一种减流减沙生态植草沟

1.本实用新型涉及城市雨水控制与净化试验技术领域，特别是涉及一种减流减沙生态植草沟。


背景技术：

2.生态植草沟是我国海绵城市建设的重要措施之一。在当前海绵城市建设的新理念之中，生态植草沟技术也被看作是泥沙与污染物的主要“过滤器”。作为低影响开发措施的一种，植草沟主要在重力流作用下收集净化雨水，对道路等不透水区域具有削减水量和净化水质的作用。
3.在城市面源污染控制系统中，生态植草沟的设计应尽可能增加持留、渗透、传输和净化雨水的能力，同时考虑水文、土壤及植物类型等因素。因此，生态植草沟的设计参数多样、复杂，且与环境水文性能密切相关。
4.但目前植草沟设计参数选取仍缺乏针对性，缺乏有效的试验手段，以对植草沟的设计提供技术指南，测定对应的植草沟的的设计参数。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种减流减沙生态植草沟，旨在解决现有技术中缺乏有效的试验手段，以对植草沟的设计提供技术指南，测定对应的植草沟的设计参数的技术问题。
6.一种减流减沙生态植草沟，包括径流供给系统、种植沟槽及径流收集系统，所述种植沟槽的一端连接进水槽，所述径流供给系统用于将含沙雨水提供至所述进水槽内，所述种植沟槽内设置种植填充层，所述种植沟槽远离所述进水槽的一端设置第一出水口及第二出水口，所述第一出水口及所述第二出水口自上而下依次设置，且所述第一出水口及所述第二出水口均连通所述径流收集系统，所述种植沟槽的底部连接支撑机构，所述支撑机构用于调节所述种植沟槽的纵向坡度。
7.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：调整所述支撑机构将所述种植沟槽调整至需求的纵向坡度，通过所述径流供给系统按设定的流量向所述种植沟槽内提供径流，径流通过所述种植沟槽内的所述种植填充层进行过滤及传输后，表层径流通过所述第一出水口进入所述径流收集系统，深层径流通过所述第二出水口进入所述径流收集系统，通过上述结构可模拟植草沟的设计状态，通过测定水力负荷、纵向坡度、结构层深度、草坪类型等设计参数，建立地表径流污染物去除效果和对雨洪峰消减率的环境水文性能关系，为生态植草沟设计提供依据。
8.进一步，所述种植填充层包括自上而下依次设置的植被层、种植土层、滤料层及砾石层，所述第一出水口与所述植被层的底部位置对应，所述第二出水口与所述砾石层的底部位置对应。
9.更进一步，所述种植土层的厚度为19-21cm，所述滤料层的厚度为59-61cm，所述砾
石层的厚度为19-21cm。
10.更进一步，所述滤料层与所述砾石层之间设置透水土工布，所述透水土工布的平方克重为290-310g/m2。
11.更进一步，所述种植土层呈“u”型结构。
12.更进一步，所述种植沟槽呈“u”型结构，所述种植沟槽的长度为5-10m，所述种植沟槽的宽度为1-5m，所述种植沟槽的深度为0.6-1m。
13.更进一步，所述支撑机构包括若干个支撑脚，若干个所述支撑脚自所述进水槽向所述第一出水口方向间隔均匀分布，所述支撑脚可沿轴向升降。
14.更进一步，所述进水槽的宽度与所述种植沟槽的宽度相同。
15.更进一步，所述种植沟槽的纵向坡度为1％-4％。
16.再进一步，所述径流供给系统包括水桶、搅拌机构及流量计，所述水桶内设置所述搅拌机构，所述水桶通过出水管连通所述进水槽的底部，所述出水管上设置所述流量计，所述流量计用于控制所述出水管的出水量。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例中减流减沙生态植草沟的结构示意图；
18.图2本实用新型实施例中减流减沙生态植草沟中种植填充层的结构示意图；
19.图3本实用新型实施例中减流减沙生态植草沟中径流供给系统的结构示意图；
20.主要元件符号说明：
21.种植沟槽10进水槽20种植填充层30植被层310种植土层320滤料层330砾石层340第一出水口40第二出水口50支撑机构60径流供给系统70水桶710搅拌机构720流量计730出水管740
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22.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
23.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供该实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
24.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领
域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
26.请参阅图1至图3，本实用新型实施例中的减流减沙生态植草沟，包括径流供给系统70、种植沟槽10及径流收集系统，所述种植沟槽10的一端连接进水槽20，所述径流供给系统70用于将含沙雨水提供至所述进水槽20内。可以理解地，通过人工配水以模拟实际雨水径流，在水中加入定量风干并过2mm筛后的土壤，配置相应泥沙浓度的含沙雨水。根据城市暴雨强度公式，在给定重现期下计算设计流量过程：
[0027][0028]
式中：q为暴雨强度，l/(s
·
hm2)；p为降雨重现期，a；t为降雨历时，min。
[0029]
设计降雨量确定后，根据下垫面状况确定降雨径流系数，从而计算得出汇水区域进入植草沟的径流流量：q＝0.001ψqf；
[0030]
式中，q为进水径流流量，m3/min；ψ为雨量径流系数，根据《室外排水设计规范》(gb 50014—2006)(2016年版)，取值为0.9；q为设计平均降雨强度，mm/min；f为汇水面积，m2。
[0031]
所述径流供给系统70包括水桶710、搅拌机构720及流量计730，所述水桶710内设置所述搅拌机构720，所述搅拌机构720用于搅拌所述水桶710内的含沙雨水，以使含沙雨水充分混匀。所述水桶710通过出水管740连通所述进水槽20的底部，所述出水管740上设置所述流量计730，所述流量计730用于控制所述出水管740的出水量，进而使所述进水桶710为所述种植沟槽10持续按设定的流量提供径流，完成水力负荷的测定。可以理解地，所述进水槽20的宽度与所述种植沟槽10的宽度相同，通过将所述出水管740连通所述进水槽20 的底部，使所述进水槽20内的含沙雨水从底部逐渐上升，并满溢至所述种植沟槽10内，实现水流的扩散及平稳的冲刷。
[0032]
所述种植沟槽10的底部连接支撑机构60，所述支撑机构60用于调节所述种植沟槽10的纵向坡度。具体地，所述支撑机构60包括若干个支撑脚，若干个所述支撑脚自所述进水槽20向所述第一出水口40方向间隔均匀分布，所述支撑脚可沿轴向升降，以完成所述种植沟槽10的纵向坡度的调节。可以理解地，所述支撑脚朝向所述种植沟槽10的底部的一端转动连接于所述种植沟槽10上，在所述支撑脚进行轴向升降时，可避免所述支撑脚与所述种植沟槽10刚性连接，使两者产生损坏。通过调整不同的所述支撑脚的高度，使所述种植沟槽10产生倾斜，进而实现所述种植沟槽10的纵向坡度的调节。优选地，所述种植沟槽10 的纵向坡度为1％-4％，所述种植沟槽10的横向坡度(垂直:水平)固定为1：3。
[0033]
所述种植沟槽10由2cm厚的钢板焊接而成，所述种植沟槽10呈“u”型结构，所述种植沟槽10的长度为5-10m，所述种植沟槽10的宽度为1-5m，所述种植沟槽10的深度为0.6-1m。优选地，所述种植沟槽10的长度为6m，所述种植沟槽10的宽度为1m，所述种植沟槽10的深度为1m。
[0034]
所述种植沟槽10内设置种植填充层30，所述种植沟槽10远离所述进水槽 20的一端设置第一出水口40及第二出水口50，所述第一出水口40及所述第二出水口50自上而下依次设置，且所述第一出水口40及所述第二出水口50均连通所述径流收集系统。调整所述支撑机构60将所述种植沟槽10调整至需求的纵向坡度，通过所述径流供给系统70按设定的流
量向所述种植沟槽10内提供径流，径流通过所述种植沟槽10内的所述种植填充层30进行过滤及传输后，表层径流通过所述第一出水口40进入所述径流收集系统，深层径流通过所述第二出水口50进入所述径流收集系统。通过上述结构。模拟植草沟的设计状态，通过测定水力负荷、纵向坡度、结构层深度、草坪类型等设计参数，建立地表径流污染物去除效果和对雨洪峰消减率的环境水文性能关系，为生态植草沟设计提供依据。
[0035]
所述种植填充层30包括自上而下依次设置的植被层310、种植土层320、滤料层330及砾石层340，所述第一出水口40与所述植被层310的底部位置对应，所述第二出水口50与所述砾石层340的底部位置对应，优选地，所述第一出水口40呈三角状，以实现表层径流的汇聚收集。所述种植土层320用于为所述植被层310提供土壤养分，促进植被生长。优选地，所述种植土层320呈“u”型结构，为表层径流提供输送通道。
[0036]
所述砾石层340由粒径为1-3cm的砾石堆积形成，所述滤料层330由细沙和壤土混合形成，所述滤料层330与所述砾石层340之间设置透水土工布，以避免堵塞，所述透水土工布的平方克重为290-310g/m2。所述种植土层320的厚度为19-21cm，所述滤料层330的厚度为59-61cm，所述砾石层340的厚度为 19-21cm。所述植被层310的厚度为19-21cm。可以理解地，所述植被层310由耐水性草本组成。通过调节所述种植填充层30的厚度，可实现对流污染物去除效果及径流消减量的调节。
[0037]
所述径流收集装置包括径流桶，液位传感器及数据采集器，所述第一出水口40及所述第二出水口50连通所述径流桶，在所述径流桶收集表层径流及深层径流的同时，所述液位传感器及所述数据采集器配合对所述第一出水口40及所述第二出水口50的水位进行观测记录。
[0038]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0039]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。