负担，并充分实现城市雨水的海绵吸收功能，低成本充分利用降雨，降低城市日常维护时的补水需求，有效实现海绵城市充分建造的中间过渡。

实施例二

当道路为从高向低倾斜设置时，地下渗水储蓄单元根据道路倾斜角度阶梯状向下分布；位于上部的沟状地下渗水储蓄单元在向下流延伸方向处设有雨水储蓄挡水台；雨水储蓄挡水台顶端中间圆弧状设置，方便上部的地下渗水储蓄单元水满后向下方流动。

以上仅是本申请的优选实施方式，本申请的保护范围并不局限于上述实施例。凡属于本申请思路下的技术方案均属于申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来讲，在不脱离本申请的原理前提下的若干改进和润饰，都应视为本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统，包括路中央排水绿植单元、路边排水单元、路边地表绿植净化单元、地下渗水储蓄单元和雨水湿地花园；其特征在于，路中央排水绿植单元为两端高中间低的沟状结构，水流沿着沟体的上游流向下游；其包括路中央边缘基石、碎石浅沟、植被层、三维固土网垫和回填土层；路中央边缘基石为道路中央边缘基石，其与马路路面同等高度，分别设置在路中央排水绿植单元的两边；与路中央边缘基石相连接为碎石浅沟；两边碎石浅沟中间为植被层；植被层下方为回填土层；靠近路中央排水绿植单元的主体上表面设有三维固土网垫，其贯穿连接两边碎石浅沟和植被层的上部；路边排水单元为路边排水管道，与市政雨水管道相连通；路边排水单元包括排水沟、路边基石、带隔离装置的排水口和人行道排水沟；马路两边设有排水沟；排水沟为横断面是矩形的沟状结构，其底部低于马路水平面；排水沟内填充有砾石，填充砾石层高与马路表面持平；路边基石与排水沟相连接一侧均匀设有带隔离装置的排水口；排水口的下端水平面与排水沟的底端平面位于同一水平面；排水口与设在路边基石下方的市政排水管道相连通；人行道水平面高度高于马路水平面，其通过路边基石与马路的排水沟相连接；路边基石上均匀设有路边基石沟口，路边基石沟口的下底高度高于马路平面，不超过排水口的上端水平面；人行道上设有横截贯穿人行道的人行道排水沟；人行道排水沟的底端平面与路边基石沟口的底端平面位于同一水平面，其一端与路边基石沟口相连接，另一端直接与人行道旁路边地表绿植净化单元相连接；路边地表绿植净化单元为两端高中间低的沟状结构，水流沿着沟体的上游流向下游；其包括人行道边缘基石、绿化碎石浅沟、绿化植被层、绿化三维固土网垫和绿化回填土层；人行道边缘基石为人行道与绿化带之间设置的边缘基石，其与人行道相适配设置，与人行道的路面同等高度，并设有人行道边缘基石沟口，与人行道排水沟底端平面位于同一水平面并与人行道排水沟相连通设置；与人行道边缘基石相连接的为绿化碎石浅沟；绿化碎石浅沟的另一面为绿化植被层；绿化植被层的下方为绿化回填土层；路边地表绿植净化单元的上表面设有绿化三维固土网垫，其贯穿连接绿化碎石浅沟和绿化回填土层的上部；地下渗水储蓄单元设于路边地表绿植净化单元的中部绿化回填土层下方，并且沿着路边地表绿植净化单元的沟体延伸方向延伸；地下渗水储蓄单元为沟状结构，其侧壁和底端为不透水设置，其内填充大块砾石，大块砾石的上部设有一层无纺布；地下渗水储蓄单元靠近人行道的一侧设有垂直渗水管；垂直渗水管底部侧壁设有渗水口，中上部侧壁无孔；垂直渗水管底端设于地下渗水储蓄单元内部，顶端向上延伸至地表，形成水井，其上设有井盖；雨水湿地花园包括城市小区内绿化景观和路边较大绿化景观带，其与路边地表绿植净化单元地表沟状连通，连接构成城市地表海绵吸附雨水排水网，雨量大时将雨水暂时集中与雨水湿地花园内，经过停滞、储蓄、渗透、净化雨水处理后，将雨水通过地下径流补充地下水，完善城市自然水循环系统；所述雨水湿地花园内陷设置，其边缘低于人行道或路面，方便雨水流入雨水湿地花园；雨水湿地花园与人行道或马路路面相接触部位设有减能碎石浅沟，与减能碎石浅沟相连接为植被过滤带。

2.根据权利要求1所述的依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统，其特征在于，当道路为从高向低倾斜设置时，所述地下渗水储蓄单元根据道路倾斜角度阶梯状向下分布；位于上部的沟状地下渗水储蓄单元在向下流延伸方向处设有雨水储蓄挡水台；雨水储蓄挡水台顶端中间圆弧状设置，方便上部的地下渗水储蓄单元水满后向下方流动。

3.根据权利要求1所述的依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统，其特征在于，所述路中央排水绿植单元的两边碎石浅沟占路中央排水绿植单元的1/6-1/5；三维固土网垫距离地表0.1-0.3m；植被层中间为灌木丛，灌木丛两边为宿根花草植物。

4.根据权利要求1所述的依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统，其特征在于，所述路边地表绿植净化单元的绿化碎石浅沟宽0.5-1m，深0.5-1.5m；绿化三维固土网垫距离地表0.1-0.3m；绿化植被层与绿化碎石浅沟相邻一面为宿根花草植物，其内部坡面上根据城市景观设计种植灌木丛或木本高大植物；沟底种植耐涝宿根植物。

5.根据权利要求1所述的依附于道路的北方城市雨水净化调蓄生态利用系统，其特征在于，所述雨水湿地花园的植被过滤带宽2-4m，坡度为5-15%；植被过滤带种植的植物为宿根草本植物；植被过滤带内部为灌木丛植物或高大木本植物，根据景观设计需要选择植物；雨水湿地花园中央为挺水湿地植物。

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