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下凹绿地及生态雨水口对入渗、消纳雨水影响研究

 GXF360 2017-06-21
下凹绿地及生态雨水口对入渗、消纳雨水影响研究

下凹绿地及生态雨水口对入渗、消纳雨水影响研究

程 涛

苏洪涛

[摘 要] 常规雨水口设置低于地面或平于地面,在有效收集雨水的同时杂物也容易进入。结果不仅降低了雨水口的泄流能力,也增加了雨水口乃至排水管道的维护工作量。该文提出了生态雨水口加下凹绿地的技术手段,通过模拟计算得到产流数据,分析研究该数据得出生态雨水口加下凹绿地对入渗、消纳雨水起到积极作用的结论。

[关键词] 下凹式绿地 生态雨水口 研究

1 概述

雨水口是城市排水管渠系统的附属构筑物,也是城市道路排水的重要组成部分。雨水口通常设置在街区内、广场上、街道交叉口和街道边沟的一定距离处,以收集地面上、街道路面上的雨水,防止雨水没过道路或造成道路及低洼地区积水而妨碍交通或损坏道路。

目前常用的雨水口设置低于地面或平于地面,在有效收集雨水的同时杂物也容易进入。道路清扫人员往往将一些灰、土、树叶等杂物扫入雨水口中,严重时甚至使整个雨水口井身堵塞。这不仅降低了雨水口的泄流能力,也增加了雨水口乃至排水管道的维护工作量。

针对以上问题,我们提出了生态雨水口。生态雨水口设于道路周边的绿地内,设计下凹式绿地,硬化路面高程高于绿地高程,生态雨水口设在绿地内,且高于绿地高程而低于硬化面高程,

便于道路、建筑物等硬化面上的雨水径流流入地,低于地面的绿地除了吸纳自身面积上空的雨水之外,还能接受周边不透水面积和高绿化带的径流,可更有效地消纳和利用雨水,补充地下水等。当径流量大于绿地下渗量时,通过设置于绿地内的雨水口排入雨水管网[1](图1~2)。

表1 下凹式绿地入渗产流情况

表2 不同下凹深度绿地在不同频率降雨下径流系数(cm)

图1 生态雨水口

图2 实景图

2 生态雨水口及下凹绿地深度研究

在下凹绿地的降雨产流计算过程中,降雨强度增大为原先的倍。采用 Hydrus 模型进行计算,土壤选取为亚沙土,在P=10%降雨条件下,硬化面积为绿化面积的2倍时的降雨产流情况见表1。

当硬化面积为绿化面积的2倍,在面积上均匀降雨时,由于下凹绿地的汇集作用,每个时段绿地上等效雨量为实际雨量的3倍。通过模拟计算得到开始产流时间为17h,当草地比地面低5cm 时,在19h开始积水;而当草地比地面低10cm时在23h才开始积水。超过地面的积水可通过生态雨水口排走。以绿地的饱和导水率Ks=1.25cm/h计,草地上的5cm积水在4小时内可全部入渗,10cm的积水则需8h才能全部入渗[2]

用此方法研究在不同降雨频率,不同硬化绿化比例条件下入渗产流规律如表2。

在不同的暴雨重现期,对于下凹 5、10cm 的绿地,都能对雨水径流进行滞蓄,使得径流系数大大减小。对比表2,对于10年一遇的降雨,硬化绿化比例为1与地面等高的绿地,其径流系数为0.59。当设置绿地比地面低5cm、10cm时,其径流系数分别降为0.3和0.17。对20年一遇的降雨,相应径流系数由 0.60 降低为0.38和0.28,对于5年一遇降雨基本上可以不产生径流。在小区开发中利用下凹式绿地滞蓄降雨在工程上极为简单,不需要增加工程投资。如果,下凹5cm、10cm 绿地本身还要负担面积2倍于它的屋顶路面的降雨径流的滞蓄,在通常十年一遇的降雨情况下,能将径流系数从0.83减至0.44、0.36,也就是说能消纳一半以上的产流,消纳的水量可以在4小时和8小时内全部渗入草地内(表1),其滞洪效果是相当明显的。

结语

综上所述,生态雨水口及下凹式绿地的优点主要有:不仅可以收集到对应于绿地上空的雨水,而且能收集到周围硬地集水面积上的汇流,因此可以更有效地收集到更多的雨水;充分利用了绿地在降雨开始时刻对雨水汇集作用;对雨水的一定滞蓄作用延缓了地面产流出现的时间,缓解了雨水排水管道的负担;在降雨的全过程中加大了整体入渗系数。

一般结合城市具体情况考虑,建议小区建设有效面积不少于30%的绿地,立面设计中使绿地略低于路面5~10cm。可有效地滞蓄、消纳雨水、入渗补充地下水和补充景观用水[3]

资料来源:

文中图表均为作者绘制或拍摄。

参考文献:

1 雷志明. 绿地、花坛排水系统设计探讨[J]. 给水排水. 2012,25 (3):52-55.

2 喻啸. 绿地雨洪利用水量水质问题研究[D]. 北京:清华大学,2011:22-24.

3 叶水根,刘红,孟光辉,等. 设计暴雨条件下下凹式绿地的雨水蓄渗效果. 中国农业大学学报. 2009,6(6):53-58.

The Impact on the Infiltration and Absorption of Ecological Rain Water Gate and Sunken Green Space

Cheng Tao

Su Hongtao

[Abstract] The conventional rain water inlet is lower than that of the ground or flat on the ground, so it can effectively collect rainwater but at the same time litter can easily enter. As a result, the discharge capacity of rain water inlet is reduced and the workload of water inlet and drainage pipeline maintenance is also increased. In this paper we propose the technology of ecological rain water gate and sunken green space. Based on the analysis of the runoff data obtained by simulation calculation, we draw the conclusion that the technology of ecological rain water gate and sunken green space play a positive role on the infiltration and absorption of rainwater.

[Key words] Sunken green space, Ecological rain water gate, Research

中图分类号:TU992

文献标识码:B

文章编号:1003-739X(2016)11-0083-03

收稿日期:2016-04-08

作者信息

程 涛,湖北省城建设计院有限公司工程师,496921114@qq.com

苏洪涛,湖北省城建设计院有限公司工程师

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