[发明专利]一种LID型雨水沟渠及其设计计算方法

说明书

技术领域

本发明属于水利工程及市政工程技术领域，具体而言，是一种LID型雨水沟渠及其设计计算方法。 

背景技术

传统的硬化雨水沟渠其建造目的仅是为了快速将周边的雨水径流排入受纳水体，其功能单一仅具有“排水”作用。这种单一功能在发挥排水优势的同时，也带来如下问题：加剧了雨季受纳水体的行洪压力与洪涝灾害的发生，雨水难于通过沟渠床面下渗补给地下水导致河流在旱季容易出现干枯，此外还加剧了雨水面源污染问题。特别是作为饮用水水源的河流大多发源于山区，流经的大部分地区为农村地带。降雨期间，农村地面上的泥土、畜禽粪便、农田化肥等大量雨水面源污染往往通过雨水沟渠随同雨水径流一同快速排入河流，严重影响了河流、水库等饮用水水源地的供水水质安全。因此，如何改良传统的单一功能的排水沟渠，缓解我国目前绝大部分地区所面临的三大水危机问题即水污染、洪涝灾害与水资源枯竭是一个重要课题。 

1990年代末期在欧美等国家开始发展起一种新型的暴雨管理与面源污染控制策略，那就是低影响开发（Low Impact Development）策略，简称LID。从字面上解释，LID就是在开发中尽量减少对环境的破坏和影响，其基本思路是通过综合采用蓄流、渗透、过滤等方式来减少暴雨径流排水量和截污，使开发地区尽量接近于开发前的自然水文循环。如果能够基于LID策略建造一种LID型雨水沟渠，使之不仅具有排水功能，而且还具有蓄流、渗透和去污等多重功能，则可实现对雨水径流的减排、缓排从而降低洪涝灾害风险，增强对地下水 的补给以及减轻雨水面源污染。 

对现有所有专利和受保护的技术资料查询，目前与本实用新型最接近最密切的专利或专利申请有2个。一个是中国实用新型专利申请号200620003976.5、申请日2006.2.15、授权公告号CN2866592Y、授权公告日2007.2.7、专利名称为：沟渠型湿地床。该专利将沟渠建成湿地以削减雨水面源污染物质，其主要不足之处：1）不适用于排水量大、排水速度快的排水沟，首先暴雨期间当排水量大流速快时湿地表面的土壤介质很容易被冲走，其次水流在湿地植物之间穿梭而行，遭受阻力大，难于顺畅排水，容易造成壅水漫出湿地床；2）蓄水功能不强，为了保证湿地植物的生长，蓄水位一般设计较低以免淹没湿地植物致其死亡，因此蓄水空间十分有限。虽然湿地下方的卵石层中设有集水管，但雨水只有下渗通过砂土层后才能进入卵石层再进入集水管，由于砂土层的下渗系数不大，暴雨期间大部分雨水将来不及下渗汇集到集水管，而是被排走，当来不及排走时则会发生壅水漫出湿地床。另一个相关的专利申请是中国发明专利申请，申请号：201110256167.0、申请日2011.09.01、申请公布号CN102351316A、申请公布日2012.02.15，专利名称为：一种处理公路降雨径流污染的绿化带排水沟人工湿地装置。该专利申请同样将排水沟建成湿地以削减雨水面源污染物质，虽然该专利申请在砂土层上覆盖了一层砾石层、增加了湿地对水流的耐冲刷性，并将设置在湿地下方的集水管改成了集水槽，但依然无法克服上述两个主要不足之处，因为排水时水流同样需要在湿地植物之间穿梭而行，遭受阻力大，难于顺畅排水，蓄水位同样需设计较低以免淹没湿地植物致其死亡。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种LID 型雨水沟渠及其设计计算方法，使其不仅具备良好的排水功能，能适用于排水量大流速快的各类雨水沟渠，而且具备良好的蓄水与下渗功能，能有效实现对雨水径流的减排缓排以及对地下水的补给，同时具有较好的去污功能以削减雨水面源污染物质。 

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是： 

一种LID型雨水沟渠，其构造由沟渠体、蓄水坝、溢流口、粗石层、砂土层以及生态边坡组成；该沟渠体床面自下而上铺设砂土层与粗石层，该蓄水坝沿沟渠体纵向每隔一段距离连续设置，使沟渠沿程形成一系列连续分布的蓄水池；每个蓄水坝上设置溢流口。 

所述蓄水坝上所设置的溢流口其形状为梯形、或矩形、或倒三角形、或圆形。 

所述的溢流口底宽是蓄水坝坝顶全宽或者小于蓄水坝坝顶宽度。 

所述的粗石层为粗砾石-沸石层。 

所述的生态边坡为非硬化的边坡，而是采用生态护岸技术的绿色边坡。 

所述的蓄水坝坝脚附近的沟渠床面上抛掷有一些乱石作为坝脚护石。 

所述沟渠体的沟渠床上设置有配有雨水口的渗透井或渗透管。 

所述的渗透井或渗透管四周铺设有碎石保护墙。