基于排涝与保水的集成式绿化带系统及排涝与保水方法
【专利摘要】一种基于排涝与保水的集成式绿化带系统及排涝与保水方法。系统包括种植有植物的种植土层，下设滤排保水系统及不透水材料层，滤排保水系统由呈下凹形状的砂粒透水层、砂砾料透水层及砾石透水层叠加而成，不透水材料层呈上凸圆弧形状，在滤排保水系统内设重力持排通道阵列且重力持排通道阵列垂向贯穿滤排保水系统。方法是设置一呈上凸圆弧形状的不透水材料层，在不透水材料层的最高处设有排水孔，在不透水材料层上依次铺设呈上凸圆弧形状的砾石透水层、呈下凹形状的砂砾料透水层、砂粒透水层及种植土层，在砾石透水层、砂砾料透水层及砂粒透水层内设置重力持排通道阵列。
【专利说明】基于排涝与保水的集成式绿化带系统及排涝与保水方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及城市道路隔离绿化带雨水的排除问题和保水措施，尤其涉及一种基于 排涝与保水的集成式绿化带系统及排涝与保水方法。
【背景技术】
[0002] 城市道路中央隔离绿化带有分隔车道、增加绿地、减少道路交通污染、美化城市等 多种功能。现有绿化带大多高出路面，虽然能够及时排除绿化带降水，但容易造成绿化带水 土流失，如遇连续降水，入渗后易在绿化带底部形成积水，可能会影响路基安全；另一方面， 种植基直接采用回填土，保水性能也较差，往往需要定期喷洒养护。本发明针对城市道路 隔离绿化带的实际情况，在绿化带区域构建了一种基于排涝与保水技术的集成式绿化带系 统。
【发明内容】
[0003] 本发明提出一种能够增加道路绿化面积、加大雨水资源截留量并能快速排水的基 于排涝与保水的集成式绿化带系统及排涝与保水方法。
[0004] 本发明采用如下技术方案：
[0005] -种基于排涝与保水的集成式绿化带系统，包括：种植有植物的种植土层，在种植 土层下方设有滤排保水系统，在滤排保水系统的下方设有不透水材料层，种植土层呈下凹 圆弧形状，滤排保水系统由呈下凹形状的砂粒透水层、呈下凹形状的砂砾料透水层及砾石 透水层叠加而成，砂粒透水层的上表面与种植土层的下表面贴合，砾石透水层的下表面与 不透水材料层的上表面贴合，不透水材料层呈上凸圆弧形状，在滤排保水系统内设有重力 持排通道阵列且重力持排通道阵列垂向贯穿滤排保水系统，重力持排通道阵列的一排重力 持排通道的一端立于不透水材料层的最高处，并且，所述一排重力持排通道的另一端延伸 经过呈下凹形状的砂砾料透水层且止于种植土层的最低处，在不透水材料层的最高处设有 排水孔，在排水孔上覆盖有透水滤网，重力持排通道阵列中的持排通道包括由透水材料构 筑的通孔，在通孔内堆积有粗骨料并以粗骨料之间的孔隙作为透水路径。
[0006] 本发明所述的一种集成式绿化带系统的排涝与保水方法，在待修建的绿化带处挖 一沟渠，在沟渠底部放置呈上凸圆弧形状的不透水材料层，在不透水材料层的最高处设有 排水孔，在排水孔上覆盖有透水滤网，并将排水孔接入市政排水管网；在不透水材料层上依 次铺设呈上凸圆弧形状的砾石透水层、呈下凹形状的砂砾料透水层、呈下凹形状的砂粒透 水层及呈下凹圆弧形状的种植土层，在砾石透水层、砂砾料透水层及砂粒透水层内设置重 力持排通道阵列，且将重力持排通道阵列中的一排重力持排通道的一端设置在不透水材料 层的最高处，并使所述一排重力持排通道的另一端延伸经过呈下凹形状的砂砾料透水层且 止于种植土层的最低处，重力持排通道阵列采用以下方法施工：在砾石透水层、砂砾料透水 层及砂粒透水层内开挖按阵列分布的孔，在所挖孔的内壁上铺设透水材料以形成通孔，在 通孔内填充有粗骨料并以粗骨料之间的孔隙作为透水路径。排涝时，绿化带内积水在重力 作用下经由重力持排通道阵列快速汇入市政排水管网，改善绿化带积水对路基的影响；保 水时，蓄存在不透水材料层上方的水分在水势梯度和毛管力的作用下为悬着在粗骨料表面 的水膜补充水分，并沿孔隙向上运移，进入绿化带根系层，解决植物需水。
[0007] 本发明充分利用现有的城市道路隔离带资源，通过构建基于排涝与保水技术的集 成式绿化带系统，利用道路雨水资源养护绿化带、增加绿化面积等，实现汇水、导水、排水、 保水和水质净化等功能。一方面，本发明利用呈下凹圆弧形状的种植土层、滤排保水系统中 的呈下凹形状的砂粒透水层及呈下凹形状的砂砾料透水层进行排涝，当有来水、来水量大 时，水将迅速汇集到种植土层、砂粒透水层及砂砾料透水层的下凹最低处，通过设在此处的 一排重力持排通道（即设置在不透水材料层最高处的一排重力持排通道）进入与连接于所 述一排重力持排通道的市政排水管网，迅速排走；另一方面，本发明能以特殊形式，实现种 植土层上所种植物的保水或供水，本发明利用其凸圆弧形状的不透水材料层进行蓄水，水 多排水时流经重力持排通道阵列的水在粗骨料表面悬着，并在粗骨料表面形成包裹粗骨料 的水膜，各个粗骨料（即粗骨料颗粒）因其堆积在一起而使包裹在各个粗骨料上的水膜相 互连接并形成一张整膜，这张整膜在与不透水材料层上所蓄水连接的同时又与种植土层连 接，干燥的种植土层不断地吸取源自水膜的水，而不透水材料层上的水利用水势梯度和毛 管力的作用，又不断地为完整的水膜补充水分。因此，本发明在将多余的水排走的同时又保 留了一部分水，为种植土层上的植物持续提供水分。
[0008] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0009] 1.绿化带采用下凹式圆弧形结构，其优点主要表现在：（1)有效防治绿化带区域 水土流失；（2)加大雨水资源截留量；(2)削减洪峰，加快路面排水速率；(3)降低蒸散发， 加大或无灌溉时期的水分保持能力；(4)改善道路绿化视觉效果，增加道路绿化面积。
[0010] 2.滤排保水系统中，透水性能自上而下逐层增加的填料结构在垂向上的主要作用 为：（1)填料粒径的变化可逐渐滤出排出水流中的泥沙，起到水质净化作用；（2)可排除绿 化带积水，降低绿化带渗流积水对路基的影响；（3)蓄存在不透水材料层上方的水分在水 势梯度和毛管力的作用下为悬着在粗骨料表面的水膜补充水分，并沿孔隙向上运移，进入 绿化带根系层，有效解决植物需水问题，实现绿化带保水。滤排保水系统在横向上的优点表 现在：（1)由透水性材料构建的道路排水沟与重力持排通道边界可排走部分下水沟道中的 水流，增加了排水流量；（2)填料层设置为从绿化带两侧向中间逐渐降低，在重力作用下， 水流可快速汇入市政排水管网，减轻路面排水压力；（3)在滤排保水系统底部两侧铺设向 上凸起的圆弧形不透水材料，既可以有效汇集绿化带中的下渗水，又利用弧形结构来控制 水位变化，正常工作时不透水层贮蓄的水分为绿化带提供水分；(4)当水位高出排水孔水 位时，多余水分自动进入城市排水管网。
[0011] 3.重力持排通道呈阵列式分布，其优点在于：（1)当绿化带积水时，水分在重力作 用下沿粗骨料孔隙快速向下运移，进入排水管网，改善绿化带积水对路基的影响；（2)水多 排水时流经重力持排通道阵列的水分在粗骨料表面悬着，并形成包裹粗骨料的水膜，各个 粗骨料（即粗骨料颗粒）因其堆积在一起而使包裹在各个粗骨料上的水膜相互连接并形成 一张整膜，这张整膜在与不透水材料层上所蓄水连接的同时又与种植土层连接，干燥的种 植土层不断地吸取源自水膜的水，而不透水材料层上的水利用水势梯度和毛管力的作用， 又不断地为完整的水膜补充水分，从而为绿化带提供水分。
[0012] 本发明构建了集汇水、导水、排水、保水和水质净化于一体的集成式绿化带系统， 优化了城市道路隔离绿化带设计，实现其水文效应、环境效应和景观效果，具有结构简单， 不增加占地面积等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1为集成式绿化带系统平面布置图。
[0014] 图2为积水条件下绿化带中水分运移情况（A-A剖面图）。
[0015] 图3为保水条件下绿化带中水分运移情况（A-A剖面图）。
[0016] 图中：1.植物；2.滤排保水系统；3.重力持排通道阵列；4.路肩；5.种植土层； 6.砂粒透水层；7.砂砾料透水层；8.砾石透水层；9.不透水材料层；10.排水孔；11.透水 滤网；12.通孔；13.粗骨料。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图1?附图3对本发明进一步说明。
[0018] 实施例1
[0019] 一种基于排涝与保水的集成式绿化带系统，包括：种植有植物1的种植土层5厚 度在100?200_，在种植土层5下方设有滤排保水系统2,在滤排保水系统2的下方设有 不透水材料层9,种植土层5呈下凹圆弧形状，滤排保水系统2由呈下凹形状的砂粒透水层 6 (由粒径0. 075mm?0. 5mm的细砂和中砂按3:1的比例构成）、呈下凹形状的砂碌料透水 层7 (由粒径0. 5mm?5mm的粗砂和细碌按1:1的比例构成）及呈下凹形状的碌石透水层 8(由粒径5mm?100mm的中碌、粗碌和碎石按1:1:1的比例构成）叠加而成，砂粒透水层6 的上表面与种植土层5的下表面贴合，砾石透水层8的下表面与不透水材料层9的上表面 贴合，不透水材料层9呈上凸圆弧形状，在滤排保水系统2内设有重力持排通道阵列3,且重 力持排通道阵列3垂向贯穿滤排保水系统2,重力持排通道阵列3中的一排重力持排通道的 一端立于不透水材料层9的最高处，并且，所述一排重力持排通道的另一端延伸经过呈下 凹形状的砂砾料透水层7的最低处且止于种植土层5的最低处，在不透水材料层9的最高 处设有排水孔10,在排水孔10上覆盖有透水滤网11，重力持排通道阵列3中的持排通道包 括由透水材料构筑的通孔12,在通孔12内堆积有粗骨料13并以粗骨料之间的孔隙作为透 水路径。
[0020] 凹式绿化带系统以绿化带两侧路肩4的基础为下凹式圆弧段种植土层5的两个端 点，根据绿化带宽度选择适宜的下凹深度，一般道路为500mm。绿化带植物配置可根据绿化 带宽度和功能等方面的要求，选用乔灌草、灌草结合或草皮绿化等多种方式，构建具有汇集 绿化带雨水、防止水土流失、增加绿化面积、改善视觉效果等多种功能的凹式绿化带系统。
[0021] 实施例2
[0022] -种集成式绿化带系统的排涝与保水方法，在待修建的绿化带处挖一沟渠，在沟 渠底部放置呈上凸圆弧形状的不透水材料层9,在不透水材料层9的最高处设有排水孔10， 在排水孔10上覆盖有透水滤网11，并将排水孔10接入市政排水管网；在不透水材料层10 上依次铺设呈上凸圆弧形状的砾石透水层8、呈下凹形状的砂砾料透水层7、呈下凹形状的 砂粒透水层6及呈下凹圆弧形状的种植土层5,在砾石透水层8、砂砾料透水层7及砂粒透 水层6内设置重力持排通道阵列3,且将重力持排通道阵列3中的一排重力持排通道的一 端设置在不透水材料层9的最高处，并使所述一排重力持排通道的另一端延伸经过呈下凹 形状的砂砾料透水层7且止于种植土层5的最低处，重力持排通道阵列3采用以下方法施 工：在砾石透水层8、砂砾料透水层7及砂粒透水层6内开挖按阵列分布的孔，在所挖孔的 内壁上铺设透水材料以形成通孔12,其间距2?3m，直径0. 5m，在通孔12内填充有粗骨料 13并以粗骨料之间的孔隙作为透水路径。排涝时，绿化带内积水在重力作用下经由重力持 排通道阵列3快速汇入市政排水管网，改善绿化带积水对路基的影响；保水时，蓄存在不透 水材料层9上方的水分在水势梯度和毛管力的作用下为悬着在粗骨料13表面的水膜补充 水分，并沿孔隙向上运移，进入绿化带根系层，有效解决植物需水问题。
【权利要求】
1. 一种基于排涝与保水的集成式绿化带系统，包括：种植有植物（1)的种植土层（5)， 其特征在于，在种植土层（5)下方设有滤排保水系统（2)，在滤排保水系统（2)的下方设有 不透水材料层（9)，所述种植土层（5)呈下凹圆弧形状，所述滤排保水系统（2)由呈下凹形 状的砂粒透水层（6)、呈下凹形状的砂砾料透水层（7)及砾石透水层（8)叠加而成，砂粒透 水层￠)的上表面与种植土层（5)的下表面贴合，砾石透水层（8)的下表面与不透水材料 层（9)的上表面贴合，所述不透水材料层（9)呈上凸圆弧形状，在滤排保水系统（2)内设有 重力持排通道阵列（3)且重力持排通道阵列（3)垂向贯穿滤排保水系统（2)，所述重力持 排通道阵列（3)中的一排重力持排通道的一端立于不透水材料层（9)的最高处，并且，所述 一排重力持排通道的另一端延伸经过呈下凹形状的砂砾料透水层（7)且止于种植土层（5) 的最低处，在不透水材料层（9)的最高处设有排水孔（10)，在排水孔（10)上覆盖有透水滤 网（11)，所述重力持排通道阵列⑶中的持排通道包括由透水材料构筑的通孔（12)，在通 孔（12)内堆积有粗骨料（13)并以粗骨料之间的孔隙作为透水路径。
2. 根据权利要求1所述的基于排涝与保水的集成式绿化带系统，其特征在于，砂粒透 水层（6)由粒径0· 075?0· 25mm的细砂和0· 25?0· 5mm的中砂按3:1的比例构成。
3. 根据权利要求1所述的基于排涝与保水的集成式绿化带系统，其特征在于，砂砾料 透水层（7)由粒径0· 5?2mm的粗砂和2?5mm的细碌按1:1的比例构成。
4. 根据权利要求1所述的基于排涝与保水的集成式绿化带系统，其特征在于，砾石透 水层⑶由粒径5?20mm中碌、20?60mm的粗碌和60?100mm的碎石料按照1:1:1的比 例构成。
5. -种集成式绿化带系统的排涝与保水方法，其特征在于，在待修建的绿化带处挖一 沟渠，在沟渠底部放置呈上凸圆弧形状的不透水材料层（9)，在不透水材料层（9)的最高处 设有排水孔（10)，在排水孔（10)上覆盖有透水滤网（11)，并将排水孔（10)接入市政排水 管网；在不透水材料层（10)上依次铺设呈上凸圆弧形状的砾石透水层（8)、呈下凹形状的 砂砾料透水层（7)、呈下凹形状的砂粒透水层（6)及呈下凹圆弧形状的种植土层（5)，在砾 石透水层（8)、砂砾料透水层（7)及砂粒透水层（6)内设置重力持排通道阵列（3)，且将重 力持排通道阵列（3)中的一排重力持排通道的一端设置在不透水材料层（9)的最高处，并 使所述一排重力持排通道的另一端延伸经过呈下凹形状的砂砾料透水层（7)且止于种植 土层（5)的最低处，所述重力持排通道阵列（3)采用以下方法施工：在砾石透水层（8)、砂 砾料透水层（7)及砂粒透水层￠)内开挖按阵列分布的孔，在所挖孔的内壁上铺设透水材 料以形成通孔（12)，在通孔（12)内填充有粗骨料（13)并以粗骨料之间的孔隙作为透水路 径；排涝时，绿化带内积水在重力作用下经由重力持排通道阵列（3)快速汇入市政排水管 网，改善绿化带积水对路基的影响；保水时，蓄存在不透水材料层（9)上方的水分在水势梯 度和毛管力的作用下为悬着在粗骨料（13)表面的水膜补充水分，并沿孔隙向上运移，进入 绿化带根系层，解决植物需水。
【文档编号】A01G1/00GK104145673SQ201410385423
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】薛联青, 迟艺侠, 王思琪, 暴瑞玲, 汪朱华, 何新林, 汤骅, 杨广 申请人:河海大学