CN209161783U - 用于富降水城市的生态植草沟 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于富降水城市的生态植草沟，设置在城市铺装路面的一侧，其特征在于，所述生态植草沟以雨水引流的方向包括硬质铺装导流区、布置有生态植物的植被区和中央汇集区，所述中央汇集区设置若干个与蓄滞池连通的排水口。该生态植草沟可以收集城市铺装道路上的降雨径流，对其进行过滤、渗透、吸附及生物降解等一系列作用，削减径流中的污染物，达到就地净化处理、控制径流污染的目的。

Description

用于富降水城市的生态植草沟

技术领域

本实用新型涉及一种城市雨水处理技术领域，尤其涉及一种用于富降水城市的生态植草沟。

背景技术

降水现象是指云中液态水或固态水向地面降落的一种天气现象，降雨量(等同于降水量)是指从天空降落到地面上的雨水，未经蒸发、渗透、流失而在水面上积聚的水层深度。根据计算时间的不同，气象学里面有年、月、日、12小时、6小时甚至1小时降水量。6小时中降下来的雨雪统统融化为水，称为6小时降水量；24小时降下来的雨雪统统融化为水，称为24小时降水量；一年中，降下来的雨雪统统融化为水，称为“年降水量”。把一个地方多年的年降水量平均起来，就称为这个地方的“平均年雨量”。例如，北京的平均年雨量是532.0毫米，上海的平均年雨量是1166.1毫米。

国内根据年平均降雨量的不同，可以划分为三个等级：(1)富降水区，平均年降水量大于800mm，它大致经青藏高原东南边缘，然后折向东，沿秦岭——淮河一线，此线以东、以南地区年降水量大于800mm，为温润区，此线以北为半湿润区，以旱作农业为主。(2)中等降水区，年降水量在400～800mm，大致沿大兴安岭-长城一线到兰州，向西南，经青藏高原到冈底斯山一线。此线是中国半湿润区和半干旱区的大致分界线，也是中国农耕区与畜牧业区的分界线。(3)低降水区。400mm以下，甚至不到200mm，大致经内蒙古中部——贺兰山——祁连山经青藏高原一线。此线大致是中国半干旱区和干旱区的分界线。年降水量200mm以下的地区，多为荒漠地区，除有灌溉水源的绿洲以外，自然环境恶劣，人烟稀少，十分荒凉。

随着中国城市化进程的加快，国内城市化道路施工工程、花园施工工程、建筑施工工程比比皆是，当遇到强降水或者连续降水，特别是富降水区城市，城市硬质路面的增加、植被稀疏、储水环境比较少，容易造成城市内涝，进而形成与降水过程伴随产生的地表径流污染即面源污染。因此如何通过生态的方法治理面源污染，已经成为建设生态城市，构建和谐社会的难题。

富降水区城市，如苏州、无锡、沿海城市等，城市土地资源紧缺，城市人口密度大、面源污染严重，同时径流污染分散难以治理。因此需要找到一种方式，能够适用于水资源丰富城市有效治理面源污染生态，同时缓减降水洪峰，减少城市内涝。

发明内容

有鉴于上述技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种适用于富降水城市的生态植草沟，能够削减道路降雨径流污染物，且一定程度的缓解暴雨洪峰。

本实用新型的技术方案提供了一种用于富降水城市的生态植草沟，设置在城市铺装路面的一侧，其特征在于，所述生态植草沟以雨水引流的方向包括硬质铺装导流区、布置有生态植物的植被区和中央汇集区，所述中央汇集区设置若干个与蓄滞池连通的排水口。

优选的技术方案是：所述植被区从硬质铺装导流区到中央汇集区呈坡度缓降，按雨水渗入的次序设置有植被层、种植土层、土工布层、空隙材料定型层、土壤层。

优选的技术方案是：所述空隙材料定型层的结构厚度在45-65cm，所述空隙材料定型层的材料选用活性炭、砾石、透水砖的一种或者两种以上的任意组合。

优选的技术方案是：所述种植土层的厚度为20cm～35cm，所述种植土层与空隙材料定型层间设置若干层土工布作为土工布层，所述土工布层间垫设种植土。

优选的技术方案是：所述硬质铺装导流区高度高于植被区，所述中央汇集区的高度低于植被区的高度。

优选的技术方案是：所述中央汇集区的排水口高度高于中央汇集区。

优选的技术方案是：所述植被区从硬质铺装导流区到中央汇集区，种植土表面高度逐渐下降。

优选的技术方案是：所述植被区的种植土表面坡度为1％～3％。

优选的技术方案是：所述中央汇集区包括若干个汇集小区，每个汇集小区内设置有与蓄滞池连通的排水口，相邻汇集小区通过隔断块隔离，所述隔断块上设置若干个通水孔。

优选的技术方案是：所述中央汇集区布置有砾石，所述砾石的厚度为15cm～20cm，砾石的粒径为1cm～2cm。

本实用新型通过设置与城市硬质铺装道路或者区域进行沟通的硬质铺装导流区，将降水雨流导引到生态植草沟，通过收集城市铺装道路上的降雨径流，对其进行过滤、渗透、吸附及生物降解等一系列作用，削减径流中的污染物，达到削减降雨径流和控制径流污染的目的。

本实用新型的生态植草沟不仅能够有效处理小降雨事件，同时在暴雨或者连续降雨情况下，也可以有效处理初期的降雨径流和其中的径流污染物，并将处理处理后通过排水口导引水流到蓄滞池，达到缓减洪峰和削减暴雨径流污染物的目的，本实用新型中的生态植草沟作为一种降雨径流管理的工程性措施，对降雨径流进行就地净化处理，控制城市小区城市铺装道路的面源污染，占地面积小，同时具有较好的景观效果，适于在城市推广应用。

本实用新型的生态植草沟可以缓减城市排水管网的排水压力，且占地面积小，结构紧凑，施工简易，又不影响绿化景观，能适用于城市居住小区、城市绿化工程、园林工程等城市铺装道路的雨水径流污染控制。

本实用新型的生态植草沟，可以收集城市铺装道路上的降雨径流，对其进行过滤、渗透、吸附及生物降解等一系列作用，削减径流中的污染物，达到就地净化处理、控制径流污染的目的。本实用新型的生态植草沟可以位于城市铺装道路与绿地相邻的一侧或者城市铺装道路的两侧。将生态植草沟设置于城市铺装道路与绿地之间或者设置在城市铺装道路之间，既不影响景观，又便于施工。

本实用新型提供的生态植草沟，降雨径流由植被层过滤，雨水被滞纳入种植土层，逐步缓慢下渗，通过土工布层和空隙材料定型层，进入到土壤层中，可以补充城市的地下水，种植土层也可以补充植被层所需的水分，可以减少植被层的人工浇灌，更多的植被层过滤后雨流汇集到中央汇集区，通过城市排水管路或者通过排水口排入蓄滞池，蓄滞池可以设置在城市的绿地或者花园等，其可以蓄纳大量的过滤后的雨水，减少城市热岛效应，也补充了绿地的土壤含水量，实现降雨径流的全部吸收净化，同时减少绿地浇灌用水。

本实用新型提供的生态植草沟，所述空隙材料定型层的材料选用活性炭、砾石、透水砖的一种或者两种以上的任意组合，降雨径流通过重力作用通过这些空隙材料，进一步过滤后进入土壤，避免对自然土壤的影响。

本实用新型提供的生态植草沟，所述硬质铺装导流区高度高于植被区，所述中央汇集区的高度低于植被区的高度，中央汇集区低于硬质铺装导流区的高度，形成这样高低高的形状，便于降雨径流在植被区进行充分重力沉降，便于对城市铺装道路上的降雨径流进行过滤、渗透、吸附及生物降解等一系列处理，同时又不影响城市铺装道路的通行安全。

本实用新型提供的生态植草沟，在种植土层下方设置土工布层，其中土工布是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料。成品为布状，土工布分为有纺土工布和无纺土工布。土工布具有优秀的过滤、排水、隔离、加筋、防渗、防护作用，具有重量轻、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀的特性。优选的，所述种植土层与空隙材料定型层间设置若干层土工布作为土工布层，所述土工布层间垫设种植土。这样除了能过滤城市铺装道路上的降雨径流中的污染物，同时具有耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀的特性，避免生态植草沟的使用中的维护工作。

本实用新型提供的生态植草沟设置中央汇集区的目的在于根据降水量的大小决定是否启用排水口。当降水量不足，中央汇集区的雨水高度达不到排水口的周边高度时，雨水通过生态植草沟或者与中央汇集区联通的城市雨水管路进行疏解排出，当降水迅猛或者连续多天降雨，中央汇集区的雨水高度超过排水口的周边高度时，雨水通过排水口汇集到蓄滞池或者通过城市大排水管路排出。

本实用新型提供的生态植草沟排水管中央汇集区包括若干个汇集小区，每个汇集小区内设置有与蓄滞池连通的排水口，相邻汇集小区通过隔断块隔离，所述隔断块上设置若干个排水管。汇集小区可以避免因径向地势高低的影响，造成局部区域内涝，减少其他汇集小区汇集成某一区域的雨流汇集区，造成排水口的局部过度使用，方便局部问题局部处理。设置隔断块和排水管，可以在相邻汇集小区互通，根据雨水高度灵活设置，增加雨流的排放。其中排水管沿生态植草沟的轴向倾斜设置，使得收集的城市铺装道路上的降雨径流利用重力沿渗排水管流动。

本实用新型提供的生态植草沟，城市雨水管路可以设置与中央汇集区连通。可以根据生态植草沟的长度和宽度以及中央汇集区的高度设置城市雨水管路的入口位置和管径。入口位置可以设置在排水管低的一端，将收集的城市铺装道路上的降雨径流汇入城市雨水管路，达到削减降雨径流、延缓洪峰的目的。

本实用新型的生态植草沟植被区的坡度为1％～3％，使得收集的城市铺装道路上的降雨径流利用重力植被区流动，便于植被区充分吸收和收集的城市铺装道路上的降雨径流。

本实用新型提供的生态植草沟具有以下有益效果：

(1)本实用新型的生态植草沟收集城市铺装道路上的降雨径流，对其进行过滤、渗透、吸附及生物降解等一系列作用，削减径流中的污染物，达到就地净化处理、控制径流污染的目的；

(2)本实用新型的生态植草沟可以应付强降水和连续降水情况，设置于城市铺装道路与绿地之间或者城市铺装道路之间，既不影响景观，又便于施工；降雨径流被滞纳于植被区，逐步缓慢下渗，最终用于补充绿地的土壤含水量，实现降雨径流的吸收净化，同时减少绿地浇灌用水；

(3)中央汇集区多种方式进行限流排水，通过排水口高度的设置和汇集小区的设置，可以避免局部内涝，便于将收集的城市铺装道路上的降雨径流汇入排水口或者城市雨水管路，达到削减降雨径流、延缓洪峰的目的。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的生态植草沟的结构示意图。

图2为图1的A处放大图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个部件或者模块或特征与其他部件或者模块或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了部件或者模块在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的部件或者模块被倒置，则描述为“在其他部件或者模块或构造上方”或“在其他部件或者模块或构造之上”的部件或者模块之后将被定位为“在其他部件或者模块或构造下方”或“在其他部件或者模块或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该部件或者模块也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本实用新型用于富降水城市的生态植草沟，设置在城市铺装路面的一侧，所述生态植草沟以雨水引流的方向包括硬质铺装导流区、布置有生态植物的植被区和中央汇集区，所述中央汇集区设置若干个与蓄滞池连通的排水口。

为了导引雨水到蓄滞池，所述植被区从硬质铺装导流区到中央汇集区呈坡度缓降，按雨水渗入的次序设置有植被层、种植土层、土工布层、空隙材料定型层、土壤层。雨水径流根据植被区坡度由于重力导引到中央汇集区，所述空隙材料定型层的结构厚度在45-65cm，所述空隙材料定型层的材料选用活性炭、砾石、透水砖的一种或者两种以上的任意组合。

所述种植土层的厚度为20cm～35cm，所述种植土层与空隙材料定型层间设置若干层土工布作为土工布层，所述土工布层间垫设种植土。所述硬质铺装导流区高度高于植被区，所述中央汇集区的高度高于植被区的最低高度。所述中央汇集区的排水口高度高于中央汇集区，所述中央汇集区的高度低于硬质铺装导流区的高度。所述植被区从硬质铺装导流区到中央汇集区，种植土表面高度逐渐下降。所述植被区的种植土表面坡度为1％～3％。

所述中央汇集区包括若干个汇集小区，每个汇集小区内设置有与蓄滞池连通的排水口，相邻汇集小区通过隔断块4隔离，所述隔断块上设置若干个排水管41。所述中央汇集区布置有砾石32，所述砾石的厚度为15cm～20cm，砾石的粒径为1cm～2cm。中央汇集区的下方为土壤夯实层33。

本实用新型的工作原理是：发生降雨时，城市铺装道路1产生降雨径流4，降雨径流4由于重力作用通过铺装路面导流区汇入植被区内，经过植被区的阻滞和初步净化，一部分降雨径流下渗，下渗的水体依次经过种植土层、土工布层和空隙材料定型层到达土壤层，经过滤净化后，降雨径流和径流污染物就地得到了削减，水质得到进一步地改善，经过土壤层可以补充地下水。另一部分降雨汇集到中央汇集区，由于中央汇集区的高度稍高于植被区，雨水会反流到植被区继续下渗；当中央汇集区的高度超过排水口的高度时，过滤净化后的雨水通过排水口汇集到蓄滞池。

降雨量小于11mm/h时，进入生态植草沟内的降雨径流可以被植被区充分吸收，被滞纳于植被区内，逐步缓慢下渗，最终用于补充植被区的土壤含水量和地下水，实现降雨径流的全部吸收净化，同时减少植被区及周边绿地的浇灌用水；当降雨量在11～25mm/h时，经过植草沟植被区的雨水可以净化可以去除60～90％的总体污染物，雨水径流会汇集到中央汇集区，并通过中央汇集区的排水管串联，导引雨水继续下渗，可以削减30～40％的径流量；当发生暴雨或者连续降雨事件时，中央汇集区无法进行雨水吸纳时，初期污染物浓度较高的降雨径流进入植草沟植被区，汇集到中央汇集区，经过汇集沉降，得到有效地净化处理后可以降低80％以上的总体污染物，同时延缓洪峰30～90分钟，后续径流量逐步增大超出生态植草沟的下渗速度，水位漫过生态植草沟中央汇集区时，雨水溢出通过排水口31汇集到蓄滞池或者进入市政排水管网。生态植草沟由于高度的设置雨水仍持续下渗排水，一定程度缓减路面排水压力，减少路面积水。

实施例

如图1所示，某公园人行步道一侧设置生态植草沟，人行步道的降雨径流流入植草沟。

植草沟宽度为50cm，长度为20m。中央汇集区分为5个，每个汇集小区大致约4m长度，植草沟植被区最低高度比道路低10cm，植被区边缘设置硬质铺装导流区1，导流区设置有若干个导流沟槽11通向植被区2，植被区从硬质铺装导流区到中央汇集区3呈坡度缓降，按雨水渗入的次序设置有植被层21、种植土层22、土工布层23、空隙材料定型层24、土壤层25。蓄滞池为设置在公园的大池塘，其位置高度较低。

植被为马尼拉草，高度10cm；种植土层厚度为20cm；土工布层厚度在2cm，空隙材料定型层在10cm，其下为土壤层，可以为土壤夯实。空隙材料采用活性炭或者砾石，粒径大小为1cm～10cm，大小不等。

按照以上设计，该植草沟每年可以有效净化处理降雨强度下的降雨径流约20m³，处理暴雨强度下污染物浓度最高的初期降雨径流约30m³，削减降雨径流量约15m³，对总悬浮颗粒TSS的削减率约为90％，对化学需氧量COD的削减率约为45％，对总磷TP的削减率约为80％，对总氮TN的削减率约为50％。同时，此植草沟每年为该片绿地节省浇灌用水约为5吨。

本实用新型提供的生态植草沟，设置于城市铺装道路的一侧，收集城市铺装道路上的降雨径流，对其进行过滤、渗透、吸附及生物降解等一系列作用，削减径流中的污染物，达到就地净化处理、控制径流污染的目的；设置于城市铺装道路与绿地之间或者城市铺装道路之间，既不影响景观，又便于施工；可以应付强降水和连续降水情况，设置于城市铺装道路与绿地之间或者城市铺装道路之间，既不影响景观，又便于施工；降雨径流被滞纳于植被区，逐步缓慢下渗，最终用于补充绿地的土壤含水量，实现降雨径流的吸收净化，同时减少绿地浇灌用水；中央汇集区多种方式进行限流排水，通过排水口高度的设置和汇集小区的设置，可以避免局部内涝，便于将收集的城市铺装道路上的降雨径流汇入排水口或者城市雨水管路，达到削减降雨径流、延缓洪峰的目的。

上述实例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于富降水城市的生态植草沟，设置在城市铺装路面的一侧，其特征在于，所述生态植草沟以雨水引流的方向包括硬质铺装导流区、布置有生态植物的植被区和中央汇集区，所述中央汇集区设置若干个与蓄滞池连通的排水口。

2.根据权利要求1所述的用于富降水城市的生态植草沟，其特征在于所述植被区从硬质铺装导流区到中央汇集区呈坡度缓降，按雨水渗入的次序设置有植被层、种植土层、土工布层、空隙材料定型层、土壤层。

3.根据权利要求2所述的用于富降水城市的生态植草沟，其特征在于，所述空隙材料定型层的结构厚度在45-65cm，所述空隙材料定型层的材料选用活性炭、砾石、透水砖的一种或者两种以上的任意组合。

4.根据权利要求2所述的用于富降水城市的生态植草沟，其特征在于，所述种植土层的厚度为20cm～35cm，所述种植土层与空隙材料定型层间设置若干层土工布作为土工布层，所述土工布层间垫设种植土。

5.根据权利要求1所述的用于富降水城市的生态植草沟，其特征在于，所述硬质铺装导流区高度高于植被区，所述中央汇集区的高度高于植被区的最低高度。

6.根据权利要求1所述的用于富降水城市的生态植草沟，其特征在于，所述中央汇集区的排水口高度高于中央汇集区，所述中央汇集区的高度低于硬质铺装导流区的高度。

7.根据权利要求1所述的用于富降水城市的生态植草沟，其特征在于，所述植被区从硬质铺装导流区到中央汇集区，种植土表面高度逐渐下降。

8.根据权利要求1所述的用于富降水城市的生态植草沟，其特征在于，所述植被区的种植土表面坡度为1％～3％。

9.根据权利要求1所述的用于富降水城市的生态植草沟，其特征在于，所述中央汇集区包括若干个汇集小区，每个汇集小区内设置有与蓄滞池连通的排水口，相邻汇集小区通过隔断块隔离，所述隔断块上设置若干个排水管。

10.根据权利要求1所述的用于富降水城市的生态植草沟，其特征在于，所述中央汇集区布置有砾石，所述砾石的厚度为15cm～20cm，砾石的粒径为1cm～2cm。