建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范 [附条文说明] GB50400-2016 建标库

6.2  渗透设施

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/T188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

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

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

    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

    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

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

    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

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/T50290、《公路土工合成材料应用技术规范》JTG/TD32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/m2~300g/m2,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。