一种具有雨水截留和除磷功能的绿色屋顶的制作方法

本发明属于城市环境规划、环境保护和绿色建筑技术领域，特别涉及一种具有雨水截留和除磷功能的绿色屋顶。

背景技术：

随着我国城市化进程的不断加快，城市的数量规模急剧增加，城市的规模也不断扩大，城市不透水面积急剧增加，从而导致了城市内涝，温室效应加剧，城市水循环被阻断，地下水位下降等一系列问题。城市屋面通常占城区面积的20％-40％，占城市不透水面积的40％-50％，是城市下垫面的重要组成部分，是城市暴雨径流的重要产生和中转地。因此减少屋面雨水径流和控制屋面雨水径流污染具有重要意义。绿色屋顶指质量较轻并在屋顶防水层和根阻层上种有植被的屋顶，是在屋顶隔水层的上方铺一层土壤，然后部分或全部栽上植物。绿色屋顶能够产生多种效益，包括缓冲暴雨、延长屋顶防水系统使用寿命、提升建筑美学、利用屋顶空间、提高隔热防热性能、减轻城市热岛效应、帮助减少噪声、为动植物提供栖息地、吸收二氧化碳、增加生物多样性等。同时绿色屋顶的土壤和植被具有一定的碳汇能力，有利于大气中二氧化碳的减少。因此绿色屋顶被bmps(雨水最佳管理模式)和lid(低影响开发)广泛采用。但维护绿色屋面上的植物需要添加肥料，土壤基质中也存在营养性物质，以及大气沉降使污染物转移到地面，在雨水的淋溶作用下，会导致绿色屋顶中雨水径流含有多种营养性污染物，同时这些雨水会通过雨水排水系统排到受纳水体中从而导致水体富营养化。王书敏等研究发现绿色屋顶的暴雨径流的ph值为7.7，总磷的含量是0.17—0.28mg/l。研究表明由于磷的扩散系数较低，易在地表水体中沉积，因此磷是80％湖泊水体富营养化的控制因子。一般认为湖库等水体中总磷浓度大于0.02mg/l，则被认为是富营养化的水体，总磷浓度超过0.05mg/l时，藻类和某些水生植物就会过度生长。滇池的水体富营养化的研究发现，67％的污染来自面源污染，同时城市面源是除农业面源之外的第二大污染源。因此需要一种既能截留雨水，又可以除去水中磷元素的绿色屋顶的建造方式来控制城市的面源污染，缓解水体富营养化。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有雨水截留和除磷功能的绿色屋顶，以解决屋面雨水径流污染和雨水带来的水体富营养化问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有雨水截留和除磷功能的绿色屋顶，包括除磷区域和截留区域；截留区域设置在除磷区域的侧面，除磷区域和截留区域之间设置有阻隔墙；除磷区域包括植被种植层、土壤基质层、铝污泥基质层、隔离过滤层和排水层；植被种植层、土壤基质层、铝污泥基质层、隔离过滤层和排水层从上到下依次设置；截留区域包括滤池、三角溢流堰和集水天沟；滤池的一侧为阻隔墙，滤池的另一侧为三角溢流堰，集水天沟设置在滤池的侧面。

进一步的，除磷区域和截留区域的下方还设置有阻根层和防水层；阻根层设置在防水层的上方，防水层的下方为屋顶。

进一步的，阻隔墙的下部为栅栏状。

进一步的，截留区域的上方设置有带孔盖板；带孔盖板为钢筋水泥盖板；截留区域的集水天沟底部设置有雨水漏斗。

进一步的，隔离过滤层采用聚酯纤维无纺布；排水层为高密度聚乙烯；阻根层为聚氨酯薄片；防水层为pec高分子防水卷材。

进一步的，滤池的底部铺设有鹅卵石，底部鹅卵石的上方铺设有石英砂，石英砂的上方铺设有鹅卵石，石英砂上方的鹅卵石大于底部的鹅卵石。

进一步的，植被种植层上种植的为佛甲草。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明采用脱水的铝污泥作为铝污泥基质层去除雨水径流中的磷元素，脱水铝污泥是自来水厂净水过程中将铝盐等作为絮凝剂去除水中污染物的副产物，同时也为脱水铝污泥提供一种新的资源化利用的处理方式。

本发明出去磷元素的水经过阻隔墙的下部为栅栏流入到滤池，再通过三角溢流堰流到集水天沟，最终通过雨水漏斗排出，滤池和集水天沟能够有效的控制雨水径流。

本发明设计简单滤池装置，比传统的砂石排水层的重量减轻很多，又可以很好的起到对雨水的过滤作用。

本发明选用生命力极强的佛甲草，减少施肥量和维护量。

本发明选用轻质基质材料和排水板，减轻结构荷载。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为三角溢流堰示意图；

其中：1.植被种植层；2.土壤基质层；3.铝污泥基质层；4.隔离过滤层；5.排水层；6.根阻层；7.防水层；8.带孔盖板；9.三角溢流堰；10.滤池；11.集水天沟；12.雨水漏斗。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明进一步说明：

请参阅图1，一种具有雨水截留和除磷功能的绿色屋顶，包括除磷区域和截留区域；截留区域设置在除磷区域的侧面，除磷区域和截留区域之间设置有阻隔墙13；除磷区域包括植被种植层1、土壤基质层2、铝污泥基质层3、隔离过滤层4和排水层5；植被种植层1、土壤基质层2、铝污泥基质层3、隔离过滤层4和排水层5从上到下依次设置；截留区域包括滤池10、三角溢流堰9和集水天沟11；滤池10的一侧为阻隔墙13，滤池10的另一侧为三角溢流堰9，集水天沟11设置在滤池10的侧面。

除磷区域和截留区域的下方还设置有阻根层6和防水层7；阻根层6设置在防水层7的上方，防水层的下方为屋顶。

阻隔墙13的下部为栅栏状。

截留区域的上方设置有带孔盖板8；带孔盖板8为钢筋水泥盖板；截留区域的集水天沟11底部设置有雨水漏斗12。

隔离过滤层4采用聚酯纤维无纺布；排水层5为高密度聚乙烯；阻根层6为聚氨酯薄片；防水层7为pec高分子防水卷材。

滤池10的底部铺设有鹅卵石，底部鹅卵石的上方铺设有石英砂，石英砂的上方铺设有鹅卵石，石英砂上方的鹅卵石大于底部的鹅卵石。

植被种植层1上种植的为佛甲草。

本发明的工作原理：

当降雨时，除部分雨水通过带孔盖板8进入集水天沟11内，大部分雨水经过植被种植层1的过滤吸收后，透过土壤基质层2，进入铝污泥基质层3，雨水中的磷酸盐和总磷被吸收，在穿过过滤隔离层4，经过排水层5进入简单滤池10，对雨水进行过滤，在溢流进入集水天沟11内，通过雨水口12排走。

技术特征：

技术总结
一种具有雨水截留和除磷功能的绿色屋顶，包括除磷区域和截留区域；截留区域设置在除磷区域的侧面，除磷区域和截留区域之间设置有阻隔墙；除磷区域包括植被种植层、土壤基质层、铝污泥基质层、隔离过滤层和排水层；植被种植层、土壤基质层、铝污泥基质层、隔离过滤层和排水层从上到下依次设置；截留区域包括滤池、三角溢流堰和集水天沟；滤池的一侧为阻隔墙，滤池的另一侧为三角溢流堰，集水天沟设置在滤池的侧面。本发明采用脱水的铝污泥作为铝污泥基质层去除雨水径流中的磷元素，脱水铝污泥是自来水厂净水过程中将铝盐等作为絮凝剂去除水中污染物的副产物，同时也为脱水铝污泥提供一种新的资源化利用的处理方式。

技术研发人员：杨利伟;朱志强;林向阳;韩博涛;李德溢;蒙怡莜;杨周;彭博;杨丹;代飞
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：2017.06.06
技术公布日：2017.09.08