本發(fā)明屬于環(huán)境排水領(lǐng)域，具體涉及一種人行綠道硬化補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國城市化率飛速提高，然而城市里的建筑、公路、廣場等在方便人們生活的同時，由其帶來的高度硬化的地面卻阻礙了降雨向土壤的入滲。例如50mm的降雨通過黏質(zhì)沙土入滲對地下水的補給系數(shù)約為0.02～0.07，其滯留在淺層土壤中的水分就更多。在未硬化的區(qū)域，土壤就像一塊巨大的吸水海綿，通過自身孔隙吸收降雨并將部分降雨通過入滲補償?shù)叵滤?，而城市里的硬化地面阻止了降雨向土壤的入滲過程，使本應進入土壤的降雨也形成了徑流，導致暴雨時城市徑流匯流時間縮短和徑流量增加，增加了城市暴雨災害發(fā)生的機率。

近年來，暴雨時常發(fā)生，為了減少暴雨對地面硬化帶來的危害，大多數(shù)城市采用加強城市排水管網(wǎng)的建設，采用透水磚來代替不透水的硬化路面，以及修建雨水花園和下挖綠地等措施來降低雨水的徑流，增加雨水下滲來補充地下水資源。

人行綠道在公園，居住小區(qū)等人們活動的區(qū)域是最常見的，其在方便人們的同時也增加了對地面的硬化，加大了地面徑流。目前為了減少地面徑流，增加下滲量，通常在人行綠道區(qū)域采用透水鋪磚來增加下滲量，減少徑流，雖然在一定程度上減少了徑流，但從透水鋪磚的實體效果來說仍然存在著一定的弊端，如透水鋪磚下面為混凝土層和夯實土壤層，其在降雨時的下滲厚度基本為透水鋪磚的厚度，這樣在降雨量較小時是有效的，但在大降雨量時將會無濟于事。

為了彌補透水鋪磚在大降雨量時的不足，降低暴雨帶來的危害，改善土壤的下滲結(jié)構(gòu)，增加土壤的下滲接觸面積，提高雨水下滲能力來補充地下水，減少地面徑流量已變成一種勢不可擋的趨勢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題或缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種人行綠道硬化補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)，解決了由路面硬化帶來雨水下滲面減小，雨水徑流增加的問題，降低了暴雨帶來的危害。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:

一種人行綠道硬化補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)，包括人行綠道，在人行綠道的兩邊開設滲水透氣空間，所述的滲水透氣空間包括并列分隔設置的滲水氣腔和滲水水腔，滲水氣腔在靠近人行綠道側(cè)設置；

滲水水腔和滲水氣腔下為土壤結(jié)構(gòu)，滲水水腔將來將來自人行綠道路面的雨水通過下方的土壤結(jié)構(gòu)快速下滲補給地下水，滲水氣腔用于排出雨水下滲排擠出的土壤結(jié)構(gòu)中的氣體。

優(yōu)選的，所述的滲水氣腔和滲水水腔的體積比為1:5～7。

進一步的，滲水水腔下方的土壤結(jié)構(gòu)沿豎向依次為礫石層和細沙層，滲水氣腔下方的土壤結(jié)構(gòu)沿豎向依次為粗沙層和細沙層，且人行綠道路基下方的土壤結(jié)構(gòu)沿豎向依次為粗沙層和細沙層。

優(yōu)選的，所述礫石層和細沙層豎向設置，其礫石層的厚度為細沙層厚度的3～5倍。

進一步的，所述的礫石層由粒徑為2～4cm的礫石鋪設成的層體，粗沙層由粒徑為0.5～0.7cm的粗沙鋪設成的層體，細沙層由粒徑為0.25～0.35cm的細沙鋪設成的層體。

進一步的，所述的人行綠道路基沿豎直方向依次為混凝土層、沙石層、夯實土層和第一原狀土層，其中第一原狀土層的橫截面為倒置的鈍角三角形，鈍角三角形的鈍角角度為170～174°。

進一步的，所述的滲水透氣空間的結(jié)構(gòu)包括路緣石、滲水蓋板、水流擋板和氣液分隔板，其中氣液分隔板插設在土壤結(jié)構(gòu)中將滲水透氣空間分隔為滲水氣腔和滲水水腔，且在滲水氣腔和滲水水腔頂端與人行綠道路面齊平的位置沿遠離人行綠道的方向依次鋪設水流擋板、滲水蓋板和路緣石，水流擋板在豎直方向阻止雨水經(jīng)過滲水蓋板流入滲水氣腔。

具體的，所述的水流擋板與氣液分隔板不在同一平面內(nèi)銜接，水流擋板與氣液分隔板之間的距離是滲水氣腔高度的1/6～1/5。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：

本發(fā)明的補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)是在不改變道路結(jié)構(gòu)的情況下將人行綠道兩邊及道路路基下面一定深度處下挖鋪設了下滲系數(shù)不同的材料，使得道路兩側(cè)和道路路基下面通過大滲透系數(shù)的材料連接在一起，雨水從道路兩側(cè)流入下滲結(jié)構(gòu)中，快速充滿路基下面一定深度的大滲透系數(shù)層，補給了地下水，減少了雨洪帶來的災害；同時考慮到氣體走向，設置了排氣通道，增大了雨水下滲的速率，真正的解決了由城市混凝土道路造成地面硬化而帶來的雨洪災害。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的人行綠道硬化補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的雨水和氣體流向原理示意圖；

圖3為圖1的俯視圖；

圖4為圖1中的滲水蓋板和水流擋板的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖；

圖5為圖4的俯視圖；

圖6為本發(fā)明的人行綠道硬化補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)的一種應用環(huán)境示意圖；

圖中各標號代表：1-路緣石、2-滲水蓋板、3-水流擋板、4-氣液分隔板、5-混凝土層、6-沙石層、7-夯實土層、8-第一原狀土層、9-礫石層、10-粗沙層、11-細沙層、12-第二原狀土層；

a-滲水水腔、b-滲水氣腔；

上述圖中的實線箭頭表示水流的流動方向，上述圖中的虛線箭頭表示氣體流動的方向；

以下結(jié)合說明書附圖和具體實施方式對本發(fā)明做具體說明。

具體實施方式

現(xiàn)有技術(shù)中解決人行綠道滲透能力低的對策通常為鋪設透水鋪磚，透水鋪磚由于底部通常是由于混凝土做墊層，因此，鋪磚的厚度成為了雨水在下滲過程中限制因素，而本發(fā)明的補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)由于在道路兩側(cè)和路基底部相連接，增大了雨水下滲的接觸面和雨水的下滲量，同時還不需要另外鋪設其他結(jié)構(gòu)，在保證了人行道的原有功能的情況下，減少了雨水徑流，增加了雨水下滲補給地下水的量；

本發(fā)明的補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)可視為低影響開發(fā)的一個部分，補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)緩解了由城市化帶來的地面硬化和雨洪災害，用不同滲透系數(shù)的材質(zhì)結(jié)合起來增加雨洪時雨水下滲的能力，增加地下水的補給，減小雨洪帶來的危害。

本發(fā)明的補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)如今普通下滲結(jié)構(gòu)相比，普通下滲結(jié)構(gòu)中通常是由大粒徑的材料組成，但未考慮空隙氣體的排除，因此成為影響下滲的一個限制因素，故本發(fā)明的補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)考慮到氣體走向，設置了排氣通道，增大了雨水下滲的速率，真正的解決了由城市混凝土道路造成地面硬化而帶來的雨洪災害

具體的，包括：

一種人行綠道硬化補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)，包括人行綠道，在人行綠道的兩邊開設滲水透氣空間，所述的滲水透氣空間包括并列分隔設置的滲水氣腔和滲水水腔，滲水氣腔在靠近人行綠道側(cè)設置；滲水水腔和滲水氣腔下為土壤結(jié)構(gòu)，滲水水腔將來自人行綠道路面的雨水通過下方的土壤結(jié)構(gòu)快速下滲補給地下水，滲水氣腔用于排出雨水下滲排擠出的土壤結(jié)構(gòu)中的氣體。充分考慮氣流和水流在土壤層中的運動規(guī)律，滲水水腔和滲水氣腔在保證雨水快速下滲的同時，還能保證土壤中的氣流快速的從土壤結(jié)構(gòu)中排出，加塊雨水在土壤結(jié)構(gòu)中的下滲速度，能在強降雨的情況下，快速的將雨水通過土壤本身進行下滲，緩解城市混凝土路面的存水壓力。

優(yōu)選的，滲水氣腔和滲水水腔的體積比為1:5～7，可經(jīng)試驗證明，將氣腔與水腔設置成上述比例的體積大小，能最大程度的保證雨水快速下滲。

進一步的，滲水水腔下方的土壤結(jié)構(gòu)沿豎向依次為礫石層和細沙層，滲水氣腔下方的土壤結(jié)構(gòu)沿豎向依次為粗沙層和細沙層，且人行綠道路基下方的土壤結(jié)構(gòu)沿豎向依次為粗沙層和細沙層。滲水水腔底部有下滲系數(shù)較大的礫石層，以增大雨水的下滲速率；滲水氣腔底部有下滲系數(shù)中等的粗沙層，以排出道路雨水在礫石層下滲過程中底部空隙的氣體；礫石層與粗沙層的分布是為了排除雨水在下滲過程中下滲結(jié)構(gòu)底部空隙氣體能夠順利排出考慮的，自然下滲結(jié)構(gòu)的底部空隙氣體通過粗沙層排出到滲水氣腔，以避免氣體在排出過程中造成瓶頸不能排除。

進一步的，所述礫石層和細沙層豎向設置，其礫石層的厚度為細沙層厚度的3～5倍。雨水在礫石層主要以縱向下滲為主，縱向下滲速率遠大于橫向速率，之后雨水在礫石層中縱向下滲速率轉(zhuǎn)變?yōu)榇稚硨又械臄U散和細沙層中的縱向下滲，同時將氣體趕往粗沙層中由滲水氣腔排出。

最好的，所述的礫石層由粒徑為2～4cm的礫石鋪設成的層體，粗沙層由粒徑為0.5～0.7cm的粗沙鋪設成的層體，細沙層由粒徑為0.25～0.35cm的細沙鋪設成的層體。在礫石層、粗沙層、細沙層的三層交接處，將由礫石層縱向下滲速率為主的下滲開始轉(zhuǎn)變?yōu)榇稚硨拥臋M向擴散速率和細沙層的縱向下滲速率，其中粗沙層的橫向擴散速率大于細沙層的縱向下滲速率，通過水流的驅(qū)趕作用將其中的氣體通過粗沙層快速的趕出，并由滲水氣腔排出，進一步的增加雨水的滲流速度。

另外，所述的人行綠道路基沿豎直方向依次為混凝土層、沙石層、夯實土層和第一原狀土層，其中第一原狀土層的橫截面為倒置的鈍角三角形，鈍角三角形的鈍角角度為170～174°。在保證不改變路基的情況下，粗沙層上面鋪設原狀土壤層，其中原狀土壤層與粗沙層的交界面為傾斜的交界面；設計傾斜交界面是為了下滲結(jié)構(gòu)的空隙氣體沿著粗沙層中的空隙排出到滲水氣腔，使得雨水能夠順利下滲；

進一步的，所述的滲水透氣空間的結(jié)構(gòu)包括路緣石、滲水蓋板、水流擋板和氣液分隔板，其中氣液分隔板插設在土壤結(jié)構(gòu)中將滲水透氣空間分隔為滲水氣腔和滲水水腔，且在滲水氣腔和滲水水腔頂端與人行綠道路面齊平的位置沿遠離人行綠道的方向依次鋪設水流擋板、滲水蓋板和路緣石，水流擋板在豎直方向阻止雨水經(jīng)過滲水蓋板流入滲水氣腔。

具體的，所述的水流擋板與氣液分隔板不在同一平面內(nèi)銜接，水流擋板與氣液分隔板之間的豎向距離是滲水氣腔高度的1/6～1/5，其目的是為了防止雨水從滲水蓋板或滲水水腔流入滲水氣腔，同時能夠較快的從滲水氣腔內(nèi)排除氣體。

同時，本發(fā)明的粗沙層與礫石層通過氣液分隔板分割開形成了雨水走向和空隙氣體走向，在粗沙層和礫石層底部的區(qū)域是相連通的，細沙層，粗沙層和礫石層相連的目的是為了雨水在礫石層以縱向下滲為主轉(zhuǎn)變?yōu)榇稚硨拥臋M向擴散和細沙層的縱向下滲；本發(fā)明考慮到礫石、粗沙和細沙的下滲系數(shù)不同，將其合理的分布，即減小了雨水的徑流，又增加的雨水下滲的接觸面積，補給了地下水，對雨洪災害起到了減輕作用。

實施例一：

結(jié)合圖1-6，本實施例的人行綠道補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)鋪設在如圖6的環(huán)境中，該環(huán)境在居住小區(qū)，公園，廣場等人們娛樂活動的地方常見的結(jié)構(gòu)，其周圍通常設置草坪、活動區(qū)域和建筑物等，該環(huán)境也是城市建筑的一個特點；

本實施例的人行綠道硬化補給雨水下滲的結(jié)構(gòu)包括人行綠道，在人行綠道的兩邊開設滲水透氣空間，同時對滲水透氣空間下的土壤結(jié)構(gòu)進行改變，具體的：

滲水透氣空間的結(jié)構(gòu)包括路緣石1、滲水蓋板2、水流擋板3和氣液分隔板4，其中氣液分隔板4插設在路基兩邊的土壤結(jié)構(gòu)中將滲水透氣空間分隔為滲水氣腔b和滲水水腔a，且在滲水氣腔b和滲水水腔a頂端與人行綠道路面齊平的位置沿遠離人行綠道的方向依次鋪設水流擋板3、滲水蓋板2和路緣石1，水流擋板3在豎直方向阻止雨水從滲水蓋板流入滲水氣腔b，水流擋板3在豎直方向的板體與氣液分隔板4不在同一平面上，水流擋板3在豎直方向的板體罩在氣液分隔板4外且不與其接觸，兩者形成了相錯的開口，用于將滲水氣腔b中的氣體通過此開口排到滲水水腔a中，并通過滲水水腔a上的滲水蓋板2流出，同時將來自滲水蓋板2的雨水阻擋至滲水水腔a內(nèi)，保證雨水滲流與氣體排出兩者不會相互影響；

滲水水腔a的寬度設置為30cm，滲水氣腔b的寬度設置為5cm，滲水水腔a和滲水氣腔b的高度均設置為30cm，水流擋板3與氣液分隔板4形成的相錯的開口距離為5cm。

人行綠道路基沿豎直方向依次為混凝土層5、沙石層6、夯實土層7和第一原狀土層8，人行綠道的結(jié)構(gòu)是現(xiàn)有技術(shù)中通常有的路基結(jié)構(gòu)，其中第一原狀土層8的橫截面為倒置的鈍角三角形，鈍角三角形的鈍角角度為172°；滲水水腔a下方的土壤結(jié)構(gòu)沿豎向依次為礫石層9和細沙層11，滲水氣腔b下方的土壤結(jié)構(gòu)沿豎向依次為粗沙層10和細沙層11，且人行綠道路基下方的土壤結(jié)構(gòu)沿豎向依次為粗沙層10和細沙層11；

本實施例選取由粒徑為2～4cm的礫石鋪設成礫石層9；本實施例選取由粒徑為0.5～0.7cm的粗沙鋪設成粗沙層10；本實施例選取由粒徑為0.25～0.35cm的細沙鋪設成細沙層沙層11；

本實施例中，氣液分隔板4同時也將滲水透氣空間下的土壤結(jié)構(gòu)進行了分隔，其中礫石層9底部與粗沙層10是部分連通的，連通部分的高度為15cm；

本實施例中，根據(jù)實際道路的路基厚度h(cm)來確定礫石層9的厚度，為了有效的快速下滲和經(jīng)濟考慮設置礫石層9的厚度為(h+20)cm,粗沙層10的厚度為30cm，上述層厚的設置是為了雨水在下滲過程中下滲結(jié)構(gòu)底部空隙氣體順利排出考慮的，設置在滲水氣腔b底部鋪設下滲系數(shù)較礫石層小的粗沙層10，滲水水腔a底部鋪設下滲系數(shù)較大的礫石層9，使雨水在礫石層9快速下滲，自然下滲結(jié)構(gòu)的底部空隙氣體通過粗沙層10排出到滲水氣腔b，以避免氣體在排出過程中形成瓶頸不能排除。細沙層11的厚度為20cm,其中細沙層直接鋪設在第二原狀土層12上面,其目的是將縱向下滲速率減緩，橫向速率增大向路基下方擴散，增大雨水下滲面積。