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1、植草沟设计指南1 .前言植草沟是通过模拟自然绿地而人为设计和建造的具有可控性和工程化特点 的海绵设施.植草沟利用沟渠和植物的协同作用来实现雨水的收集、转输以及净 化,是实现径流总量限制、污染物总量削减、洪峰延缓、地下水补充的重要技术 手段.在气候温和、雨量充分、河网密布、城市化进程较快的地区,植草沟可以 发挥重要作用.2 .目标功能植草沟主要有以下功能：(1)转输雨水径流；(2)雨水径流滞蓄；(3)径流污染物削减(4)补充地下水.根据其功能可将植草沟分为转输型植草沟和渗透型植草沟,转输型植草沟主 要是起到收集、转输雨水径流的作用,渗透型植草沟主要起渗透、滞蓄、净化雨 水径流的作用.在海绵城市建
2、设中应优先应用植草沟转输雨水径流.3 .适用条件以下几种情况下宜采用植草沟技术：(1)比拟窄的城市道路两侧的机非分隔带；(2)建筑落水管断接口与生物滞留池、湿地或高位花坛等海绵设施之间的 雨水径流转输；(3)小型地块的雨水径流收集和转输.4.设计计算规模计算在给定设计进出水水质的根底上,根据各污染物目标去除率,按表4-1可查 得植草沟与集水区面积比R.表3-1各污染物目标去除率与R对应关系TSSTPTN目标去除率/%R1/%目标去除率/%R1/%目标去除率/%R1/%876010901631121926615942682172植草沟面积可由式4-1计算:a=RxXA(4-1)式中a植草沟面积,
3、m2;Rx-限制性目标污染物去除率所对应的R值,%A一集水区面积,m20流量确定根据城市暴雨弓S度公式(式3-2),在给定重现期下计算设计流量 暴雨强度计算A(1 B lg P)D E(t C P )式中q暴雨强度,L/(s hm2),下同；P一降雨重现期,a,应取210a进行设计,50100a进行校核；t一降雨历时,min,包括地面集水时间t1(10min)和雨水流行时间t2 , t2根 据实际情况通过计算确定.综合径流系数集水区综合雨量径流系数的计算按各地块渗透性质进行面积加权,具体参照表 4-2.表3-2不同下垫面的径流系数汇水面种类雨量径流系数流量径流系数绿化屋面绿色屋顶,基质层厚度3
4、00mm硬屋囿、未铺后子的屋面和沥青路面铺后子的平屋囿混泥土、沥青路面和广场大块石铺设路向及广场沥青外表处理的碎石路向及广场级配碎石路向及广场干砌砖石或碎石路向及广场非铺砌的土路面绿地水面地下建筑覆土绿地覆土厚度500mm地下建筑覆土绿地覆土厚度v500mm透水铺装地面下沉广场(50年及50年一遇以上)一注：以上数据参照?室外排水设计标准?(GB50014和?雨水限制与利用工程设计标准?(DB11/685).设计流量计算设计流量及校核流量按式43计算,将各自重现期下暴雨强度分别带入即可. Q=a - q - AX 10-7(4-3)式中Q设计流量,m3 /s;a 综合径流系数；q一暴雨强度,L
5、/(s , h ffl2) A一集水区总面积,m20纵坡和边坡设计纵坡坡度植草沟纵坡坡度不应大于4%纵坡较大时宜设置为阶梯型植草沟或在中途 设置消能台坎.边坡系数植草沟宽度确实定应遵循如下原那么： 保证处理效果、实现转输目标、满足景 观要求、便于维护治理、保证公众平安.受场地因素限制,植草沟的宽度一般根 据城市建设预留地的范围来确定.边坡系数取值宜处于之间.道路两侧的植草沟边坡系数通常会受十字路口影响.在不经过交叉路口时, 边坡系数的取值主要考虑维护治理和公众平安.在交叉路口处,假设路面高度高于植草沟边缘高度,边坡系数通常应在1/61/4之间取值,此时应在路面以下预留 排水管道.假设路面与植草
6、沟边缘在同一高程,边坡系数应取1/9.植草沟高程的选择应由城市规划和景观设计者共同决定, 在设计过程中也应参考当地公路配套 设施设计标准和标准图集.断面尺寸计算在确定长、宽、边坡和纵坡系数的根底上,过水断面取水力最优断面,利用 曼宁公式并结合具体断面形式求得植草沟断面尺寸.式中Q设计流量,m3 /s;A1一过水断面面积,m2 ;R一水力半径,m;S一渠底坡度；n曼宁系数,一般取o进水系统设计地表漫流进水系统地表漫流进水指的是雨水通过路缘与植草沟的高程差自然流入或通过路缘石开口流入植草沟的方式(如图4-1), 一般需考虑在进水口设置消能设施,减 少对植草沟的冲刷作用.这种进水系统的优点是雨水能最
7、大程度的与植物接触, 起到良好缓冲作用,具有出色的预处理效果,相应地其转输水平相对较弱.路缘石开口宽度的计算采用宽顶堰公式：Q=Cw L h3/2(4-5)式中Q单个开口设计流量,m3/s;Cw-流量系数,取；L一堰宽,即路缘石开口宽度,m；h一堰上水深,即开口处径流深度,m图4-1路缘石的布置形式单点溢流进水系统单点溢流进水指雨水通过雨水口收集并经过溢流口进入植草沟的方式如图3-2.这种进水系统也要注意尽量减小冲刷效应,可以通过设置消能石或增加 植物密度来实现.；仙闾图3-2溢流进水系统当采用单点溢流进水时需计算溢流口 进水口尺寸,其尺寸在设计时需分 别根据自由出流和淹没出流计算,然后取二者
8、中较大的值作为结果.自由出流按 照宽顶堰流量公式4-6计算,淹没出流根据孔口出流公式4-7计算.由于 格栅的阻滞作用,导致进水口过流水平有所降低,在计算中引入阻滞因子 B,一 般取.Q堰=B- Cw- L h3/24-6式中Q堰一设计流量,m3/s;B一阻滞因子,取；Cw-流量系数,取；L一堰宽溢流口呈矩形时即为其周长,m；h堰上水深,设计时取植草沟最大水深即竖向深度,mQ孔=B Cd - A2 g h1/2 3-7式中Q孔一设计流量,m3/s；B一阻滞因子,取；Cd流量系数,取；A一 孔口面积,m2,g一重力加速度,取s2；h一水面与孔口中央的高度差,nr设计校核流速校核植草沟水流流速应满足
9、：短重现期(210年)降雨事件发生时,流速不应 超过s；大重现期(50100年)降雨事件发生时,流速不应超过 s,最大不得超 过So平安校核考虑到植草沟的开放性所造成的平安隐患, 需要对其进行平安校核,植草沟 的平安性一般通过其深度与流速之积来评估.在道路两侧人行道旁的植草沟应满 足：(1)在大重现期降雨事件发生时,沟内水流深度与流速之积小于S；(2)边缘与路面等高的植草沟在交叉路口处水深不超过.处理水平校核在植草沟断面尺寸及纵坡等参数确定的情况下,比拟根据断面尺寸和长度求 得的植草沟面积a1与中求得的a.假设a1a,那么处理水平满足需求；反之那么需根 据实际做出调整.植物配置转输型植草沟主要
10、是起到收集、转输雨水径流的作用,植物配置应优先考虑 设施的功能性,转输型植草沟应选择满铺草坪,最大限度的实现雨水径流的转输.渗透型植草沟有渗透、滞蓄、净化雨水径流的作用,植物配置应遵循以下原 那么：(1)应兼顾设施功能和景观效果相结合, 营造三季有花、四季有景的效果； 7(2)选择乡土树种为主的植物,提升植物成活率；(3)选择具有耐水湿、耐涝、耐旱等生长习性的植物；(4)选择吸收水平强,对径流污染物有一定的净化效果的植物, 特别是氮、 磷的去除.(5)选择有欣赏性,满足景观效果的植物.图4-4渗透型植草沟示意图渗透型植草沟的植物配置建议：(1)路旁绿地：植物配置以垂丝海棠、樱花、碧桃、紫荆、紫
11、薇、木槿、 花石榴、金桂、腊梅、山茶等小乔木为主干树种,搭配红叶石楠、毛鹃、小叶桅 子、金森女贞、南大竹、红花继木、迎春、大花萱草、红花美女樱、红帽月季、 大花金鸡菊、花叶玉簪、茶梅、常下石竹、红花酢酱草、金边麦冬、花叶络石等 灌木、地被,常绿、落叶、观叶、观花、观果不同植物的搭配,凸显植物的季相 变化、层次清楚,增加欣赏性.(2)耐水湿植物：水生美人蕉、黄花美人蕉、西伯利亚莺尾、黄菖蒲、千 屈菜、旱伞草、花叶产竹、金叶石菖蒲等.(3)欣赏草类：矮蒲苇、花叶芒、细叶针茅、紫叶狼尾草、狼尾草、日本 血草、金叶苔草等.5.施工图要求植草沟施工设计说明编制要点(1)植草沟方案的设计计算书,主要包括根
12、据水文和水质目标计算植草沟 的面积、断面尺寸、边坡和纵坡、进出水口设计计算等.(2)植草沟溢流口(管)材质、强度,格栅规格、材质等.(3)植草沟种植植物的配置要求.(4)植草沟施工工艺要求,主要包括管道连接、土壤压实、进水口和溢流 口的布置、植物栽植等.(5)植草沟维护治理要求,主要包括植物管养和枯枝清理、进出水口清理 等.植草沟施工图图纸要求植草沟平面布置图(1)植草沟雨水管网和其他海绵设施位置关系.(2)植草沟长度.(3)进水口与溢流口数量、间距.植草沟横断面布置图(1)植草沟与道路位置关系.(2)道路坡度、宽度.(3)植草沟横断面尺寸.(4)雨水管位置、管径.植草沟纵断面布置图(1)植草沟纵坡坡度.(2)植草沟底部标高.进水系统大样图(1)假设采用外表漫流进水系统,需给出路缘石开口横、纵剖面图,注明开 口尺寸和高程布置.(2)假设采用单点溢流进水系统,需给出溢流设施横、纵剖面图,俯视图.植草沟末端与其他设施连接处大样图(1)俯视图,各构筑物和管道材质、尺寸.(2)横剖面图,标明关键位置高程,地面高程(3)必要时,纵剖面图辅助说明.