植草溝設(shè)計(jì)指南

1、植草溝設(shè)計(jì)指南1. 前言植草溝是通過模擬自然綠地而人為設(shè)計(jì)和建造的具有可控性和工程化特點(diǎn)的海綿設(shè)施。植草溝利用溝渠和植物的協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)雨水的收集、轉(zhuǎn)輸以及凈化，是實(shí)現(xiàn)徑流總量控制、污染物總量削減、洪峰延緩、地下水補(bǔ)充的重要技術(shù)手段。在氣候溫和、雨量充沛、河網(wǎng)密布、城市化進(jìn)程較快的地區(qū)，植草溝可以發(fā)揮重要作用。2. 目標(biāo)功能植草溝主要有以下功能：（ 1）轉(zhuǎn)輸雨水徑流；（ 2）雨水徑流滯蓄；（ 3）徑流污染物削減（ 4）補(bǔ)充地下水。根據(jù)其功能可將植草溝分為轉(zhuǎn)輸型植草溝和滲透型植草溝，轉(zhuǎn)輸型植草溝主要是起到收集、轉(zhuǎn)輸雨水徑流的作用，滲透型植草溝主要起滲透、滯蓄、凈化雨水徑流的作用。在海綿城市建設(shè)中

2、應(yīng)優(yōu)先應(yīng)用植草溝轉(zhuǎn)輸雨水徑流。3. 適用條件下列幾種情況下宜采用植草溝技術(shù)：（ 1）比較窄的城市道路兩側(cè)的機(jī)非分隔帶；（ 2）建筑落水管斷接口與生物滯留池、濕地或高位花壇等海綿設(shè)施之間的雨水徑流轉(zhuǎn)輸；（ 3）小型地塊的雨水徑流收集和轉(zhuǎn)輸。4. 設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 規(guī)模計(jì)算在給定設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)各污染物目標(biāo)去除率，按表4-1 可查得植草溝與集水區(qū)面積比R。表 3-1 各污染物目標(biāo)去除率與R 對應(yīng)關(guān)系TSSTPTN目標(biāo)去除率/%R1/%目標(biāo)去除率/%R1/%目標(biāo)去除率/%R1/%870.5600.5100.5901631121921.5661.5151.5942682172植草溝面積可由式

3、4-1 計(jì)算：a=Rx A(4-1)式中a植草溝面積，；Rx控制性目標(biāo)污染物去除率所對應(yīng)的R值， %；A集水區(qū)面積，。4.2 流量確定根據(jù)城市暴雨強(qiáng)度公式(式3-2)，在給定重現(xiàn)期下計(jì)算設(shè)計(jì)流量。4.2.1 暴雨強(qiáng)度計(jì)算A(1 B lg P)DE(t C P )式中 q暴雨強(qiáng)度，L/(s h m2)，下同；P降雨重現(xiàn)期，a，應(yīng)取210a進(jìn)行設(shè)計(jì)，50100a進(jìn)行校核 ;t 降雨歷時(shí),min，包括地面集水時(shí)間t1(10min)和雨水流行時(shí)間t2， t2 根據(jù)實(shí)際情況通過計(jì)算確定。4.2.2 綜合徑流系數(shù)集水區(qū)綜合雨量徑流系數(shù)的計(jì)算按各地塊滲透性質(zhì)進(jìn)行面積加權(quán)，具體參照表4-2。表 3-2 不同下

4、墊面的徑流系數(shù)匯水面種類雨量徑流系數(shù)流量徑流系數(shù)綠化屋面（綠色屋頂，基質(zhì)層厚度300mm ）0.30-0.400.40硬屋面、未鋪石子的屋面和瀝青路面0.80-0.900.85-0.95鋪石子的平屋面0.60-0.700.80混泥土、瀝青路面和廣場0.80-0.900.85-0.95大塊石鋪設(shè)路面及廣場0.50-0.600.55-0.65瀝青表面處理的碎石路面及廣場0.45-0.550.55-0.65級配碎石路面及廣場0.400.40-0.50干砌磚石或碎石路面及廣場0.400.35-0.40非鋪砌的土路面0.30.25-0.35綠地0.150.10-0.20水面1.001.00地下建筑覆土綠

5、地（覆土厚度500mm）0.150.25地下建筑覆土綠地（覆土厚度500mm）0.30-0.400.40透水鋪裝地面0.08-0.450.08-0.45下沉廣場（50 年及50 年一遇以上）0.85-1.00注：以上數(shù)據(jù)參照室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014）和雨水控制與利用工程設(shè)計(jì)規(guī)范（ DB11/685）。4.2.3 設(shè)計(jì)流量計(jì)算設(shè)計(jì)流量及校核流量按式43 計(jì)算， 將各自重現(xiàn)期下暴雨強(qiáng)度分別帶入即可。Q=q A-7 1 0 （ 4-3）式中Q設(shè)計(jì)流量，m3/s; 綜合徑流系數(shù);q暴雨強(qiáng)度，L/(s h )；A集水區(qū)總面積，。4.3 縱坡和邊坡設(shè)計(jì)4.3.1 縱坡坡度植草溝縱坡坡度不應(yīng)大于4%

6、，縱坡較大時(shí)宜設(shè)置為階梯型植草溝或在中途設(shè)置消能臺坎。4.3.2 邊坡系數(shù)植草溝寬度的確定應(yīng)遵循如下原則：保證處理效果、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)輸目標(biāo)、滿足景觀要求、便于維護(hù)管理、保障公眾安全。受場地因素限制，植草溝的寬度一般根據(jù)城市建設(shè)預(yù)留地的范圍來確定。邊坡系數(shù)取值宜處于0.10.25之間。道路兩側(cè)的植草溝邊坡系數(shù)通常會受十字路口影響。在不經(jīng)過交叉路口時(shí)，邊坡系數(shù)的取值主要考慮維護(hù)管理和公眾安全。在交叉路口處，若路面高度高于植草溝邊緣高度，邊坡系數(shù)通常應(yīng)在1/61/4 之間取值，此時(shí)應(yīng)在路面以下預(yù)留排水管道。若路面與植草溝邊緣在同一高程，邊坡系數(shù)應(yīng)取1/9。植草溝高程的選擇應(yīng)由城市規(guī)劃和景觀設(shè)計(jì)者共同決定，

7、在設(shè)計(jì)過程中也應(yīng)參考當(dāng)?shù)毓放涮自O(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)圖集。4.4 斷面尺寸計(jì)算在確定長、寬、邊坡和縱坡系數(shù)的基礎(chǔ)上，過水?dāng)嗝嫒∷ψ顑?yōu)斷面，利用曼寧公式并結(jié)合具體斷面形式求得植草溝斷面尺寸。4.5 Q設(shè)計(jì)流量，m3/s;A1過水?dāng)嗝婷娣e，;R水力半徑，m;S渠底坡度；n 曼寧系數(shù)，一般取0.020.1。4.5進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.5.1 地表漫流進(jìn)水系統(tǒng)地表漫流進(jìn)水指的是雨水通過路緣與植草溝的高程差自然流入或通過路緣石開口流入植草溝的方式（如圖4-1），一般需考慮在進(jìn)水口設(shè)置消能設(shè)施，減少對植草溝的沖刷作用。這種進(jìn)水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是雨水能最大程度的與植物接觸，起到良好緩沖作用，具有出色的預(yù)處理效果，相應(yīng)地

8、其轉(zhuǎn)輸能力相對較弱。路緣石開口寬度的計(jì)算采用寬頂堰公式：Q=CwLh3/2（ 4-5）式中Q單個(gè)開口設(shè)計(jì)流量，m3/s;Cw流量系數(shù)，取1.66；L堰寬，即路緣石開口寬度，m；h堰上水深，即開口處徑流深度，m。4-1 路緣石的布置形式4.5.2單點(diǎn)溢流進(jìn)水系統(tǒng)單點(diǎn)溢流進(jìn)水指雨水通過雨水口收集并經(jīng)過溢流口進(jìn)入植草溝的方式（如圖3-2）。這種進(jìn)水系統(tǒng)也要注意盡量減小沖刷效應(yīng)，可以通過設(shè)置消能石或增加植物密度來實(shí)現(xiàn)。3-2 溢流進(jìn)水系統(tǒng)當(dāng)采用單點(diǎn)溢流進(jìn)水時(shí)需計(jì)算溢流口（進(jìn)水口）尺寸， 其尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)需分別按照自由出流和淹沒出流計(jì)算，然后取二者中較大的值作為結(jié)果。自由出流按照寬頂堰流量公式（4-6）計(jì)

9、算，淹沒出流按照孔口出流公式（4-7）計(jì)算。由于格柵的阻滯作用，導(dǎo)致進(jìn)水口過流能力有所降低，在計(jì)算中引入阻滯因子B，一般取0.5。Q堰 =B Cw Lh3/2（ 4-6）式中 Q 堰 設(shè)計(jì)流量，m3/s;B阻滯因子，取0.5；Cw流量系數(shù)，取1.66；L 堰寬（溢流口呈矩形時(shí)即為其周長），m；h堰上水深，設(shè)計(jì)時(shí)取植草溝最大水深（即豎向深度），m。Q孔 =BCdA（2gh）1/2 （ 3-7）式中 Q 孔 設(shè)計(jì)流量，m3/s；B阻滯因子，取0.5；Cd 流量系數(shù)，取0.6；A 孔口面積，m2；g重力加速度，取9.80m/s2；h水面與孔口中心的高度差，m。4.6設(shè)計(jì)校核4.6.1 流速校核植草溝

10、水流流速應(yīng)滿足：短重現(xiàn)期（210 年）降雨事件發(fā)生時(shí)，流速不應(yīng)超過0.5m/s；大重現(xiàn)期（50100年）降雨事件發(fā)生時(shí)，流速不應(yīng)超過1.0m/s，最大不得超過2.0m/s。3.6.2安全校核考慮到植草溝的開放性所造成的安全隱患，需要對其進(jìn)行安全校核，植草溝的安全性一般通過其深度與流速之積來評估。在道路兩側(cè)人行道旁的植草溝應(yīng)滿足：（ 1）在大重現(xiàn)期降雨事件發(fā)生時(shí)，溝內(nèi)水流深度與流速之積小于0.4m2/s；（ 2）邊緣與路面等高的植草溝在交叉路口處水深不超過0.3m。4.6.3處理能力校核在植草溝斷面尺寸及縱坡等參數(shù)確定的情況下，比較按照斷面尺寸和長度求得的植草溝面積a1 與 2.1 中求得的a。

11、若a1a，則處理能力滿足需求；反之則需根據(jù)實(shí)際做出調(diào)整。4.7植物配置轉(zhuǎn)輸型植草溝主要是起到收集、轉(zhuǎn)輸雨水徑流的作用，植物配置應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)施的功能性，轉(zhuǎn)輸型植草溝應(yīng)選擇滿鋪草坪，最大限度的實(shí)現(xiàn)雨水徑流的轉(zhuǎn)輸。滲透型植草溝有滲透、滯蓄、 凈化雨水徑流的作用，植物配置應(yīng)遵循以下原則：（ 1） 應(yīng)兼顧設(shè)施功能和景觀效果相結(jié)合，營造三季有花、四季有景的效果；（ 2）選擇鄉(xiāng)土樹種為主的植物，提高植物成活率；（ 3）選擇具有耐水濕、耐澇、耐旱等生長習(xí)性的植物；（ 4） 選擇吸收能力強(qiáng)，對徑流污染物有一定的凈化效果的植物，特別是氮、磷的去除。（ 5）選擇有觀賞性，滿足景觀效果的植物。圖 4-4 滲透型植草溝

12、示意圖滲透型植草溝的植物配置建議：（1）路旁綠地：植物配置以垂絲海棠、櫻花、碧桃、紫荊、紫薇、木槿、花石榴、金桂、臘梅、山茶等小喬木為主干樹種，搭配紅葉石楠、毛鵑、小葉梔子、金森女貞、南天竹、紅花繼木、迎春、大花萱草、紅花美女櫻、紅帽月季、大花金雞菊、花葉玉簪、茶梅、常下石竹、紅花酢醬草、金邊麥冬、花葉絡(luò)石等灌木、地被，常綠、落葉、觀葉、觀花、觀果不同植物的搭配，凸顯植物的季相變化、層次分明，增加觀賞性。（ 2）耐水濕植物：水生美人蕉、黃花美人蕉、西伯利亞鳶尾、黃菖蒲、千屈菜、旱傘草、花葉蘆竹、金葉石菖蒲等。（ 3）觀賞草類：矮蒲葦、花葉芒、細(xì)葉針茅、紫葉狼尾草、狼尾草、日本血草、金葉苔草等。

13、5. 施工圖要求5.1 植草溝施工設(shè)計(jì)說明編制要點(diǎn)（ 1）植草溝方案的設(shè)計(jì)計(jì)算書，主要包括按照水文和水質(zhì)目標(biāo)計(jì)算植草溝的面積、斷面尺寸、邊坡和縱坡、進(jìn)出水口設(shè)計(jì)計(jì)算等。（ 2）植草溝溢流口（管 ）材質(zhì)、強(qiáng)度，格柵規(guī)格、材質(zhì)等。（ 3）植草溝種植植物的配置要求。（ 4）植草溝施工工藝要求，主要包括管道連接、土壤壓實(shí)、進(jìn)水口和溢流口的布置、植物栽植等。（ 5）植草溝維護(hù)管理要求，主要包括植物管養(yǎng)和枯枝清理、進(jìn)出水口清理等。5.2 植草溝施工圖圖紙要求5.2.1 植草溝平面布置圖（ 1）植草溝雨水管網(wǎng)和其他海綿設(shè)施位置關(guān)系。（ 2）植草溝長度。（ 3）進(jìn)水口與溢流口數(shù)量、間距。5.2.2 植草溝橫斷面布置圖（ 1）植草溝與道路位置關(guān)系。（ 2）道路坡度、寬度。（ 3）植草溝橫斷面尺寸。（ 4）雨水管位置、管徑。5.2.3