生物滞留池设计示例

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城市雨水生物滞留池优化设计研究

城市雨水生物滞留池优化设计研究随着城镇化进程的加速,城市范围迅速扩张,地表径流性质改变,加之全球极端气候的频现,造成城市内涝灾害和面源污染的加重,使得我国城市排水系统建设面临着前所未有的挑战。

“海绵城市”理念的提出和实施是解决内涝灾害、面源污染和生态系统破环等问题的关键方案,它是基于低影响开发技术的基础上发展的适合我国国情的新兴技术。

在我国实施的海绵城市建设技术中,生物滞留池是广泛采用的一种技术方案。

通过理论分析和现场实地考察发现,传统的生物滞留池由于地表径流携带的泥沙和腐殖质进入生物滞留池而产生堵塞,将导致贮水和净化功能的部分丧失,另一方面,因季节的变化,生物滞留池中的植物的生长也是设计和管养中应该考虑的重点。

本文首先通过文献的查阅和实地考察,对传统生物滞留池存在的问题进行了分析总结,阐述了常见的海绵城市建设技术原理与结构形式,在此基础上着重阐述分析了生物滞留池的研究现状、设计原理、结构形式、植物选择和维护管理等方面的关键问题。

从理论上充分分析了传统生物滞留池工艺设计原理及其优缺点及存在的问题,如维护管理存在缺陷,内部结构堵塞失去原有功能;种植植被选择不合理等问题。

在此基础上,分析设计出优化结构方案和优化植被选择方案,并根据水生植物的特性,初步分析了我国不同区域城市生物滞留池植物设计选择的依据和分布区划。

本文通过试验研究,证明了传统生物滞留池经多次雨水径流后因内部结构形式存在的缺陷而发生的堵塞情况;同时发现优化结构后的新型生物滞留池经多次雨水径流其堵塞现象明显减轻,仍能保持其原有功能。

当雨水杂质浓度相同时,新型生物滞留池的净化效果优于传统生物滞留池,下渗速度快,说明了改进后的新型生物滞留池在多次雨水径流后仍能保持其原有的滞水和净水的功能,且更加优化。

而有植被种植后的生物滞留池,其净化效果和下渗时间均快于没有种植植被的相同结构的生物滞留池,且植物的根茎越发达,越耐涝耐旱,就越能提升生物滞留池净水滞水的功能。

生物滞留池设计示例

⽣物滞留池设计⽰例1 基础资料现计划在某城市道路边设计⼀个矩形⽣物滞留池。

该滞留池对应的汇⽔区域包括200 m2的沥青道路、240 m2的建筑和160m2的绿地；道路长20m、宽10m，绿地长20m且与道路相邻，建筑和道路之间相隔约3m，如下图所⽰。

图1 汇⽔区域现状⽰意2 参数计算2.1 规模计算拟定各污染物⽬标去除率分别为：TSS去除80 %、TP去除60 %、TN去除45 %。

按下表，取得R最⼤值为1.8 %，由此根据下式可求得⽣物滞留池⾄少应达到的规模：a=1.8%×600=11m2表1 各污染物⽬标去除率与R对应关系根据场地实际条件，确定⽣物滞留池长为5.5m、宽为2m，位于建筑和道路之间，如下图所⽰。

图2 ⽣物滞留池平⾯位置⽰意2.2 进⽔系统1）综合径流系数根据下表2和汇⽔区不同下垫⾯性质加权平均可得汇⽔区综合径流系数α=0.76。

表2 不同下垫⾯的径流系数2）设计流量设计流量和校核流量的计算分别取重现期为2年和50年的降⾬，降⾬历时分别取15 min和13 min。

不同重现期下暴⾬强度如下：设计流量计算如下：式中Q—设计流量（m3/s）；α—综合径流系数；i—暴⾬强度（mm/min）；A—集⽔区总⾯积（m2）。

3）开⼝路缘⽯宽度本⽣物滞留池拟采⽤路缘⽯开⼝单点进⽔的形式，开⼝位于⽣物滞留池与道路相邻的长边与短边相交处。

通过Q=Cw*L*h2/3可求得L，L即为路缘⽯开⼝宽度。

Cw为堰流系数取1.7，h是流量为Q2时的⽔深取0.05m，则4）防冲刷保护措施本⽣物滞留池采⽤集中进⽔形式，须设计防冲刷保护措施。

应在集中进⽔⼝布置⽯块，降低流速并分散⽔流，如下图所⽰。

图3 ⽯块布置⽰意2.3 预处理池设计预处理池位于进⽔⼝与⽣物滞留池之间，旨在去除粒径⼤于1mm的颗粒，并暂时储存。

预处理池尺⼨计算如下。

预处理池体积：VS=AC*R*LO*FC=0.06*0.8*1.6*2=0.1536m³式中VS——预处理区体积（m3）；AC——汇⽔区⾯积（ha）；R——截留效率（设定为80%）；LO——沉淀负荷率（1.6m3/ha/年）；FC——清理频率（年）。

生物滞留池施工方案

生物滞留池施工方案1. 引言生物滞留池是一种用于处理废水的设施，通过生物降解作用将废水中的有机物质降解为无害物质的一种技术。

本文将介绍生物滞留池施工方案，包括施工前的准备工作、施工流程以及施工后的管理维护。

2. 施工前准备工作在进行生物滞留池的施工前，需要进行一系列的准备工作。

主要包括以下几个方面：2.1. 设计方案制定根据实际情况，制定生物滞留池的设计方案。

设计方案应包括池体尺寸、材料选择、进、出水口位置等内容。

2.2. 地面清理清理施工区域的地面，确保无杂物和障碍物。

2.3. 材料准备根据设计方案，准备所需的建材、设备和工具。

2.4. 安全措施制定并执行相应的安全措施，确保施工过程中的安全性。

3. 施工流程生物滞留池的施工流程主要包括以下几个步骤：3.1. 地面测量与标线根据设计方案，进行地面测量并标线，确定生物滞留池的布置位置和尺寸。

3.2. 土地开挖使用挖掘机等工具进行土地开挖，并按照设计方案的要求进行土方整理。

3.3. 池体搭建根据设计方案，使用预制的池体板材进行池体的搭建，并使用适当的连接材料进行连接。

3.4. 进、出水口设置根据设计方案，在池体中安装进、出水口，并与管道系统连接。

3.5. 防渗处理对生物滞留池的池底和池壁进行防渗处理，以确保池体的密封性。

3.6. 填充填料将设计好的填料填充入生物滞留池中，填料一般选择生物降解性能好的材料，如蓬石等。

3.7. 池盖设置根据需要，设置池盖，以保护池体并防止污染。

3.8. 排水系统安装安装生物滞留池的排水系统，包括污水泵、管道等设备。

4. 施工后管理维护生物滞留池施工完成后，需要进行一系列的管理维护工作，以确保生物滞留池的正常运行。

4.1. 启用调试施工完成后，对生物滞留池进行启用调试，确保设备和管道的正常工作。

4.2. 定期检查定期检查生物滞留池的运行情况，包括水位、设备运行情况等。

4.3. 清理维护定期对生物滞留池进行清理维护，包括污泥的清理、填料的更换等。

海绵城市-生物滞留池施工方案

海绵城市-生物滞留池施工方案
概述
生物滞留池是海绵城市建设中的重要组成部分，可以有效减缓雨水径流并改善水质。

本文将介绍生物滞留池的施工方案，包括选址、设计、施工流程等内容。

选址
生物滞留池应选址于都市化程度较高、雨水资源较为集中的区域，最好能够与污水管网相连，以便排放处理后的水。

选址时要考虑土质情况、地势高低、附近植被等因素，以确保生物滞留池的效果最大化。

设计
生物滞留池的设计应考虑到雨水径流的收集、沉淀和净化过程。

首先需要确定滞留池的尺寸和深度，根据降水量和污染物负荷来设计出合适的滞留时间。

其次，需要设计进水口、出水口、过滤层等设施，确保雨水能够顺利进入并得到处理。

施工流程
1.土方开挖：根据设计要求开挖生物滞留池的坑体，保证池体的大小和
深度符合设计要求。

2.铺设防渗膜：在池底和侧壁铺设防渗膜，防止地下水的渗漏。

3.安装进出水口：根据设计要求安装进水口和出水口，保证雨水能够顺
利进入并处理后排放。

4.搭建过滤层：在进水口处搭建过滤层，用以净化雨水中的污染物。

5.收尾工作：对生物滞留池进行收尾工作，如清理现场、种植植被等，
使其融入周围环境。

养护
生物滞留池施工完工后需要进行定期养护，保证其正常运行。

养护工作通常包括清理淤泥、更换过滤介质、修复设施等，以确保生物滞留池的功能不受影响。

结论
生物滞留池作为海绵城市的重要建设项目，对于改善城市雨水管理和水质具有重要意义。

通过科学的施工方案和养护措施，生物滞留池能够发挥最大的效益，为城市的可持续发展做出贡献。

海绵城市措施——生物滞留池设计及建设说明

SITE CONSIDERATIONSABILITY TO MEET SWM OBJECTIVESNMaterialSpeciﬁcationQuantityFilter Media CompositionFilter Media Soil Mixture to contain:85 to 88% sand 8 to 12% soil ﬁnes3 to 5% organic matter (leaf compost)Other Criteria:Phosphorus soil test index (P-Index) value Cationic exchange capacity (CEC) greater Free of stones, stumps, roots and other ••••Recommended depth is between 1.0 and 1.25 metres.BMPWater Balance BeneﬁtWater Quality ImprovementStream Channel Ero -sion Control BeneﬁtsBioretention with no underdrainYesYes – size for water quality storage requirement Partial – based on available storagevolume and inﬁltration ratesBioretention with underdrainPartial – based on available storage volume beneath the underdrain and soil inﬁltration rate Yes – size for water quality storage requirement Partial – based on available storage volume beneath the underdrain and soil inﬁltration rate Bioretention with underdrain and impermeable linerPartial – some volume reduction through evapo -transpirationYes – size for water quality storage requirementPartial – some volume reduction through evapotranspirationSite TopographyWellhead ProtectionFacilities receiving road or parking lot runoff should not be located within two (2) year time-of-travel wellhead protection areas.Available SpaceReserve open areas of about 10 to 20% of the size of the contributing drainage area.FOR FURTHER DETAILS SEE SECTION 4.5 OF THE CVC/TRCA LID SWM GUIDESource: Wisconsin Department of Natural ResourcesA capped vertical stand pipe consisting of an anchored 100 to 150 mm diameter perforated pipe with a lockable cap installed to the bottom of the facility is recom -mended for monitoring drainage time between storms.GENERAL SPECIFICATIONSUNDERDRAINOnly needed where native soil inﬁltration rate is less than 15 mm/hr (hydraulic conductivity of less than 1x10-6 cm/s).Should consist of a perforated pipe embedded in the coarse gravel storage layer at least 100 mm above the bottom.A strip of geotextile ﬁlter fabric placed between the ﬁlter media and pea gravel choking layer over the perforated pipe is optional to help prevent ﬁne soil particles A vertical standpipe connected to the underdrain can be used as a cleanout and ••Source: Minnesota Businesses for Clean WaterSource: City of PortlandSource: City of Portland。

雨水生物滞留池的设计--设计曲线法和容积法的比较

见的有基于达西定律的渗滤法、蓄水层有效容积法以及基于汇水面积的比例估算法内。在国内，适用于生物滞留池的设计计算方法主要为完全水量平衡法⑸以及容积法同。然而，上述方法基本上都是基于对径流削减率进行生物滞留池规模的设计，对生物滞留池对水质提升能力的关注相对较少。
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雨水生物滞留池的设计——设计曲线法和容积法的比较
王淼1,2李秀玉2,3胡玖坤2,3田亮2,3
（1.澳大利亚新南威尔士大学土木与环境工程学院,澳大利亚悉尼2052； 2.中澳海绵城市研究中心，江苏南京210000； 3.江苏东恒环境控股有限公司，江苏句容212400）
摘要:生物滞留池作为海绵城市的绿色生态技术之一，对于雨水径流削减和面源污染去除具有较为显著的效果。目前国
收稿日期：2019-07-29；修订日期: 2019-10-15。作者简介:王淼，男，1992年生，助理研究员,工程师，主要从事雨水处理、海绵城市中的生物滞留池设计研究基金项目：江苏省政策引导类计划（国际科技合作（BZ2017008）。
（Model for Urban Stormwater Improvement Conceptu alization）软件，可以对生物滞留系统对雨水水质、水量的处理效果进行定量且高准确度的模拟［7-8］。为了更为简便快捷地对生物滞留池进行因地制宜的设计,可通过MUSIC模型计算导出规律性曲线（以下简称设计曲线）,不仅可以作为生物滞留池径流削减能力的设计参考，也可以对水质提升目标进行模拟计算⑼。目前，应用MUSIC模型软件进行生物滞留池设计指导已经在中国部分地区进行了试用血。本文将着重介绍利用MUSIC雨水模型生成设计曲线的方法，并简述如何利用设计曲线对生物滞留池进行设计指导。本文以江苏南部某地区的年降雨量为依据，生成了可应用于江苏地区的生物滞留池设计曲线，并依此在江苏镇江设计建设了一处雨水生物滞留池，验证设计曲线的设计能力，并对设计曲线法和国内常用的容积法进行了对比和讨论。

海绵城市-生物滞留池施工方案

生物滞留池施工方案1、生物滞留带概念生物滞留设施是指在地势较低的区域，通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施。

生物滞留带是生物滞留设施的一种形式。

道路和广场内径流雨水可通过路缘石豁口进入，路缘石豁口尺寸和数量需根据道路纵坡等计算确定。

设施结构层外侧及底部应设置透水土工布，防止周围原土侵入。

生物滞留设施的蓄水层深度应根据植物耐淹性能和土壤渗透性能来确定，一般为200~300mm，换土层介质类型及深度应满足出水水质要求，还应符合植物种植及园林绿化养护管理技术要求。

为防止换土层介质流失，换土层底部一般设置透水土工布隔离层，也可采用厚度不小于100mm的砂层（细砂和粗砂）代替。

砾石层起排水作用，厚度为300mm，在其底部埋置管径为150mm的穿孔排水管，砾石应洗净且粒径不小于穿孔管的开孔孔径。

2、施工工艺流程①放线按照施工图纸进行测量放线。

②挖掘在灰线、标高、轴线复核检查无误后方可按照设计图纸进行挖土施工，人工休整边坡。

开挖时严格按照指定的地点将符合种植的种植土装车，装车时不得将车装的过满，以免行车时将土散落在道路上。

不得将垃圾及建筑垃圾装车。

机械开挖时严禁闲杂人等进入施工现场。

③材料运输将材料运至施工现场，在运输过程中司机必须将篷布盖好，以免将土洒落在路上。

运输至现场时必须按照现场指挥将土倒在指定地点，不得随意乱倒影响施工。

运输车辆必须遵守交通规则。

④检验瓜子片、碎石质量对瓜子片、级配砂石进行技术鉴定，其质量均应达到设计要求或规范的规定。

⑤透水土工布的铺设土工布铺设时，沿着碎石表面进行铺设，铺设方向与滞留带推进方向一致。

相邻土工布的搭接长度不小于1m。

铺设过程中如出现破损或孔洞时及时进行修补，修补采用与土工布相同的材料，用工业缝纫机和强度≥150N的尼龙线缝合，且缝接宽度不小于设计搭接宽度。

土工布铺设完后，尽快进行上部铺填施工。

⑥分层铺筑碎石铺筑碎石的每层厚度，一般为15～20cm，本工程为30cm，分层厚度可用样桩控制，必须按预先设计好的标高由人工用铁锹整理。

污水处理中的生物滞留池技术

与其他技术的结合
结合其他污水处理技术，如活性污泥法、膜分离技术Байду номын сангаас，可以形成更为完善的污水处理方案，提高整体处理效果。
未来研究方向
生物滞留池中微生物种群与功能研究
深入研究生物滞留池中微生物的种群结构、功能及其与污水处理的相互关系，为优化生物滞留池的设计和运行提供理论依据。
生物滞留池处理效果的评估与预测
在农村污水处理中的应用
农村污水主要包括生活污水和农业废水，具有排放分散、水质波动大、有机物含量高等特点。生物滞留池技术适用于处理农村污水，能够有效地去除有机物和营养盐，降低水体富营养化的风险。
在农村地区，生物滞留池具有较好的适应性，能够根据地形和污水排放特点进行合理布局。同时，它能够减少农村地区对环境的影响，促进农村生态环境的改善。
开展生物滞留池处理效果的评估与预测研究，建立相应的数学模型，为实际工程应用提供技术支持。
生物滞留池技术的经济与环境效益分析
全面分析生物滞留池技术的经济和环境效益，为该技术的推广应用提供决策依据。
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02
生物滞留池的类型
水平流型生物滞留池
总结词
水平流型生物滞留池是一种常见的生物滞留池类型，其水流方向与池底平行。
详细描述
水平流型生物滞留池通常设计为长方形或圆形，池底平坦，水流通过池底的穿孔布水管或排水管排出。这种类型的生物滞留池适用于处理低浓度有机废水，如生活污水和农业废水。
垂直流型生物滞留池
在工业污水处理中的应用
工业污水含有大量的有毒有害物质，如重金属、化学物质、油污等，对环境和人体健康造成严重威胁。生物滞留池技术可用于工业污水的预处理和深度处理，通过微生物的作用去除部分有毒有害物质，降低后续处理难度和成本。

生物滞留池

优势/效益：适用于较小的流域面积有利于高度不透水区域，尤其是停车场改装能力好相对低的检修要求能作为美观特色进行规划
劣势/制约：要求大量景观陡坡区域不推荐使用
维护要求：治理区域构件的检查、维修/更换
80%
60/50%
M
No data
污染物清除
总悬浮颗粒营养素 - 总磷/总氮的清除金属 - 镉，铜，铅和锌的去除致病菌 - 大肠杆菌，链球菌，大肠杆菌去除
第二卷 (技术手册)
佐治亚雨水管理手册 3.2-43
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3.2.3.1 总述生物滞留池（也称生物滞留过滤器或雨水花园）是种对水质水量的截流并暂时存储的结构型雨水控制。它利用浅水洼或景观区中的土壤和植被来去除雨水径流中的污染物。生物滞留池是工程设施，将径流作为片流传递到治理区。治理区包括草地隔离带，水洼区，有机层或覆盖层，种植土壤和植被。砂层作为可选项可包含在设计中，提供种植土壤的通风和排水。过滤后的径流虽然也能通过多孔土壤渗入周围土壤区域。但一般会被收集并返回到传送系统，生物滞留池不论是在线还是离线，都有大量设计应用。其包括作为离线设施，在独户家庭住宅地块（雨水花园）中的使用。这些离线设施靠近停车场，沿高速路和道路排水洼地，以及在更大的园景透水区中；又或者作为不透水或高密度环境中的景观环岛图3.2.3-1和3.2.3-2以图片和图纸的形式列举了很多生物滞留设施
雨水管理适应
水质河渠保护溢岸洪水防控特大洪水防控接受热点径流：是（需要不渗漏层）
在特定情况下

海绵城市生物滞留池施工方案

生物滞留池施工方案1、生物滞留带概念生物滞留设施是指在地势较低的区域，通过植物、土壤和微生物系统蓄渗、净化径流雨水的设施。

生物滞留带是生物滞留设施的一种形式。

道路和广场内径流雨水可通过路缘石豁口进入，路缘石豁口尺寸和数量需根据道路纵坡等计算确定。

设施结构层外侧及底部应设置透水土工布，防止周围原土侵入。

为防止换土层介质流失，换土层底部一般设置透水土工布隔离层，也可采用厚度不小于100mm的砂层（细砂和粗砂）代替。

砾石层起排水作用，厚度为300mm，在其底部埋置管径为150mm的穿孔排水管，砾石应洗净且粒径不小于穿孔管的开孔孔径。

按照施工图纸进行测量放线。

②挖掘在灰线、标高、轴线复核检查无误后方可按照设计图纸进行挖土施工，人工休整边坡。

开挖时严格按照指定的地点将符合种植的种植土装车，装车时不得将车装的过满，以免行车时将土散落在道路上。

不得将垃圾及建筑垃圾装车。

机械开挖时严禁闲杂人等进入施工现场。

③材料运输将材料运至施工现场，在运输过程中司机必须将篷布盖好，以免将土洒落在路上。

运输至现场时必须按照现场指挥将土倒在指定地点，不得随意乱倒影响施工。

运输车辆必须遵守交通规则。

④检验瓜子片、碎石质量对瓜子片、级配砂石进行技术鉴定，其质量均应达到设计要求或规范的规定。

⑤透水土工布的铺设土工布铺设时，沿着碎石表面进行铺设，铺设方向与滞留带推进方向一致。

相邻土工布的搭接长度不小于1m。

土工布铺设完后，尽快进行上部铺填施工。

⑥分层铺筑碎石铺筑碎石的每层厚度，一般为15～20cm，本工程为30cm，分层厚度可用样桩控制，必须按预先设计好的标高由人工用铁锹整理。

生物滞留设施基础研究和应用借鉴

第42卷第7期西南师范大学学报（自然科学版）V o l. 42 N o. 7 Journal o f S outhw est China N o rm a l U n iv e rs ity(N a tu ra l Science E d itio n)2017年7月J u l. 2017DOI：10. 13718/j. cnki. xsxb. 2017. 07. 016生物滞留设施基础研究和应用借鉴$梁美琪，刘磊西南大学园艺园林学院，重庆400715摘要：城市的快速发展在改变社会生活的同时，对城市水环境构成威胁.作为新型雨洪管理措施之一的生物滞留设施，在有效解决城市雨洪问题中发挥着重要作用.对生物滞留设施进行了概念、构造、机理、植物和填料等基础研究，提出生物滞留设施规模确定的多种方法，各地可根据地域条件参考选定.总结生物滞留设施的研究进展，对美国波特兰市NE Siskiyou绿色街道和深圳市光明新区36号、38号道路建设案例进行分析，比较思考国内研究和建设现状的空缺与不足，总结先进的经验成果，提出我国生物滞留设施的思考借鉴.关键词：生物滞留设施；低影响开发；雨洪管理中图分类号：TU986 文献标志码：A 文章编号：1000 - 5471(2017)07 - 0099 - 06城市化的快速发展给城市水环境带来一定的影响，城市干旱缺水、内涝成灾、雨水污染等问题日益严重.而传统的雨水管理以“排”为主，无法有效解决城市雨洪问题.20世纪90年代由美国乔治省马里兰州环境资源署首次提出的低影响开发理念[1]作为一种新型雨洪管理理念，能适应城市发展需求，为解决城市雨洪问题提供了新的思路.生物滞留设施作为低影响开发的有效管控措施之一，被越来越多的研究应用.1生物滞留设施概述生物滞留设施是指在低洼区域种植有灌木、花草甚至树木等植物的工程措施[2^3]，一般为增强雨水管控效果，多选用复杂型设施，主要由植被缓冲带、蓄水层、覆盖层、种植土层（填料）、砂层和砾石层等组成，并配有雨水溢流口，穿孔管等附属设备（图1和图2).生物滞留设施通过植物、土壤、填料和微生物等物理、化学和生物的综合作用，模拟自然水文过程，对雨水及早进行控制，阻断或减缓地表流动，净化雨水水质，并使雨水成为设施景观的一部分[4_7](图3).生物滞留设施中植物可以吸收和净化雨水，缓解土壤的板结和堵塞.在植物选择时，应注意选择抗性较强、生长强度适宜、能经受周期性的潮湿和短时间淹没浸泡且耐旱、根系发达、雨水处理效果好[8]的乡土植物.在植物种植中，应注意栽植密度和多种植物搭配的综合处理能力和景观效果.生物滞留设施填料应选择吸附能力强、渗透性能好、比表面积大的基质，如沸石、粉煤灰、煤渣、蛭石和石灰石等[8]，推荐使用以土壤为基底，含一定有机质的混合填料，混合填料各成分的含量也应根据各地具体情况而定[9]，尽量选用本土易生产的环保材料.生物滞留设施集渗、滞、净等技术于一体，作为一种生态的雨水利用设施[7]多用于小区、城市道路、停车场、城市绿地与广场等的绿化.最早有两种方法确定其规模：一种采用初期雨水量标准的“半英寸”原则，即可以处理汇水面上12. 5m m径流量所需要的面积；另一种用汇水面积与径流系数乘积的5%〜7%作为设施面积[1°].《海绵城市建设指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》（本文简称“指南”）将生物滞留设施作为有蓄水空间的、以渗透为主要功能的设施，其计算方法为[11]:①收稿日期：2016-03-08基金项目：重庆市建设科技计划项目（2015 —1一21).作者简介：梁美琪（1993 -)，女，河北衡水人，助理工程师，硕士，主要从事风景园林与规划设计研究.通信作者：刘磊，副教授.100西南师范大学学报（自然科学版)http ：//xbbjb . swu . edu . cn 第42卷图1 生物滞留设施结构图(作者改绘）降雨蒸发图2 生物滞留设施效果图（摘自网页）径流 )生物滞留 )截留、吸附、储存、渗透、过滤等| )溢流、排放、收集、回用等图3 生物滞留设施作用机理示意图y .? = y —(l )式中：V ,为设施的有效调蓄容积，包括设施顶部和结构内部蓄水空间的容积(m 3); V 为设施进水量（m 3);为渗透量(m 3).其中：V = IOH c /j F (2)式中：H 为设计降雨量(mm )，结合地方降雨资料，根据统计学方法求得；少为综合雨量径流系数，可查阅计算；F 为汇水面积(hm 2).= K J A S T S(3)式中：K 为土壤(原土）渗透系数(m /s ); J 为水力坡降，一般可取1;戌为有效渗透面积(m 2)，根据相应水位高度和面积确定；T ,为渗透时间（s )，指降雨过程中设施的渗透历时，一般可取2 h .此方法中，各参数可根据各地降雨特征、水量标准以及材料选择与性能等确定，并在适当范围内调整，以更精确地计算出各场地选取设施的规模.此外，还可根据模型模拟设施的性能.暴雨洪水管降雨蒸发蒸腾径流入溢流理模型（storm water management model ，SW MM )作为一种对动态降雨径流模拟的模型受到广泛的好评与应用.SW M M 模拟过程中，执行含湿量平衡，跟踪水在设施每一层之间的移动和存储（图4). SW M M 报告中，生物滞留设施控制的性能通过总体径流、渗人和蒸发速率反映，说明了设施的总体水董平衡，包括总进流量、渗人、蒸发、地表径流、暗渠以及初始和最终蓄水容积，并可将部分数据序列写入到文本文件，便于示和图形绘制_.还可综合应用R E C A R G A ，M U SIC ，M O U S E 等图4 SW M M 模拟生物滞留示意图模型对生物滞留设施的水文效应进行分析和模拟，并可将相应的雨洪模拟软件与G IS (地理信息系统，geo graphic information system ) ， Rhino 等分析软件结合应用.0表层，-’} ■■渗入n 土壌层，’l r 穿透n ，蓄水层潜流I 2生物滞留设施研究应用国内外对生物滞留设施的水文效应有一定的研究：文献[14]介绍了生物滞留设施对营养物、童金属、油脂，致病菌类和T S S (总悬浮物）的净化效果；文献[3，10，15]研究了设施的净化效果，并提出相应的填料配比；文献[8，14一 17]分别研究了生物滞留设施的水文效应和水量控制、设施的径流、峰值削减率和峰值延迟时间等.文献[8，12，14，16]通过3^^4撼和尺£〇八尺0八等模型验证，模拟生物滞留设施的水文过程，设计参数和水量、水质控制效果等.此外，还开展了生物滞留设施的应用建设.美国波特兰市较早进行生物滞留的研究和应用，其绿色街道项目尤为突出.NE Siskiyou绿色街道是第7期梁美琪，等：生物滞留设施基础研究和应用借鉴101该市建成较早、效果最好的雨洪管理项目之一，它巧妙地将街道绿化与雨水管理有机地结合在一起，并充分体现了街道的绿化景观，荣获2007年美国景观师协会(A S L A )综合设计奖.波特兰位于美国西北部，太平洋东岸，受海洋性季风的影响，气候分明，年降雨量为1 029. 5 mm ，其中11月至次年4月是雨季，全年 80%的降水集中在这段时间里[18]. NE Siskiyou 绿色街道以较少的投人有效解决了雨洪问题，营造出自然优美的街道景致，并逐渐与城中其他绿色街道连成绿网，共同作用.NE Siskiyou 绿色街道及周边行车道等约930 m 2的汇水面积形成的雨水径流沿坡而下，汇人2 m 宽、 15 m 长的生物滞留设施之中，路缘侧石间隔一定距离设有45 cm 左右的雨水人口，允许雨水流人扩展池中.根据道路坡度，人口处设路缘坡，方便雨水进人.并设沉积池，雨水流人并漫延过沉积池，流人18 cm 左右深的生物滞留设施进行拦截，设施由河卵石与碎石粒组成，使雨水充分聚集沉降，渗人地下.设施内连续设计多个处理单元，根据不同的降雨量，当降水超过一个单元的承载量时，水会从一个单元流人另一个单元，形成跌水景观，直到植物和土壤完全吸收水分或者单元储水饱和[19].当水量过多时，雨水流过各单元，最终流人城市排水系统，为防止各单元间雨水流速过快，路缘石设开口，进行二次收集雨水（图5 — 图7).设施内多选用乡土植物（图8)，雨水在设施内被植物减速、净化和渗透.几乎每年N E S is k iy o u 绿色街道的雨水都由它的景观系统管理，很多流量模拟测试表明，N E S is k iy o u 绿色街道设计具备可将25年一遇的暴雨流量减少85%的能力[19].波特兰N E S is k iy o u 绿色街道在设计过程中让公众充分参与，并通过标识教育使大家充分了解新型雨洪管理的应用（图9).臨德侧间脰臨緣侧石问El ：人行道图5 NE Siskiyou 绿色街道生物滞留设施雨水流向示意图（摘自网贵）图6 NE Siskiyou 绿色街道生物滞留设施细节展示（摘自网页）图7 NE Siskiyou 绿色街道效果展示(摘自网页）102西南师范大学学报（自然科学版)http：//第42卷图8 N E S is k iy o u绿色街道图9 N E S is k iy o u绿色街道生物滞留设施植物选择(摘自网页）宣传教育展示(摘自网页）国内关于低影响开发生物滞留设施研究应用在深圳市光明新区较早开展，深圳市光明新区划定了多条市政道路进行低影响开发示范建设，现已有部分建成，并在雨洪管理方面取得了良好效果，形成示范先例，指导后续研究建设.深圳市光明新区位于深圳西部地区，辖区总面积为155. 33 km2.深圳市多年平均降雨量为1 837 mm，降雨年分布极不均勻，主要集中于每年的4月一9月[2°].光明新区36号和38号两条道路已基本建设完成，改善了传统道路排水弊端，实现新型道路雨洪管理，合理安排道路雨水组织，改善后达到道路综合径流系数不大于〇. 60,污染物去除率达40%〜50%的目标.两条道路借鉴已有经验，利用道路绿化带设置生物滞留设施，路缘侧石（道牙）设开口.降雨时，雨水径流由开口处进人生物滞留设施.设施开口处设沉积池，雨水先流经沉积池进行污染净化，沉积处理，防止设施堵塞，之后进人生物滞留设施，进行收集滞留下渗.设施内设溢流口，即传统道路雨水口，过量的降雨通过溢流，进人城市排水系统.此外，完成建设的两条路面均采用透水沥青，下面依次为砾石层和路基，部分降雨可直接由路面人渗储存处理，多余雨水再汇人生物滞留设施[21](图10—图12).，、雨水口机动车道图11 生物滞留效果图12 生物滞留设施孔口道牙、沉砂池许多研究表明两条道路的示范建设对雨水水量水质处理效果良好.在低影响开发建设的基础上，还保留了传统的市政雨水排水管道(设计标准为2年一遇），两者结合使现有雨水处理能力达到4〜5年一遇[21].第7期梁美琪，等：生物滞留设施基础研究和应用借鉴103光明新区市政道路作为国家建设先进示范区，取得了一定成绩，但应注意加强植物的搭配和设施在道路中的景观性，协调各设施的运用，加强养护管理，进一步提升性能.3关于生物滞留设施的思考借鉴目前，我国许多地区仍在大量建设灰色基础设施，大力发展城市建设，雨水排放仍以传统方式为主，并未全面意识到传统排水方式的弊端.因此，应先从管理者与相关工作者开始，转变传统观念，引人生物滞留设施，让生物滞留设施的运用贯穿源头、中途和末端，甚至使生物滞留设施与其他低影响开发设施乃至城市管网共同作用，更好地解决雨洪问题.国内关于生物滞留设施的研究较为集中，但不够深人.在借鉴国外成功经验的基础上，还应运用正确的方法，有针对性地研究.应强化对生物滞留设施的认知，充分认识其功能、作用、机理和效益等，结合各地自然条件及场地特征，加强前期分析和调查，以便更好地进行设计.对设施本身而言，其设计规模、填料构成、设计深度和植物栽植等因素都会影响运行机理与效果.我国各地条件差异较大，在充分研究基础资料的前提下，明确设计目标，完善设计施工，增强设施的控制效果和适用性.充分分析设施的运行和效果，加强后期监测和评估，以不断提升生物滞留设施的应用.加强设施景观效果建设，并将设施设计建设与地形、场地功能、景观小品和植物绿化等要素[4’7]结合设计，美化城市，及时进行清扫管护，研究出适合国内的设计方法和维护更新频率，做到“学其形知其意”，多角度、多方法地研究，全面深人了解生物滞留设施，有条件的地区可以辅以实验或实例研究.国外生物滞留设施的广泛应用离不开管理者、商业者和设计者，特别是公众的共同参与.国内受许多现实因素的限制，可选择部分公众参与其中，更好地创建为人民服务的绿色基础设施.加强对生物滞留设施基础知识的宣传教育，通过组织学习、标识宣传等方式普及生物滞留设施建设，调动公众参与的积极性，为决策者出谋划策.最后，国外生物滞留设施的成功应用，离不开大量建设导则、政策法规、评价体系和奖惩制度的制定及有力支撑.国内却较少有相关的政策法规出台，强制性评价和奖惩也较为匮乏，但目前已有相关文件试行或正在编制.虽然国内已在这些方面做了诸多努力，但生物滞留设施从理论到应用涉及多方面知识，需多方参与建设，园林、水利、规划和市政等多部门应综合协调，共同作用.4结语生物滞留设施的雨洪管理效益不可小觑，此外在缓解城市热岛效应，降低大气温度，增加湿度，增强生物多样性，美化城市环境等方面也发挥着重要的作用.加强生物滞留设施的研究应用对我国城市建设和环境改善具有重要的意义.生物滞留设施也将成为我国生态建设，新型雨洪管理的重要措施，其研究应用前景广阔，设计建设将成为海绵城市建设的趋势.参考文献：[1] Southeast Michigan Council of Goverments Information Center. 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A s one o f th e n e w s to rm w a te r m a n a g e m e n t m e a s u re s, b io r e te n tio n fa c ilitie s p la y an im p o r ta n t ro le in s o lv in g th e p ro b le m s o f s to rm w a te r in c itie s e ffe c tiv e ly. A fu n d a m e n ta l re se a rc h has been c a rrie d o u t on th e d e fin itio n, s tr u c tu r e, m e c h a n is m, p la n ts, p a d d in g an d o th e r re le v a n t a sp ects o f b io r e te n tio n fa c ilitie s, to p u t fo r w a r d s e ve ra l m e th o d s d e te rm in e d based o n b io r e te n tio n f a c ilit y sca le, f o r d iffe re n t areas to se le ct a c c o rd in g to th e ir o w n re g io n a l c o n d itio n s. In a d d itio n, th e s tu d y p ro g re s s o f b io r e te n tio n fa c ilitie s has a lso been s u m m a riz e d in th is re s e a rc h, th e g re e n s tre e t N E S is k iy o u in P o r tla n d in U S A a n d th e c o n s tru c tio n cases o f ro a d N o. 36 a n d ro a d N o. 38 in G u a n g m in g N e w D is tr ic t in S h e n zh e n a n a ly z e d, th e vaca ncies andd e fic ie n c ie s in th e c u rr e n t s itu a tio n o f re le v a n t re se a rch e s a n d c o n s tru c tio n in C h in a c o m p a re d a n d c o n s ide re d, som e ad va n ce d e x p e rie n c e an d a c h ie v e m e n ts s u m m e d u p, a n d som e c o n s id e ra tio n s a n d e x p e rie n c e sf o r C h ina's b io r e te n tio n fa c ilitie s p ro p o s e d. B e s id e s, th e p a p e r also s h o w s th e c o m p re h e n s iv e b e n e fits and broad prospects o f bio re te n tio n fa c ilitie s, to p ro vid e references fo r the deep s tu d y on bio re te n tio n facilitie s.Key words：b io r e te n tio n f a c ilit ie s；L o w Im p a c t D e v e lo p m e n t；s to r m w a te r m a n a g e m e n t责任编辑潘春燕。

渗井式全过程海绵雨水生物滞留池施工工法

渗井式全过程海绵雨水生物滞留池施工工法一、前言：城市化进程带来的弊端之一就是城市水logging的问题。

因此，如何解决城市水logging的问题成为了一个重要的课题。

通过渗井式全过程海绵雨水生物滞留池施工工法，可以有效地解决城市水logging问题，将雨水有效地过滤，减轻雨水流经城市地表的压力，达到环保效果。

二、工法特点渗井式全过程海绵雨水生物滞留池施工工法是一种新颖的、高效的应用绿色生态技术的城市雨水治理方法。

它主要包括雨水收集、海绵雨水滞留、雨水生物处理、雨水再利用等多个环节。

其主要特点包括：1.工艺简单，能够快速布局。

2.施工过程中，不需要大规模土建工程，降低了施工成本。

3.对地面的占用比较小，避免了对城市其他设施的影响。

4.可以自主管理，自动运作，可以大大减轻管理的负担。

5.对于雨水的收集、过滤、净化、再利用等绿色生态环保技术，使其逐渐成为城市雨水治理的主要方式。

三、适应范围该工法适用于城市街区、广场、住宅小区、商业区等各类城市化区域。

四、工艺原理该工法主要通过收集雨水，并通过设备处理，再进行排放或利用的过程，实现雨水的过滤和净化，达到保护环境的目的，同时也能减少雨水流经地表的数量和速度。

主要的工艺原理是：将雨水经过收集且过滤处理后再进行滞留，排放到生态蓄水池中进行再次净化，然后进行排放、利用等后续处理。

五、施工工艺1.布点根据设计方案，确定每个渗水井相距的间隔和井底深度，对井内作截留处理。

2.留水层在渗井的孔内分层放入水滞留层。

3.防渗层根据设计方案，选择一种防渗材料，进行防渗层的施工，保证渗井不会因为渗漏变形。

4.天然生态基质层将天然的生态基质填充在防渗层与半固性层的中间。

5.半固性层在生态基质层上方放置半固性过滤材料，作为过滤层和悬浮颗粒物吸附层。

6.覆土层最后对滤层进行覆土层施工，同时为了方便排放和维护，井口安装井盖。

六、劳动组织在施工中，需要一定数量的工人，以保证施工按照计划进行。

暖温带适用生物滞留系统的生态设计

III类 20 V 类 40
III类 1.0 V 类 2.0
2 研究目标

以济南市和青岛市为例，构建暖温带适用生物滞留系统的主要
设计参数和技术规范。

以本地土壤和生物质材料为基质，研发生物滞留系统工程土壤产品。

以本地乡土植物为主，研发生物滞留系统植物材料和配置模式。建立1套生物滞留池、生物草沟、植被缓冲带技术和工程示范
暖温带适用生物滞留系统的生态设计

生物滞留系统（ bioretention system ）包括生物滞留池（ bioretention cell）、生物草沟（bioswale）、生物缓冲带（vegetated filter strips）、树木滞留箱（tree-box filter）等多种形式（ Collins et al, 2009）。该系统在美国及部分欧洲国家广泛应用于城市雨水最佳管理实践（ Best Management Practice ）和非点源径流污染控制的低影响发展（ Low Impact Development）策略(Hurley& Forman, 2011)，在国内也有少量研究和应用，但未形成方法和技术规范(胡爱兵等，2011)。生物滞留系统具有降低暴雨径流、净化雨水、缓解城市热岛效应、增加城市生物多样性等多重效益（ Kazemi et al, 2011）。由于不同地域气候、环境差异和植物材料差异，各地生物滞留系统的径流消减和污染物去除效率差别很大。植物物种的选择和配置对生物滞留系统的功能有至关重要的影响。
2 试验设计

以适用于暖温带城市区域的生物滞留池、生物草沟、植被

生物滞留池

3.2.3 生物滞留池
General Application Structural Stormwater Control
说明：浅水洼地或景观区利用工程土壤和植被来存储和治理径流
主要思考
设计标准：最大流域面积5英亩通常位于“景观岛” 治理区域包括草地过滤，砂层和水洼面积、有机层或覆盖层、种植土壤和植被一般需要5英尺水头
第二卷 (技术手册)
佐治亚雨水管理手册
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3.2-47
生物滞留区可对流域面积内的片流进行截流，亦或充当离线装置。在线设计最大流域面积不超过0.5英亩。采用离线配置的时候，水质水量（Wqv）通过分流器引入生物滞留区。高于水质水量的雨水流被引入至其它控制或下游。（有关离线系统、引入结构和分流器的设计指导的更多讨论见3.1节）生物滞留区位置应与现场规划进程统一，滞留区的选址和设计应考虑到美观。认真计算高差确保设计的径流在不超过最大设计深度的情况下流入设施。 B. 总体设计一个设计优良的生物滞留区包括： (1)流域面积和蓄水区之间的草地过滤带（或草地河渠） (2)蓄水区，其植被带有种植土壤层 (3)有机覆盖层 (4)砾石和穿孔管地下排水系统，经过土壤层过滤后的径流积水（生物滞留区可选择性的设计成渗入土壤—— 渗入标准见渗入沟说明）生物滞留区同时还包括以下某些部分：选择性沙砾层，用于延伸水流，过滤径流，对种植土壤通风和排水的形成帮助。草地过滤带起端的石隔膜，降低径流速度和延伸水流进入草地过滤。入水引入或漫流结构包括以下5种方法中之一采用分流结构针对路牙石铺装，采用入水口导流板（见3.2.3-6）使用带槽路牙，停车场等级设计将水质水量引入设施。绕过其它径流至下游积水池入水口，停车场要求具备临时积水。（见3.2.3-5）图3.2.3-2 较短导流坝（最大高度为6英寸）的设计将最大水质洪峰水流引入生物滞留区。系统内漫流包括漫流积水区入水口和/或豆粒砂石防护物排水漫流生物滞留区各种组成部分总论见图3.2.3-3. 在线生物滞留区平面图和剖面图见3.2.3-4. 离线设施范例见图 3.2.3-5 C. 物理规范/几何生物滞留区建议最小尺度为10英尺宽，20英尺长。除了较小住宅应用，所有设计的长宽比至少为2:1. 采用达西定律方程即过滤层48小时排水以及渗透系数（K）0.5英尺/天来设定种植土壤过滤层尺寸。生物滞留区最大蓄水深度建议为6英寸。种植土壤层深度至少为4英尺。种植土壤应为砂质壤土，沙壤土或粘土含量从10％到25％不等的壤土肌理。土壤的渗入速度至少达到每小时 0.5英寸，PH值介于5.5—6.5区间。此外，种植土壤有机质含量为1.5%至3%和最大浓度500ppm的可溶性盐。