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6.2 渗透设施


6.2.1 下凹绿地应接纳硬化面的径流雨水,并应符合下列规定:
    1 周边雨水宜分散进入下凹绿地,当集中进入时应在入口处设置缓冲措施; 
    2 下凹式绿地植物应选用耐淹品种;
    3 下凹绿地的有效储水容积应按溢水排水口标高以下的实际储水容积计算。
6.2.2 透水铺装地面的透水性能应满足1h降雨45mm条件下,表面不产生径流,并应符合下列规定:
    1 透水铺装地面宜在土基上建造,自上而下设置透水面层、找平层、基层和底基层;
    2 透水面层的渗透系数应大于1×10-4m/s;可采用硅砂透水砖等透水砖、透水混凝土、草坪砖等;透水面砖的有效孔隙率不应小于8%,透水混凝土的有效孔隙率不应小于10%;当面层采用透水砖和硅砂透水砖时,其抗压强度、抗折强度、抗磨长度及透水性能等应符合国家现行有关标准的规定;
    3 找平层的渗透系数和有效孔隙率不应小于面层,宜采用细石透水混凝土、干砂、碎石或石屑等;
    4 基层和底基层的渗透系数应大于面层;底基层宜采用级配碎石、中、粗砂或天然级配砂砾料等,基层宜采用级配碎石或透水混凝土;透水混凝土的有效孔隙率应大于10%,砂砾料和砾石的有效孔隙率应大于20%;
    5 铺装地面应满足承载力要求,严寒、寒冷地区尚应满足抗冻要求。
6.2.3 植被浅沟与洼地入渗应符合下列规定:
    1 地面绿化在满足地面景观要求的前提下,宜设置浅沟或洼地;
    2 积水深度不宜超过300mm;
    3 积水区的进水宜沿沟长多点分散布置;
    4 浅沟宜采用平沟,并能储存雨水。有效储水容积应按积水深度内的容积计算。
6.2.4 生物滞留设施应符合下列规定:
    1 生物滞留设施从上至下应敷设种植土壤层、砂层,也可增加设置砾石层;
    2 生物滞留设施的浅沟应能储存雨水,蓄水深度不宜大于300mm;
    3 浅沟沟底表面的土壤厚度不应小于100mm,渗透系数不应小于1×10-5m/s;
    4 生物滞留设施设有渗渠时,渗渠中的砂层厚度不应小于100mm,渗透系数不应小于1×10-4m/s;
    5 渗渠中的砾石层厚度不应小于100mm;
    6 砂层砾石层周边和土壤接触部位应包覆透水土工布,土壤渗透系数不应小于1×10-6m/s; 
    7 生物滞留设施应按需设计底层排水设施;
    8 有效储水容积应根据浅沟的蓄水深度计算。
6.2.5 渗透管沟设置应符合下列规定:
    1 渗透管沟宜采用塑料模块,也可采用穿孔塑料管、无砂混凝土管或排疏管等材料,并外敷渗透层,渗透层宜采用砾石;渗透层外或塑料模块外应采用透水土工布包覆;
    2 塑料管的开孔率宜取1.0%~3.0%,无砂混凝土管的孔隙率不应小于20%。渗透管沟应能疏通,疏通内径不应小于150mm,检查井之间的管沟敷设坡度宜采用0.01~0.02;
    3 渗透管沟应设检查井或渗透检查井,井间距不应大于渗透管管径的150倍。井的出水管口标高应高于入水管口标高,但不应高于上游相邻井的出水管口标高。渗透检查井应设0.3m沉沙室;
    4 渗透管沟不应设在行车路面下; 
    5 地面雨水进入渗透管前宜设泥沙分离井渗透检查井或集水渗透检查井;
    6 地面雨水集水宜采用渗透雨水口;
    7 在适当的位置设置测试段,长度宜为2m~3m,两端设置止水壁,测试段应设注水孔和水位观察孔;
    8 渗透管沟的储水空间应按积水深度内土工布包覆的容积计,有效储水容积应为储水空间容积与孔隙率的乘积。
6.2.6 渗透管—排放系统设置除应符合第6.2.5条规定外,还应符合下列规定:
    1 设施的末端必须设置检查井和排水管,排水管连接到雨水排水管网;
    2 渗透管的管径和敷设坡度应满足地面雨水排放流量的要求,且渗透管直径不应小于200mm;
    3 检查井出水管口的标高应高于进水管口标高,并应确保上游管沟的有效蓄水。 
6.2.7 埋地入渗池宜采用塑料模块或硅砂砌块拼装组合,并符合下列规定:
    1 池的入水口上游应设泥沙分离设施;
    2 底部及周边的土壤渗透系数应大于5×10-6m/s;
    3 池体强度应满足相应地面荷载及土壤承载力的要求;
    4 池体的周边、顶部应采用透水土工布或性能相同的材料全部包覆;
    5 池内构造应便于清除沉积泥沙,并应设检修维护人孔,人孔应采用双层井盖;
    6 设于绿地内时,池顶覆土应高于周围200mm及以上;
    7 应设透水混凝土底板,当底板低于地下水位时,水池应满足抗浮要求;
    8 有效储水容积应根据入水口或溢流口以下的积水深度计算。 
6.2.8 入渗井应符合下列规定:
    1 井壁外应配置砾石层,井底渗透面距地下水位的距离不应小于1.5m;硅砂砌块井壁外可不敷砾石;
    2 底部及周边的土壤渗透系数应大于5×10-6m/s;
    3 入渗井砾石层外应采用透水土工布或性能相同的材料包覆;
    4 有效储水容积应为入水口以下的井容积。
6.2.9 入渗池(塘)应符合下列规定:
    1 上游应设置沉沙或前置塘等预处理设施,并应能去除大颗粒污染物和减缓流速;
    2 边坡坡度不宜大于1:3,表面宽度和深度的比例应大于6:1;
    3 底部应为种植土,植物应在接纳径流之前成型,植物应既能抗涝又能抗旱,适应洼地内水位变化;
    4 宜能排空,排空时间不应大于24h; 
    5 应设有确保人身安全的措施;
    6 有效储水容积应按设计水位和溢流水位之间的容积计。
6.2.10 透水土工布宜选用无纺土工织物,质量宜为100g/㎡~300g/㎡,渗透性能应大于所包覆渗透设施的最大渗水要求,应满足保土性、透水性和防堵性的要求。
条文说明
6.2.1 绿地雨水渗透设施应与景观设计结合,边界应低于周围硬化面。在绿地植物品种选择上,根据有关试验,在淹没深度150mm的情况下,大羊胡子、早熟禾能够耐受长达6天的浸泡。
6.2.2 透水铺装地面应符合现行行业标准《透水砖路面技术规程》CJJ/T 188的规定。图10为透水铺装地面结构示意图。根据垫层材料的不同,透水地面的结构分为3层(表12),应根据地面的功能、地基基础、投资规模等因素综合考虑进行选择。
图10 透水铺装地面结构示意图
图10 透水铺装地面结构示意图

表12 透水铺装地面的结构形式
表12 透水铺装地面的结构形式
    透水路面砖厚度为60mm,孔隙率20%,垫层厚度按200mm,孔隙率按30%计算,则垫层与透水砖可以容纳72mm的降雨量,即使垫层以下的基础为黏土,雨水渗入地下速度忽略不计,透水地面结构可以满足大雨的降雨量要求,而实际工程应用效果和现场试验也证明了这一点。
    硅砂透水砖是以硅砂为主要骨料或面层骨料,以胶粘剂为主要粘结材料,经免烧结成型工艺制成,具有透水性能的路面砖。 
    水质试验结果表明,污染雨水通过透水路面砖渗透后,主要检测指标如NH3-N、CODCr、SS都有不同程度的降低,其中NH3-N降低4.3%~34.4%,CODCr降低35.4%~53.9%,SS降低44.9%~87.9%,使水质得到不同程度的改善。
    另外,根据试验观测,透水路面砖的近地表温度比普通混凝土路面稍低,平均低0.3℃左右,透水路面砖的近地表湿度比普通混凝土路面的近地表湿度稍高1.12%。
6.2.3 浅沟与洼地入渗系统是利用天然或人工洼地蓄水入渗。通常在绿地入渗面积不足,或雨水入渗性太小时采用洼地入渗措施。洼地的积水时间应尽可能短,因为长时间的积水会增加土壤表面的阻塞与淤积,最大积水深度不宜超过300mm。进水应沿积水区多点进入,对于较长及具有坡度的积水区应将地面做成梯田形,将积水区分割成多个独立的区域。积水区的进水应尽量采用明渠,多点均匀分散进水。洼地入渗系统如图11所示。
图11 洼地入渗系统
图11 洼地入渗系统
6.2.4 一般在土壤的渗透系数K≤5×10-6m/s时采用这种浅沟渗渠组合。浅沟渗渠单元由洼地及下部的渗渠组成,这种设施具有两部分独立的蓄水容积,即洼地蓄水容积与渗渠蓄水容积。其渗水速率受洼地及底部渗渠的双重影响。由于地面洼地及底部渗渠双重蓄水容积的叠加,增大了实际蓄水的容积,因而这种设施也可用在土壤渗透系数K≥1×10-6m/s的土壤。与其他渗透设施相比,这种系统具有更长的雨水滞留及渗透排空时间。渗水洼地的进水应尽可能利用明渠与来水相连,避免直接将水注入渗渠,以防止洼地中的植物受到伤害。洼地中的积水深度应小于300mm。洼地表层至少100mm的土壤的透水性应保持在K≥1×10-5m/s,以便使雨水尽可能快地渗透到下部的渗渠中去。构造形式见图12。 
    当底部渗渠的渗透排空时间较长,不能满足浅沟积水渗透排空要求时,应在浅沟及渗渠之间增设泄流措施。
图12 浅沟—渗渠组合
图12 浅沟—渗渠组合
    场地设生物滞留设施时,其设置应符合下列要求:
    1 对于污染严重的汇水区应选用植被浅沟、浅池等对雨水径流进行预处理,去除大颗粒的沉淀并减缓流速;
    2 屋面雨水径流应由管道接入滞留设施,场地及人行道径流可通过路牙豁口分散流入;
    3 生物滞留设施应设溢流装置,可采用溢流管、箅子等装置,并设100mm的超高;
    4 生物滞留设施自上而下设置蓄水层、植被及种植土层、砂层、砾石排水层及调蓄层等,各层设置应满足下列要求;(1)蓄水层深度根据径流控制目标确定,一般为200mm~300mm,最高不超过400mm,并应设100mm的超高;(2)种植土层厚度视植物类型确定,当种植草本植物时一般为250mm,种植木本植物厚度一般为1000mm;(3)砂层一般由100mm的细沙和粗砂组成;(4)砾石排水层一般为200mm~300mm,可根据具体要求适当加深,并可在其中埋置直径为100mm的PVC穿孔管;(5)在穿孔管底部可设置不小于300mm的砾石调蓄层。
6.2.5 建筑小区中的绿地入渗面积不足以承担硬化面上的雨水时,可采用渗水管沟入渗或渗水井入渗。图13为渗透管沟断面示意图。 
图13 渗透管沟断面
图13 渗透管沟断面
    汇集的雨水通过渗透管进入四周的砾石层,砾石层具有一定的储水调节作用,然后再进一步向四周土壤渗透。相对渗透池而言,渗透管沟占地较少,便于在城区及生活小区设置。它可以与雨水管道、入渗池、入渗井等综合使用,也可以单独使用。
    渗透管外用砾石填充,具有较大的蓄水空间。在管沟内雨水被储存并向周围土壤渗透。这种系统的蓄水能力取决于渗沟及渗管的断面大小及长度,以及填充物孔隙的大小。对于进入渗沟及渗管的雨水宜在入口处的检查井内进行沉淀处理。
    渗透管沟的纵断面形状见图9。
6.2.7 塑料模块拼装组合式水池的构成如图14所示。此种水池具有90%以上储水率,四周以渗水土工布包裹作为入渗设施使用。 
图14 塑料模块拼装组合式水池
图14 塑料模块拼装组合式水池
6.2.8 入渗井一般用成品或混凝土建造,其直径小于1m,井深根据地质条件确定。井底距地下水位的距离不能小于1.5m。渗井一般有两种形式,渗井A如图15所示。渗井由砂过滤层包裹,井壁周边开孔。雨水经砂层过滤后渗入地下,雨水中的杂质大部被砂滤层截留。
图15 渗井A
图15 渗井A
    渗井B如图16所示,这种渗井在井内设过滤层,在过滤层以下的井壁上开孔,雨水只能通过井内过滤层后才能渗入地下,雨水中的杂质大部被井内滤层截留。过滤层的滤料可采用0.25mm~4mm的石英砂,其透水性应满足K≤1×10-3m/s。与渗井A相比,渗井B中的滤料容易更换,更易长期保持良好的渗透性。
图16 渗井B 
图16 渗井B 

6.2.9 当不透水面的面积与有效渗水面积的比值大于15时可采用渗水池塘。这就要求池底部的渗透性能良好,一般要求其渗透系数K≥1×10-5m/s,当渗透系数太小时会延长渗水时间与存水时间。应该估计到在使用过程中池(塘)的沉积问题,形成池(塘)沉积的主要原因为雨水中携带的可沉物质,这种沉积效应会影响池子的渗透性,在池子的首端产生的沉积尤其严重。因而在池的进水段设置沉淀区是很有必要的,同时还应通过设置挡板的方法拦截水中的漂浮物。对于不设沉淀区的池(塘)在设计时应考虑1.2的安全系数,以应对由于沉积造成的池底透水性的降低,但池壁不受影响。
    保护人身安全的措施包括护栏、警示牌等。平时无水、降雨时才蓄水入渗的池(塘)尤其需要采取比常有水水体更为严格的安全防护措施,防止人员按平时活动习惯误入蓄水时的池(塘)。
6.2.10 本条主要参考了国家现行标准《土工合成材料应用技术规范》GB/T 50290、《公路土工合成材料应用技术规范》JTG/T D32的规定,详细的技术参数应根据雨水控制及利用的技术特点进一步测试确定。
    土工布的水力学性能同样是土壤和土工布互相作用的重要性能,主要指土工布的有效孔径和渗透系数。土工布的有效孔径(EOS)或表观孔径(AOS)表示能有效通过的最大颗粒直径。目前具体试验方法有两种:干筛法和湿筛法。干筛法相对较简便但振筛时易产生静电,颗粒容易集结。湿筛法是在理论上可消除静电的影响,但因喷水后产生表面张力,集结现象并不能完全消除。两个标准的颗粒准备也不一样,干筛法标准颗粒制备是分档颗粒(从0.05mm~0.07mm至0.35mm~0.4mm分成9档),逐档放于振筛上(以土工布作为筛布)得出一系列不同粒径的筛余率,当某一粒径的筛余率等于总量的90%或95%时,该粒径即为该土工布的表观孔径或有效孔径,相应用O90或O95表示。湿筛法则采用混合颗粒(按一定的分布)经筛分后再测粒径,并求出有效孔径。目前国内应用的仍以干筛法为主。
    短纤维针刺土工布是目前应用广泛的非织造土工布之一。纤维经过开松混合、梳理(或气流)成网、铺网、牵伸及针刺固结,最后形成成品,针刺形成的缠结强度足以满足铺放时的抗张应力,不会造成撕破、顶破。由于其厚度较大、结构蓬松,且纤维通道呈三维结构,过滤效率高,排水性能好。其渗透系数达10-1~10-2m/s,与砂粒滤料的渗透系数相当,但铺起来更方便,价格也不贵,因此用作反滤和排水最为合适。还具有一定增强和隔离功能,也可以和其他土工合成材料复合,具有防护等多种功能。由于非织造土工布具有反滤和排水的特点,因此在水力学性能方面要特别予以重视,一是有效孔径,二是渗透系数。要利用非织造布多孔的性质,使孔隙分布有利于截留细小颗粒泥土又不至于淤堵,这必须结合工程的具体要求,予以满足。
    机织布材料有长丝机织布和扁丝机织布两种,材料以聚丙烯为主,单位重量一般为100g/㎡~300g/㎡,多应用于制作反滤布的土工模袋。机织土工布具有强度高、延伸率低的特点,广泛使用在水利工程中,用作防汛抢险、土坡地基加固、坝体加筋、各种防冲工程及堤坝的软基处理等。其缺点是过滤性和水平渗透性差,孔隙易变形,孔隙率低,最小孔径在0.05mm~0.08mm,难以阻隔0.05mm以下的微细土壤颗粒;当机织布局部破损或纤维断裂时,易造成纱线绽开或脱落,出现的孔洞难以补救,因而应用受到一定的限制。
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