CN110528661A

CN110528661A - 一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施

Info

Publication number: CN110528661A
Application number: CN201910537234.2A
Authority: CN
Inventors: 张惠宁; 刘泳利; 张登启; 付万隆; 杨柳崴; 罗振华; 胡家玮; 杨亚红; 尹鑫; 王梦娇; 马杰
Original assignee: Lanzhou University of Technology
Current assignee: Lanzhou University of Technology
Priority date: 2019-06-20
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2019-12-03

Abstract

本发明公开了一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施，通过“V”型路面具有的横坡坡度，将路面两侧的雨水径流汇聚至生物滞留带，在一定程度上缩短了雨水排放的时间，而后雨水进入生物滞留带后通过植物根系对污染物的吸收，植土层对雨水径流悬浮物(SS)的除去及植土层中的微生物对氮磷的去除后进入人工填料层，在人工填料层中进一步去除污染物，到达砾石层，通过砾石层排入穿孔排水管道进入蓄水池。本装置对路面结构的调整以及对进入生物滞留带的雨水径流中的污染物的处理和对雨水的储存，可以在一定程度上缓解水资源短缺的问题。

Description

一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施

技术领域

本发明涉及排水设施技术领域，具体为一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施。

背景技术

生物滞留带设施是指在地势低的区域，通过植物、土壤和微生物系统蓄渗透、净化径流雨水的设施。现阶段随着城市的快速城镇化，城市中内涝灾害、雨水径流污染、水资源短缺、生态环境等城市问题也日益突出。资料显示：市政道路作为城市空间的重要组成部分，在城市建设中有着至关重要的地位。目前在城市道路附属绿化设施以普通绿化隔离带为主，雨水排放以雨水尽快汇至管道系统，经过收集后快速排除为目标，而忽略了可持续发展。总之，传统的道路系统对于绿化带的雨水调蓄作用没有进行利用，所以经常会出现城市大面积内涝的情况。就目前的分析来看，这样的道路雨水处理系统已经越来越不能适应现代城市发展的需要，要对其进行改变。

经检索发现，中国专利公开号为CN208200414U，公开日期为2018年12月7日的发明名称为《用于海绵城市的生物净化滞留带》的专利，公开了一种用于海绵城市的生物净化滞留带,其原理为：在漏斗型的生物滞留带中设置植被层、植土层、生物净化层、蓄水层,在生物滞留带内铺设透水砖层，其具体位置为：生物净化层之间设置有第一透水砖层,生物净化层包括上层净化层、中层净化层、下层净化层,蓄水层上部设置有第二透水砖层,且第二透水砖层设置在下层净化层下部,蓄水层底部设置有透水管。透水管两侧还设置有排水主管,排水主管通过排水管与排水口连通。此种方法虽然能达到净化雨水的作用，但是直接将经过生物滞留带净化的雨水排放掉，造成了一定的水资源浪费。中国专利公开号为CN108221547A，公开日期为2018年6月29日的发明名称为《一种城市道路雨水回收系统及方法》的专利，公开了一种城市道路雨水回收系统及方法,回收系统包括挡土框、生物滞留带、生态沟、蓄水池、汇水总管、吸附池、净水组件和提升泵,净水组件连接提升泵,汇水总管与净水组件均连通蓄水池,生态沟内设有溢水井,溢水井内设有过滤筛板,过滤筛板上均匀分布有筛孔,生物滞留带设于挡土框内；方法包括如下步骤：(a)横向排水；(b)纵向排水；(c)抽取利用；(d)定期维护。此方法虽然能将雨水收集再利用，但是没有充分考虑路面结构对排水时间的影响，且发明所述的挡土板过高也会影响雨水排放的时间。

发明内容

为了克服上述现有的技术不足，本发明提供了一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施，包括“V”型道路及生物滞留带，所述“V”型道路具有横坡坡度，将路面两侧的雨水径流汇聚至生物滞留带，在一定程度上缩短了雨水排放的时间，而后雨水进入生物滞留带后通过植物根系对污染物的吸收，植土层对雨水径流悬浮物的除去及植土层中的微生物对氮磷的去除后进入人工填料层，在人工填料层中进一步去除污染物，到达砾石层，通过砾石层排入穿孔排水管道进入蓄水池。

优选的，所述“V”型道路采用双向2％横坡，以道路中线为准，由两侧向中央以2％的坡率降坡，缩短雨水径流汇聚的时间。

优选的，所述生物滞留带的路缘高为3-5cm，便于雨水尽快流入生物滞留带。

优选的，所述生物滞留带从上至下依次设有植被层、厚度为0.4m的植土层，厚度为0.3m的人工填料层及厚度为0.3m的砾石层及外层的防渗层，雨水径流通过生物滞留带从而被净化。

优选的，在所述生物滞留带内设置溢流井，并在溢流井底部铺设不同厚度的植土层、人工填料层及砾石层，保证在发生溢流时也能对雨水起到一定的净化作用。

优选的，在所述生物滞留带底部的砾石层设置穿孔管，穿孔管与地下蓄水池连接，净化后的雨水径流通过穿孔管进入地下蓄水池，将净化后的径流雨水收集至蓄水池，用于一定范围内的绿地浇灌或用于洒水车喷洒路面等。

本发明的技术效果和优点：

1.道路结构设置为“V”型，增大双向横坡坡度，缩短了雨水径流汇聚的时间。

2.大大降低生物滞留带与车道的路缘高，使积水能尽快流入生物滞留带。

3.生物滞留带成长条分布，遇斑马线时断开，纵向的三条生物滞留带组成生物滞留带系统，增大了渗流面积，缩短了渗流时间。

4.设计地下蓄水池，将净化后的雨水储存起来，用于一定范围内的绿地浇灌或用于洒水车喷洒路面等，符合低影响开发和可持续发展。

附图说明

图1为生物滞留带及“V“型道路剖面图。

图2为道路及生物滞留带平面图。

图3为生物滞留带设施结构图。

图4为生物滞留带纵向剖面图。

图中：1人行道、2生物滞留带、3机动车道、4植被层、5植土层、6人工填料层、7砾石层、8穿孔管、9溢流井、10防渗层、11蓄水池、12路缘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-4所示的一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施，包括“V”型道路及生物滞留带2，所述“V”型道路具有横坡坡度，将路面两侧的雨水径流汇聚至生物滞留带2，在一定程度上缩短了雨水排放的时间，而后雨水进入生物滞留带2后通过植物根系对污染物的吸收，植土层5对雨水径流悬浮物的除去及植土层5中的微生物对氮磷的去除后进入人工填料层6，在人工填料层6中进一步去除污染物，到达砾石层7，通过砾石层7排入穿孔管道进入蓄水池11。

具体的，所述“V”型道路采用双向2％横坡，以道路中线为准，由两侧向中央以2％的坡率降坡，缩短雨水径流汇聚的时间。

具体的，所述生物滞留带2的路缘12高为3-5cm，便于雨水尽快流入生物滞留带2。

具体的，所述生物滞留带2从上至下依次设有植被层4、厚度为0.4m的植土层5，厚度为0.3m的人工填料层6及厚度为0.3m的砾石层7及外层的防渗层10，防渗层10采用聚乙烯防渗膜，雨水径流通过生物滞留带2从而被净化。

具体的，在所述生物滞留带2内设置溢流井9，并在溢流井9底部铺设不同厚度的植土层、人工填料层及砾石层，保证在发生溢流时也能对雨水起到一定的净化作用。

具体的，在所述生物滞留带2底部的砾石层7设置穿孔管8，穿孔管8与地下蓄水池11连接，净化后的雨水径流通过穿孔管8进入地下蓄水池11，将净化后的径流雨水收集至蓄水池11，用于一定范围内的绿地浇灌或用于洒水车喷洒路面等。

通过“V”型路面具有的横坡坡度，将路面两侧的雨水径流汇聚至生物滞留带2，机动车道3的雨水径流汇聚至中分带的生物滞留带2，两侧人行道1的雨水径流分别汇聚至两侧的生物滞留带2，在一定程度上缩短雨水排放的时间，而后雨水进入生物滞留带2后，先通过植物根系对氮磷等物质的吸收、化学反应和沉淀，再通过植土层5对雨水径流悬浮物的除去及植土层5中的微生物对氮磷的进一步去除后进入人工填料层6，在人工填料层6通过粉煤灰、沸石、钢丝绒、石灰石及蛭石等物质进一步去除污染物，最后通过砾石层7排入穿孔管8进入蓄水池11。将净化后的雨水储存起来用做一定范围内的绿地浇灌或用于洒水车喷洒路面等。

实施例一：处理降雨量为35mm时的雨水径流。设计降雨量为35mm，设计降雨重现期为1a，降雨时间为1h，经计算得平均降雨强度为35mm·h-1,雨水经“V“型道路流至生物滞留带，测得雨水径流排放时间在1h以内，不会形成路面积水。进入生物滞留带后径流雨水依次通过植土层、人工填料层、砾石层，到达穿孔管，最终进入蓄水池。测得生物滞留带系统对N的去除率在70％以上，对P的去除率在85％以上，对Cu、Pb、Zn、Cd的平均去除率在60％以上，每100m的生物滞留带系统的蓄水量为55m3。

实施例二：处理降雨量为71mm时的雨水径流。设计降雨量为35mm，设计降雨重现期为5a，降雨时间为1h，经计算得平均降雨强度为35mm·h-1,雨水经“V“型道路流至生物滞留带2，测得雨水径流排放时间在1h以内，不会形成路面积水。进入生物滞留带后径流雨水依次通过植土层5、人工填料层6、砾石层7，到达穿孔管8，最终进入蓄水池11。测得生物滞留带系统对N的去除率在70％以上，对P的去除率在85％以上，对Cu、Pb、Zn、Cd的平均去除率在60％以上，每100m的生物滞留带系统的蓄水量为55m3。

实施例三：处理降雨量为71mm时的雨水径流。设计降雨量为71mm，设计降雨重现期为5a，降雨时间为2h，经计算得平均降雨强度为71mm·h-1,雨水经“V“型道路流至生物滞留带2，测得雨水径流排放时间在2h以内，不会形成路面积水。进入生物滞留带后径流雨水依次通过植土层5、人工填料层6、砾石层7，到达穿孔管8，最终进入蓄水池11。测得生物滞留带系统对N的去除率在70％以上，对P的去除率在85％以上，对Cu、Pb、Zn、Cd的平均去除率在60％以上，每100m的生物滞留带系统的蓄水量为100m3。

实施例四：处理降雨量为94mm时的雨水径流。设计降雨量为94mm，设计降雨重现期为20a，降雨时间为2h，经计算得平均降雨强度为47mm·h-1,雨水经“V“型道路流至生物滞留带2，测得雨水径流排放时间在1h以内，不会形成路面积水。进入生物滞留带2后径流雨水依次通过植土层5、人工填料层6、砾石层7，到达穿孔管8，最终进入蓄水池11。测得生物滞留带系统对N的去除率在70％以上，对P的去除率在85％以上，对Cu、Pb、Zn、Cd的平均去除率在60％以上，每100m的生物滞留带系统的蓄水量为83m3。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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

1.一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施，包括“V”型道路及生物滞留带，其特征在于：所述“V”型道路具有横坡坡度，将路面两侧的雨水径流汇聚至生物滞留带，在一定程度上缩短了雨水排放的时间，而后雨水进入生物滞留带后通过植物根系对污染物的吸收，植土层对雨水径流悬浮物的除去及植土层中的微生物对氮磷的去除后进入人工填料层，在人工填料层中进一步去除污染物，到达砾石层，通过砾石层排入穿孔排水管道进入蓄水池。

2.根据权利要求1所述的一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施，其特征在于：所述“V”型道路采用双向2％横坡，以道路中线为准，由两侧向中央以2％的坡率降坡，缩短雨水径流汇聚的时间。

3.根据权利要求1所述的一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施，其特征在于：所述生物滞留带的路缘高为3-5cm，便于雨水尽快流入生物滞留带。

4.根据权利要求1所述的一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施，其特征在于：所述生物滞留带从上至下依次设有植被层、厚度为0.4m的植土层，厚度为0.3m的人工填料层及厚度为0.3m的砾石层及外层的防渗层，雨水径流通过生物滞留带从而被净化。

5.根据权利要求1所述的一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施，其特征在于：在所述生物滞留带内设置溢流井，并在溢流井底部铺设不同厚度的植土层、人工填料层及砾石层，保证在发生溢流时也能对雨水起到一定的净化作用。

6.根据权利要求1所述的一种基于生物滞留带系统的市政道路雨水复用设施，其特征在于：在所述生物滞留带底部的砾石层设置穿孔管，穿孔管与地下蓄水池连接，净化后的雨水径流通过穿孔管进入地下蓄水池，将净化后的径流雨水收集至蓄水池，用于一定范围内的绿地浇灌或用于洒水车喷洒路面等。