CN108643316A

CN108643316A - 应用于地下车库顶板的生物滞留模块

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Publication number: CN108643316A
Application number: CN201810286361.5A
Authority: CN
Inventors: 王思思; 王榕; 李畅; 李俊奇; 李海燕
Original assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Current assignee: Beijing University of Civil Engineering and Architecture
Priority date: 2018-04-03
Filing date: 2018-04-03
Publication date: 2018-10-12

Abstract

一种应用于地下车库顶板的生物滞留模块，从防水混凝土地下停车场顶板往上包括细石混凝土找坡层、水泥砂浆找平层、耐根穿刺复合防水层、石灰砂浆隔离层、细石混凝土保护层、排蓄水层、种植土和植被层。排蓄水层高度根据种植土厚度及排水量进行设置，种植土厚度与排蓄水层厚度为线性正相关关系。地下车库顶板排水处理方式采用结构找坡进行处理，找坡层坡度为1％，使得渗到土壤里的水有组织的收集到渗水管中，最终排入市政雨水管网。种植层可以是高羊茅(Festuca arundinacea)、鸢尾(Iris tectorum)、鼠尾草(Salvia japonica)或它们的组合。针对COD污染问题较为严重的区域，使用高羊茅、鸢尾、鼠尾草三种混合的植物配置方式，针对NH₄ ⁺‑N和TP污染较为严重的区域，选用高羊茅或三种混合植物。

Description

应用于地下车库顶板的生物滞留模块

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别是雨水处理领域，具体涉及一种应用于地下车库顶板的生物滞留模块。

背景技术

生物滞留是最广泛应用的低影响开发设施之一。生物滞留模块是指利用较浅的低洼区域种植植物，通过植物与土壤的相互作用，来对小汇水面的雨水进行滞留、净化、渗透以及排放。另一方面，国内正在大力推进“海绵城市”建设，对地块开发在年径流总量控制率方面提出了明确的要求。但是，开发建设单位出于成本及最大限度利用红线内土地价值的目的，开发建设项目往往紧贴地块红线开挖大面积地库，且地库上方覆土厚度仅有1.2-1.8m，特别是在北方，考虑冻土深度及管线敷设影响，在地库上方设置下沉式绿地、雨水花园等调蓄设施的难度很高。此外，相关规范还明确要求在建筑物3m内设置下渗设施，必须做好防渗等措施。因此，在顶板承载力有限的前提下，开发具备更高调蓄能力，对地下车库顶板负荷应较轻轻，且具备防水防渗措施的低影响开发设施，特别是生物滞留模块是急需解决的技术问题。

植物作为生物滞留模块的重要组成部分，合理的植物选择是雨水设施能够更好的发挥并长期维持其功能的关键。植物对雨水设施功能的发挥起着至关重要的作用，植物根系可以通过与土壤之间的相互吸收净化雨水径流中携带的污染物，保护水环境，而植物茎、叶、根系滞留和渗透雨水，减少雨水径流量并减缓流速。因此，在选取植物方面，既能够更好削减污染，又可以在减少自重(即种植土层较薄，且根系不能很粗壮)的情况下生命力顽强，当前已有的技术还不能达到这种效果。

现有技术中应用于地下车库顶板上的生物滞留模块仅仅解决了排水和减少自重问题，并不能达到削减径流污染的目的，也不具备蓄水能力，需要进一步改进。

本发明目的在于提供一种造价低，污染削减效果好，工程实用性强，兼顾生态价值，能有效应用于地下车库顶板上的生物滞留模块。该模块适合于在没有极端寒冷冬季的城市中带地下车库的商业或居住用地使用和推广，扩大低影响开发面积，提高区域生态效益和经济效益。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、污染削减率高、防水处理好的生物滞留模块，特别提供一种应用于地下车库顶板上的生物滞留模块。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种应用于地下车库顶板上的生物滞留模块，从防水混凝土地下停车场顶板往上依次是细石混凝土找坡层、水泥砂浆找平层、耐根穿刺复合防水层、石灰砂浆隔离层、细石混凝土保护层、凹凸型排(蓄)水板、种植土和植被层。优选的，从防水混凝土地下停车场顶板往上依次是细石混凝土找坡层、20mm厚水泥砂浆找平层、耐根穿刺复合防水层、10mm厚石灰砂浆隔离层、70mm厚细石混凝土保护层、凹凸型排(蓄)水板、450mm厚种植土和植被层。

本发明对雨水的渗滤和净化过程为：当雨水流进位于地下车库顶板上的生物滞留模块时，首先下渗经植被层和种植土层得到初步净化，再透过土工布，继续经凹凸型排(蓄)水板进入到低洼处的渗水管中，渗水管的建设规格和数量应依照当地地表径流量、常年降雨量以及生物滞留模块的建设规模来确定。

所述地下车库顶板排水处理方式采用结构找坡进行处理，找坡层坡度为1％，使得渗到土壤里的水有组织的收集到渗水管中，最终排入市政雨水管网。

所述渗水管DN40，管材为UPAC(硬塑料)，管外包土工布一层，管长为400mm，管道坡度i＝0.003，在管两侧每隔75mm开直径为50mm的进水孔，能够有效的收集雨水并排放，防止植物被长期浸泡，保护植物正常生长。

采用上述工程措施和技术方案所产生的有益效果在于：本植物配置方法可以适用于 NH⁴⁺-N、TP、COD、Cu、Zn、Pb污染问题比较严重的区域，且成本低；所采用植物生长速度快，生产周期短，能反复种植并多次修剪，可以生长在种植土层较薄的环境，能达到减少自重的作用，从而满足地下车库顶板上的特殊地理位置。

本发明应用于地下车库的生物滞留模块具有以下优点：特别适用于地下车库顶板横梁向下，顶面是块平整的水泥平台。进一步的，模块化的生物滞留模块还有效提高了开发进度，避免了实际开发时序中，地下车库已经施工，特别是回填土已经施工完成，由于海绵城市相关管理要求而重新设计施工的问题；本发明的生物滞留模块可以通过动态的调整种植土厚度的方式，来满足下沉式绿地、雨水花园等海绵设施的调蓄容积要求。本发明具有雨水径流污染削减率高、防水效果好，成本低、便于施工和优异的景观生态效果。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图

图2为本发明渗水管详细示意图

图3为生物滞留装置示意图

图4为装置排水管***示意图

具体实施方式

图中：1-植被层，2-种植土层，3-渗水管，4-土工布，5-凹凸型排(蓄)水板，6-细石混凝土保护层，7-聚酯无纺布，8-耐根穿刺复合防水层，9-找平层，10-找坡层，11-雨水收集管，12-软管，13-取水区域(水桶)，14-水泵，15-透明板，16-进水孔(两侧开孔)。

下面结合附图1对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，一种应用于地下车库顶板的生物滞留模块长为500mm，宽为400mm，高为800mm，上不封顶，只有四周和底，模块包括以下几个部分：

(一)、找坡层，位于防水混凝土顶板上，材质为细石混凝土，坡度为1％，最薄处30mm，最厚处35mm。

(二)、找平层，铺设在找坡层上面，厚度为20mm，材质为水泥砂浆。

(三)、耐根穿刺复合防水层，材质为聚乙烯丙纶复合防水卷材，该卷材为双层卷材复合，分别为0.7厚聚乙烯丙纶卷材和1.3厚聚合物水泥胶结料。

(四)、耐根穿刺复合防水层上铺设保护层，做法选用70厚细石混凝土，由于采用细石混凝土做保护层，保护层和耐根穿刺复合防水层中间铺设隔离层，隔离层做法为10厚石灰砂浆，石灰膏：砂＝1：4。

(五)、排(蓄)水层，设置在保护层上面，本发明选用凹凸型排(蓄)水板进行铺设，优选的，高度根据种植土厚度及排水量进行设置，当种植土厚度为300mm时，排(蓄) 水层厚度为20mm，优选的，种植土厚度与排(蓄)水层厚度为线性正相关关系。同时，排 (蓄)水板上设置单位面积质量为200g/m²的聚酯无纺布。

(六)、种植土厚度300-600mm，优选450mm，采用改良土类型。植被层位于种植土层上，本发明中种植高羊茅。

作为优选，上述的找坡层采用结构找坡方式，相比材料找坡方式，结构找坡具有荷载轻、施工简便、坡度易于控制、省工省料、造价低等优点。

植被层应选择耐淹抗旱或水陆两生的植物。优选的，上述的植被层选用的植被层可以是高羊茅(Festuca arundinacea)、鸢尾(Iris tectorum)、鼠尾草(Salviajaponica)或它们的组合。

为了进一步确定上述植物组合的技术效果，本发明针对单独种植鸢尾、鼠尾草、高羊茅；三种植物按照等比例的混合进行了对比。

如图2所示，生物滞留设施设备(80cm×80cm×60cm)，土壤表面距设备上缘15cm，底部设置三层取水收集管(穿孔管)，间隔分别距土壤表面10cm、25cm和45cm，取水收集管管径为26mm，管长100cm，穿孔率20％，穿孔直径100mm，各管均用土工布包裹，主管上接三排平行管，间距30cm。

在设备的植物种植上，根据所要处理的污染物类型选择植物株距；优选的，经过实验验证，鼠尾草和鸢尾以株距16cm左右种植，而高羊茅以铺满装置为准，能够有效的减少处理效果波动，对各种进水水质、水量和污染物类型均有较好的适应性。进一步的，可以选择三种混合植物的种植则为对装置底面积进行三等分，具体的，是将围绕装置内壁一圈的三分之一种植高羊茅，剩下的面积由鼠尾草和鸢尾进行等分，并以16cm左右株距混合种植。

表145cm覆土深度条件下生物滞留设施的对污染物的削减率

注：雨水径流类型为绿地。

从表1中可以看出，本装置中不同植物配置的生物滞留设施对雨水径流中NH₄ ⁺-N、TP、COD的削减能力存在一定的差异，单一种植高羊茅的设施对NH₄ ⁺-N和TP的削减效果优于其他植物配置，而对COD的削减效果最优的则是种植高羊茅、鸢尾及鼠尾草三种混合植物的设施。因此，在本发明中，依据以上数据参考，针对COD污染问题较为严重的区域，宜使用三种混合的植物配置方式，而针对NH₄ ⁺-N和TP污染较为严重的区域，优选高羊茅或三种混合植物；单一种植高羊茅的配置方式更为优选。

作为优选，上述的种植土层厚度既要考虑景观设计工作，覆土厚度不宜低于300mm，还要考虑地库基础的结构要求，不宜高于600mm，优选的种植土层厚度为450mm。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种应用于地下车库顶板的生物滞留模块，其特征在于：从防水混凝土地下停车场顶板往上包括细石混凝土找坡层、水泥砂浆找平层、耐根穿刺复合防水层、石灰砂浆隔离层、细石混凝土保护层、排蓄水层、种植土和植被层。

2.根据权利要求1所述的生物滞留模块，其特征在于：所述水泥砂浆找平层厚度为20mm，石灰砂浆隔离层厚度为10mm，细石混凝土保护层厚度为70mm，种植土厚度为300-600mm，所述植被层选择耐淹抗旱或水陆两生的植物。

3.根据权利要求1或2所述的生物滞留模块，其特征在于：种植土层厚度为450mm。

4.根据权利要求3所述的生物滞留模块，其特征在于：排蓄水层高度根据种植土厚度及排水量进行设置，种植土厚度与排蓄水层厚度为线性正相关关系，当种植土厚度为300mm时，排蓄水层厚度为20mm。

5.根据权利要求1所述的生物滞留模块，其特征在于：所述地下车库顶板排水处理方式采用结构找坡进行处理，找坡层坡度为1％，使得渗到土壤里的水有组织的收集到渗水管中，最终排入市政雨水管网。

6.根据权利要求1所述的生物滞留模块，其特征在于：在种植土层和排蓄水层之间再依次设置土工布、渗水管；所述渗水管DN40，管材为UPAC(硬塑料)，管外包土工布一层，管长为400mm，管道坡度i＝0.003，在管两侧每隔75mm开直径为50mm的进水孔，能够有效的收集雨水并排放，防止植物被长期浸泡，保护植物正常生长。

7.根据权利要求1或2所述的生物滞留模块，其特征在于：所述种植层可以是高羊茅(Festuca arundinacea)、鸢尾(Iris tectorum)、鼠尾草(Salviajaponica)或它们的组合。

8.根据权利要求7所述的生物滞留模块，其特征在于：针对COD污染问题较为严重的区域，使用高羊茅、鸢尾、鼠尾草三种混合的植物配置方式，针对NH₄ ⁺-N和TP污染较为严重的区域，选用高羊茅或三种混合植物。

9.权利要求1所述的生物滞留模块的制造方法，其特征在于：从地下车库顶板向上设置：

a、找坡层，位于防水混凝土顶板上，材质为细石混凝土，坡度为1％，最薄处30mm，最厚处35mm；

b、找平层，铺设在找坡层上面，厚度为20mm，材质为水泥砂浆；

c、耐根穿刺复合防水层，材质为聚乙烯丙纶复合防水卷材，该卷材为双层卷材复合，分别为0.7厚聚乙烯丙纶卷材和1.3厚聚合物水泥胶结料；

d、耐根穿刺复合防水层上铺设保护层，做法选用70厚细石混凝土，由于采用细石混凝土做保护层，保护层和耐根穿刺复合防水层中间铺设隔离层，隔离层做法为10厚石灰砂浆，石灰膏：砂＝1：4；

e、排蓄水层，设置在保护层上面，选用凹凸型排蓄水板进行铺设，高度根据种植土厚度及排水量进行设置，种植土厚度与排蓄水层厚度为线性正相关关系，当种植土厚度为300mm时，排蓄水层厚度为20mm，排蓄水板上设置单位面积质量为200g/m²的聚酯无纺布；

f、种植土厚度300-600mm，采用改良土类型，植被层位于种植土层上，种植高羊茅(Festuca arundinacea)、鸢尾(Iris tectorum)、鼠尾草(Salviajaponica)或它们的组合。