植草溝設計指南

1、植草溝設計指南1. 前言植草溝是通過模擬自然綠地而人為設計和建造的具有可控性和工程化特點 的海綿設施。植草溝利用溝渠和植物的協同作用來實現雨水的收集、轉輸以及凈 化，是實現徑流總量控制、污染物總量削減、洪峰延緩、地下水補充的重要技術 手段。在氣候溫和、雨量充沛、河網密布、城市化進程較快的地區(qū)，植草溝可以 發(fā)揮重要作用。2. 目標功能植草溝主要有以下功能：（1）轉輸雨水徑流；（2）雨水徑流滯蓄；（3）徑流污染物削減（4）補充地下水。根據其功能可將植草溝分為轉輸型植草溝和滲透型植草溝，轉輸型植草溝主 要是起到收集、轉輸雨水徑流的作用，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

2、設中應優(yōu)先應用植草溝轉輸雨水徑流。3. 適用條件下列幾種情況下宜采用植草溝技術：（1）比較窄的城市道路兩側的機非分隔帶；（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施之間的 雨水徑流轉輸；（3）小型地塊的雨水徑流收集和轉輸。4. 設計計算4.1規(guī)模計算在給定設計進出水水質的基礎上，根據各污染物目標去除率，按表4-1可查得植草溝與集水區(qū)面積比R。表3-1各污染物目標去除率與 R對應關系TSSTPTN目標去除率/%R1/%目標去除率/%R1/%目標去除率/%R1/%870.5600.5100.5901631121921.5661.5151.5942682172植草溝面積可由式4-1計

3、算:a=RFR A(4-1)式中a植草溝面積，川；RR-控制性目標污染物去除率所對應的 R值，%;A集水區(qū)面積，卅。4.2流量確定根據城市暴雨強度公式(式3-2),在給定重現期下計算設計流量4.2.1暴雨強度計算A(1 B lg P)q dr(t - C P )式中q 暴雨強度，L/(shm2)，下同；p降雨重現期，a,應取210a進行設計，50100a進行校核；t降雨歷時,min，包括地面集水時間t1(10min)和雨水流行時間t2，t2根據 實際情況通過計算確定。4.2.2綜合徑流系數集水區(qū)綜合雨量徑流系數的計算按各地塊滲透性質進行面積加權，具體參照表 4-2。表3-2不同下墊面的徑流系數

4、匯水面種類雨量徑流系數流量徑流系數綠化屋面(綠色屋頂，基質層厚度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地下建筑覆土綠地（覆土厚度5

5、00mm）0.150.25地下建筑覆土綠地（覆土厚度v500mm）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）一0.85-1.00注：以上數據參照室外排水設計規(guī)范（GB50014）和雨水控制與利用工程設計規(guī)范（DB11/685 ）。423設計流量計算設計流量及校核流量按式43計算，將各自重現期下暴雨強度分別帶入即可Q=a q A7 14-3）式中Q設計流量，m3/s;a綜合徑流系數；q暴雨強度，L/（s h-m2）；A集水區(qū)總面積，m?。4.3縱坡和邊坡設計431縱坡坡度植草溝縱坡坡度不應大于4%,縱坡較大時宜設置為階梯型植草溝或

6、在中途 設置消能臺坎。4.3.2邊坡系數植草溝寬度的確定應遵循如下原則： 保證處理效果、實現轉輸目標、滿足景 觀要求、便于維護管理、保障公眾安全。受場地因素限制，植草溝的寬度一般根 據城市建設預留地的范圍來確定。邊坡系數取值宜處于 0.10.25之間。道路兩側的植草溝邊坡系數通常會受十字路口影響。在不經過交叉路口時， 邊坡系數的取值主要考慮維護管理和公眾安全。在交叉路口處，若路面高度高于植草溝邊緣高度，邊坡系數通常應在1/61/4之間取值，此時應在路面以下預留 排水管道。若路面與植草溝邊緣在同一高程，邊坡系數應取1/9。植草溝高程的選擇應由城市規(guī)劃和景觀設計者共同決定， 在設計過程中也應參考當

7、地公路配套 設施設計規(guī)范和標準圖集。4.4斷面尺寸計算在確定長、寬、邊坡和縱坡系數的基礎上，過水斷面取水力最優(yōu)斷面，利用 曼寧公式并結合具體斷面形式求得植草溝斷面尺寸。二缶占卻毗宀弋n式中Q設計流量，m3/s;A1過水斷面面積，卅；R水力半徑，m;S渠底坡度；n曼寧系數，一般取0.020.1。4.5進水系統(tǒng)設計4.5.1地表漫流進水系統(tǒng)地表漫流進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 ），一般需考慮在進水口設置消能設施，減 少對植草溝的沖刷作用。這種進水系統(tǒng)的優(yōu)點是雨水能最大程度的與植物接觸， 起到良好緩沖作用，具有出色的預處理效果，相應地

8、其轉輸能力相對較弱。路緣石開口寬度的計算采用寬頂堰公式：Q=CwLh3/2 （4-5）式中Q單個開口設計流量，m3/s;Cw流量系數，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圖4-1路緣石的布置形式4.5.2單點溢流進水系統(tǒng)單點溢流進水指雨水通過雨水口收集并經過溢流口進入植草溝的方式（如圖3-2）。這種進水系統(tǒng)也要注意盡量減小沖刷效應，可以通過設置消能石或增加 植物密度來實現。圖3-2溢流進水系統(tǒng)當采用單點溢流進水時需計算溢流口 （進水口）尺寸，其尺寸在設計時需分 別按照自由出流和淹沒出流計算，然后取二者中較大的值作為結果。自由出流按 照寬頂堰流量公式（4-6

9、）計算，淹沒出流按照孔口出流公式（4-7）計算。由于 格柵的阻滯作用，導致進水口過流能力有所降低，在計算中引入阻滯因子B，一般取0.5。Q 堰=B Cw L h3/2 （4-6）式中Q堰一設計流量，m3/s;B阻滯因子，取0.5;Cw流量系數，取1.66;L堰寬(溢流口呈矩形時即為其周長)，m；h堰上水深，設計時取植草溝最大水深(即豎向深度)，m。Q 孔=BCdA(2gh)1/2(3-7)式中Q孔一設計流量，m3/s;B阻滯因子，取0.5;Cd-流量系數，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設計校核4.6.1流速校核植草溝水流流速應

10、滿足：短重現期(210年)降雨事件發(fā)生時，流速不應 超過0.5m/s;大重現期(50100年)降雨事件發(fā)生時，流速不應超過 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。在道路兩側人行道旁的植草溝應滿 足：(1) 在大重現期降雨事件發(fā)生時，溝內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。若a1a

11、,則處理能力滿足需求；反之則 需根據實際做出調整。4.7植物配置轉輸型植草溝主要是起到收集、轉輸雨水徑流的作用，植物配置應優(yōu)先考慮 設施的功能性，轉輸型植草溝應選擇滿鋪草坪，最大限度的實現雨水徑流的轉輸。滲透型植草溝有滲透、滯蓄、凈化雨水徑流的作用，植物配置應遵循以下原 則：（1）應兼顧設施功能和景觀效果相結合， 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、耐旱等生長習性的植物；（4） 選擇吸收能力強，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滲透型植草溝示意圖滲透型植草

12、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、細葉針茅、紫葉狼尾草、狼尾草、日本 血草、金葉苔草等。5.

13、施工圖要求5.1植草溝施工設計說明編制要點（1）植草溝方案的設計計算書，主要包括按照水文和水質目標計算植草溝 的面積、斷面尺寸、邊坡和縱坡、進出水口設計計算等。（2）植草溝溢流口（管）材質、強度，格柵規(guī)格、材質等。（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、進水口和溢流 口的布置、植物栽植等。（5）植草溝維護管理要求，主要包括植物管養(yǎng)和枯枝清理、進出水口清理 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）植草溝雨水管網和其他海綿設施位置關系。（2）植草溝長度。（3）進水口與溢流口數量、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