CN110036880A - 一种基于竖向调控的坡地绿化自灌溉系统及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于竖向调控的坡地绿化自灌溉系统及施工方法，所述系统包括在绿地坡面不同高程位置的汇水点处设有的若干条截流沟以及在每条截流沟正下方的土壤内埋置的若干海绵体蓄水装置；所述施工方法首先确定绿化坡地的汇水点和积涝点，然后挖设截流沟，最后在截流沟下方土壤内内置海绵体蓄水装置。本发明将单向渗透膜与海绵系统集成，兼顾城市坡地不同雨水条件下的储水、用水需求，及时存蓄雨水、消减径流、均匀灌溉并适当排放，实现了降雨对绿地的均好性，同时不影响城市环境设施与景观效果，具有低成本、易维护、低能耗、易实施推广的特点。

Description

一种基于竖向调控的坡地绿化自灌溉系统及施工方法
技术领域
本发明涉及一种绿地自灌溉系统及施工方法，特别是一种基于竖向调控的坡地绿化自灌溉系统及施工方法。
背景技术
城市建成环境中，降雨会在坡地绿化表面产生坡面雨水径流，当遭遇强降雨时，坡面雨水径流会对坡地绿化表面产生严重的冲刷破坏，在坡地基部易形成道路积水及泥沙淤积，严重影响行人出行，甚至危及城市交通安全；而当前多数城市对于削减雨水径流的方法是直接使其排入城市雨水管网，这不仅造成了雨水资源的浪费，也是城市近年来频发洪涝灾害的主要原因，同时无法满足坡面绿化的灌溉用水需求。
在强调海绵城市建设的今天，如何在削减地表径流的同时提升雨水的利用效率成为目前亟待解决的问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种基于竖向调控的坡地绿化自灌溉系统及施工方法，以实现城市建成环境中坡地绿化雨水径流的合理利用及排放。
技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种基于竖向调控的坡地绿化自灌溉系统，包括：在绿地坡面不同高程位置的汇水点处设有若干条截流沟，每条截流沟正下方的土壤内埋置若干海绵体蓄水装置；海绵体蓄水装置的内部为储水空腔，储水空腔的上表面覆有单向渗透膜A；海绵体蓄水装置的侧面及下表面覆有单向渗透膜B；单向渗透膜A和单向渗透膜B的外侧均铺有外表面碎石过滤层。
其中，单向渗透膜A的渗透方向为由上向下渗透；单向渗透膜B的渗透方向为由内向外渗透；截流沟沟底设有坡度；外表面碎石过滤层外侧设有一层双向透水土工布膜用于稳定装置；所述单向渗透膜为土工布。
本发明所述的基于竖向调控的坡地绿化自灌溉系统的施工方法，包括以下步骤：
(1)基于GIS、Civil cad对绿化坡地竖向及下垫面进行模拟计算，借助雨水管理模型对绿化道路时空分布过程进行可视化模拟，对不同竖向及下垫面条件下绿化坡地的潜在汇水区进行识别判读，在汇水区内均匀布点，确定绿化坡地的汇水点和积涝点；
(2)根据所确定的汇水点和积涝点的位置，在绿化坡地的积涝点周围汇水区域内，每隔一定距离挖设近似平行于等高线的截流沟，截流沟底设有一定坡度；
(3)在截流沟下方土壤内内置海绵体蓄水装置，海绵体蓄水装置包括单向渗透膜4、碎石过滤层5、储水空腔，储水空腔上表面覆有单向渗透膜A，并在单向渗透膜A外侧铺碎石过滤层；储水空腔的侧面及下表面覆有单向渗透膜B，并在单向渗透膜B外侧铺碎石过滤层；碎石过滤层外侧设有一层双向透水土工布膜，用于稳定装置；其中单向渗透膜A的铺设方向为使水由上向下渗透，单向渗透膜B的铺设方向为使水由内向外渗透。
有益效果：与现有技术相比，本发明具备以下优势：
(1)该系统将单向渗透膜与海绵系统集成，利用竖向高差、膜结构及水压差形成雨水的无动力缓释与渗透的方式实现坡地绿化的自动灌溉，无需额外增加设施，具有低成本、易维护、低能耗、易实施推广的特点；
(2)系统在不同的空间点位埋设海绵体蓄水装置，实现分布式储水，促进径流下渗，提高截留效能，避免雨量较大时绿地下渗缓慢引起的积涝情况；有效实现对绿地雨水径流的消纳和收集，并回用于绿地灌溉，而不简单排入城市排水系统；收水率达到70-80％，范围内超过85％的植物可受到雨水灌溉。对于缓解城市绿地灌溉用水紧张状况、减少绿地雨水径流的排放、降低城市绿地养护管理成本具有重要的现实意义；
(3)系统内置于绿地中，实现排水、输水的同时不影响景观效果，实现城市坡地绿化雨水、景观、生态多设计目标的耦合。
附图说明
图1为基于竖向调控的坡地绿化自灌溉系统断面图；
图2(a)为海绵体装置核心表面技术示意图；
图2(b)为核心部分蓄水装置渗水原理示意图；
图2(c)为系统灌溉原理示意断面图；
图3(a)为降雨时系统分级截留及储水过程示意图；
图3(b)为不降雨时坡地绿化自灌溉过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，该坡地绿化自灌溉系统包括：在绿地坡面不同高程位置的汇水点处设置的若干条截流沟1以及在每条截流沟正下方的土壤内埋置的若干海绵体蓄水装置2；截流沟近似平行于等高线，且截流沟底设有一定坡度，以利于雨水下渗到海绵体蓄水装置2中。
如图2所示，海绵体蓄水装置2的内部为储水空腔5，储水空腔5的四周及上、下表面均覆有单向渗透膜3；其中储水空腔的上表面所覆盖的单向渗透膜A的渗透方向为由上向下渗透；储水空腔侧面及下表面所覆盖的单向渗透膜B的渗透方向为由储水空腔内部向外部渗透；单向渗透膜3的外侧均铺有碎石过滤层4；碎石过滤层4外侧设有一层双向透水土工布膜用于稳定装置。此外，可根据坡地不同区域内植物的根系特点，选择海绵体蓄水装置的埋设深度，以满足植物根系受水，提高雨水利用率。
如图2(a)所示，单向渗透膜的上层浅色部分为渗入面，下层深色部分为渗出面，雨水只能从渗入面到渗出面方向渗透，而不能反向渗透；图2(b)以方形海绵体蓄水装置为例，显示了各表面的输水方向；通过采用该海绵体蓄水装置，收水率可达70％-80％，对植物的灌溉率能达到85％以上。
该坡地绿化自灌溉系统在绿地不同空间高程点内设置海绵蓄水装置，如图3(a)所示，当城市发生降雨时，绿地表面形成的雨水径流通过各级截流沟1截留并下渗至海绵体蓄水装置2，透过单向渗透膜A存储在储水空腔中，对雨水进行分布式存蓄；余下少量雨水被排入城市雨水管网中；当城市处于不降雨时段时，如图3(b)所示，绿地土壤中含水量逐渐降低，海绵体蓄水装置由于内部储满雨水，水压高于外部，雨水即通过单向渗透膜B向外渗漏；存蓄的雨水既能够到达植物根系起到灌溉作用又能够涵养土体。
本发明所述的基于竖向调控的坡地绿化自灌溉系统的施工方法，包括以下步骤：
1、基于GIS、Civil cad对绿化坡地竖向及下垫面进行模拟计算，借助雨水管理模型对绿化道路时空分布过程进行可视化模拟分析，对不同竖向及下垫面条件下绿化坡地的潜在汇水区进行识别判读，在汇水区内均匀布点，确定绿化坡地的汇水点和积涝点；
2、根据汇水点和积涝点的分析结果，在绿化坡地的积涝点周围汇水区域内，每隔一定距离挖设近似平行于等高线的截流沟，截流沟底设有一定坡度；
3、在截流沟下方土壤内内置海绵体蓄水装置，海绵体蓄水装置包括单向渗透膜4、碎石过滤层5、储水空腔，储水空腔上表面覆有单向渗透膜A，并在单向渗透膜A外侧铺碎石过滤层；储水空腔的侧面及下表面覆有单向渗透膜B，并在单向渗透膜B外侧铺碎石过滤层；碎石过滤层外侧设有一层双向透水土工布膜，用于稳定装置；其中单向渗透膜A的铺设方向为使水由上向下渗透，单向渗透膜B的铺设方向为使水由内向外渗透；不同点位海绵体蓄水装置的埋设深度可根据坡地不同区域内植物的根系特点进行调整。

Claims (8)

1.一种基于竖向调控的坡地绿化自灌溉系统，其特征在于：包括在绿地坡面不同高程位置的汇水点处设有的若干条截流沟(1)，以及在每条截流沟正下方的土壤内埋置的若干海绵体蓄水装置(2)；海绵体蓄水装置(2)的内部为储水空腔(5)，储水空腔(5)的四周及上、下表面均覆有单向渗透膜(3)；设置在储水空腔(5)上表面的单向渗透膜A的渗透方向为由上向下渗透；设置在储水空腔(5)侧面和下表面的单向渗透膜B的渗透方向为由储水空腔内部向外部渗透。
2.根据权利要求1所述的坡地绿化自灌溉系统，其特征在于：单向渗透膜(3)的外侧均铺有碎石过滤层(4)。
3.根据权利要求2所述的坡地绿化自灌溉系统，其特征在于：所述单向渗透膜(3)为土工布。
4.根据权利要求1所述的坡地绿化自灌溉系统，其特征在于：截流沟(1)沟底设有坡度。
5.根据权利要求1所述的坡地绿化自灌溉系统，其特征在于：碎石过滤层(4)外侧设有一层用于稳定装置的双向透水土工布膜。
6.一种基于竖向调控的坡地绿化自灌溉系统的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)基于GIS、Civil cad对绿化坡地竖向及下垫面进行模拟计算，借助雨水管理模型对绿化道路时空分布过程进行可视化模拟，对不同竖向及下垫面条件下绿化坡地的潜在汇水区进行识别判读，在汇水区内均匀布点，确定绿化坡地的汇水点和积涝点；
(2)根据所确定的汇水点和积涝点位置，在绿化坡地的积涝点周围汇水区域内，每隔一定距离挖设近似平行于等高线的截流沟，截流沟底设有一定坡度；
(3)在截流沟下方土壤内内置海绵体蓄水装置，海绵体蓄水装置包括单向渗透膜、碎石过滤层、储水空腔，储水空腔上表面覆有单向渗透膜A，并在单向渗透膜A外侧铺碎石过滤层；储水空腔的侧面及下表面覆有单向渗透膜B，并在单向渗透膜B外侧铺碎石过滤层。
7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：碎石过滤层外侧设有一层双向透水土工布膜。
8.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于：单向渗透膜A的铺设方向为使水由上向下渗透，单向渗透膜B的铺设方向为使水由储水空腔内部向外部渗透。
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