CN112429906A - 一种绿色海绵专用多级净化型植草沟及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种绿色海绵专用多级净化型植草沟及其施工方法，该植草沟通过植被划分为上方的水流区和下方的下渗区；所述下渗区为一垂直分布的第一过滤区；所述水流区内还设置有挡板和第二过滤区，挡板和植草沟壁配合将植草沟宽度方向划分成多个水流通道；所述第二过滤区设置于两两水流通道首尾连接处；所述流动通道的出口处设置于出流区，在最靠近路面的一条水流通道与出流区之间设置溢流墙隔开二者；所述挡板包括底座和隔板，底座埋设于下渗区内，隔板外露至水流区顶部；挡板整体中空，底座表面设置有渗透孔与挡板内部连通；所述下渗区内还设置有集水管，所述集水管位于出流区下方，且集水管埋设于与挡板的底座位置相当或低于挡板的底座的高度。

Description

一种绿色海绵专用多级净化型植草沟及其施工方法

技术领域

本发明涉及海绵城市技术，特别是一种绿色海绵专用多级净化型植草沟及其施工方法。

背景技术

随着城镇化的发展，城市不透水路面增加，容易出现城市内涝，洪峰径流过大等问题，同时雨水径流携带大量的污染物进入市政管网后增加下游有机物负荷，因此海绵城市建设意义重大。

植草沟指种有植被的地表沟渠，适用于道路、广场、停车场等不透水面的周边，城市道路及城市绿地等区域，也可作为生物滞留设施、湿塘等低影响开发设施的预处理设施。植草沟也可与雨水管渠联合应用，场地竖向允许且不影响安全的情况下也可代替雨水管渠。除转输型植草沟外，还包括渗透型的干式植草沟及常有水的湿式植草沟，可分别提高径流总量和径流污染控制效果。但是转输型植草沟构造过于简单，只是简单用来排水，地表径流长度较短，雨水流动速度大，净化效率差，无法缓解径流峰流量，且在暴雨季节雨水猛烈冲刷下容易坍塌；干式植草沟及湿式植草沟无法同时净化沟内雨水和下渗雨水，也无法快速排出超标雨水，且部分植草沟造价成本高，构造复杂、施工难度较大，无法快速施工。

发明内容

本发明目的在于提供一种绿色海绵专用多级净化型植草沟，用于解决传统的植草沟无法同时净化植草沟内和下渗雨水且无法快速排出超标雨水以及施工复杂造价高的技术问题。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种绿色海绵专用多级净化型植草沟，该植草沟通过植被划分为上方的水流区和下方的下渗区；

所述水流区低于路面且与路面连通，所述植草沟长度方向的一端设置为出流区；

所述下渗区为一垂直分布的第一过滤区；

所述水流区内还设置有挡板和第二过滤区，所述挡板和植草沟壁配合将植草沟宽度方向划分成多个水流通道，水流通道数量可根据场地实际情况增减，所述每个水流通道均沿植草沟长度方向，且每个水流通道依次首尾连接，形成呈连续Z字的流动通道；所述第二过滤区设置于两两水流通道首尾连接处；所述流动通道的出口处设置于出流区，在最靠近路面的一条水流通道与出流区之间设置溢流墙隔开二者，所述溢流墙的顶部与挡板的顶部位置相当；

所述挡板包括底座和隔板，底座埋设于下渗区内，隔板置于底座上且外露至水流区顶部；所述挡板整体中空，且所述底座表面设置有渗透孔与挡板内部连通；

所述下渗区内还设置有集水管，所述集水管位于出流区下方，且集水管埋设于与挡板的底座位置相当或低于挡板的底座的高度。

进一步的，在本发明中，所述第一过滤区从上至下依次包括种植土壤层、砂层和沸石层，所述挡板的底座埋设于沸石层中。

进一步的，在本发明中，所述第二过滤区包括多个，不同的第二过滤区根据水流流经的先后顺序具有不同的粒径，随着水流流经的顺序，粒径从粗变细。

进一步的，在本发明中，所述第二过滤区中的填料包括碎石、砾石、铝污泥。

进一步的，在本发明中，每个第二过滤区均为开口朝向植草沟的半球状，所述第二过滤区的上沿与挡板的隔板的上沿所在位置相当。

进一步的，在本发明中，所述出流区位于植草沟长度方向的一端，植草沟长度方向的另一端处的第二过滤区为挖掘成型，植草沟出流区一侧的第二过滤区为挡板构造成型。

进一步的，在本发明中，所述挡板的横截面呈倒T字形；所述挡板包括多个挡板单元，两两拼接的挡板上对应的衔接面与挡板内部贯通，所述挡板的拼接处设置有止水带。

进一步的，在本发明中，所述挡板的隔板靠近顶部的区域设置有沿植草沟长度方向的溢流口，所述溢流口的上沿低于溢流墙的上沿，所述溢流口连通挡板内外。

进一步的，在本发明中，所述水流区呈上宽下窄的梯形，坡度为1：4～1：3，水流区的深度为0.3～0.4m；每个水流通道的宽度为0.2m～0.25m。

本发明的另一方面，提供一种所述的绿色海绵专用多级净化型植草沟的施工方法，包括

步骤一、在待施工区域的道路两侧挖好上宽下窄的梯形沟渠，清底并夯实，在沟渠底部靠近出流区的位置设置集水管；

步骤二、在夯实后的沟底表面铺上一层沸石，接着将挡板的底座置于沸石之上，挡板和挡板之间使用止水带粘连并形成水流通道，然后在底座上再铺上一层沸石，从而将挡板的底座压在沸石层内；在沸石基础上铺设砂层，两者之间使用透水土工布隔开；砂层基础上铺设种植土壤层，以种植草皮；由此形成下渗区和水流区；

步骤三、构造第二过滤区，并在第二过滤区内装填填料，所述不同的第二过滤区内装填的填料的粒径不同，随着水流流经的顺序，粒径从粗变细；

步骤四、设置溢流墙，隔开最靠近路面的一条水流通道和出流区。

有益效果：

(1)本发明提供的绿色海绵专用植草沟，构造简单、施工快捷简便，装配式预制挡板在常规植草沟基础上通过简单组装和施工便可完成。

(2)本发明提供的绿色海绵专用植草沟，较常规植草沟大幅延长地表径流长度，并且挡板内部为中空结构，通过渗透孔和溢流口可以将雨水临时动态存储于挡板内部，从而削减径流峰流量，降低雨水径流流速，使更多的雨水得到过滤净化。

(3)本发明提供的绿色海绵专用植草沟，底部填料结构层和沟内填料区的设置使下渗雨水、沟内流动雨水均能得到有效净化；

(4)本发明提供的绿色海绵专用植草沟，其挡板中空可用于容纳一部分雨水，削减径流峰流量，而设置的溢流口和溢流墙可使超标雨水快速排出。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为本发明的植草沟的平面示意图；

图2为本发明的植草沟的截面示意图；

图3为本发明中挡板的结构示意图；

图4为本发明中集水管与挡板连接图。

图中，各附图标记的含义如下：

1-水流通道，11-挡板，111-溢流口，112-底座，12-碎石，13-砾石，14-铝污泥，15-种植土壤层，16-砂层，17-沸石层，2-出流区，21-溢流墙，22-集水管。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

申请概述

城市雨水输送和净化问题需要联合应用植草沟和雨水管渠。传统的植草沟中存在以下问题：

转输型植草沟构造过于简单，只是简单用来排水，地表径流长度较短，雨水流动速度大，净化效率差，无法缓解径流峰流量，且在暴雨季节雨水猛烈冲刷下容易坍塌；

干式植草沟及湿式植草沟无法同时净化沟内雨水和下渗雨水，也无法快速排出超标雨水，且部分植草沟造价成本高，构造复杂、施工难度较大，无法快速施工。

针对上述技术问题，本申请提供的技术方案总体思路如下：

一种绿色海绵专用多级净化型植草沟，该植草沟通过植被划分为上方的水流区和下方的下渗区。所述水流区低于路面且与路面连通，所述植草沟长度方向的一端设置为出流区2。所述下渗区为一垂直分布的第一过滤区。所述水流区内还设置有挡板11和第二过滤区，所述挡板11和植草沟壁配合将植草沟宽度方向划分成多个水流通道1，所述每个水流通道1均沿植草沟长度方向，且每个水流通道1依次首尾连接，形成呈连续Z字的流动通道；所述第二过滤区设置于两两水流通道1首尾连接处；所述流动通道的出口处设置于出流区2，在最靠近路面的一条水流通道1与出流区2之间设置溢流墙21隔开二者，所述溢流墙21的顶部与挡板11的顶部位置相当。所述挡板11包括底座112和隔板，底座112埋设于下渗区内，隔板置于底座112上且外露至水流区顶部；所述挡板11整体中空，且所述底座112表面设置有渗透孔与挡板11内部连通。

所述下渗区内还设置有集水管22，所述集水管22位于出流区2下方，且集水管22埋设于与挡板11的底座112位置相当或低于挡板11的底座112的高度。

上述方案的植草沟，同时实现了雨水在沟内流动和下渗两种方式排水，并且每一种排水均设置过滤层，排水和净化能力强。

上述方案中，通过挡板11将植草沟进行划分，使得雨水在植草沟中进行顺序来回流动，相比于未划分水流通道1且长度为L的植草沟，本方案根据将植草沟划分出的水流通道1的数量N，可以将地表径流的长度扩展到N×L，极大地延长了地表径流长度，使得雨水疏散压力得以缓解，并且在上述过程中，可以更多地净化雨水。

上述方案中，因为挡板11是中空结构，因此，对于进入到下渗区的雨水，通过挡板11底座112上的渗透孔将雨水动态存储于挡板11内腔中，可以有效缓解雨水疏散压力。

在介绍了本申请基本原理后，下面将结合说明书附图来具体介绍本申请的各种非限制性的实施方式。

实施例一、

如图1和图2所示，所述第一过滤区从上至下依次包括种植土壤层15、砂层16和沸石层17，所述挡板11的底座112埋设于沸石层17中。城市道路中的雨水按照图1下方的箭头指示进入到植草沟中，下渗部分的水经过上述三层过滤后进入挡板11内部，最后较为干净的水从如图4所示的集水管22进入到城市排水管道中。

进一步的，在本发明的具体实施例中，所述第二过滤区包括多个，不同的第二过滤区根据水流流经的先后顺序具有不同的粒径，随着水流流经的顺序，粒径从粗变细。因为水流在水流区中流动是具有一定路线的，随着水流的流动，对水流逐步进行过滤，因此，需要根据水流流经的顺序布置第二过滤区中的填料的粒径。如图1所示，图中自下而上的设置的水流通道1依次为第一股水流通道1、第二股水流通道1、第三股水流通道1和第四股水流通道1。水流从路面进入到植草沟中首先进入到第一股水流通道1中，水流在该水流通道1中从右向左流动，与该水流通道1连通的是第二股水流通道1中，第一股水流通道1和第二股水流通道1之间即图1中左侧下方的半圆形区域为一个第二过滤区，因为该第二过滤是流动通道上的首个过滤区，因此，在该第二过滤区中设置的填料为较粗的碎石12，碎石12的粒径在10mm～20mm。水流经过碎石12过滤掉颗粒较大的杂质后继续在第二股水流通道1中从左向右流动，直至来到第二个第二过滤区，位于图1的右侧部分的半圆区域，该区域中设置颗粒相对碎石12小一些的砾石13进一步过滤水中杂质，所述砾石13的粒径在5mm～10mm。最后，水流沿第三股水流通道1中从右向左流动进入到第三个第二过滤区，该处的二过滤区中的填料粒度最小，选择粒径为1mm～5mm的铝污泥14进行填充。经过三级过滤，水流从第四股水流通道1从左向右流动直至流至出流区2。

进一步的，在本发明的具体实施例中，上述第二过滤区均为开口朝向植草沟的半球状，所述第二过滤区的上沿与挡板11的隔板的上沿所在位置相当，从而最大限度的将植草沟中的水流进行过滤。

进一步的，在本发明的具体实施例中，所述出流区2位于植草沟长度方向的一端，植草沟长度方向的另一端处的第二过滤区即图1中左侧的两个第二过滤区，其半圆的空间为挖掘成型。植草沟出流区2一侧的第二过滤区即图1中右侧的第二过滤区，因为该侧为出流区2，无法直接通过开挖的借用天然的土地构造半球形区域，因此需通过挡板11构造出第二过滤区。综上所述，本发明的实施例中的挡板11造型至少包括两种，一种为如图3所示的长条形，主要在形成长直的水流通道1时使用，另一种为靠近出流区2一侧构造第二过滤区时使用。

进一步的，在上述实施例中，所述挡板11的横截面呈倒T字形，挡板11的倒T型结构以及种植土壤层15、砂层16和沸石层17的压力可保证挡板11具有很强的稳定性。

所述挡板11包括多个挡板11单元，两两拼接的挡板11上对应的衔接面与挡板11内部贯通，所述挡板11的拼接处设置有止水带。水流进入到挡板11中，并通过止水带防止重新从挡板11内部渗出，使得水流在挡板11内部形成流动，一方面动态存储水，另一方面将水流导入到集水管22中并最终进入城市排水管道。

进一步的，当出现暴雨，雨水短时间内大量涌入植草沟，而下渗速度有限的情况下，需要通过更多的方式缓解排水压力，如图1所示，所述挡板11的隔板靠近顶部的区域设置有沿植草沟长度方向的溢流口111，所述溢流口111的上沿低于溢流墙21的上沿，所述溢流口111连通挡板11内外。当雨水积压在植草沟内，雨水上涨到溢流口111的位置时，雨水从溢流口111中进入到挡板11内部，从而将雨水动态存储于挡板11内部，缓解了排水压力。

因为挡板11上的渗透孔设置在底板上，受渗透速度、压力等的影响，通过渗透孔渗入挡板11内部的雨水无法充满挡板11，尤其是挡板11的上部空间的利用率较低。通过上述溢流口111的设置，在暴雨时期从挡板11的上方区域进水，极大地提高了挡板11的利用率，缓解排水压力的效果明显。

更为具体的，在本发明的实施例中，所述水流区呈上宽下窄的梯形，坡度为1：4～1：3，水流区的深度为0.3～0.4m；每个水流通道1的宽度为0.2m～0.25m。

实施例2、

一种绿色海绵专用多级净化型植草沟的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在待施工区域的道路两侧挖好上宽下窄的梯形沟渠，清底并夯实，在沟渠底部靠近出流区2的位置设置集水管22；

步骤二、在夯实后的沟底表面铺上一层沸石，接着将挡板11的底座112置于沸石之上，挡板11和挡板11之间使用止水带粘连并形成水流通道1，然后在底座112上再铺上一层沸石，从而将挡板11的底座112压在沸石层17内；在沸石基础上铺设砂层16，两者之间使用透水土工布隔开；砂层16基础上铺设种植土壤层15，以种植草皮；由此形成下渗区和水流区；

步骤三、构造第二过滤区，并在第二过滤区内装填填料，所述不同的第二过滤区内装填的填料的粒径不同，随着水流流经的顺序，粒径从粗变细；

步骤四、设置溢流墙21，隔开最靠近路面的一条水流通道1和出流区2。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种绿色海绵专用多级净化型植草沟，其特征在于：该植草沟通过植被划分为上方的水流区和下方的下渗区；

所述水流区低于路面且与路面连通，所述植草沟长度方向的一端设置为出流区；

所述下渗区为一垂直分布的第一过滤区；

所述水流区内还设置有挡板和第二过滤区，所述挡板和植草沟壁配合将植草沟宽度方向划分成多个水流通道，水流通道数量可根据场地实际情况增减，所述每个水流通道均沿植草沟长度方向，且每个水流通道依次首尾连接，形成呈连续Z字的流动通道；所述第二过滤区设置于两两水流通道首尾连接处；所述流动通道的出口处设置于出流区，在最靠近路面的一条水流通道与出流区之间设置溢流墙隔开二者，所述溢流墙的顶部与挡板的顶部位置相当；

所述挡板包括底座和隔板，底座埋设于下渗区内，隔板置于底座上且外露至水流区顶部；所述挡板整体中空，且所述底座表面设置有渗透孔与挡板内部连通；

所述下渗区内还设置有集水管，所述集水管位于出流区下方，且集水管与埋设于与挡板的底座位置相当或低于挡板的底座的高度。

2.根据权利要求1所述的绿色海绵专用多级净化型植草沟，其特征在于：所述第一过滤区从上至下依次包括种植土壤层、砂层和沸石层，所述挡板的底座埋设于沸石层中。

3.根据权利要求2所述的绿色海绵专用多级净化型植草沟，其特征在于：所述第二过滤区包括多个，不同的第二过滤区根据水流流经的先后顺序具有不同的粒径，随着水流流经的顺序，粒径从粗变细。

4.根据权利要求3所述的绿色海绵专用多级净化型植草沟，其特征在于：所述第二过滤区中的填料包括碎石、砾石、铝污泥。

5.根据权利要求4所述的绿色海绵专用多级净化型植草沟，其特征在于：每个第二过滤区均为开口朝向植草沟的半球状，所述第二过滤区的上沿与挡板的隔板的上沿所在位置相当。

6.根据权利要求5所述的绿色海绵专用多级净化型植草沟，其特征在于：所述出流区位于植草沟长度方向的一端，植草沟长度方向的另一端处的第二过滤区为挖掘成型，植草沟出流区一侧的第二过滤区为挡板构造成型。

7.根据权利要求3所述的绿色海绵专用多级净化型植草沟，其特征在于：所述挡板的横截面呈倒T字形；所述挡板包括多个挡板单元，两两拼接的挡板上对应的衔接面与挡板内部贯通，所述挡板的拼接处设置有止水带。

8.根据权利要求7所述的绿色海绵专用多级净化型植草沟，其特征在于：所述挡板的隔板靠近顶部的区域设置有沿植草沟长度方向的溢流口，所述溢流口的上沿低于溢流墙的上沿，所述溢流口连通挡板内外。

9.根据权利要求1所述的绿色海绵专用多级净化型植草沟，其特征在于：所述水流区呈上宽下窄的梯形，坡度为1：4～1：3，水流区的深度为0.3～0.4m；每个水流通道的宽度为0.2m～0.25m。

10.一种权利要求1-10中任意一项所述的绿色海绵专用多级净化型植草沟的施工方法，其特征在于：

步骤一、在待施工区域的道路两侧挖好上宽下窄的梯形沟渠，清底并夯实，在沟渠底部靠近出流区的位置设置集水管；

步骤二、在夯实后的沟底表面铺上一层沸石，接着将挡板的底座置于沸石之上，挡板和挡板之间使用止水带粘连并形成水流通道，然后在底座上再铺上一层沸石，从而将挡板的底座压在沸石层内；在沸石基础上铺设砂层，两者之间使用透水土工布隔开；砂层基础上铺设种植土壤层，以种植草皮；由此形成下渗区和水流区；

步骤三、构造第二过滤区，并在第二过滤区内装填填料，所述不同的第二过滤区内装填的填料的粒径不同，随着水流流经的顺序，粒径从粗变细；

步骤四、设置溢流墙，隔开最靠近路面的一条水流通道和出流区。

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