本发明属于海绵城市雨水排蓄技术领域，尤其涉及一种用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统。
背景技术
在目前传统的城镇道路排水设施建设过程当中，一般采取的排水方式为在道路两旁的绿化带中设置溢流井以及雨水井，将雨水通过溢流井与雨水井直接进行收集并汇流至市政雨水管网中进行排放。此种排水系统效率较低，雨水未经过处理直接排放至自然水体中时会造成较为严重的水体污染，而且此种排水系统需要在前期的建设过程当中铺设大量的管网以及溢流井，增加了成本且效果并不理想。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术中存在或潜在的不足之处，本发明提供了一种用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统，可以在排出道路中积存的雨水的同时，将雨水以自然的手段进行净化及存蓄。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统，其包括：
透水人行道，采用透水砖铺装；
植草沟，设于车行道与透水人行道之间；
开口路缘石，设于所述车行道与所述植草沟之间，且所述开口路缘石形成有连通所述车行道和所述植草沟的开口；
生物滞留带，设于所述透水人行道与滨海坡地之间；
植物缓冲带，设于所述滨海坡地上；
石笼挡墙，设于所述滨海坡地的中下部；以及
石笼护坡，设于所述滨海坡地的与海面的交接处。
本发明的一些实施例中，所述透水人行道由下至上依次包括：级配碎石垫层、水泥稳定碎石基层、干硬性水泥砂浆层以及透水砖铺装面层。
本发明的一些实施例中，所述开口路缘石埋设于所述车行道的靠近所述植草沟的一侧，且所述开口路缘石的开口下沿与所述车行道的路面齐平。
本发明的一些实施例中，所述开口路缘石与所述植草沟之间设有混凝土靠背。
本发明的一些实施例中，所述植草沟的靠近所述开口路缘石的一侧设有消能沉沙池。
本发明的一些实施例中，所述植草沟、所述生物滞留带和所述植物缓冲带中种植有水生植物。
本发明的一些实施例中，所述生物滞留带由下至上依次包括：土地原状清表放坡、种植土回填、土面三维网铺设，且所述生物滞留带中还设有景石挡水堰。
本发明的一些实施例中，所述植物缓冲带由下至上依次包括：滨海坡地清表整形、植被种植。
本发明的一些实施例中，所述石笼挡墙由下至上依次包括：级配碎石垫层和石笼网箱，所述石笼网箱内填石块。
本发明的一些实施例中，所述石笼护坡由下至上依次包括：原土夯实、无纺布铺设和绿格网垫，所述石笼护坡的下部还设有护脚绿格网箱，所述绿格网垫和所述护脚绿格网箱内填石块。
本发明的用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统，在车行道与植草沟之间通过开口路缘石将雨水与积水排入植草沟中保持路面不至积水，透水砖路面人行道可以使雨水能够渗透至地下，保持人行道不积水的同时使雨水自然下渗，补充地下水。人行道外侧的绿地建设为生物滞留带，内设景石挡水堰，使雨水能够在滞留带中被植被所净化并保存，同时通过挡水堰的设置降低雨水流速，减轻水流对于土面的冲刷。落在海滨坡地的雨水则通过在坡地上设置的植物缓冲带进行进化及消能，自然净化雨水的同时减轻水流导致的水土流失作用，同时通过坡地设置的石笼挡墙进一步使水流减速，达到一定的水土保持作用。在坡底，通过绿格石笼护坡减轻潮汐对于坡地的冲刷作用，保持水土的同时使得潮汐不至影响植物缓冲带的自然净化效果。
由此，本发明对于需要进行海绵城市建设的滨海公路地区，通过一系列的海绵设施相互作用达到雨水的自然积蓄、自然净化的效果，通过一系列的自然净化手段达到减少雨水污染、增加地下水位、防止路面积水减小市政排水管网压力、减少雨水及潮汐冲刷造成的水土流失等效果，同时通过对雨水的收集降低水资源的浪费，节能环保。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统的标准横断面图。
图2是本发明实施例的用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统的路缘石开口平面图。
图3是本发明实施例的用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统的路缘石开口立面图。
图4本发明实施例的用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统的路缘石开口剖面图(图2的1-1剖面图)。
图5本发明实施例的用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统的生物滞留带标准横断面图。
图6本发明实施例的用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统的石笼挡墙横断面图。
图7本发明实施例的用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统的透水砖人行道路面标准做法图。
图8本发明实施例的用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统的绿格石笼护坡标准横断面图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
为了解决城市水体污染严重、雨水利用率低、现有道路排水能力不足等问题，提出并运用海绵城市的概念。海绵城市的核心理念为“渗、滞、蓄、净、用、排”六字，意即将雨水通过海绵设施的利用，达到使其充分被植被与土壤所吸收和净化，做到减少排雨水量的同时能够利用雨水来滋养路两侧绿化带中的植被，也达到利用植被和土壤等净化雨水的作用。这样不仅能够降低原有城市排水系统的负担，还能最大程度的发挥城市本身的蓄水和净化能力。
本发明设计所涉及的正是基于海绵城市建设理念所设计的一种用于滨海公路建设的自然净化排水系统，使得雨水不再直接通过雨水井直接排放，而是先通过开口路缘石旁设置的消能沉砂池将雨水中带有的泥沙等颗粒物沉降过滤之后，再通过生物滞留带以及植物缓冲带中的水生植物的吸附和净化，除掉水中的污染物，最后使较为干净的雨水渗流进土层中进行自然积存或者流入海中。
本发明主要目的在于：针对现有道路的排水系统能力不足，城市整体的自净能力无法达到环保要求的问题，提供一种利用海绵城市建设理念进行设计的滨海公路自然净化排水系统，具有建设成本低，水体净化效果较好同时还能够降低城市排水系统降雨时的排水压力，达到雨水的“渗、滞、蓄、净、用、排”的效果，在解决雨水灾害的同时，有效利用雨水资源，发挥海绵城市的作用。
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细地说明。
首先参阅图1所示，本发明实施例的用于海绵城市滨海公路建设的自然净化排水系统主要包括开口路缘石11、植草沟12及其内部的绿植以及透水人行道13铺装组成的人行道绿化带系统；土地原状清表放坡、种植土回填、土面三维网铺设、景石挡水堰组成的生物滞留带14系统；滨海坡地清表整形、植被种植、石笼挡墙组成的植被缓冲带15系统以及滨海坡地底侧的石笼护坡16。
其中，开口路缘石11、植草沟12及其内部绿植、透水人行道13铺装组成人行道绿化带系统。
植草沟12设于车行道10与透水人行道13之间。配合图2～4所示，开口路缘石11采取中间下部掏空形成开口111的形式，优选地，开口路缘石尺寸为150mm*350mm*1000mm，开口路缘石的颜色及材质为麻白色花岗岩材质，开口路缘石的开口111大小为600mm*80mm。开口路缘石11设于车行道10与植草沟12之间，开口路缘石11的开口111连通两侧的车行道10和植草沟12，在车行道10与植草沟12之间通过开口路缘石11将雨水与积水排入植草沟12中，以保持车行道10路面不至积水。较佳地，开口路缘石11埋设于车行道10的靠近植草沟12的一侧，且开口路缘石11的开口111下沿与车行道10的路面齐平，以便将车行道10的路面上的雨水与积水通过开口路缘石11排入植草沟12。进一步地，开口路缘石11的靠近车行道一侧的顶部斜坡宽度及高度为30mm*30mm。
在本实施例中，在开口路缘石11与植草沟12之间设有混凝土靠背112，混凝土靠背112可采用c15混凝土靠背，使得开口路缘石11与植草沟12之间采用c15混凝土靠背进行稳固。
另外，在设置有开口路缘石11处的植草沟12需要布置消能沉砂池121，如图4所示，该消能沉砂池121设置在植草沟12中靠近开口路缘石11的一侧，消能沉砂池121中采用河卵石铺设以达到泥沙的杂质的沉降作用，并且，消能沉砂池13中所使用的河卵石粒径为30mm-60mm，消能沉沙池121的最大长度及宽度均不大于1200mm。
同时，植草沟12内种植水生植物，水生植物采用耐水性较强的植物，以保证在较长时间蓄水的情况下保证植物的存活能力。
配合图7所示，透水人行道13采用透水砖铺装。透水人行道13铺装采用级配碎石垫层131、水泥稳定碎石基层132、干硬性水泥砂浆层133以及透水砖铺装面层134的结构形式，且级配碎石垫层131、水泥稳定碎石基层132、干硬性水泥砂浆133以及透水砖铺装134由下至上依次分层设置，并且，透水铺装人行道路面做法中级配碎石垫层131的厚度为200mm，压实度应大于95％；在级配碎石垫层131下方还采用素土务实(图中未示出)，且素土夯实压实度应大于93％；透水铺装人行道路面做法中的水泥稳定碎石基层132厚度为180mm；透水铺装人行道路面做法中的干硬性水泥砂浆层133厚度为50mm；透水铺装人行道路面做法中的透水砖铺装面层134的厚度为60mm，其中采用的铺装用透水砖的透水率应不小于0.1mm/s。采用透水砖路面人行道可以使雨水能够渗透至地下，保持人行道不积水的同时使雨水自然下渗，补充地下水。
如图1所示，透水人行道13外侧的绿地建设为生物滞留带14，内设景石挡水堰144，使雨水能够在滞留带中被植被所净化并保存，同时通过挡水堰的设置降低雨水流速，减轻水流对于土面的冲刷。
具体地，生物滞留带14设于透水人行道13与滨海坡地之间。配合图5所示，土地原状清表放坡(图中未标记)、种植土回填141、土面三维网铺设142、景石挡水堰143组成生物滞留带14系统，并且，土地原状清表放坡、种植土回填141、土面三维网铺设142由下至上依次分层设置。生物滞留带14由两部分构成，一部分地势较低，形成渗沟，并铺有砾石，采用的砾石粒径为10-50mm，且该部分渗沟位于靠近透水人行道的一侧；另一部分地势略高，为地形调整段144，位于渗沟部分与滨海坡地之间，起到调整地形的作用。景石挡水堰143置于生物滞留带14的渗沟部分中。
生物滞留带14中种植水生植物，且植物采用耐水性较强的植物。种植面采用现场原状土、回填改良土层以及在其上铺设一道三维网的结构形式。景石跌水堰143采用水泥砂浆砌筑当地景石的结构形式。
在本实施例中，生物滞留带14两侧的坡度为1：3；生物滞留带14中回填种植土层厚度为500mm；生物滞留带14中种植土表面铺设三维网的厚度为12mm，规格为260g/m。
如图1所示，植物缓冲带15设于滨海坡地表面。滨海坡地清表整形151、植被种植152、石笼挡墙153组成植被缓冲带15系统。并且，滨海坡地清表整形151、植被种植152由下至上依次分层设置，石笼挡墙153设于滨海坡地的中下部。植物缓冲带15中种植水生植物，且植物采用耐水性较强的植物。
结合图6所示，植物缓冲带15中的石笼挡墙153采用级配碎石垫层1531、石笼网箱1532以及网箱内填石块作为填充物的结构形式。石笼挡墙下部基础采用厚度为600mm的级配碎石基础，石笼挡墙所用的石笼材料为电镀钢铁金属丝网格，其拉力强度不小于450n/m2，石笼挡墙所用金属丝的直径为4mm-5mm，石笼挡墙所用金属丝的连接方式为点焊，网眼开口为10cm*10cm，石笼挡墙的填充物为天然石块或破碎浆砌石、混凝土碎石，粒径为150mm-300mm。石笼挡墙下部放大脚厚度为500mm。
因此，落在海滨坡地的雨水则通过在坡地上设置的植物缓冲带15进行进化及消能，自然净化雨水的同时减轻水流导致的水土流失作用，同时通过坡地设置的石笼挡墙153进一步使水流减速，达到一定的水土保持作用。
如图8所示，石笼护坡16采用绿格网箱护坡，设于滨海坡地的与海面的交接处，石笼护坡所用材料与上述石笼挡墙相同。具体地，该绿格网箱护坡采用原土夯实(图中未示出)、无纺布铺设161、绿格网箱162并内填石块作为填充物的结构形式，并且，原土夯实、无纺布铺设由下至上依次分层设置，并且，在无纺布上进一步设有绿格网垫163，绿格网垫163内填石块作为填充物。其中，石笼护坡中网垫与坡面之间的无纺布规格为400g/m2，石笼护坡的网垫厚度为400mm，石笼护坡的坡度为1：2.5，石笼护坡的长度为4000mm，石笼护坡的护脚网箱的边长为800mm。在滨海坡地的坡底，通过绿格石笼护坡减轻潮汐对于坡地的冲刷作用，保持水土的同时使得潮汐不至影响植物缓冲带的自然净化效果。
由此，本发明对于需要进行海绵城市建设的滨海公路地区，通过一系列的海绵设施相互作用达到雨水的自然积蓄、自然净化的效果，通过一系列的自然净化手段达到减少雨水污染、增加地下水位、防止路面积水减小市政排水管网压力、减少雨水及潮汐冲刷造成的水土流失等效果，同时通过对雨水的收集降低水资源的浪费，节能环保。
本发明主要创新点在于利用车行道与人行道之间的植草沟、人行道与滨海坡地之间的生物滞留带以及植物缓冲带对雨水进行层层的过滤吸附净化，减缓雨水的排出速度，使得雨水能够被净化并渗透入地下进行存蓄的同时，达到保护环境且降低现有市政排水管网工作压力的效果。具体实施方式为：当发生降雨时，车行道中降落的雨水能够通过路旁设置的开口路缘石流入车行道与人行道之间的植草沟当中，首先通过开口路缘石边的消能沉沙池进行沉降并减缓雨水流速之后流入植草沟中流动，达到自然存蓄的效果，并且植草沟的水生植物也能够起到吸附雨水中的污染物的作用，净化雨水。落在人行道上的雨水则通过透水路面砖自然下渗，渗入土地中进行存蓄。部分没有及时下渗的雨水则会流入人行道旁的生物滞留带中，连同降落在生物滞留带中的雨水一起，通过其中的水生植物达到净化的效果，同时设置在生物滞留带中的景石挡水堰也会达到替雨水流消能的效果，降低水流对于植物及土壤的冲刷作用，也增加了植物对雨水中污染物的吸附作用以及雨水的存蓄时间。设置在滨海坡地的植物缓冲带作用原理与上述相似，也是通过植物的吸附作用达到净化雨水的效果，但是在坡地的中下部会设置一道石笼挡墙作为雨水的消能设施，增加雨水的存蓄能力。最后在与海面的交接处通过绿格石笼护坡防止海水潮汐对坡地的冲刷作用，达到防止水土流失的作用。
通过上述方式，雨水不会直接排出而是先在植草沟、生物滞留带中存蓄，利用植被及草沟土壤的吸附净化能力来降低雨水中的污染物。初步净化后的雨水则会从植草沟下的回填土层中向下渗透，此时回填土层也会起到一定的过滤作用。最终雨水会通过滨海坡地流入海中。
需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。