高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统及道路的制作方法

1.本技术涉及道路辅助系统及道路，特别是涉及高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统及道路。


背景技术：

2.现有的道路建设，通常都会联通相关的城市河道，以保证路面及周围的排水通畅，进而保证道路及周边环境的正常使用。
3.通常，道路的城市河道通过道路的纵坡或横坡，排向道路两侧的雨水口，雨水口与市政排水管道连接，从而进行排水。这样的排水方式简单粗暴，在面对特大暴雨时，尤其在河道雨水较多时，有可能形成内涝。为了改善这一问题，现有技术通过建设海绵城市，甚至海绵型道路，以改善暴雨时的排水问题。但是，现有的大部分的城市道路都为先期性道路，已有的市政排水设施不具备海绵设施功能，不能满足海绵城市理念。而且，目前现有的海绵设施只适用于新建道路，不适用于先期道路；或现有的海绵城市的技术，对于先期道路改造的成本较高，或只适用于某个排水环节缺乏系统性，排水效果改善不够明显，海绵设施功效未能发挥。总之，现有技术的海绵城市系统和技术，对于高地下水的蓄排水能力有限，排水效果不佳。


技术实现要素：

4.基于此，本技术的目的在于，提供高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统及道路，其具有明显改善高地下水位的蓄排水能力的优点。
5.本技术的一方面，提供一种高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统，包括生物滞留池，所述生物滞留池和城市河道连接；所述生物滞留池呈下小上大的渐扩结构；
6.所述生物滞留池包括蓄水层、覆盖层、种植土层、人工填料层以及砾石层；所述砾石层铺设在最底层，所述人工填料层铺设在所述砾石层上；所述种植土层中加入有机质和多孔陶粒，所述种植土层选用砂质土壤，并铺设在所述人工填料层上；所述覆盖层设置在所述种植土层上，所述蓄水层铺设在所述覆盖层上；
7.所述生物滞留池还包括多孔排水管，该多孔排水管的一端与所述砾石层连接，其另一端与所述城市河道连接。
8.本技术所述的高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统，生物滞留池内分别设置有蓄水层、覆盖层、种植土层、人工填料层以及砾石层，建设使用时，将生物滞留池安装铺设在道路的两侧，从而完成道路的海绵改造，同时可以根据场地实际，对城市道路进行改造，改造后的道路不受水位高低影响，实用性强。通过设置多层级的生物滞留池，不仅避免了受到潮水的影响，并且不会被高地下水位的影响，能够增加自然积存、自然渗透和自然净化的作用，从而不仅改善了内涝，还增强了污水的净化能力。
9.进一步地，还包括挡水堰，每一长度间距的所述生物滞留池为一滞留池单元，该滞留池单元的长度方向的两端分别设置有挡水堰；
10.相邻两个所述滞留池单元公用一个所述挡水堰。
11.进一步地，每2
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5个所述挡水堰上开设有溢流口。
12.进一步地，设置有所述溢流口的挡水堰高于相邻的所述挡水堰0.1
‑
0.5m；所述溢流口开设在距所述挡水堰顶面0.1m处；
13.所述生物滞留池的截面形状呈“凹”字形。
14.进一步地，还包括植草沟渠，该植草沟渠沿着所述生物滞留池的长度方向设置，并且所述植草沟渠贴近所述生物滞留池的一侧。
15.进一步地，还包括过水涵道，该过水涵道横向布置，并且其一端与所述植草沟渠连接。
16.进一步地，还包括路缘石，多个所述路缘石首尾依次相连，并设置在所述植草沟渠的一侧；所述路缘石上每隔10
‑
15m形成有豁口。
17.进一步地，所述人工填料层包括土工布过滤层。
18.进一步地，所述蓄水层形成有梯形开口；并且该梯形开口的两侧分别形成有台阶。
19.本技术的另一方面，提供一种高地下水位地区的道路，其特征在于：包括机动车道以及上述任一方案所述的高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统；所述高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统沿所述机动车道长度方向设置，且两个所述高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统分别设置在所述机动车道的两侧。
20.为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本技术。
附图说明
21.图1为本技术示例性的高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统的立体结构示意图；
22.图2为本技术示例性的高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统的主视图；
23.图3为图2所示结构a
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a面剖视图；
24.图4为本技术示例性的绿化带的立体结构示意图；
25.图5为本技术示例性的高地下水位地区的道路的俯视图；
26.图6为本技术另一示例性的高地下水位地区的道路的俯视图。
具体实施方式
27.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
28.图1为本技术示例性的高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统的立体结构示意图；图2为本技术示例性的高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统的主视图；图3为图2所示结构a
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a面剖视图；图4为本技术示例性的绿化带的立体结构示意图；图5为本技术示例性的高地下水位地区的道路的俯视图；图6为本技术另一示例性的高地下水位地区的道路的俯视图。
29.请参阅图1
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图3，本技术示例性的一种高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统，包括生物滞留池10，所述生物滞留池10和城市河道连接；所述生物滞留池10呈下小上大的渐扩结构；
30.所述生物滞留池10包括蓄水层11、覆盖层12、种植土层13、人工填料层14以及砾石层15；所述砾石层15铺设在最底层，所述人工填料层14铺设在所述砾石层15上；所述种植土层13中加入有机质和多孔陶粒，所述种植土层13选用砂质土壤，并铺设在所述人工填料层14上；所述覆盖层12设置在所述种植土层13上，所述蓄水层11铺设在所述覆盖层12上；
31.所述生物滞留池10还包括多孔排水管91，该多孔排水管91的一端与所述砾石层15连接，其另一端与所述城市河道连接。此外，多孔排水管91的另一端还可以接入城市的排污系统，或者接入城市的排水系统(或雨水管网)。
32.本技术所述的高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统，生物滞留池10内分别设置有蓄水层11、覆盖层12、种植土层13、人工填料层14以及砾石层15，建设使用时，将生物滞留池10安装铺设在道路的两侧，从而完成道路的海绵改造，同时可以根据场地实际，对城市道路进行改造，改造后的道路不受水位高低影响，实用性强。通过设置多层级的生物滞留池10，不仅避免了受到潮水的影响，并且不会被高地下水位的影响，能够增加自然积存、自然渗透和自然净化的作用，从而不仅改善了内涝，还增强了污水的净化能力。
33.进一步的，蓄水层11的作用是蓄水滞留和过滤雨水，其厚度为100～250mm，植物对于蓄水层11的作用是过滤雨水，同时滞留雨水中的沉淀物。
34.进一步的，覆盖层12的作用是：1)、提高土壤渗透能力，可以保持土壤的湿度，防止水土流失。2)、净化雨水，覆盖层12中的树皮可以提供良好的微生物环境，有利于雨水的净化。覆盖层12通常可以选用树皮进行覆盖，该层的厚度可以是50～80mm。
35.进一步的，种植土层13，对应的植物选择是多年生植物，并可短时间耐水涝，根系发达品种。比如香蒲、姜花、芦苇等。
36.进一步的，人工填料层14的作用是渗水。人工填料层14可以选用渗透性强的天然或人工材料，其厚度可以根据当地的降雨特性、雨水花园的服务面积等确定，可以是0.5～1.2m。
37.进一步的，砾石层15的作用是排出多余雨水，多余的雨水由多孔排水管91排入到城市排水管道中。多孔排水管91的直径可以是100mm，并且可以在该多孔排水管91上包裹土工布。
38.在一些优选实施例中，对种植土层13进行改良。包括：1)、使用轻型机械加工，避免重型机械的碾压；2)、适量的加入有机质和多孔陶粒等碎材改良土壤结构；3)、选用渗透系数较大的砂质土壤，其中砂子含量为60％～86％，有机质含量为5％～1
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％，粘土含量在5％以下；
39.4)、种植土层13的厚度参考所种植植物。其中，种植花卉和草本植物时种植土层13厚度为30～50cm，种植灌木时种植土层13厚度为50～80cm，种植乔木时种植土层13厚度为1m以上。
40.在一些优选实施例中，将生物滞留池10的顶面划分为三个环，以搭配对应的植物，最内环为a区，中间环为b区，最外环为c区。a区选择净化能力强，根系发达的湿生植物；b区选择净化能力强，耐湿并具有一定抗旱性的半湿生护坡植物；c区在生物滞留池10最外侧，
生境受生物滞留池10的影响最小，主要以乡土植物为主，适宜种植耐湿耐旱植物以及水陆两栖乔木、灌木和适当草本。
41.在高水位城市的海绵城市技术设施中，植物类型选用挺水草本植物为主，它们有如下特点：1)适应能力强，本土优势品种；2)根系发达，生长量大，营养生长于生殖生长并存，对雨水中的n和p、k具有良好的去污能力；3)能适应无土环境生长。以某海滨城市为例，根据植物的根系分布深浅及分布范围，a区适宜种植深根丛生的花叶芦竹(arundo donax'versicolor')、千屈菜(lythrum salicaria l.)、香根草(vetiveria zizanioides(l.)nash)、香蒲(typha orientalis presl)、细叶莎草(cyperus papyrus)、马蹄金(dichondra repens forst.)、细叶芒(miscanthus sinensis cv.)等入土深度超过30cm。b区适宜种植深根散生的石菖蒲(acorus tatarinowii)、水葱(scirpus validus vahl)、旱伞草(cyperus alternifolius)、姜花(hedychium coronarium koen)、美人蕉(canna indica l.)等，入土深度20
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30cm，分散种植。为体现区域热带椰风特色，c区以棕榈科植物组团为主，如中东海枣搭配散尾葵等，与周边环境和区域景观风貌相协调。
42.在一些优选实施例中，还包括挡水堰90，每一长度间距的所述生物滞留池10为一滞留池单元，该滞留池单元的长度方向的两端分别设置有挡水堰90；相邻两个所述滞留池单元公用一个所述挡水堰90。设置挡水堰90，能够将滞留池单元进行逐一分隔开，并且可以对每一滞留池单元进行单独的控制和调整。在一些示例中，滞留池单元的长度为8m，或者生物滞留池10上每隔8m设置一个挡水堰90。
43.在一些优选实施例中，每2
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5个所述挡水堰90上开设有溢流口。在一个示例中，每3个挡水堰90上开设有一个溢流口。
44.在一些优选实施例中，设置有所述溢流口的挡水堰90高于相邻的所述挡水堰0.1
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0.5m；所述溢流口开设在距所述挡水堰90顶面0.1m处；所述生物滞留池10的截面形状呈“凹”字形。在一些示例中，溢流口高于滞留池单元的上表面0.2m，且溢流口距离挡水堰90的顶端为0.1m。另外，在设置有溢流口的一侧的滞留池单元，较其他滞留池单元整体下降0.1m。在一些优选示例中，设置有溢流口的一侧的滞留池单元，下凹的整体深度为0.4m，另一侧的滞留池单元，下凹的整体深度为0.3m。该处所指下凹的整体深度，是指从挡水堰90的顶面到滞留池单元的底面的深度。
45.在一些优选实施例中，还包括植草沟渠20，该植草沟渠20沿着所述生物滞留池10的长度方向设置，并且所述植草沟渠20贴近所述生物滞留池10的一侧。植草沟渠20上铺设有植物层，或者种植有草本植物。优选的，以挺水草本植物为宜。在高水位城市的海绵城市技术设施中，植物类型选用挺水草本植物为主，它们有如下特点：1)适应能力强，本土优势品种；2)根系发达，生长量大，营养生长于生殖生长并存，对雨水中的n和p、k具有良好的去污能力；3)能适应无土环境生长。
46.在一些优选实施例中，还包括过水涵道，该过水涵道横向布置，并且其一端与所述植草沟渠20连接。甚至，过水涵道包括涵盖和涵沟，涵盖铺设在涵沟上。涵盖可以是不锈钢制的透气型盖板。优选的，过水涵道内形成有过水暗涵51，该过水暗涵51形成在非机动车道50内；用于排放机动车道70流到非机动车道50上的排水。另一些方案中，在非机动车道50内直接形成过水暗涵51，而不再设置过水涵道。进一步的，每隔20m设置一个过水暗涵51(或过水涵道)，以将机动车道70和非机动车道50的雨水，引入道路两侧的生物滞留池10中。道路
两旁分别设置绿道30，绿道30和人行道40的雨水直接引入生物滞留池10连接的植草沟渠20中。
47.在一些优选实施例中，还包括过水管41，该过水管41铺设在所述过水涵道和所述植草沟渠之间。进一步的，过水管41埋设在人行道40内。相对于过水暗涵而言，过水管41埋设在道路内，而过水暗涵开设在道路的表面。
48.在一些优选实施例中，还包括路缘石61，多个所述路缘石61首尾依次相连，并设置在所述植草沟渠20的一侧；所述路缘石61上每隔10
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15m形成有豁口62。进一步的，每隔12m开设有一个豁口62，开设豁口62用于排放机动车道70的积水，这些积水流过豁口62后，进入非机动车道50的过水暗涵51，再通过过水管后进入植草沟渠20，最后进入到生物滞留池10中。当然，机动车道70的积水还可以通过非机动车道上表面和人行道上表面，进入绿道、植草沟渠以及生物滞留池。
49.进一步的，路缘石可以围设在绿化带的四周，也可以沿直线方向设置在非机动车道和人行道之间。路缘石连续铺设，且每隔12m开设有豁口。在绿化带上设置的豁口，绿化带的两侧对应开设，并且绿化带上铺设泥土和种植植物后，两个豁口之间通过通道连通，使得机动车道的水流经两个豁口后进入到非机动车道。
50.在一些优选实施例中，所述人工填料层14包括土工布过滤层。通过在砾石层15和种植土层13之间设置土工布过滤层，从而能够防止种植土层13的泥土落入砾石层15中，防止堵塞砾石层15；保证了水流的畅通，也保证了土壤的透气性。
51.在一些优选实施例中，所述蓄水层11形成有梯形开口；并且该梯形开口的两侧分别形成有台阶。蓄水层11的上表面分多级多台阶设置，甚至，每一级台阶形成相应的水位线，以起到提示和防御的作用。越高的台阶，对应的越深的水位线，并且越高的台阶对应的相对间距越宽，扩口越大，能够容纳的雨水量就越多。
52.在一些优选示例中，多孔排水管91上包裹透水土工布，设置透水土工布，以保证排水和排污效果。
53.请参阅图4
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图6，并结合图1
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图3，本技术示例性的一种高地下水位地区的道路，其特征在于：包括机动车道70以及上述任一方案所述的高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统；所述高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统沿所述机动车道70长度方向设置，且两个所述高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统分别设置在所述机动车道70的两侧。
54.在一些优选示例中，本高地下水位地区的道路还包括绿道30，绿道30设置在人行道40与植草沟渠20之间。进一步的，绿道30内沿竖向布设有雨水检查井。
55.在一些优选示例中，本高地下水位地区的道路还包括绿化带60，该绿化带60设置在所述机动车道旁，置于机动车道和非机动车道之间。进一步的，绿化带60的外围包围设置有路缘石61。绿化带60能够对消化部分机动车道70的雨水，机动车道的剩余的雨水进行非机动车道的过水暗涵，再经过人行道的过水管，最后进入到绿道和生物滞留池，雨水在这个流经的过程中，被层层削弱；并且在流经生物滞留池后，还得到了净化。
56.在一些优选示例中，本高地下水位地区的道路还包括人行道40、非机动车道50。机动车道70、绿化带60、非机动车道50、人行道40、绿道30、植草沟渠20、生物滞留池10依次并行排布。
57.在一些优选示例中，人行道40上铺设有雨水篦子，以方便排水和防止踩湿鞋。
58.在一些示例中，机动车道的两侧分别设置有绿化带60、非机动车道50、人行道40、绿道30、植草沟渠20、生物滞留池10，如图5所示。在另一些示例中，机动车道的一侧依次设置有绿化带60、非机动车道50、人行道40、绿道30、植草沟渠20、生物滞留池10，机动车道的另一侧依次设置有非机动车道、人行道以及生物滞留池，如图6所示。选择何种分布形式，根据实际道路的两侧的地形、河流分布的情况而定。
59.某海滨城市为暴雨多发地区，降雨充沛，平均降雨日达130～150天。其中，该市的某区的年径流总量控制率为73％，对应的设计降雨31.8mm，两大指标均为全市最高。同时短历时降雨强度较大，3年一遇1小时雨量约66mm，因此需要城市绿地具有低影响开发加强城市河道的能力，以降低内涝风险。然而，该市位于江流的入海口，濒临海洋，地下水主要为赋存于第四系各地层中的孔隙潜水，地下水稳定水位埋深0.5～2.5m，平均埋深不超过1m，丰水期地下水位上升，水位可上涨至接近现有自然地面，地下水向海域排泄。由于该市地下水位较高，且受潮水影响，故而海绵城市建设中地下水位过高可能会导致“自然积存、自然渗透和自然净化”的透水铺装措施蓄存雨水的效果不明显。
60.道路绿地作为海绵城市源头控制的重要环节，是海绵城市发挥作用的重要载体。但该市大部分地区地下水位比较高，地表雨水不容易下渗，且城市径流污染严重，不经过滤、净化处理，容易造成水污染，道路非透水铺装面积较大，一般的海绵设施不适用。尤其大部分的城市道路在快速的城市化建设中，之前并未考虑基础性海绵设施，为了实现海绵城市试点要求，需要对道路绿化进行“海绵型”绿地改造。但是针对海绵设施在改造型道路景观设计和实施阶段的研究比较缺乏，一定程度上制约了“海绵型”绿地改造的大范围推广应用。因此，本本技术的高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统及道路，在道路景观改造中的应用及技术措施，具有重要的实践意义。
61.本技术的高地下水位地区先期海绵型道路辅助系统及道路的目的及亮点：
62.1)海绵型景观设施不同于一般的单一lid海绵设施，本技术提供的方案是一种复合型的海绵设施，包括市政设施(路牙、排水管、暗涵、雨水篦子)及景观设施(园建、绿化)。
63.以该市某路为例，道路为先期建设道路，未按照海绵城市理念进行建设。鉴于道路透水沥青路面及景观绿化仍在施工建设，有条件对道路进行海绵改造。改造前样板路段北侧地势高，南侧为城市河道，中部存在局部低点，可能会造成内涝风险。该点两侧的道路坡度纵坡较大，在布置lid设施时考虑纵坡对lid设施调蓄体积的影响。改造采取路牙开口并增加生物滞留池10的工程措施进行内涝防治。
64.2)应用广泛，可调节性强，不受场地大小限制，具有较好的推广前景。
65.海绵型景观设施是一组系统工程，可根据场地实际和海绵城市要求调整规模大小，不受水位高低影响，实用性强。
66.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。